內容簡介
《模擬電子技術項目式教程》以語音放大器這一産品的製作過程為導嚮,采用基於工作過程的教學方式,遵循由淺入深、循序漸進的教育規律,將模擬電子技術與語音放大器的製作過程相結閤,全書分為7個學習任務:常用電子器件的測試與判斷、語音輸入放大電路的製作、音調調整電路的製作、功率放大電路的製作、直流穩壓電源的製作、正弦波信號源的製作及語音放大器的整機裝調。為增強教學效果和拓展學生的職業技能,書中引入瞭Multisim仿真內容。
《模擬電子技術項目式教程》的特點是保證基礎理論,注重應用技能。
《模擬電子技術項目式教程》可作為高職高專電類、機電類、計算機類等專業的專業基礎課教材,也可供初學者和電子工程技術人員參考使用。
內頁插圖
目錄
前言
緒論
任務1 常用電子器件的測試與判斷
教學目標
任務引入
相關知識
1.1 半導體的基礎知識
1.1.1 本徵半導體
1.1.2 PN結
1.2 半導體二極管
1.2.1 二極管的結構和符號
1.2.2 二極管的伏安特性
1.2.3 二極管的主要參數
1.2.4 特殊二極管介紹
1.2.5 半導體二極管的應用
1.2.6 半導體器件的型號及二極管性能的判彆
1.3 晶體管
1.3.1 晶體管的結構和類型
1.3.2 晶體管的電流放大作用
1.3.3 晶體管的共發射極特性麯綫
1.3.4 晶體管的主要參數
1.3.5 溫度對晶體管參數的影響
1.3.6 選擇晶體管的注意事項
1.3.7 晶體管的識彆?檢測
1.4 場效應晶體管
1.4.1 場效應晶體管的特點與分類
1.4.2 結型場效應晶體管
1.4.3 絕緣柵型場效應晶體管
1.4.4 場效應晶體管的主要參數及注意事項
1.4.5 場效應晶體管的識彆與檢測
1.4.6 場效應晶體管與晶體管的比較
任務實施
任務考核
思考與訓練
任務2 語音輸入放大電路的製作
教學目標
任務引入
相關知識
2.1 放大的概念及放大電路主要性能指標與分類
2.1.1 放大的概念與放大電路的主要性能?標
2.1.2 放大電路的分類
2.2 基本放大電路
2.2.1 基本共發射極放大電路
2.2.2 放大電路的分析方法
2.2.3 靜態工作點穩定的共發射極放大電路
2.2.4 共集電極放大電路
2.2.5 共基極放大電路
2.2.6 放大電路三種組態性能的比較
2.3 電流源電路
2.3.1 基本電流源電路
2.3.2 鏡像電流源
2.3.3 以電流源為有源負載的共發射極放大電路
2.4 場效應晶體管放大電路
2.4.1 共源極放大電路
2.4.2 共漏極放大電路
2.5 多級放大電路
2.5.1 多級放大電路的組成與耦閤方式
2.5.2 多級放大電路的分析
2.6 放大電路中的反饋
2.6.1 反饋的基本概念及判彆方法
2.6.2 負反饋放大電路的四種組態
2.6.3 負反饋放大電路的一般錶達式及深度負反饋的近似估算
2.6.4 負反饋對放大電路性能的改善
2.6.5 負反饋放大電路的自激振蕩及消除方法
任務實施
任務考核
思考與訓練
……
任務3 音調調整電路的製作
任務4 功率放大電路的製作
任務5 直流穩壓電源的製作
任務6 正弦波信號源的製作
任務7 語音放大器的整機裝調
附錄
參考文獻
前言/序言
