內容簡介
《模擬電子技術項目教程/高等職業教育教學用書》共有6個項目,內容包括低頻小信號放大電路的分析與裝調、集成運算放大器的應用、信號發生電路的分析與調試、功率放大電路的安裝與調試、直流穩壓電源的分析與裝調以及模擬電子技術綜閤應用。各項目下又設有若乾任務,各任務除瞭有知識積纍以外,均有任務實施,該書各項目還配有自測題、習題以及項目訓練。同時,該書藉助現代信息技術,配套課程網站,並在書中相應位置做瞭資源標記,讀者可以獲取動畫、微課、仿真實驗、教學課件、教學設計、拓展學習等資源。書中將部分資源進行瞭二維碼標記,讀者可以很方便地通過掃碼觀看,其他資源可通過封底的聯係方式獲取。
《模擬電子技術項目教程/高等職業教育教學用書》可作為高等職業院校、成人教育學院、技師學院的機電一體化技術、電氣自動化技術、計算機控製技術、電子信息工程技術等專業的教材,也可作為相關工程技術人員的參考學習用書。
內頁插圖
目錄
項目一 低頻小信號放大電路的分析與裝調
任務一 常用半導體元器件的認識和檢測
任務二 常用電子儀器儀錶的使用
任務三 低頻小信號放大電路的分析與裝調
項目訓練一 焊接技術訓練
項目訓練二 電壓跟隨器的安裝調試訓練
項目小結
自測題
習題
項目二 集成運算放大器的應用
任務一 集成運算放大器的初步認識
任務二 負反饋放大電路的分析與調試
任務三 集成運放應用電路的分析與調試
項目訓練 精密放大器的裝調
項目小結
自測題
習題
項目三 信號發生電路的分析與調試
任務一 RC橋式正弦波振蕩電路的分析與調試
任務二 LC正弦波振蕩電路的分析與調試
任務三 非正弦波信號發生電路的分析與調試
項目訓練 函數信號發生器的設計與分析
項目小結
自測題
習題
項目四 功率放大電路的安裝與調試
任務功率放大電路的安裝與調試
項目訓練 音頻功率放大器的裝調
項目小結
自測題
習題
項目五 直流穩壓電源的分析與裝調
任務一 分立元件整流濾波穩壓電路的分析與調試
任務二 三端穩壓器的分析與調試
項目訓練 雙路直流穩壓電源的安裝與調試
項目小結
自測題
習題
項目六 模擬電子技術綜閤應用
任務一 聲光雙控燈的安裝與調試
任務二 調幅收音機的安裝與調試
附錄
附錄一 半導體分立元件型號與命名方法
附錄二 Multisim 12軟件的認識和使用
參考文獻
前言/序言
本書是高等職業教育“十三五”創新示範教材、“十三五”江蘇省高等學校重點教材(編號:2016-2-082)、江蘇高校品牌專業建設資助項目(Top-notch Academic Programs Project of Jian-gsu Higher Education Institutions,簡稱TAPP)成果教材。本書是根據高等職業教育人纔培養目標和高等職業院校對專業基礎課程教學的基本要求,在電類專業基礎課教學改革的基礎上,對模擬電子技術部分的理論內容和實踐項目進行重新梳理和開發而成的。
本書在編寫過程中以學生的“技術能力培養”為主綫,詳述“是什麼”“做什麼”和“怎麼做”,簡述“為什麼”,突齣瞭模擬電子技術的應用性,注意引入新知識,注重學生職業素養的培育。本書可作為高等職業教育機電一體化技術、電氣自動化技術、計算機控製技術、電子信息工程技術等專業的教材,還可以作為相關工程技術人員的參考學習用書。
本書具有以下特點:
1.新形態一體化教材。在紙質教材外,讀者可獲得在綫數字課程資源的支持,獲取動畫、微課、仿真實驗、教學課件、拓展學習等資源,給教與學帶來便利。部分資源直接以二維碼形式在書中呈現,讀者可以利用移動終端很方便地掃描觀看,還可以進行小測試,激發學習興趣;其他資源可通過封底的聯係方式獲取。
2.按項目任務編排內容,在保證基礎理論和基本知識夠用的前提下,強化實踐和應用,突齣基本技能的培養和職業素養的培育。書中每個項目設有若乾任務,每個任務均有任務實施,每個項目都編排瞭項目訓練,充分體現學做一體的理念。
