內容簡介
《高等學校教材:電路分析與電子綫路基礎(下冊)》將傳統的“電路原理”課程、“模擬電子技術基礎”課程以及“數字電子技術基礎”課程的電路級內容有機整閤在-起,內容選擇上把最新的集成電路設計知識融入到電路基礎課程中,反映瞭電路技術發展的方嚮。
《高等學校教材:電路分析與電子綫路基礎(下冊)》將模擬集成電路的基本單元電路、反饋放大器電路、差分放大器電路、互連綫、運算放大器、電流差分緩衝放大器、電流差分跨導放大器、濾波器、振蕩器、正弦交流電路、三相電路、開關電容電路、CMOS邏輯門電路、脈衝波形的産生與處理電路以及模數轉換與數模轉換等電路有機融入到直流穩態電路分析、正弦交流穩態電路分析、電路瞬態特性的時域分析以及交流小信號電路的復頻域分析等有關章節中,使電路分析方法的闡述以實際電路為載體,而對實際電路的分析又得到規範的電路分析方法的指導。
全書共6章,下冊包含後兩章的內容。第五章在復頻域對電路進行分析,給齣電路的頻域響應;第六章給齣非綫性電路分析的基本概念。
《高等學校教材:電路分析與電子綫路基礎(下冊)》可供高等學校本科電子信息類、電氣類、自動化類專業作為“電路”課程教材使用,也可供工程技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第五章 交流小信號電路的復頻域分析
5.1 綫性連續係統(電路)的復頻域傳遞函數
5.1.1 拉普拉斯變換的定義及其基本性質
5.1.2 拉普拉斯反變換
5.1.3 復頻域中的電路定理
5.1.4 電路傳遞函數的一般形式及其基本性質與信號流圖
5.1.5 傳遞函數的零點和極點以及係統的頻率特性
5.1.6 零、極點對電路穩定性的影響
5.2 z變換與z域中的傳遞函數
5.2.1 從拉普拉斯變換到z變換
5.2.2 離散係統的係統函數與係統的頻率響應
5.3 晶體管放大器偏置電路分析
5.3.1 電壓偏置電路
5.3.2 恒流源偏置電路
5.3.3 帶隙基準電壓電路
5.4 場效應晶體管單級放大器電路分析
5.4.1 放大器的主要參數
5.4.2 簡單結構單級共源極放大器的圖解分析
5.4.3 單級共源極放大器的數值分析
5.4.4 單級場效應晶體管共源極放大器特性的簡化分析
5.4.5 單級場效應晶體管共柵極放大器特性的簡化分析
5.4.6 單級場效應晶體管共漏極放大器特性的簡化分析
5.5 單級NPN雙極型晶體管放大器特性的分析
5.5.1 單級NPN雙極型晶體管共發射極放大器的數值分析
5.5.2 單級NPN雙極型晶體管共發射極放大器特性的簡化分析
5.5.3 單級NPN雙極型晶體管共基極放大器特性的簡化分析
5.5.4 單級NPN雙極型晶體管共集電極放大器特性的簡化分析
5.6 反饋放大器電路分析
5.6.1 反饋放大器的類型及其錶示
5.6.2 反饋放大器分析
5.6.3 串聯反饋式穩壓電路
5.7 差分放大器電路分析
5.7.1 差分放大器的特點
5.7.2 基於場效應晶體管差分對的差分放大器
5.7.3 基於雙極型晶體管差分對的差分放大器
5.7.4 吉爾伯特模擬乘法器單元電路
5.8 運算放大器、電流差分緩衝放大器與電流差分跨導放大器
5.8.1 基於電壓反饋的二級CMOS運算放大器(VFA)
5.8.2 基於電流反饋的運算放大器(cFA oP AMP)
5.8.3 電流差分緩衝放大器(CDBA)與電流差分跨導放大器(CDTA)
5.9 濾波器
5.9.1 無源LC濾波器與四相RC濾波器
5.9.2 基於運算放大器的有源RC濾波器
5.9.3 基於運放的開關電容濾波器
5.9.4 基於電流差分緩衝放大器( CDBA)的濾波器
5.9.5 基於電流差分跨導放大器(CDrA)的濾波器
5.9.6 數字濾波器簡介
5.10 小信號情況下振蕩器的綫性理論分析
5.10.1 振蕩器達到穩定振蕩的條件
5.10.2 RC相移振蕩器
5.10.3 LC振蕩器
5.10.4 基於電流差分緩衝放大器(CDBA)、電流差分跨導放大器( CDTA)的振蕩電路
5.11 過取樣級的數據轉換電路
習題五
第六章 非綫性電路分析
6.1 直流非綫性電路分析
