電路理論與電子技術基礎/應用型本科信息大類專業“十三五”規劃教材

電路理論與電子技術基礎/應用型本科信息大類專業“十三五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王海文 著,秦偉,王海文,葛敏娜 編
圖書標籤:
  • 電路理論
  • 電子技術
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  • 信息專業
  • 教材
  • 基礎
  • 十三五規劃
  • 電氣工程
  • 模擬電路
  • 電子技術基礎
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齣版社: 華中科技大學齣版社
ISBN:9787568025751
版次:1
商品編碼:12151650
包裝:平裝
叢書名: 應用型本科信息大類專業“十三五”規劃教材
開本:16開
齣版時間:2017-02-01
用紙:膠版紙
頁數:420
字數:708000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :本書可以作為高校教學的參考教材,也是一本可以供工程技術人員選用的參考資料。

本書作為電路理論與電子技術入門教材,一方麵,內容由淺入深、通俗易懂,循序漸進地將各個知識點講解清楚,以引導學生學習並掌握;另一方麵,在章後附有習題,通過經典題型讓學生掌握每章所講授的基本內容,提高學生學習興趣,進而達到使學生刻苦鑽研、自覺學習的目的。本書的編寫特點:傳統性、實用性和先進性。一方麵,將必要理論基礎知識係統地組織在一起,滿足基礎要求;另一方麵,結閤實用、易學的特點,將不必要的理論推導摒棄,使內容精簡,滿足少學時要求。在傳統理論的基礎上,本書注重理論與實際的結閤,加強瞭實際應用的內容。所建立的模型來源於實際的認識規律,闡述瞭理想元件與實際器件的辯證關係,同時本書還提供瞭一些實物圖片。每章均附有習題,以幫助學生更好地掌握本章內容。

內容簡介

本書電路理論部分主要講述基爾霍夫定律和理想電路的基本元件、電阻電路的等效變換、電路分析的一般方法、網絡定理、動態電路的時域分析、正弦穩態分析、三相電路、非正弦周期電流電路的穩態分析、二端口網絡、變壓器和電磁鐵等;電子技術部分主要介紹瞭常見的半導體器件、各種放大電路、集成運算放大器、直流穩壓電路、門電路和組閤邏輯電路、觸發器和時序邏輯電路、存儲器等內容。


本書作為電路理論與電子技術入門教材,一方麵,內容由淺入深、通俗易懂,循序漸進地將各個知識點講解清楚,以引導學生學習並掌握;另一方麵,在章後附有習題,通過經典題型讓學生掌握每章所講授的基本內容,提高學生學習興趣,進而達到使學生刻苦鑽研、自覺學習的目的。

本書可以作為高校教學的參考教材,也是一本可以供工程技術人員選用的參考資料。


為瞭方便教學,本書配有電子課件等教學資源包,任課教師和學生可以登錄“我們愛讀書”網(www.ibook4us.com)免費注冊並瀏覽,或者發送郵件至hustpeiit@163.com免費索取。


目錄

第1章 基爾霍夫定律和理想電路的基本元件
1.1 電路理論中的常用基本變量及基爾霍夫定律
1.1.1 常用變量、參考方嚮、關聯參考方嚮及功率的判斷
1.1.2 電路和電路模型
1.1.3 基爾霍夫定律
1.2 理想二端電阻元件及歐姆定律
1.2.1 二端電阻元件的廣義定義
1.2.2 理想綫性定常電阻元件的伏安特性
1.2.3 理想綫性定常電阻的串聯、並聯、混聯
1.3 理想獨立電源與實際電源
1.3.1 理想獨立電壓源與實際電壓源
1.3.2 理想獨立電流源與實際電流源
1.3.3 實際電壓源與實際電流源的等效變換
1.4 理想綫性定常電容元件及理想綫性定常電感元件
1.4.1 理想綫性定常電容元件及其串並聯
1.4.2 理想綫性定常電感元件及其串並聯
1.5 理想受控源
習題

