内容简介
《高等学校教材:电路分析与电子线路基础(下册)》将传统的“电路原理”课程、“模拟电子技术基础”课程以及“数字电子技术基础”课程的电路级内容有机整合在-起,内容选择上把最新的集成电路设计知识融入到电路基础课程中,反映了电路技术发展的方向。
《高等学校教材:电路分析与电子线路基础(下册)》将模拟集成电路的基本单元电路、反馈放大器电路、差分放大器电路、互连线、运算放大器、电流差分缓冲放大器、电流差分跨导放大器、滤波器、振荡器、正弦交流电路、三相电路、开关电容电路、CMOS逻辑门电路、脉冲波形的产生与处理电路以及模数转换与数模转换等电路有机融入到直流稳态电路分析、正弦交流稳态电路分析、电路瞬态特性的时域分析以及交流小信号电路的复频域分析等有关章节中,使电路分析方法的阐述以实际电路为载体,而对实际电路的分析又得到规范的电路分析方法的指导。
全书共6章,下册包含后两章的内容。第五章在复频域对电路进行分析,给出电路的频域响应;第六章给出非线性电路分析的基本概念。
《高等学校教材:电路分析与电子线路基础(下册)》可供高等学校本科电子信息类、电气类、自动化类专业作为“电路”课程教材使用,也可供工程技术人员参考。
内页插图
目录
第五章 交流小信号电路的复频域分析
5.1 线性连续系统(电路)的复频域传递函数
5.1.1 拉普拉斯变换的定义及其基本性质
5.1.2 拉普拉斯反变换
5.1.3 复频域中的电路定理
5.1.4 电路传递函数的一般形式及其基本性质与信号流图
5.1.5 传递函数的零点和极点以及系统的频率特性
5.1.6 零、极点对电路稳定性的影响
5.2 z变换与z域中的传递函数
5.2.1 从拉普拉斯变换到z变换
5.2.2 离散系统的系统函数与系统的频率响应
5.3 晶体管放大器偏置电路分析
5.3.1 电压偏置电路
5.3.2 恒流源偏置电路
5.3.3 带隙基准电压电路
5.4 场效应晶体管单级放大器电路分析
5.4.1 放大器的主要参数
5.4.2 简单结构单级共源极放大器的图解分析
5.4.3 单级共源极放大器的数值分析
5.4.4 单级场效应晶体管共源极放大器特性的简化分析
5.4.5 单级场效应晶体管共栅极放大器特性的简化分析
5.4.6 单级场效应晶体管共漏极放大器特性的简化分析
5.5 单级NPN双极型晶体管放大器特性的分析
5.5.1 单级NPN双极型晶体管共发射极放大器的数值分析
5.5.2 单级NPN双极型晶体管共发射极放大器特性的简化分析
5.5.3 单级NPN双极型晶体管共基极放大器特性的简化分析
5.5.4 单级NPN双极型晶体管共集电极放大器特性的简化分析
5.6 反馈放大器电路分析
5.6.1 反馈放大器的类型及其表示
5.6.2 反馈放大器分析
5.6.3 串联反馈式稳压电路
5.7 差分放大器电路分析
5.7.1 差分放大器的特点
5.7.2 基于场效应晶体管差分对的差分放大器
5.7.3 基于双极型晶体管差分对的差分放大器
5.7.4 吉尔伯特模拟乘法器单元电路
5.8 运算放大器、电流差分缓冲放大器与电流差分跨导放大器
5.8.1 基于电压反馈的二级CMOS运算放大器(VFA)
5.8.2 基于电流反馈的运算放大器(cFA oP AMP)
5.8.3 电流差分缓冲放大器(CDBA)与电流差分跨导放大器(CDTA)
5.9 滤波器
5.9.1 无源LC滤波器与四相RC滤波器
5.9.2 基于运算放大器的有源RC滤波器
5.9.3 基于运放的开关电容滤波器
5.9.4 基于电流差分缓冲放大器( CDBA)的滤波器
5.9.5 基于电流差分跨导放大器(CDrA)的滤波器
5.9.6 数字滤波器简介
5.10 小信号情况下振荡器的线性理论分析
5.10.1 振荡器达到稳定振荡的条件
5.10.2 RC相移振荡器
5.10.3 LC振荡器
5.10.4 基于电流差分缓冲放大器(CDBA)、电流差分跨导放大器( CDTA)的振荡电路
5.11 过取样级的数据转换电路
习题五
第六章 非线性电路分析
6.1 直流非线性电路分析
6.1.1 直流非线性电路方程的一般形式
6.1.2 包含PN结二极管的直流非线性电路
6.1.3 包含晶体管的直流非线性电路
