基本信息
书名:电路与模拟电子技术基础
定价:35.00元
作者:成谢锋
出版社:科学出版社
出版日期:2012-01-01
ISBN:9787030330369
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:12k
商品重量:0.540kg
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内容提要
本书根据*的“电路与模拟电子技术”教学基本要求编写。全书分为电路基础理论和模拟电子技术基础两大部分。电路理论部分包括直流电路分析、暂态电路分析和正弦交流电路3章。模拟电子技术部分包括半导体二极管和晶体管、基本放大电路、放大电路中的负反馈、集成运算放大器及应用和直流稳压电源5章。每章均安排了一节应用实例与计算机辅助分析的内容。
本书注重基础,突出应用,基本概念讲述清楚,分析方法讲解透彻,例题、练习题、计算机仿真题配置齐全,难易度适中,便于教师施教和学生自学。
本书可作为普通高等学校计算机、机械、计算数学、传媒技术等相关专业的本科教材,也可作为成人教育及自学考试用教材,亦适合相关工程技术人员参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电子线路设计与实践》 内容概述: 本书是一本全面深入探讨电子线路设计与实践的著作。全书共分为十七章,系统性地介绍了模拟电子和数字电子两大领域的基础理论、核心器件、典型电路及其设计方法。本书力求理论联系实际,在讲解基本原理的同时,注重实际应用中的电路分析、设计思路和调试技巧,旨在培养读者扎实的电子技术功底和解决实际问题的能力。 第一部分:模拟电子技术基础 第一章:半导体基础与二极管 本章首先从微观层面入手,简要介绍了半导体材料的能带理论,包括本征半导体和外延半导体(P型和N型)的形成机理。接着详细阐述了PN结的形成、单向导电性、伏安特性曲线的物理意义,以及PN结在正向和反向偏置下的行为。在此基础上,深入探讨了各种类型的二极管,包括整流二极管(单相、三相桥式整流)、稳压二极管(Zener二极管)的稳压原理和应用,以及光电二极管、发光二极管(LED)的发光机理和特性。最后,结合实际应用,介绍了二极管在限幅、钳位、倍压、逻辑运算等方面的基本电路。 第二章:三极管及其放大电路 本章核心是三极管(BJT)的分析和应用。首先介绍了NPN和PNP型三极管的结构、工作原理、三种工作状态(截止、放大、饱和)的判断,以及输入、输出、传输特性曲线的解读。接着,详细讲解了三极管的几种基本放大电路组态:共发射极放大电路、共集电极放大电路(射极输出器)、共基极放大电路。对每种组态的电压放大系数、电流放大系数、输入电阻、输出电阻等关键参数进行了详细分析。随后,深入讨论了提高放大电路稳定性的方法,如直流负反馈,并介绍了偏置电路的设计原则,包括固定偏置、分压偏置、发射极负反馈偏置等,强调了静态工作点的稳定对电路性能的重要性。最后,分析了多级放大电路的级联、阻容耦合、直接耦合、变压器耦合等方式,以及放大电路的频率响应和失真问题。 第三章:场效应管及其放大电路 本章聚焦于场效应管(FET)。首先介绍了结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)的结构、工作原理(耗尽型和增强型MOSFET)、以及它们的伏安特性曲线。重点分析了场效应管的放大能力,并介绍了基于场效应管的放大电路,如共源极放大电路、共漏极放大电路(源极输出器)、共栅极放大电路。相较于三极管,场效应管具有高输入电阻的优点,在某些特定应用场合具有优势。本章同样会讨论场效应管放大电路的偏置设计和稳定性问题。 第四章:运算放大器及其应用 运算放大器(Op-amp)是模拟电路设计中最强大的工具之一。本章从理想运放的模型出发,介绍了虚短、虚断等重要概念。