第2章 電阻電路的等效變換
2.1 電橋電路
2.1.1 平衡電橋
2.1.2 非平衡電橋
2.2 純電阻電路的Y-△等效變換
習題

第3章 電路分析的一般方法
3.1 標準支路方程及求解電路的一般原則
3.1.1 電路的26方程
3.1.2 電路的標準支路方程
3.2 支路電流法
3.3 節點電壓法
3.4 迴路電流法
3.5 網孔電流法
習題

第4章 網絡定理
4.1 替代定理
4.2 疊加定理
4.3 戴維南定理和諾頓定理
4.3.1 戴維南定理
4.3.2 諾頓定理
4.4 最大功率傳輸定理
4.5 特勒根定理
4.5.1 特勒根定理1
4.5.2 特勒根定理2
4.6 互易定理
習題

第5章 動態電路的時域分析
5.1 一階電路
5.1.1 一階電路的零輸入響應
5.1.2 一階電路的零狀態響應
5.1.3 一階電路的全響應
5.1.4 求解一階電路的三要素法
5.1.5 階躍響應與衝激響應
5.2 二階電路
5.2.1 RI,C二階電路的零輸入響廊
5.2.2 零狀態RLc並聯電路對衝激激勵的響應
習題

第6章 正弦穩態分析
6.1 正弦交流電路的基本概念
6.1.1 正弦量的三要素
6.1.2 正弦量的相位差
6.2 正弦量的有效值
6.3 阻抗、導納及其相互關係
6.3.1 阻抗的定義
6.3.2 RLC串聯電路的阻抗
6.3.3 阻抗的串聯
6.3.4 導納的定義
……

第七章 三相電路
第八章 非正弦周期電流電路的穩態分析
第九章 二端口網絡
第十章 變壓器和電磁鐵
第十一章 半導體器件
第十二章 放大電路
第十三章 集成運算放大器
第十四章 直流穩壓電路
第十五章 門電路和組閤邏輯電路
第十六章 觸發器和時序邏輯電路
第十七章 存儲器

精彩書摘

第1章基爾霍夫定律和理想電路的基本元件




第1章



基爾霍夫定律和理想電路的基本元件










1.1電路理論中的常用基本變量及基爾霍夫定律


1.1.1常用變量、參考方嚮、關聯參考方嚮及功率的判斷


在電路理論中,一般常用變量為電壓(降)、電流和電功率。有時也用到電位、電位能、電荷、磁通、磁通鏈等。電壓用小寫字母u或v錶示,電流用小寫字母i錶示,電功率用字母P錶示。


1. 電流


從物理學中我們已經知道,電荷質點的運動稱為電流。在物理學中已經學過電流強度的概念。我們將單位時間內通過導體橫截麵積的電量定義為電流強度,用i錶示,其方嚮規定為正電荷移動的方嚮。


i=dq(t)dt


式中,q的基本單位為庫倫(C),t的基本單位為秒(s),電流強度i的基本單位為安培(A)。其中,10-3 A=1 mA(毫安),10-6 A=1 μA(微安),103 A=1 kA(韆安),106 A=1 MA(兆安)。


電流強度i用於衡量電流的大小,簡稱電流。所以i既是物理現象又是強度(大小)的錶示。電流就其成因來看大緻可以分為以下三類。


(1) 傳導電流。在金屬導體中自由電子的有規則的運動,以及在電解質中正負離子的有規則的運動都稱為傳導電流。


(2) 運流電流。電子、離子甚至宏觀帶電體在空間做機械運動形成運流電流。


(3) 位移電流。由公式i=dq(t)dt可知,如果有交變電壓加在電容器兩極闆上,由於電場的交變,在接有電容器的電路中導體各橫截麵的電量也隨時間變化,電路中也會形成電流,這種電流稱為位移電流。


電流的速度為電磁場建立的速度,也就是光速,即為c=3×108米/秒。


電流按其大小與方嚮是否隨時間而變,又可以分為以下兩種。


(1) 穩恒電流。電流的大小、方嚮都不隨時間而變,是恒定不變的,這樣的電流又稱為直流電流,用大寫字母I錶示。它在測量儀錶上的標誌為DC(直流電流錶)。


(2) 交變電流。大小、方嚮都隨時間而變的電流,又稱為交流電流,用i(t)錶示。它在測量儀錶上的標誌為AC(交流電流錶)。




注:

隻改變大小,不改變方嚮的電流稱為脈動電流,比如將正弦交變電流通過半波整流或全波整流後得到的電流,隻改變大小,未改變方嚮,故為脈動電流;現將脈動電流歸為交流電流。






電流的正方嚮規定為正電荷移動的方嚮,但是在復雜電路中如果未經計算,則很難判斷電流的正方嚮,並且如果是交流電流,無法在圖中標示齣每一瞬間電流的方嚮。因此,有必要在電路圖中預先規定各支路電流的參考方嚮。當真實方嚮與參考方嚮一緻時,電流的代數值為正;當真實方嚮與參考方嚮相反時,電流的代數值為負。


圖1��1與圖1��2中i的方嚮都是假定方嚮或參考方嚮,但通過計算後得齣圖1��1中i1=3 A,說明其電流的真實方嚮與參考方嚮相同,確實是從a點流到b點的3 A電流。而計算後得齣圖1��2中i2=-5 A,說明其真實方嚮與參考方嚮相反,不是從c點流到d點,而是從d點流到c點,真實方嚮用虛綫及i′1和i′2錶示。



圖1��1電流的真實方嚮與假定方嚮相同




圖1��2電流的真實方嚮與假定方嚮相反





由上述分析,可得齣以下結論。


(1) 電路分析計算之前必須規定電流的參考方嚮,並在圖中標示齣來。


(2) 電流的真實方嚮由計算結果(代數值)與參考方嚮共同確定:代數值為正,說明電流的真實方嚮與參考方嚮相同;代數值為負,說明電流的真實方嚮與參考方嚮相反。


(3) 電流是標量,不是矢量。


2. 電壓


兩點間的電位之差稱為電壓。電壓用u或U錶示。


在庫侖場中,由於庫侖場是保守力場,故電荷處於電場中不同的位置將具有不同的電位能。電荷在電場中移動,電場力所做的功是電位能改變的量度,將試驗電荷q0從a點移到b點,電場力做功為ΔWab。


ΔWab=Wa-Wb=q0∫baE�遜l��=q0∫∞aE�遜l��-q0∫∞bE�遜l��


式中,E�呶�電場強度,q0∫∞aE�遜l�呤莙0在電場中a點所具有的電位能,q0∫∞bE�遜l�呤莙0在電場中b點所具有的電位能。


單位電荷所具有的電位能稱為電位,故a點的電位Ua=q0∫∞aE�遜l�遯0=∫∞aE�遜l�摺M�理,b點的電位Ub=∫∞bE�遜l�摺F渲校�無窮遠點∞,稱為參考電位點,其電位為零。


所以電位是電場的固有屬性的錶徵,僅與産生電場的電荷有關,與試驗電荷無關。


a點與b點之間的電壓為


uab=Ua-Ub=Waq0-Wbq0=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��=∫baE�遜l��


uab僅與a、b兩點的位置有關,與計算路徑無關。如圖1��3所示,a、b兩點之間的電壓僅僅取決於a、b兩點,而與電荷移動路徑是a→g→b還是a→f→b無關。這一結論可證明如下:




圖1��3正電荷的移動路徑


∫a→g→bE�遜l��=∫gaE�遜l��+∫bgE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞gE�遜l��+∫∞gE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��


=∫baE�遜l��=uab





∫a→f→bE�遜l��=∫faE�遜l��+∫bfE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞fE�遜l��+∫∞fE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��


=∫baE�遜l��=uab


Uab=dwdq




式中:w錶示能量,單位為焦耳(J);q錶示電荷量,單位為庫侖(C);uab錶示a、b兩點間的電壓,單位為伏特(V)。


10-3 V=1 mV(毫伏),10-6 V=1 μV(微伏),103 V=1 kV(韆伏), 106 V=1 MV(兆伏)。


電壓按其大小、方嚮是否隨時間而變可分為直流電壓和交流電壓兩大類。


(1) 直流電壓:大小、方嚮都不隨時間而變,是恒定值,用大寫字母U錶示。


(2) 交流電壓:大小、方嚮都隨時間而變,是時間函數,用u(t)錶示。


同樣,在分析計算之前必須假定電壓的參考方嚮(參考極性)。用“+”錶示高電位端,用“-”錶示低電位端,“+”“-”標示在元件或支路的兩端。計算結果代數值為正,錶明該段電路電壓的真實極性與參考極性相同;如果代數值為負,則錶明該段電路電壓的真實極性與參考極性相反。如圖1��4和圖1��5所示,圖1��4中uab為參考極性,計算結果uab=3 V,錶明uab的真實極性與參考極性相同,確實是a端為高電位端,b端為低電位端,用u′ab錶示;而圖1��5中計算結果ucd=-5 V,錶明該段電路電壓的真實極性與參考極性相反,真實情況是d端為高電位端,c端為低電位端,用u′cd錶示。



圖1��4電壓的真實極性與參考極性相同




圖1��5電壓的真實極性與參考極性相反







圖1��6電壓、電流的關聯(參考)方嚮


當假定的電流從支路的高電位端流嚮低電位端時,電壓、電流的參考方嚮稱為關聯參考方嚮,簡稱為關聯方嚮,如圖1��6所示。



3. 關聯、非關聯方嚮

由前麵敘述可知,在電路分析時,既要為元件或電路中的電流假設參考方嚮,也要為它們標注電壓的參考極性,二者是可以獨立無關的、任意假定的。但為瞭下一步分析問題的方便,引入關聯參考方嚮和非關聯參考方嚮的概念。當電流的參考方嚮是從電壓參考方嚮的正極流入、負極流齣時,稱電壓和電流的參考方嚮是關聯的(associated);反之,稱電壓和電流的參考方嚮是非關聯的(no�瞐ssociated)。如圖1��7(a)和圖1��7(b)所示,圖中N代錶元件或電路的一個部分。關聯與非關聯一定是對某一個元件或電路而言的。如圖1��7(c)所示,電壓u、電流i的參考方嚮對A是非關聯的,對B就是關聯的。




圖1��7關聯、非關聯方嚮




4. 電功率


在單位時間內電場力所做的功,或者單位時間所轉換的電能,稱為電功率,用P錶示。


由uab=dwdq可知,dw=uab·dq


於是有


P=dwdt=uabdqdt=iuab


式中,P錶示電功率,單位為瓦特(W)。其中,10-3 W(瓦)=1 mW(毫瓦);10-6 W(瓦)=1 μW(微瓦),103 W(瓦)=1 kW(韆瓦),106 W(瓦)=1 MW(兆瓦)。


顯然,該式中uab與i的方嚮是關聯方嚮。在i、uab關聯方嚮下,若uab>0,i>0,P>0,則說明電壓的真實方嚮與假定的參考方嚮相同,電流的真實方嚮與參考方嚮也相同,正電荷從高電位移到低電位,電場力做功,電能減少,該段電路吸收功率(吸收能量),如圖1��8所示。q0為正試驗電荷或任意正電荷。





P=iuab<0,仍然在關聯方嚮下,若i>0,則說明電流的真實方嚮與參考方嚮一緻,電流是從a點流嚮b點的;因為uab<0,說明uab的真實方嚮與參考方嚮相反,應該是Ub為高電位,b為“+”極,Ua為低電位,a為“-”極,如圖1��9所示。現在正電荷從負極流嚮正極,不可能是正電荷産生的電場力做功,隻可能是外電場力或非電場力做功纔能把正電荷推嚮正極。正試驗電荷q0從低電位移動到高電位,電位能增加瞭,可以對外做功,相當於電源,如圖1��10所示。




圖1��8正試驗電荷q0從高電位移嚮低電位




圖1��9正試驗電荷q0從低電位移嚮高電位





圖1��10正電荷電位能增加






在關聯方嚮下,由P=ui可知:


若P>0,則該段電路吸收功率;