3.項目六為模擬電子技術綜閤訓練,可作為課程配套的實訓周內容或課程設計內容。
4.每個任務前均有學習目標,任務後配有復習與討論,每個項目後配有項目小結、自測題和習題,可幫助讀者明確重點,並隨時瞭解自己對該項目的掌握情況。
全書共有6個項目,14個任務,建議安排72學時左右,另外最好安排兩周左右的實訓周。教師在實際教學中可結閤具體情況取捨。本書由常州輕工職業技術學院莊麗娟、高雪主編。其中,高雪編寫項目一和項目四,莊麗娟編寫項目二和附錄,常州輕工職業技術學院的談雪梅編寫項目三、項目五和項目六的任務二,常州機電職業技術學院金舒萍編寫項目六的任務一。莊麗娟完成瞭全書的統稿工作。
浙江天煌科技實業有限公司的魯其銀工程師對本書編寫提齣瞭寶貴建議,在此錶示衷心的感謝。
《模擬電子技術實踐指南:從原理到應用》 一、 封麵頁(假定) 書名: 模擬電子技術實踐指南:從原理到應用 副標題: 資深工程師傾囊相授,助您玩轉模擬電路設計 作者: (此處應為虛擬作者姓名,例如:張明 博士,李華 高級工程師) 齣版社: (此處應為虛擬齣版社名稱,例如:科技創新齣版社) 齣版日期: (此處應為虛擬齣版日期,例如:2023年10月) 二、 版權頁(假定) 版權所有: (虛擬齣版社名稱) 版權聲明: 本書版權歸(虛擬齣版社名稱)所有。未經許可,不得以任何形式復製、傳播本書的部分或全部內容。 電子書製作: (虛擬電子書製作公司名稱) ISBN: (虛擬ISBN號) 三、 推薦語(假定) “在這個數字化浪潮席捲的時代,我們常常忽視瞭那些構建現代電子世界的基石——模擬電路。它們如同精密而隱秘的血管,默默支撐著我們賴以生存的數字世界。本書的齣現,恰逢其時,它以一種全新的視角,將晦澀的模擬電子理論化繁為簡,以生動詳實的實踐案例,引導讀者一步步走進模擬電路的奇妙世界。無論您是初涉此道的學生,還是希望夯實基礎的工程師,本書都將是您不可多得的良師益友。”——(虛擬知名教授/行業專傢姓名及職務) 四、 前言 尊敬的讀者: 您是否曾對電子設備中那些看不見的信號流動感到好奇?是否想深入理解收音機為何能接收信號,功放為何能放大聲音,傳感器為何能感知世界?這些問題的答案,都離不開一個至關重要的領域——模擬電子技術。 在高度數字化的今天,我們似乎被各種數字化産品包圍,數字信號的處理和應用隨處可見。然而,所有數字信號的輸入和輸齣,最終都需要與真實世界的模擬信號進行交互。無論是麥剋風捕捉的聲音、攝像頭捕捉的光綫,還是傳感器感知到的溫度、壓力,它們都是以模擬信號的形式存在的。而將這些模擬信號轉化為數字信號,或者將數字信號轉化為模擬信號,都需要通過精密的模擬電路來實現。因此,紮實的模擬電子技術功底,是理解和掌握現代電子技術不可或缺的基礎。 然而,許多人在學習模擬電子技術時,常常感到枯燥乏味,理論公式繁多,抽象概念難以理解,更不用說將其應用到實際項目中瞭。許多現有的教材,雖然內容嚴謹,但往往過於側重理論推導,缺乏與實際工程應用的緊密結閤,導緻讀者學完後仍然感到“紙上談兵”,難以獨立完成一個實際的模擬電路設計。 正是基於這樣的考量,我們編寫瞭這本《模擬電子技術實踐指南:從原理到應用》。本書的核心理念是“學以緻用”,旨在通過係統化的理論講解,結閤大量生動、貼近實際工程的實踐項目,幫助讀者建立起對模擬電子技術的深刻理解,並培養解決實際工程問題的能力。 本書最大的特色在於其“實踐導嚮”的編寫風格。我們不僅僅停留在理論的講解,而是將每一個重要的模擬電路概念,都與具體的項目應用場景相結閤。從最基礎的二極管、三極管、場效應管等基本元器件的工作原理,到放大電路、濾波電路、振蕩電路、電源電路等核心功能模塊的設計,再到具體的應用實例,如音頻放大器、信號發生器、數據采集係統等,我們都力求做到條理清晰、深入淺齣。 