随后,系统地讲解了运放作为基本运算单元的应用,包括反相放大器、同相放大器、差动放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等。在此基础上,探讨了运放更复杂的应用,如有源滤波器(低通、高通、带通、带阻)、信号发生器(方波、三角波、正弦波)、比较器、电压跟随器等。本章强调了反馈网络在运放电路设计中的关键作用,以及如何根据具体要求设计相应的反馈结构。 第五章:信号发生器与波形变换 本章深入探讨了各种类型的信号发生器和波形变换电路。介绍了基于振荡器原理的正弦波发生器,如RC移相振荡器、LC反馈振荡器(哈特莱、考毕兹)、晶体振荡器等,并分析了它们的起振条件和频率稳定性。接着,介绍了产生非正弦波的电路,如多谐振荡器(产生方波)、锯齿波发生器、三角波发生器。还讲解了波形变换电路,如比较器和施密特触发器在波形整形中的应用,以及它们在数模转换和模数转换中的基础作用。 第六章:电源电路与稳压 电源是电子系统的基础。本章首先介绍了各种类型的电源变压器,以及它们的选型和使用。接着,详细讲解了整流电路(半波、全波、桥式)和滤波电路(电感滤波、电容滤波、LC滤波)的设计,分析了它们的滤波效果和纹波系数。在此基础上,重点讲解了线性稳压电源的原理,包括串联型稳压电路(使用稳压管或集成稳压器IC)和并联型稳压电路,分析了它们的稳压精度、内阻和效率。最后,简要介绍了开关电源的基本工作原理,如Buck、Boost、Buck-Boost变换器,以及它们的优缺点。 第七章:调制与解调电路 本章主要涉及通信系统中信息传输的基础。介绍了模拟调制技术,如调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)的原理、特点和应用。讲解了相应的调制器电路,以及它们在实际中的实现方式。随后,详细阐述了各种解调电路,包括包络检波(用于AM)、鉴频器(用于FM)、鉴相器(用于PM)等。还介绍了脉冲调制技术,如脉冲幅度调制(PAM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲位置调制(PPM)的基本原理。 第八章:有源滤波与信号处理 本章进一步拓展了滤波电路的设计,重点介绍了有源滤波器的优势,即不需要笨重的电感,且易于实现高阶滤波。详细讲解了巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等几种经典滤波器类型的特性。在此基础上,介绍了如何利用运放和无源元件构建低通、高通、带通、带阻等各种形式的有源滤波器。还涉及了其他信号处理技术,如信号放大、衰减、混响、均衡等。 第二部分:数字电子技术基础 第九章:数字逻辑基础与逻辑门电路 本章引入数字电路的基本概念,包括二进制数、逻辑运算(与、或、非、异或、同或)及其真值表。详细介绍了基本的逻辑门电路,如与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门,以及它们的逻辑符号和电路实现(如TTL、CMOS逻辑门)。接着,介绍了组合逻辑电路的设计方法,包括布尔代数化简法、卡诺图化简法,并讲解了如何根据逻辑功能设计相应的组合逻辑电路,例如译码器、编码器、多路选择器、数据分配器等。 第十章:时序逻辑电路 本章重点介绍能够记忆状态的时序逻辑电路。首先讲解了触发器(Flip-Flop)的基本原理,包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器,以及它们的时钟触发方式(电平触发、边沿触发)和激励表。在此基础上,介绍了集成触发器芯片的型号和使用。接着,深入探讨了计数器,包括同步计数器(二进制加法/减法计数器)和异步计数器(串行计数器),以及它们的结构和工作原理。