高職高專院校的培養目標是培養高素質、高級技能型的專門人纔,這一目標決定瞭高職高專院校的教學內容,即“知識與技能相結閤”。通過本書的學習,可使高職高專學生既具備基本的專業知識和職業技能,又具備更新知識、不斷提高技能的可持續發展的能力。熟練的職業技能是學生未來從事某一行業工作的必備條件,而可持續發展的能力則決定瞭學生在行業中的發展空間。
本書從高職高專教育的培養目標齣發,以全新的教學理念和教學方式介紹瞭現代模擬電子技術的基本理論及應用技能。
本書以語音放大器這一産品的製作過程為導嚮,采用基於工作過程的教學方式,遵循由淺入深、循序漸進的教育規律,將模擬電子技術與語音放大器的製作過程相結閤,全書分為7個任務,分彆為:常用電子器件的測試與判斷、語音輸入放大電路的製作、音調調整電路的製作、功率放大電路的製作、直流穩壓電源的製作、正弦波信號源的製作及語音放大器的整機裝調。
在編寫過程中,本書力求使知識內容更貼近職業技能的需要。為增強教學效果和拓展學生的職業技能,書中引入瞭Multisim仿真內容,並且在每個任務中都配有教學目標、任務引入、相關知識、任務實施、任務考核、思考與訓練等環節。
本書的特點是保證基礎理論,注重應用技能。通過學習,學生不僅能夠掌握一定的理論基礎知識,為後續技能的提高奠定基礎,而且還具備瞭一定的電路讀圖、電路安裝、故障檢修等能力。
本書由渤海船舶職業學院薑俐俠任主編,渤海船舶職業學院蔡新梅任副主編,渤海船舶職業學院李妍、張德孝參編。任務1、任務5由李妍編寫,緒論、任務2由薑俐俠編寫,任務3、任務6由蔡新梅編寫,任務4、任務7由張德孝編寫。書中的語音放大器由錦州通訊設備電子工程有限公司高級工程師李建文設計製作。本書電子課件由蔡新梅製作,思考與練習答案由段麗華解答。
在此十分感謝錦州航星集團公司董事長劉義及錦州通訊設備電子工程有限公司總工程師賈成山給予的大力支持和幫助。
本書中有些元器件符號及電路圖采用的是Multisim軟件的符號標準,有些與國傢標準不符,在此特提醒讀者注意。
在此教材編寫的過程中,盡管我們為體現高職高專教育的特色做瞭很多努力,但因編者水平有限,錯誤和不足在所難免,懇請使用者多提寶貴意見和建議。
《模擬電子技術:原理、應用與創新實踐》 簡介 在信息時代飛速發展的今天,模擬電子技術作為電子工程的基石,依然占據著舉足輕重的地位。從精密測量儀器到高性能音頻設備,從通信係統的核心模塊到醫療設備的傳感器接口,無處不閃耀著模擬電路的智慧。本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的模擬電子技術知識體係,不僅梳理瞭經典理論,更著重於其在現代工程實踐中的創新應用與發展趨勢。 本書的編寫理念是“精研原理,洞悉應用,啓迪創新”。我們深知,紮實的理論基礎是理解復雜電路的關鍵,而對實際應用的深刻理解則是技術轉化為價值的橋梁。因此,本書在內容組織上,力求將理論的嚴謹性與實踐的靈活性有機結閤,引導讀者不僅“知其然”,更能“知其所以然”,並最終具備獨立解決問題和探索創新的能力。 內容梗概 第一部分:模擬電子技術的基礎與核心元件 本部分是整個知識體係的起點,為讀者打下堅實的基礎。 緒論:模擬世界的魅力與挑戰 簡述模擬電子技術在現代科技中的地位和重要性。 區分模擬信號與數字信號,強調模擬信號在信息采集、處理和傳輸中的獨特作用。 概述模擬電路設計所麵臨的挑戰,如噪聲、失真、元件非綫性等,並引發讀者對深入學習的興趣。 半導體器件基礎 PN結特性與二極管模型: 詳細闡述PN結的形成、電容特性、穩態和動態特性。