若P<0,則該段電路發齣功率。


若u、i的方嚮為非關聯方嚮,則計算功率時要增加一個負號,即P=-ui。

判斷其是吸收功率還是發齣功率的方法與判斷u、i的方嚮是否為關聯方嚮的方法相似:P>0,為吸收功率;P<0,為發齣功率。


前言/序言

本書是根據教育部“電工與電子技術”課程教學的基本要求及本科人纔培養的規格和特點,結閤現代電工與電子技術的發展趨勢而編寫的。


本書的編寫特點:傳統性、實用性和先進性。一方麵,將必要理論基礎知識係統地組織在一起,滿足基礎要求;另一方麵,結閤實用、易學的特點,將不必要的理論推導摒棄,使內容精簡,滿足少學時要求。在傳統理論的基礎上,本書注重理論與實際的結閤,加強瞭實際應用的內容。所建立的模型來源於實際的認識規律,闡述瞭理想元件與實際器件的辯證關係,同時本書還提供瞭一些實物圖片。每章均附有習題,以幫助學生更好地掌握本章內容。



本書結構和體係設計的特點如下。前麵章節為電路理論部分,基爾霍夫定律和理想電路基本元件為全書奠定基礎;電路分析的一般方法不但適用於直流電路,而且適用於交流電路;三相電路、非正弦周期電流電路的穩態分析屬於交流電路的範疇。電子部分介紹瞭組成電路的常用半導體器件特性分析、各種放大電路的工作原理、集成運算放大器、為各種電路提供電源的直流穩壓電路等模電基礎知識。最後是數字電子部分,包括常見的門電路和組閤邏輯電路、觸發器和時序邏輯電路及存儲器等數電知識。


本書在編寫時,力求突齣重點,基本概念明確清晰,努力貫徹教材要少而精和理論聯係實際的精神。在章末都附有一定數量的習題,幫助學生加深對課程內容的理解。在習題的選擇上充分考慮其針對性、啓發性和實用性,充分體現齣教學要求。使學生能夠學、練結閤,以幫助學生進一步正確消化、理解和鞏固所學理論知識,增強應用能力。部分習題有一定的深度,以使學生在深入掌握課程內容的基礎上擴展知識,能夠分層次逐步把理論與實際應用緊密結閤起來,既能幫助學生提高理解能力,又能培養學生的學習興趣。


全書由大連工業大學秦偉、王海文及大連工業大學藝術與信息工程學院葛敏娜擔任主編,廣東技術師範學院天河學院陳朝大、大連工業大學藝術與信息工程學院李世濤和王虹元擔任副主編。全書共17章,其中,秦偉編寫第2、8、14、17章,王海文編寫第1、3、9章,葛敏娜編寫第10、15、16章,陳朝大編寫第5章,李世濤編寫第11、12、13章,王虹元編寫第4、6、7章。硃琳、黃婷婷、龐瑞、王藝菲協助進行資料的整理工作。


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由於編者水平有限,書中難免存在不妥和錯誤之處,敬請使用本書的教師、學生以及其他讀者批評指正。





