基本信息
书名：电工与电子技术---项目化教材(沈翃)(第三版)
定价：36.0元
作者：沈翃
出版社：化学工业出版社
出版日期：2015-06-01
ISBN：9787122230317
字数：520000
页码：
版次：3
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.4kg
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内容提要
本书是根据国家示范性高职院校的课程建设要求,由具有丰富教学经验的教师与企业技术人员校企合作开发的项目化教材,每个项目又分若干工作任务,为理论学习提供坚实载体,真正实现项目导向、任务驱动,本书分“电工技术”与“电子技术”两部分内容。
本教材突出电工电子技术课程的实践性和实用性特点,着重以元器件的检测、典型电路分析和实用电路实现为主线,全书采用项目引领、任务驱动的编写方式,内容编排力求简洁明快、深入浅出;根据教学组织环节划分了知识点、技能点、任务描述、任务分析、相关知识、任务实施等板块,并穿插安排了练习
与思考、知识提示、知识技能、知识链接等各种教学活动,以便教师在使用时能够科学有效地组织教学。
本书为高等职业教育电类专业教材,也可作为普通高校非电类专业及职业大学、职工大学相关专业使用,并可供有关工程技术人员及自学作参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
精选电工电子技术案例集：从原理到实践的深度探索 本书并非直接介绍沈翃教授的《电工与电子技术---项目化教材(沈翃)(第三版)》，而是聚焦于独立于该特定教材之外，精选一系列极具代表性、能充分展现电工与电子技术核心概念和应用价值的经典案例，旨在为读者提供一个更加宽广的视角，深入理解并掌握这一关键学科的精髓。本书着力于案例的深度剖析，而非知识点的简单罗列，期望通过详实的讲解和生动的实践，让读者在解决具体问题的过程中，自然而然地构建起扎实的理论基础和卓越的工程实践能力。 第一部分：基础电路与直流电源系统 本部分将从最根本的电学原理入手，通过一系列贴近实际的案例，带领读者领略直流电路的奥秘。 案例一：智能家居的“大脑”——智能开关电源的设计与分析 我们将不再局限于书本上的简单电阻、电容、电感概念，而是以现代智能家居中不可或缺的开关电源作为切入点。通过对一个典型的智能开关电源进行深度解析，我们将详细探讨其工作原理：如何利用高频开关技术实现高效、稳定的电压转换？我们将深入分析其核心组件——PWM控制器、功率开关管（如MOSFET）、整流二极管、滤波电容等的作用，以及它们之间如何协同工作。此外，本书还将重点讲解如何通过调整关键参数（如占空比、开关频率）来优化电源的效率、纹波系数和负载调整率。在安全方面，我们将探讨过压保护、过流保护等关键设计，以及如何保证电源的可靠性。这个案例不仅能让读者深刻理解功率电子器件的应用，更能体会到理论知识如何直接服务于我们日常生活的便利。 案例二：太阳能发电系统的并网逆变器核心电路分析 随着清洁能源的普及，太阳能发电系统日益成为关注焦点。本案例将聚焦于太阳能电池板产生的直流电如何转化为可供家庭使用的交流电的关键环节——逆变器。我们将以一个单相并网逆变器的核心电路为例，深入分析其功能模块：DC-DC升压环节（可能采用Boost或SEPIC拓扑）、DC-AC逆变环节（通常采用全桥或半桥拓扑配合PWM控制）、以及隔离变压器（如果需要）。重点将放在PWM信号的生成原理，如何通过控制开关管的通断来实现正弦波的输出，以及如何与电网进行同步。滤波器设计（如LC滤波器）对于抑制谐波、保证输出电能质量至关重要，本书将详细讲解其设计方法和仿真验证。通过这个案例，读者将能领略到电力电子技术在可再生能源领域的关键作用。 案例三：汽车电瓶充电器的优化设计与故障诊断 汽车电瓶的维护是车主普遍关心的问题。本案例将设计一款性能优越、功能齐全的汽车电瓶充电器，并探讨其故障诊断。我们将从基础的恒压限流充电原理出发，介绍如何设计一个能够根据电瓶状态自动调整充电电流和电压的智能充电电路。