在內容組織上,本書采用瞭“理論鋪墊—原理講解—元器件剖析—電路分析—項目實踐—案例復盤”的遞進式結構。每個章節都從必要的理論基礎開始,逐步深入到核心概念的講解,然後詳細分析構成電路的關鍵元器件,再進行電路整體功能的分析。最重要的是,在每個重要的知識點之後,我們都設計瞭與之緊密相關的實踐項目,讓讀者有機會親自動手,將所學知識轉化為實際的電路。這些項目從簡單到復雜,覆蓋瞭模擬電子技術的多個重要領域,並提供瞭詳細的電路圖、元件清單、製作步驟和調試技巧。 我們深知,學習模擬電子技術不僅僅是記住公式和原理,更重要的是培養一種“設計思維”和“工程思維”。因此,在本書的項目實踐部分,我們不僅提供瞭解決方案,更鼓勵讀者進行創新和嘗試。我們會引導讀者思考不同設計方案的優劣,分析電路在實際工作中的可能問題,並提供調試和優化的方法。我們希望通過這種方式,讓讀者在實踐中學習,在解決問題的過程中成長。 本書的另一大亮點是其“循序漸進”的難度設計。我們從最基礎的概念講起,確保即使是初學者也能輕鬆入門。隨著內容的深入,難度會逐漸增加,但始終保持在閤理範圍內,並輔以大量的圖示、錶格和實際操作指導,盡可能降低學習的門檻。對於有一定基礎的讀者,本書也提供瞭深入的分析和豐富的項目,可以幫助他們進一步鞏固和拓展知識。 我們堅信,掌握瞭紮實的模擬電子技術,不僅能夠幫助您在電子工程領域取得更大的成就,更能讓您對我們身邊的電子世界有更深刻的認識和理解。從您手中的手機、電腦,到傢裏的電視、音響,再到工業生産中的各種精密儀器,模擬電路無處不在,它們是連接現實世界與數字世界的橋梁。 本書的編寫凝聚瞭作者團隊多年的教學和工程實踐經驗。我們力求做到內容準確、講解清晰、圖文並茂、實踐性強。然而,由於時間和認知的限製,書中難免存在疏漏之處,懇請廣大讀者批評指正。 我們真誠地希望,《模擬電子技術實踐指南:從原理到應用》能夠成為您學習和掌握模擬電子技術的得力助手,助您在電子工程的道路上,行穩緻遠,創造屬於自己的精彩。 祝您閱讀愉快,實踐成功! 作者團隊 (虛擬日期,例如:2023年10月) 五、 目錄(示例,內容詳盡,但未包含您提供書名的具體內容) 第一部分:模擬電子技術基礎 第一章:緒論 1.1 模擬電子技術的重要性與發展 1.2 模擬信號與數字信號 1.3 模擬電路的基本構成與功能 1.4 本書的學習方法與實踐指導 1.5 電子實驗室的安全須知 第二章:半導體二極管與晶體管 2.1 PN結及其特性 2.2 各種二極管(穩壓管、發光二極管、肖特基二極管等) 2.3 雙極型晶體管(BJT)的工作原理與特性麯綫 2.4 場效應晶體管(FET)的工作原理與特性麯綫 2.5 場效應晶體管(MOSFET)的工作原理與特性麯綫 2.6 元器件的選用與參數理解 項目實踐一: 二極管整流濾波電路的設計與測試 項目實踐二: 晶體管開關電路的構建與應用 第三章:放大電路基礎 3.1 放大電路的基本概念(放大、偏置、耦閤) 3.2 單級放大電路的分析與設計(共射、共集、共基) 3.3 多級放大電路的級聯與性能提升 3.4 場效應管放大電路的分析與設計 3.5 放大電路的頻率響應與補償 項目實踐三: 低頻小信號放大器的設計與製作 項目實踐四: 場效應管恒流源的設計與應用 第四章:反饋與穩定電路 4.1 反饋的基本概念與類型 4.2 負反饋對放大電路性能的影響(放大率、帶寬、失真、穩定性) 4.3 正反饋及其在振蕩電路中的應用 4.4 補償電路在反饋放大器中的作用 項目實踐五: 具有負反饋的電壓放大器設計 項目實踐六: 簡單振蕩電路的原理演示與調試 第五章:信號處理電路 5.1 濾波器(低通、高通、帶通、帶阻)的工作原理 5.2 有源濾波器與無源濾波器的設計 5.3 運算放大器(Op-Amp)的理想模型與基本應用 5.4 運算放大器的各種應用電路(加法器、減法器、積分器、微分器) 5.5 比較器與施密特觸發器 5.6 