最后,介绍了移位寄存器,包括串入串出、串入并出、并入串出、并入并出等不同类型,以及它们在数据传输和存储中的应用。 第十一章:集成电路与微处理器基础 本章简要介绍了集成电路(IC)的分类和特点,以及常用的数字集成电路系列(如TTL、CMOS)。重点介绍了微处理器的基本结构和工作原理,包括CPU、存储器、输入/输出接口等组成部分。初步介绍了指令系统、总线(地址总线、数据总线、控制总线)的概念,以及微处理器如何执行指令。 第三部分:实践与应用 第十二章:放大电路的实际设计与调试 本章将理论知识应用于实践。指导读者如何根据实际指标(如增益、带宽、输入输出阻抗、线性度)选择合适的放大器类型(三极管或场效应管),并进行具体的元器件选型。详细讲解了直流负反馈在稳定静态工作点和改善参数方面的作用。特别强调了电路的调试过程,包括信号源的选择、示波器的使用、关键参数的测量(如电压增益、频率响应、失真度),以及如何根据测量结果对电路进行优化和故障排除。 第十三章:传感器与信号调理电路 本章介绍了各种类型的传感器,包括温度传感器(热敏电阻、热电偶)、光传感器(光敏电阻、光电二极管)、压力传感器、位移传感器等,并讲解了它们的输出特性。在此基础上,详细阐述了信号调理电路的设计,包括放大、滤波、线性化、阻抗匹配等,以将传感器输出的微弱或非线性信号转化为便于后续处理的标准信号。 第十四章:晶体管振荡器与函数发生器设计 本章将振荡器理论应用于实际电路设计。指导读者如何设计和调试不同类型的晶体管振荡器,以产生特定频率的正弦波。此外,还将介绍如何利用运放和模拟开关等器件构建函数发生器,以产生多种波形(如方波、三角波、锯齿波)并能够调节频率和幅度。 第十五章:数模转换与模数转换电路 本章介绍了数字信号与模拟信号之间的转换。详细讲解了数模转换器(DAC)的原理和常见的实现方式,如电阻网络型、权电流型DAC,并介绍了其分辨率和转换速度等参数。接着,讲解了模数转换器(ADC)的原理,如逐次逼近型、双积分型ADC,并介绍了其量化误差、分辨率和采样率等关键指标。 第十六章:数字逻辑电路的设计实例 本章通过具体的实例,展示数字逻辑电路的设计过程。例如,设计一个简单的数字钟、电子密码锁、定时器等。涵盖了从需求分析、逻辑功能定义、真值表建立、逻辑化简、到最终电路实现的整个流程。同时,将介绍如何利用可编程逻辑器件(如FPGA、CPLD)进行更复杂的数字系统设计。 第十七章:电子线路的调试与故障排除 本章是实践能力的集中体现。本章将系统地介绍电子线路的调试方法和技巧。讲解了如何使用万用表、示波器、信号发生器等通用测试仪器进行测量和诊断。重点分析了常见的电路故障原因,如元器件损坏(电阻开路/短路、电容漏电、晶体管/IC失效)、连接错误、电源不稳定、参数漂移等。并提供了一套系统的故障排除流程,帮助读者快速定位问题并进行修复。 总结: 《电子线路设计与实践》是一本集理论与实践于一体的教材,旨在为读者构建扎实的电子技术知识体系。通过对模拟和数字电子技术的深入讲解,以及丰富的实践案例分析,本书将帮助读者理解电子世界的奥秘,并掌握设计、分析和调试各类电子电路的能力。无论是初学者还是希望提升技能的工程师,都能从中获益。
我是一名即将步入大学电子工程专业的学生,对于即将开始的专业学习,我既充满期待又有些许忐忑。我知道电路和模拟电子技术是这门学科的基础,是后续所有学习的基石。因此,我希望能够提前接触一本高质量的入门教材,为我的大学学习打下坚实的基础。我希望这本书的语言风格能够通俗易懂,避免过多的专业术语堆砌,能够循序渐进地引导我理解复杂的概念。我尤其看重书中是否包含丰富的例题和习题,因为我深知,只有通过大量的练习,才能真正掌握所学的知识,并培养解决问题的能力。如果书中能够有一些实验指导,让我能够亲手搭建电路,验证理论,那就更理想了。我希望这本书能够成为我在电子工程领域探索的起点,帮助我建立起对这门学科的浓厚兴趣和扎实功底。