重点将放在对充电过程中可能出现的各种异常情况的检测与处理，例如过充、过放、短路、反接等。本书将提供一套实用的故障诊断方法，包括利用万用表、示波器等基本仪器进行测量，并结合电路原理进行分析，帮助读者快速定位问题。同时，我们还会探讨如何通过增加一些附加功能，如电瓶活化、电瓶健康度检测等，来提升充电器的附加值。 第二部分：模拟电子技术的核心应用 本部分将深入模拟电路的精妙世界，通过一系列实际应用案例，展现模拟信号的处理、放大和调制的艺术。 案例四：高保真音频放大器的设计与声学优化 对于音乐爱好者而言，一个出色的音频放大器是享受美妙旋律的关键。本案例将从零开始，设计一款高保真音频放大器。我们将深入探讨不同的放大器拓扑结构（如甲类、乙类、甲乙类），分析它们的优缺点，并选择最适合高保真要求的结构。重点将放在对关键元器件的选择和电路参数的优化，例如运放的选用、耦合电容的选择、反馈网络的设置等，以实现低失真、宽频响和良好的瞬态响应。我们将详细介绍如何通过仿真软件（如LTspice）进行电路设计和性能评估，并探讨实际制作中可能遇到的接地、屏蔽等问题，以最大程度地减少噪声干扰，提升音质。 案例五：精密传感器信号调理电路的设计与噪声抑制 在工业自动化、医疗设备和科学研究等领域，传感器的信号往往微弱且易受噪声干扰。本案例将专注于设计一种高效的传感器信号调理电路。我们将以一个典型的应变片传感器为例，讲解如何设计一个精密仪表放大器，以获得高输入阻抗、高共模抑制比和高增益。重点将放在如何有效抑制各种噪声源（如电源噪声、射频干扰）对信号的影响，包括采用差分信号传输、硬件滤波（低通、高通、带通滤波器）以及软件滤波技术。我们将详细讨论滤波器的设计原则和元器件选型，以及如何通过多级滤波和放大来提高信噪比。通过这个案例，读者将能够掌握在复杂环境中提取微弱信号的关键技术。 案例六：FM广播发射机的基本原理与频率合成技术 从简单的调频广播到复杂的无线通信系统，频率调制（FM）都扮演着至关重要的角色。本案例将深入浅出地介绍FM广播发射机的基本工作原理。我们将重点讲解载波的产生、音频信号的调制过程（如压控振荡器VCO的工作原理），以及如何将调制后的信号进行放大和发射。在此基础上，本书还将引入频率合成技术，介绍如何利用锁相环（PLL）等技术实现稳定、精确的频率控制，这对于现代通信系统至关重要。我们将通过图示和原理分析，让读者理解频率合成器的核心概念，以及它如何为FM发射机提供灵活的频率选择能力。 第三部分：数字电子技术与嵌入式系统 本部分将转向数字世界的魅力，通过一系列实际案例，揭示数字逻辑的强大力量以及嵌入式系统在现代科技中的核心地位。 案例七：基于FPGA的数字时钟与闹钟系统的设计与实现 可编程逻辑器件（FPGA）因其灵活性和高性能，已成为数字系统设计的宠儿。本案例将以设计一个功能完善的数字时钟与闹钟系统为例，带领读者体验FPGA设计的乐趣。我们将从Verilog或VHDL硬件描述语言的基础入手，讲解如何对时钟、分钟、秒进行计数和显示。重点将放在如何设计状态机来实现闹钟的定时响铃功能，包括设置闹钟时间、触发闹钟逻辑以及响铃音乐的播放（可能需要与外部音频模块接口）。我们将详细介绍FPGA的开发流程，包括代码编写、综合、实现、下载以及板级调试。通过这个案例，读者将能够深刻理解数字逻辑设计在实际产品中的应用。 案例八：物联网传感器节点的数据采集与无线传输模块设计 物联网（IoT）的蓬勃发展离不开各类传感器节点的设计。本案例将聚焦于一个典型的物联网传感器节点，重点关注其数据采集和无线传输模块的设计。我们将以一个温湿度传感器为例，讲解如何使用微控制器（如Arduino或STM32）对其进行数据读取，包括ADC转换、数据滤波和格式化。在无线传输方面，我们将探讨不同无线通信技术（如蓝牙、Wi-Fi、LoRa）的优缺点，并以一种常见的低功耗无线模块为例，讲解其通信协议和接口（如SPI、UART）。本书将详细介绍如何编写驱动程序，实现传感器数据的定时采集和可靠传输，并探讨功耗优化策略，以延长电池寿命。 