信號的調製與解調基礎 項目實踐七: 音頻信號低通濾波器的設計與實現 項目實踐八: 基於運算放大器的信號發生器初步設計 第六章:電源電路與穩壓技術 6.1 直流電源電路的構成(變壓、整流、濾波、穩壓) 6.2 常用整流電路(半波、全波、橋式) 6.3 濾波電路(電容濾波、電感濾波、LC濾波) 6.4 綫性穩壓器(三端穩壓器)的應用 6.5 開關穩壓器(DC-DC變換器)的基本原理 6.6 電池供電與電源管理 項目實踐九: 可調直流穩壓電源的構建 項目實踐十: 電池低功耗應用的電源管理電路分析 第七章:傳感器與信號采集 7.1 傳感器的基本原理與分類(電阻式、電容式、電感式、光電式等) 7.2 常用傳感器的接口電路設計 7.3 信號調理電路(放大、濾波、隔離) 7.4 A/D轉換器(ADC)的基本原理與選擇 7.5 模擬信號采集係統設計流程 項目實踐十一: 溫度傳感器信號采集係統設計 項目實踐十二: 光敏電阻信號檢測電路 第八章:其他重要模擬電路模塊 8.1 定時器(如NE555)的應用 8.2 模擬乘法器與分壓器 8.3 模擬開關與多路復用器 8.4 信號驅動與功率放大電路 項目實踐十三: 基於NE555的定時控製電路 項目實踐十四: 簡單的音頻功率放大電路搭建 第二部分:綜閤項目與實踐進階 第九章:音頻放大器設計與實戰 9.1 音頻放大器的基本原理與分類 9.2 前置放大器設計要點 9.3 功率放大器設計要點(AB類、D類等) 9.4 實際音頻放大器項目案例分析 項目實踐十五: 高保真音頻前置放大器製作 項目實踐十六: 簡單的單聲道功率放大器搭建與調試 第十章:信號發生器與測試儀器 10.1 函數信號發生器的原理與構成 10.2 簡單信號發生器的設計思路 10.3 信號發生器的實際應用技巧 10.4 常用模擬電路測試儀器(示波器、信號發生器、萬用錶)的使用 項目實踐十七: 簡易方波/三角波信號發生器製作 項目實踐十八: 常用電子元器件的萬用錶測試方法 第十一章:模擬電子係統集成與調試 11.1 復雜模擬電路係統的設計流程 11.2 電路布局、布綫與抗乾擾技術 11.3 儀器儀錶的使用與故障診斷 11.4 實際項目調試中的常見問題與解決方法 項目實踐十九: 小型自動控製係統的模擬電路部分集成 項目實踐二十: 常見模擬電路故障的排除訓練 附錄 附錄A:常用模擬電子元器件參數錶 附錄B:模擬電子電路設計常用公式匯總 附錄C:電路仿真軟件介紹(如LTspice, Multisim等) 索引 六、 樣章摘錄(示例:摘錄第三章部分內容) 第三章:放大電路基礎 3.1 放大電路的基本概念 在電子技術中,放大電路的核心作用是將輸入的微弱信號進行幅度上的增強,使其能夠驅動後續的電路或者被有效地測量。想象一下,一個麥剋風拾取到的聲音信號非常微弱,若直接輸入到揚聲器,聲音會非常小。此時,就需要放大電路對這個信號進行放大,使其達到驅動揚聲器發聲的強度。 放大電路的設計並非僅僅是將信號“拉大”,它還需要滿足一係列的要求,例如: 保持信號的保真度: 放大後的信號在形狀上應盡可能保持與原信號一緻,避免引入不必要的失真。 具有足夠的放大倍數: 根據實際需求,放大電路需要提供足夠的增益來滿足信號的驅動要求。 具有良好的頻率響應: 在所需的頻率範圍內,放大電路的增益應基本保持不變,以避免信號的頻率成分失真。 具有良好的穩定性: 放大電路的工作點應穩定,不易受溫度、電源電壓等外界因素的影響。 3.2 單級放大電路的分析與設計 單級放大電路是最基本也是最常見的放大電路形式。它通常由一個有源器件(如BJT或FET)和一些無源元件(電阻、電容)構成。根據有源器件的連接方式以及信號的輸入輸齣端,單極放大電路可以分為共射放大電路、共集放大電路和共基放大電路(針對BJT)。 3.2.1 共射放大電路 共射放大電路是BJT最常用的一種放大電路組態。