編者


2016年12月



《現代電子係統設計與實現》 內容簡介 本書旨在為信息類應用型本科專業的學生提供一套係統、深入的現代電子係統設計與實現知識體係。在信息技術飛速發展的今天,電子技術已成為支撐各種智能應用和信息處理的基石。本書緊密結閤當前行業發展趨勢和實際工程需求,從基礎原理齣發,逐步深入到復雜係統的設計與實踐,力求培養學生紮實的理論功底、敏銳的工程思維和齣色的實踐能力。 第一部分:核心電子器件與電路分析 本部分將為讀者打下堅實的電子學基礎。我們將從最基礎的半導體器件入手,詳細講解二極管、三極管(BJT)和場效應管(MOSFET)的物理特性、工作原理、主要參數及其在不同電路中的應用。重點將放在理解這些器件如何作為放大器、開關等基本單元,為後續復雜電路設計奠定基礎。 接著,我們將係統性地迴顧和深化電路分析方法。這包括直流電路和交流電路的基爾本定律、節點電壓法、網孔電流法等經典分析技術,並引入更現代的工具,如綫性電路的疊加定理、戴維寜定理和諾頓定理,以簡化復雜電路的分析過程。對於包含電容、電感等動態元件的電路,將重點闡述其暫態響應和穩態響應的分析方法,以及如何運用拉普拉斯變換等數學工具來處理更復雜的動態電路。 此外,本部分還將涵蓋運算放大器(Op-amp)這一核心模擬集成電路。我們將深入剖析理想運放的特性,並在此基礎上講解各種經典運放電路,如反相放大器、同相比例放大器、加法器、減法器、積分器、微分器以及濾波器等。通過對這些電路的分析,讀者將深刻理解運放作為高性能模擬信號處理模塊的強大能力。 第二部分:數字邏輯與集成電路基礎 數字電子技術是現代信息係統的另一大支柱。本部分將從最基礎的數製、邏輯門電路開始,逐步構建起數字係統的邏輯基礎。我們將詳細講解布爾代數及其化簡方法,以及各種基本邏輯門(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)的工作原理和邏輯特性。 在此基礎上,我們將引入組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計與分析。組閤邏輯電路部分將涵蓋編碼器、譯碼器、多路選擇器、數據分配器等基本邏輯模塊,以及如何使用卡諾圖等方法進行邏輯函數的優化。時序邏輯電路部分將重點講解觸發器(RS, JK, D, T)的工作原理,以及由觸發器構成的寄存器、計數器(同步計數器、異步計數器)等基本存儲和時序控製單元。 本部分還將介紹常用的數字集成電路係列(如TTL和CMOS係列)的基本特點和選型原則。此外,我們將引入可編程邏輯器件(PLD)的概念,如PLA、PAL和FPGA,並初步介紹其基本結構和工作原理,為讀者接觸和掌握現代數字係統設計工具打下基礎。 第三部分:信號處理與通信基礎 信息係統離不開信號的處理和傳輸。本部分將聚焦於信號的基本概念、分類以及信號在電子係統中的處理。我們將介紹連續時間信號和離散時間信號的特性,如周期性、偶偶性、能量和功率。傅裏葉級數和傅裏葉變換是分析信號頻譜特性的重要工具,本部分將深入講解其原理及其在電路分析中的應用,幫助讀者理解信號的頻率成分。 濾波器是信號處理中不可或缺的部分,我們將講解不同類型的濾波器,包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器,並介紹其分類(如巴特沃斯、切比雪夫等)和設計的基本原則。讀者將學習如何根據信號特性和應用需求選擇和設計閤適的濾波器。 對於通信基礎,我們將介紹模擬調製技術(如AM, FM, PM)和數字調製技術(如ASK, FSK, PSK, QAM)的基本原理和應用。我們將探討信號的帶寬、信噪比等關鍵參數,以及它們對通信質量的影響。此外,還將簡要介紹采樣定理、量化和編碼等數字信號處理在通信係統中的作用。 第四部分:微控製器與嵌入式係統設計 微控製器(MCU)和嵌入式係統是現代電子産品中的核心組成部分,也是本書實踐性最強的一部分。本部分將深入講解微控製器的體係結構,包括CPU、內存、存儲器接口、定時器/計數器、中斷控製器、ADC/DAC接口、通信接口(如UART, SPI, I2C)等關鍵模塊。 我們將以一種主流的微控製器係列(例如,ARM Cortex-M係列)為例,詳細講解其指令集、尋址方式以及程序執行流程。在軟件開發方麵,我們將介紹C語言在嵌入式係統開發中的應用,並結閤集成開發環境(IDE)和調試工具,指導讀者完成代碼編寫、編譯、下載和調試的全過程。 本部分將強調動手實踐,通過一係列精心設計的實驗項目,讓讀者掌握如何利用微控製器實現各種功能,例如:LED的驅動與控製、按鍵輸入檢測、LCD顯示、傳感器數據采集(溫度、濕度、光照等)、電機驅動控製、以及簡單的通信協議實現。這些實驗將幫助讀者將理論知識轉化為實際的工程應用能力。 第五部分:傳感器技術與應用 傳感器是電子係統感知外部世界的“眼睛”和“耳朵”。本部分將係統介紹各類常用傳感器的原理、特性、選型和應用。我們將涵蓋以下幾類傳感器: 溫度傳感器: 如熱敏電阻、熱電偶、集成溫度傳感器(如LM35, DS18B20)等。 濕度傳感器: 如電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器。 光傳感器: 如光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光敏集成電路。 力與壓力傳感器: 如應變片、壓阻式傳感器、壓電傳感器。 位移與角度傳感器: 如電位器、編碼器、霍爾傳感器、超聲波傳感器。 聲音傳感器: 如麥剋風、聲音傳感器模塊。 氣體傳感器: 如MQ係列氣體傳感器。 對於每種傳感器,我們將分析其工作原理、輸齣信號特性(模擬或數字)、精度、響應時間、工作溫度範圍等關鍵參數。同時,我們將重點講解如何將這些傳感器接入微控製器,進行信號調理(如放大、濾波),以及如何通過軟件讀取和處理傳感器數據,實現環境監測、狀態識彆等功能。 第六部分:電源技術與電磁兼容性(EMC) 穩定的電源是所有電子係統正常工作的保障。本部分將介紹直流穩壓電源和交流電源的基本原理。我們將深入講解綫性穩壓器和開關電源(Buck, Boost, Buck-Boost)的設計與工作原理,重點分析其效率、紋波、負載調整率和綫性調整率等關鍵指標。此外,還將討論過壓保護、過流保護等電源安全設計。 隨著電子設備集成度的不斷提高和工作頻率的加快,電磁兼容性(EMC)問題日益突齣。本部分將介紹EMC的基本概念,包括電磁乾擾(EMI)和電磁敏感性。我們將分析常見的EMI産生源和耦閤途徑(如傳導、輻射),並介紹相應的抑製措施,如濾波、屏蔽、接地、PCB布局優化等。理解和掌握EMC設計原則對於開發可靠、高性能的電子産品至關重要。 第七部分:現代電子係統設計流程與實踐 本部分將對前幾個部分的內容進行整閤,並從工程實踐的角度,引導讀者瞭解現代電子係統的設計流程。我們將介紹從需求分析、係統框圖設計、詳細電路設計、PCB布局布綫、元器件選型、原型製作、調試驗證到最終産品實現的完整過程。 我們將探討當前電子係統設計中常用的EDA(Electronic Design Automation)工具,如原理圖繪製軟件、PCB設計軟件(如Altium Designer, Eagle, KiCad)和仿真軟件(如SPICE)。讀者將瞭解如何使用這些工具來提高設計效率和準確性。 最後,本書將通過一個或多個綜閤性的案例項目,展示如何將所學知識融會貫通,設計並實現一個完整的電子係統。這些案例將涵蓋從硬件選型、嵌入式軟件開發到係統集成和測試的全過程,旨在幫助讀者樹立完整的工程設計理念,為未來從事相關領域的研發工作打下堅實的基礎。 總結 《現代電子係統設計與實現》是一本內容全麵、體係完整、理論與實踐緊密結閤的教材。它不僅為信息類應用型本科專業的學生提供瞭學習電子係統設計所需的關鍵知識和技能,也為有誌於深入瞭解和掌握現代電子技術的研究生和工程技術人員提供瞭寶貴的參考。通過對本書的學習,讀者將能夠理解、設計和實現各類復雜的電子係統,為信息技術的發展貢獻力量。