6.2 功率放大器电路及谐波平衡分析
6.2.1 功率放大器的特性参数及结构类型
6.2.2 交流大信号情况下放大器电路的谐波平衡分析
6.2.3 振荡电路的修正谐波平衡分析法简介
习题六
附录1 拉普拉斯(拉氏)变换简表
附录2 z变换对简表
部分习题参考答案
参考文献
《现代电子技术基础实践》 内容梗概: 本书旨在为读者提供一个系统、深入且富有实践性的现代电子技术学习平台。不同于纯理论的堆砌,我们更侧重于将抽象的电子原理与实际的电路设计、元器件选择、系统搭建以及故障排除紧密结合。全书围绕“理解、设计、实现、应用”的核心思路展开,引导读者从宏观的系统功能需求出发,逐步拆解至微观的元器件级工作原理,并最终能够独立完成具有实际应用价值的电子电路设计与制作。 本书内容涵盖了从基础的模拟信号处理到复杂的数字逻辑控制,再到嵌入式系统集成等多个关键领域,力求为读者构建一个全面而扎实的电子技术知识体系。我们将摒弃枯燥的数学推导,转而强调物理意义的理解和工程实践的经验积累。通过大量的实例分析、典型电路的设计流程演示以及实用的工程技巧分享,本书将帮助读者培养敏锐的工程直觉和解决实际问题的能力。 第一部分:模拟信号处理核心原理与实践 本部分将深入探讨模拟电子电路的基本构成、工作原理及其在信号处理中的关键作用。 运放电路的精妙设计与应用: 我们将从最基础的同相、反相放大器出发,逐步深入到更复杂的信号调理电路,如差分放大器、仪表放大器,以及用于滤波、积分、微分等功能的核心电路。重点不在于记忆公式,而在于理解运放的虚短、虚断特性如何转化为实际的电路功能,以及如何根据不同的信号特性选择合适的运放型号和外围元件。我们将通过实际案例,演示如何设计一个高精度传感器信号采集前端,或者一个性能优越的音频放大电路,并分析设计中的关键考量因素,如带宽、增益稳定性、输入阻抗、输出阻抗、噪声抑制等。 滤波器设计与信号滤波技术: 信号的纯净是有效处理的基础。本部分将系统介绍各种滤波器类型,包括低通、高通、带通、带阻滤波器,以及它们的巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等不同逼近逼近特性。我们将不仅讲解理论上的滤波器设计,更重要的是演示如何利用有源和无源元件,如电阻、电容、电感以及运算放大器,来构建满足特定频率响应要求的滤波器电路。通过实际的信号频谱分析,读者将直观地感受滤波前后的效果差异,并学会如何针对实际应用场景(如音频去噪、射频信号选择)进行滤波器设计。 稳压电源与功率驱动电路: 稳定可靠的电源是所有电子设备的心脏。本部分将从最简单的线性稳压电路(如78xx系列)讲起,深入到更高效的开关稳压电路(如 Buck、Boost、Buck-Boost 拓扑)。我们将详细分析这些稳压电路的工作原理,讲解如何根据负载需求、输入电压范围、效率要求等因素来选择合适的稳压器芯片和设计关键参数,如电感和电容的选型、纹波抑制、瞬态响应等。此外,还将涵盖功率驱动电路的设计,例如如何驱动继电器、电机、LED 阵列等,重点在于理解驱动能力、保护机制和效率优化。 第二部分:数字逻辑与微控制器基础 本部分将带领读者进入数字世界的精彩领域,理解逻辑门如何构建复杂系统,并掌握现代微控制器(MCU)的编程与应用。 组合逻辑与时序逻辑电路设计: 从最基本的逻辑门(AND, OR, NOT, XOR)开始,我们将逐步构建出更复杂的组合逻辑电路,如加法器、减法器、译码器、编码器、多路选择器等。接着,我们将引入时序逻辑电路的概念,包括触发器(SR, D, JK, T)、寄存器、计数器等,并讲解它们在状态存储和时序控制中的关键作用。本书将强调使用逻辑符号和状态图来分析和设计数字电路,并引导读者通过逻辑仿真工具进行验证,从而培养严谨的逻辑思维能力。 微控制器(MCU)架构与嵌入式系统开发入门: 我们将选择一款主流的微控制器(例如基于ARM Cortex-M内核的STM32系列或类似的广泛应用的MCU),深入剖析其核心架构,包括CPU、存储器、定时器、中断控制器、ADC/DAC、通信接口(UART, SPI, I2C)等关键模块。本书将侧重于实际的嵌入式系统开发流程,从开发环境的搭建(IDE、编译器、调试器),到固件编程(C/C++语言),再到硬件接口的配置与驱动编写。