介紹不同類型二極管(如整流二極管、穩壓二極管、肖特基二極管、發光二極管)的工作原理、等效電路模型以及在實際電路中的應用。 Bipolar結型晶體管(BJT): 深入剖析BJT的結構、工作原理、不同偏置狀態(截止、放大、飽和)下的特性。詳細講解BJT的各參數,如電流增益(β)、跨導(gm)、輸齣電阻(ro)等。重點介紹BJT的各種放大電路組態(共射、共集、共基)及其特點,為後續的集成電路分析奠定基礎。 場效應晶體管(FET): 詳細介紹JFET和MOSFET的結構、工作原理、跨導特性。著重分析MOSFET的柵源電壓、漏極電流之間的關係,以及不同工作區域(截止、綫性、飽和)的特性。講解MOSFET作為開關和放大器的應用,以及其在高密度集成電路中的優勢。 其他重要半導體器件: 簡要介紹晶閘管、光電器件(光電二極管、光電三極管)等,瞭解其基本工作原理和應用領域。 基本放大電路分析與設計 放大器基本概念: 定義放大器的增益(電壓增益、電流增益、功率增益)、輸入電阻、輸齣電阻、帶寬、頻率響應等關鍵參數。 單級放大電路: 詳細分析BJT和FET的各種單級放大電路,包括偏置電路的設計(固定偏置、分壓偏置、發射極/源極反饋偏置等),以及如何通過選擇閤適的偏置點來穩定工作點,提高電路的穩定性。 多級放大電路: 介紹不同耦閤方式(阻容耦閤、直接耦閤、變壓器耦閤)的多級放大電路,以及如何通過級聯來提高整體增益和改善頻率響應。分析級間匹配和負載效應。 頻率響應與補償: 深入探討放大器在高頻和低頻下的頻率響應特性,分析寄生電容和電感對頻率響應的影響。講解頻率補償技術,如米勒補償、增益邊界等,以滿足不同應用對帶寬的要求。 第二部分:模擬集成電路的經典應用 本部分將理論與實踐相結閤,重點介紹幾種重要的模擬集成電路模塊,以及它們在實際係統中的應用。 運算放大器(Op-Amp) 理想運算放大器模型與虛短、虛斷特性: 詳細介紹理想運放的特性,並利用虛短、虛斷概念推導各種基本運放電路的輸齣。 基本運放電路: 詳細講解同相放大器、反相放大器、電壓跟隨器、加法器、減法器、積分器、微分器等基本運放電路的原理和應用。 有源濾波器: 介紹低通、高通、帶通、帶阻等有源濾波器電路的設計,分析其濾波特性和通帶、阻帶的數學模型。講解巴特沃斯、切比雪夫等濾波器逼近方法。 信號發生器: 介紹利用運放構建不同波形(如三角波、方波、鋸齒波)的信號發生器電路,分析其工作原理和設計要點。 比較器與滯迴比較器: 介紹運放作為比較器的應用,以及如何通過正反饋引入滯迴,實現抗乾擾和消除抖動。 集成穩壓器 綫性穩壓器: 詳細介紹三端固定穩壓器(如78xx、79xx係列)和可調穩壓器(如LM317、LM337)的工作原理、參數及其典型應用。分析其優點和缺點。 開關穩壓器: 簡要介紹降壓、升壓、升降壓開關穩壓器的工作原理,分析其高效率的優勢,以及在功耗敏感設計中的重要性。 定時器與振蕩器 555定時器: 詳細講解555定時器在單穩態、多諧振蕩器、施密特觸發器等工作模式下的原理和應用,是實現各種定時功能的關鍵。 RC振蕩器與LC振蕩器: 介紹基於RC無源元件和LC諧振電路的振蕩器原理,如RC移相振蕩器、文氏電橋振蕩器、哈特利振蕩器、科萊比特振蕩器等,分析其頻率穩定性和相位噪聲。 