用戶評價

評分

這本書給我留下瞭極其深刻的印象,尤其是其在理論深度和實際應用之間的巧妙平衡。作為一名信息技術領域的學生,我常常在學習抽象的電路原理時感到力不從心,而這本書則以一種極其生動和貼近實際項目的方式,將那些復雜的概念一一拆解。書中對於不同電子元件的工作原理,例如晶體管的放大特性、運算放大器的各種應用,以及數字邏輯門電路的組閤邏輯設計,都進行瞭詳盡的闡述。更讓我驚喜的是,它並沒有止步於理論的陳述,而是花瞭大量篇幅去講解這些理論是如何在實際的電子係統中得以實現的。書中提供的案例分析,從簡單的LED閃爍電路到更為復雜的數模混閤信號處理係統,都讓我對理論知識的應用有瞭更直觀的認識。特彆是關於信號濾波和放大電路的設計,書中給齣的步驟清晰,並且附帶瞭仿真電路圖,這對於我進行課程設計和畢業設計提供瞭極大的幫助。我曾嘗試按照書中的方法搭建一個簡易的音頻放大器,過程中遇到的問題,如噪聲抑製和頻率響應優化,都能在書中找到對應的解答和改進思路。這種理論與實踐的無縫銜接,極大地增強瞭我學習電子技術的信心和興趣。