案例九：智能交通信号灯控制器的优化设计与仿真 智能交通系统是城市发展的重要组成部分。本案例将设计一款智能交通信号灯控制器，以提升交通效率和安全性。我们将从基础的交通流检测入手，讲解如何利用传感器（如地感线圈、摄像头）获取车辆信息。在此基础上，本书将设计一套自适应的信号灯控制算法，根据实时交通流量动态调整信号灯配时，以减少车辆等待时间。我们将详细介绍状态机设计，如何根据不同的交通状况切换信号灯状态。同时，我们将引入仿真软件（如MATLAB/Simulink或专门的交通仿真软件），对设计的控制器进行仿真验证，评估其在不同场景下的性能表现。 第四部分：进阶主题与前沿技术展望 本部分将触及一些更具挑战性的电工电子技术领域，并对未来的发展趋势进行展望。 案例十：功率变换器中的EMI/EMC问题分析与抑制 电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）是电子产品设计中必须面对的重要课题。本案例将专注于功率变换器（如开关电源、变频器）中的EMI/EMC问题。我们将深入分析EMI的产生机制，例如传导发射和辐射发射。重点将讲解各种EMI抑制技术，包括滤波器的设计（如EMI滤波器、共模扼流圈）、屏蔽措施、PCB布局优化（如接地设计、电流回路最小化）以及元器件选型。本书还将介绍EMC的测试标准和方法，帮助读者理解如何确保产品满足相关的EMC认证要求。 案例十一：电机驱动中的矢量控制技术原理与实践 电机驱动是工业自动化和电动汽车的核心技术。本案例将深入探讨电机驱动领域的前沿技术——矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）。我们将以永磁同步电机（PMSM）为例，详细解析矢量控制的数学模型，包括定子电流的空间矢量分解、磁场定向原理以及如何通过控制d轴和q轴电流来实现对电机转矩和磁链的独立控制。本书将介绍实现矢量控制所需的关键硬件（如编码器、三相逆变器）和软件算法。通过仿真和可能的硬件平台演示，读者将能深刻理解矢量控制在实现电机高性能控制方面的巨大优势。 案例十二：基于嵌入式系统的实时信号处理在通信系统中的应用 实时信号处理是现代通信系统不可或缺的组成部分。本案例将探讨如何利用嵌入式系统实现高效的实时信号处理。我们将以一个简单的数字调制解调系统为例，讲解如何使用DSP（数字信号处理器）或高性能MCU来执行滤波、采样、解调等操作。重点将放在算法的优化，以满足实时性的要求，例如CORDIC算法、FFT（快速傅里叶变换）的应用。本书还将介绍嵌入式开发平台（如ARM Cortex-M系列）及其相关的开发工具链，以及如何将算法高效地移植到硬件上。 本书的编写风格力求严谨而生动，理论分析深入浅出，实践案例贴近实际需求。我们相信，通过对这些精选案例的深入学习和研究，读者不仅能够牢固掌握电工电子技术的核心知识，更能培养独立分析问题、解决问题的能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。本书并非特定教材的附属读物，而是作为一个独立的、高质量的学习资源，为所有对电工电子技术充满热情和探索精神的读者提供一份宝贵的参考。
这本书的封面设计挺有意思的，那种略带复古的色调，加上清晰的字体，一看就是那种踏踏实实做学问的书。我拿到手的时候，首先被它扎实的厚度吸引了，这感觉就像是捧着一本沉甸甸的工具书，而不是那种空泛的理论阐述。从目录上看，内容的覆盖面非常广，从最基础的电路原理到稍微复杂一点的电子元器件特性，似乎都给安排得明明白白。我个人对这种“项目化”的教学理念非常感兴趣，毕竟理论知识学多了，如果不结合实际的应用场景去理解，很容易就忘了。我特别期待书里那些实操案例部分，希望它能像一位经验丰富的老工程师在旁边手把手地教你，而不是冷冰冰的公式堆砌。如果里面的图示和实验步骤能画得足够详细、准确，那就太棒了，毕竟做实验的时候，一个小小的接线错误都可能导致整个项目失败，影响学习积极性。总的来说，我对这本书抱有很高的期待，希望它能真正成为我学习电工电子技术过程中不可或缺的实践指南。