通过一系列精心设计的实例,如LED闪烁控制、按键输入读取、LCD显示、传感器数据采集与通信传输等,读者将逐步掌握MCU的基本使用方法,并对嵌入式系统的开发有一个初步但坚实的认识。 常用通信协议的实现与调试: 现代电子系统往往需要相互通信。本部分将重点介绍几种常用的通信协议,如UART(串行通信)、SPI(串行外设接口)、I2C(集成电路互联总线)等。我们将详细讲解这些协议的工作原理、数据帧格式、时序要求,并演示如何在MCU上实现这些通信接口,进行数据的发送和接收。通过实际的连接多个传感器或模块,并使用逻辑分析仪等工具进行信号捕捉与分析,读者将深刻理解通信过程中的时序和数据交换,并能够有效地调试通信故障。 第三部分:传感器技术与物联网基础 本部分将聚焦于现代电子系统中无处不在的传感器,并初步介绍物联网(IoT)的基本概念与实现方法。 各类传感器的工作原理与选型: 我们将涵盖多种主流的传感器类型,包括温度传感器(NTC, PT100, 数字温度传感器)、湿度传感器、光敏传感器(光敏电阻, 光电二极管)、压力传感器、加速度计、陀螺仪、霍尔传感器等。本书将深入剖析它们的物理工作原理,讲解如何将其接入电路,以及如何通过MCU的ADC或专用接口读取传感器数据。重点在于理解传感器的灵敏度、精度、线性度、响应时间、工作范围等关键参数,并学会根据具体的应用需求选择最合适的传感器。 数据采集与预处理技术: 传感器采集到的原始数据往往需要进行预处理才能使用。本部分将介绍常用的数据预处理技术,如滤波(去除噪声)、校准(补偿系统误差)、量化、阈值判断等。我们将演示如何利用MCU的算法和外设,对传感器数据进行有效的处理,提高数据的准确性和可靠性。 物联网(IoT)基础概念与应用: 随着物联网的普及,将物理世界与数字世界连接起来变得越来越重要。本部分将介绍物联网的基本概念,包括连接性、数据传输、云平台等。我们将以一个简单的实例,如使用ESP8266或ESP32等Wi-Fi模块,将传感器数据上传到云端(如ThingSpeak, Blynk或自建服务器),并展示如何通过手机APP或网页进行数据可视化和远程控制。这部分内容将为读者打开通往更广阔的物联网应用领域的大门。 第四部分:系统集成、调试与故障排除 本部分将从整体上提升读者的工程实践能力,涵盖项目开发流程、高效调试技巧和系统性故障排除方法。 电子项目设计流程与实践: 从需求分析、原理图设计、PCB布局布线,到元器件采购、焊接组装、程序烧录,本书将系统地演示一个完整的电子项目开发流程。我们将通过分析一些典型的电子项目案例,如智能家居模块、简易机器人、数据记录仪等,来讲解在不同阶段需要注意的关键问题,以及如何平衡性能、成本和开发周期。 高效的电子电路调试技巧: 调试是电子工程师日常工作中不可或缺的一环。本部分将分享大量实用的调试技巧,包括使用万用表、示波器、逻辑分析仪等常用测试仪器的方法,以及如何通过代码调试、断点设置、变量监控等软件手段来定位问题。我们将重点讲解如何建立清晰的调试思路,如何系统地排除干扰因素,从而快速有效地找出电路中的错误。 常见电子故障的分析与排除: 任何电子电路都可能出现故障。本书将总结一些电子电路中常见的故障现象(如无输出、输出异常、不稳定、功耗过大等),并提供一套系统性的故障分析方法。通过对典型故障案例的剖析,读者将学会如何从现象入手,推断故障原因,并采取相应的修复措施,从而增强独立解决实际工程问题的能力。 本书特色: 理论与实践深度融合: 每一章节都紧密结合实际应用,提供大量的电路图、元器件选型指南、设计实例和代码示例。 注重工程思维培养: 强调理解原理、分析问题、优化设计和解决实际挑战的能力。 易于上手的学习路径: 从基础概念到复杂系统,循序渐进,适合有一定电子基础或具备自学能力的读者。 丰富多样的实例: 覆盖工业、消费电子、嵌入式系统等多个领域的典型应用,拓展读者的视野。 实用性强的技术分享: 包含大量工程师在实际工作中积累的宝贵经验和技巧。 《现代电子技术基础实践》不仅仅是一本教材,更是一本帮助您从电子爱好者迈向专业工程师的实践指南。通过本书的学习,您将能够自信地设计、构建和调试各种复杂的电子系统,并为未来的创新打下坚实的基础。