評分

這本書的編寫風格非常適閤我們這類應用型本科生,它沒有像一些理論性很強的書籍那樣,上來就拋齣一堆復雜的數學公式和定理,而是循序漸進,將內容分解成易於理解的模塊。從最基礎的直流電路分析,到交流電路的相量法,再到非綫性電路的分析,作者都用瞭非常形象的比喻和通俗易懂的語言來解釋。例如,在講解電容和電感在交流電路中的作用時,書中用“蓄水池”和“慣性”來類比,這讓我一下子就抓住瞭核心概念。而且,書中非常注重知識點的串聯和遞進,確保我們在掌握瞭前一個知識點之後,能夠更輕鬆地理解下一個更深層次的概念。我尤其喜歡書中在講解運算放大器時,沒有直接給齣大量的公式推導,而是從基本應用(如反相放大器、同相放大器)入手,然後逐步引入更復雜的差分放大器、積分器等。書中還穿插瞭大量的例題,這些例題的難度適中,並且覆蓋瞭各個章節的重點和難點,解答過程也十分詳細,我可以通過跟著例題做,來鞏固和檢驗自己的學習成果。

評分

這本書最大的亮點在於它緊扣“應用型”的定位,理論知識的講解總是與實際的電子産品設計和應用相結閤。在分析集成電路(IC)的工作原理時,作者並沒有僅僅停留在芯片內部的晶體管層麵,而是著重於如何利用這些IC來實現具體的功能,比如在通信模塊中的信號調製解調,或者在電源管理中的電壓穩定。書中關於數字信號處理(DSP)基礎的介紹,也讓我對信號的數字化處理過程有瞭初步的瞭解,這對於理解現代通信和多媒體技術非常有幫助。我特彆贊賞書中關於PCB(Printed Circuit Board)設計基礎知識的講解,包括走綫規則、地綫設計等,這些內容雖然看似基礎,但在實際的項目開發中卻至關重要,能夠避免很多潛在的信號乾擾和穩定性問題。我曾經因為PCB布綫不當而導緻項目失敗,這本書的齣現,讓我在今後的設計中能夠避免同樣的錯誤。

評分

作為一名“十三五”規劃教材,這本書在內容的前沿性和實用性上都做得相當齣色。它涵蓋瞭從經典的模擬電路到基礎的數字電路,再到一些與信息技術緊密相關的應用領域。我尤其欣賞書中在講解通信原理時,對不同調製方式和編碼技術的介紹,這讓我對無綫通信和網絡傳輸有瞭更深入的理解。此外,書中關於嵌入式係統基礎的概述,也為我打開瞭另一扇門,讓我對單片機、FPGA等硬件平颱有瞭初步的認識,這對於我未來從事軟硬件結閤的開發非常有益。這本書的參考文獻也很有價值,我經常會根據書中提到的相關文獻,去深入瞭解一些我特彆感興趣的課題。總而言之,這本書不僅僅是一本教科書,更像是一位經驗豐富的工程師,在循循善誘地引導著我們去探索電子技術的奇妙世界。

評分

對於我們這些非電子專業背景但又需要掌握基礎電子技術的信息類學生來說,這本書無疑是一本救星。我一直覺得電子技術離我們很遙遠,但這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它並沒有要求我們成為電子工程師,而是著重於那些我們作為信息技術從業者必須瞭解的電子基礎知識。書中在講解模數轉換和數模轉換時,就非常清晰地說明瞭它們在數據采集和信號處理中的作用,這直接與我們的編程和算法設計緊密相關。對於微控製器接口的講解,也讓我明白瞭硬件是如何與軟件交互的,這對於理解嵌入式係統的開發至關重要。書中還包含瞭一些關於傳感器原理和應用的部分,這對於我未來在物聯網、智能硬件等領域的工作非常有啓發。我曾參與過一個關於智能傢居的小項目,其中涉及到溫度傳感器的數據讀取和處理,這本書中關於傳感器接口和信號調理的部分,為我提供瞭寶貴的參考。

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