數據轉換器(ADC/DAC) 數模轉換器(DAC): 介紹不同類型的DAC(如權電阻式、倒T型電阻式、R-2R梯形DAC)的工作原理、分辨率、轉換速度等參數,以及其在信號重構中的作用。 模數轉換器(ADC): 詳細介紹不同類型的ADC(如逐次逼近式、並行比較式、雙積分式、Σ-Δ調製式)的工作原理、采樣率、分辨率等參數,以及其在數字係統中模擬信號采樣的重要性。 第三部分:模擬電路的進階與創新 本部分將視角拓展至更復雜的模擬係統設計,並探討模擬電子技術在現代發展中的前沿趨勢。 低噪聲與高精度模擬電路設計 噪聲源分析: 詳細分析電路中的各種噪聲源,如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等,並討論其對信號的影響。 低噪聲放大器設計: 介紹如何選擇低噪聲器件、優化電路拓撲、以及使用濾波技術來降低噪聲。 精密測量電路: 講解如何設計用於精密測量的電路,如差分放大器、儀錶放大器、電橋電路等,並關注綫性度、穩定性和抗乾擾能力。 射頻(RF)模擬電路基礎 RF傳輸綫理論: 介紹傳輸綫的特性阻抗、駐波比、反射係數等概念,以及在RF電路設計中的重要性。 RF放大器: 講解低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)的基本設計原理和關鍵參數。 混頻器與振蕩器: 介紹RF係統中的混頻器(如二極管混頻器、平衡混頻器)和本地振蕩器(LO)的工作原理。 RF電磁兼容(EMC):簡要介紹RF電路設計中需要考慮的EMC問題。 模擬信號處理與濾波的現代技術 數字信號處理(DSP)與模擬信號處理(ASP)的結閤: 探討混閤信號處理的理念,以及如何利用DSP技術增強模擬信號處理能力。 軟件定義無綫電(SDR)中的模擬電路:分析SDR係統中對高性能ADC/DAC和RF前端的要求。 高級濾波器設計:介紹數字濾波器(如FIR、IIR)的基本原理,以及它們與模擬濾波器在實際係統中的配閤。 模擬電子技術的發展趨勢與未來展望 高集成度與低功耗設計: 探討CMOS技術在模擬集成電路中的應用,以及如何實現更高的集成度和更低的功耗。 MEMS與傳感器接口電路: 介紹MEMS技術與模擬電路的結閤,以及為各類傳感器設計的接口電路。 人工智能與模擬電路的交叉: 探討AI在模擬電路設計優化、故障診斷等方麵的潛在應用。 新能源與綠色電子技術中的模擬應用: 如高效電源管理、電池管理係統等。 全書特色 理論與實踐的深度融閤: 本書不僅詳細講解瞭模擬電子技術的理論基礎,更通過豐富的實際應用案例,展示瞭這些理論如何在工程實踐中落地。 循序漸進的學習路徑: 從基礎概念到復雜係統,本書的知識結構清晰,邏輯嚴謹,適閤不同層次的讀者循序漸進地學習。 強調創新思維的培養: 在介紹經典技術的同時,本書也積極引入前沿技術和發展趨勢,鼓勵讀者跳齣傳統思維,積極探索新的解決方案。 豐富的圖示與例題: 配以大量的原理圖、波形圖、典型電路圖以及精心設計的例題,幫助讀者直觀理解抽象概念,並掌握實際操作技巧。 適閤讀者 電子信息工程、通信工程、自動化等相關專業的本科生、研究生。 從事模擬電路設計、嵌入式係統開發、儀器儀錶設計等工作的工程師。 對模擬電子技術感興趣的業餘愛好者和技術探索者。 本書將為您開啓一扇通往模擬電子技術廣闊世界的門,助您掌握核心技能,理解前沿技術,並在未來的科技創新浪潮中,成為一名齣色的設計者與實踐者。