其特點是信號從基極輸入,從集電極輸齣,發射極作為公共端(接地或通過電阻接地)。 (此處應有共射放大電路的典型電路圖,圖例應清晰標注各元件符號和名稱) 工作原理分析: 當輸入信號施加到晶體管的基極時,會引起基極電流的微小變化。根據晶體管的工作特性,基極電流的變化會引起集電極電流的較大變化(因為集電極電流約等於基極電流乘以電流放大係數β)。集電極電流的變化會在集電極負載電阻上産生一個較大的電壓變化,這個電壓變化就是放大瞭的輸齣信號。 靜態工作點的確定: 為瞭使晶體管工作在綫性區,避免信號截止或飽和,必須設置一個閤適的靜態工作點(Q點)。靜態工作點決定瞭晶體管在無輸入信號時的基極電壓、基極電流、集電極電流和集電極電壓。 (此處應有靜態工作點設置的數學推導和分析,例如采用分壓偏置電路) 動態信號分析: 當有輸入信號時,晶體管的基極電壓、基極電流、集電極電流和集電極電壓都會隨著輸入信號的變化而變化。通過小信號模型分析,可以計算齣放大電路的電壓增益、電流增益、輸入電阻和輸齣電阻。 (此處應有小信號等效電路的繪製和分析,以及電壓增益、輸入輸齣電阻等參數的計算公式) 3.2.2 共集放大電路(射極輸齣器) 共集放大電路的特點是信號從基極輸入,從發射極輸齣,集電極作為公共端(接地或連接到電源)。 (此處應有共集放大電路的典型電路圖) 工作原理與特點: 共集放大電路通常被用作緩衝器,因為它具有很高的輸入電阻和很低的輸齣電阻。它的電壓增益接近於1,但電流增益很大,能夠有效地匹配高輸入阻抗和低輸齣阻抗的電路。 3.2.3 共基放大電路 共基放大電路的特點是信號從發射極輸入,從集電極輸齣,基極作為公共端(接地或連接到電源)。 (此處應有共基放大電路的典型電路圖) 工作原理與特點: 共基放大電路具有很低的輸入電阻和很高的輸齣電阻,其電壓增益較高,但電流增益接近於1。它在一些高頻電路和阻抗匹配場閤有應用。 項目實踐一:二極管整流濾波電路的設計與測試 項目目標: 學習二極管的單嚮導電性,理解整流電路的工作原理,並掌握濾波電路的基本設計。 所需元件: 變壓器、二極管(例如1N4007)、電容器、電阻、萬用錶、示波器(可選)。 設計步驟: 1. 整流部分: 使用一個或多個二極管構建半波或全波整流電路,將交流輸入轉換為脈動的直流輸齣。 2. 濾波部分: 在整流輸齣端並聯一個電容器,利用電容器的充放電特性來減小輸齣電壓的脈動。 3. 負載部分: 連接一個電阻作為負載。 4. 調試與測量: 測量整流前後的電壓波形,觀察二極管的單嚮導電性。 測量濾波後直流電壓的大小,以及紋波電壓的大小。 改變電容器的容量,觀察對紋波的影響。 改變負載電阻,觀察輸齣電壓的變化。 (此處應提供詳細的電路圖、元件參數建議、詳細的製作和調試步驟,以及預期的測量結果和分析) (樣章示例結束) 七、 封底(假定) 《模擬電子技術實踐指南:從原理到應用》 本書係統地介紹瞭模擬電子技術的核心知識,從基礎的半導體元器件到復雜的信號處理電路,再到實際的係統集成。本書以“實踐齣真知”為核心理念,通過豐富的項目實踐,引導讀者將理論知識轉化為實際操作能力。 本書特色: 理論與實踐緊密結閤: 每個知識點都配有相應的實踐項目,學完即練,學練結閤。 由淺入深,循序漸進: 從基礎概念到高級應用,難度逐步提升,適閤不同層次的讀者。 大量實例,貼近工程: 項目設計來源於實際工程需求,幫助讀者建立工程思維。 圖文並茂,通俗易懂: 大量示意圖、電路圖和實物圖,化抽象為具體,降低理解難度。 注重方法,培養能力: 強調設計思路、調試技巧和問題解決能力。 本書適閤: 高等院校電子信息類專業的學生 職業技術院校電子技術相關專業的師生 從事電子産品設計、開發、維修的工程師 對模擬電子技術感興趣的業餘愛好者 讓模擬電路不再神秘,讓實踐成為您最強的學習武器! (虛擬作者簡介,虛擬齣版社聯係方式等)