6.1.1 直流非綫性電路方程的一般形式
6.1.2 包含PN結二極管的直流非綫性電路
6.1.3 包含晶體管的直流非綫性電路
6.2 功率放大器電路及諧波平衡分析
6.2.1 功率放大器的特性參數及結構類型
6.2.2 交流大信號情況下放大器電路的諧波平衡分析
6.2.3 振蕩電路的修正諧波平衡分析法簡介
習題六
附錄1 拉普拉斯(拉氏)變換簡錶
附錄2 z變換對簡錶
部分習題參考答案
參考文獻
《現代電子技術基礎實踐》 內容梗概: 本書旨在為讀者提供一個係統、深入且富有實踐性的現代電子技術學習平颱。不同於純理論的堆砌,我們更側重於將抽象的電子原理與實際的電路設計、元器件選擇、係統搭建以及故障排除緊密結閤。全書圍繞“理解、設計、實現、應用”的核心思路展開,引導讀者從宏觀的係統功能需求齣發,逐步拆解至微觀的元器件級工作原理,並最終能夠獨立完成具有實際應用價值的電子電路設計與製作。 本書內容涵蓋瞭從基礎的模擬信號處理到復雜的數字邏輯控製,再到嵌入式係統集成等多個關鍵領域,力求為讀者構建一個全麵而紮實的電子技術知識體係。我們將摒棄枯燥的數學推導,轉而強調物理意義的理解和工程實踐的經驗積纍。通過大量的實例分析、典型電路的設計流程演示以及實用的工程技巧分享,本書將幫助讀者培養敏銳的工程直覺和解決實際問題的能力。 第一部分:模擬信號處理核心原理與實踐 本部分將深入探討模擬電子電路的基本構成、工作原理及其在信號處理中的關鍵作用。 運放電路的精妙設計與應用: 我們將從最基礎的同相、反相放大器齣發,逐步深入到更復雜的信號調理電路,如差分放大器、儀錶放大器,以及用於濾波、積分、微分等功能的核心電路。重點不在於記憶公式,而在於理解運放的虛短、虛斷特性如何轉化為實際的電路功能,以及如何根據不同的信號特性選擇閤適的運放型號和外圍元件。我們將通過實際案例,演示如何設計一個高精度傳感器信號采集前端,或者一個性能優越的音頻放大電路,並分析設計中的關鍵考量因素,如帶寬、增益穩定性、輸入阻抗、輸齣阻抗、噪聲抑製等。 濾波器設計與信號濾波技術: 信號的純淨是有效處理的基礎。本部分將係統介紹各種濾波器類型,包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器,以及它們的巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾等不同逼近逼近特性。我們將不僅講解理論上的濾波器設計,更重要的是演示如何利用有源和無源元件,如電阻、電容、電感以及運算放大器,來構建滿足特定頻率響應要求的濾波器電路。通過實際的信號頻譜分析,讀者將直觀地感受濾波前後的效果差異,並學會如何針對實際應用場景(如音頻去噪、射頻信號選擇)進行濾波器設計。 穩壓電源與功率驅動電路: 穩定可靠的電源是所有電子設備的心髒。本部分將從最簡單的綫性穩壓電路(如78xx係列)講起,深入到更高效的開關穩壓電路(如 Buck、Boost、Buck-Boost 拓撲)。我們將詳細分析這些穩壓電路的工作原理,講解如何根據負載需求、輸入電壓範圍、效率要求等因素來選擇閤適的穩壓器芯片和設計關鍵參數,如電感和電容的選型、紋波抑製、瞬態響應等。此外,還將涵蓋功率驅動電路的設計,例如如何驅動繼電器、電機、LED 陣列等,重點在於理解驅動能力、保護機製和效率優化。 第二部分:數字邏輯與微控製器基礎 本部分將帶領讀者進入數字世界的精彩領域,理解邏輯門如何構建復雜係統,並掌握現代微控製器(MCU)的編程與應用。 組閤邏輯與時序邏輯電路設計: 從最基本的邏輯門(AND, OR, NOT, XOR)開始,我們將逐步構建齣更復雜的組閤邏輯電路,如加法器、減法器、譯碼器、編碼器、多路選擇器等。接著,我們將引入時序邏輯電路的概念,包括觸發器(SR, D, JK, T)、寄存器、計數器等,並講解它們在狀態存儲和時序控製中的關鍵作用。本書將強調使用邏輯符號和狀態圖來分析和設計數字電路,並引導讀者通過邏輯仿真工具進行驗證,從而培養嚴謹的邏輯思維能力。 微控製器(MCU)架構與嵌入式係統開發入門: 我們將選擇一款主流的微控製器(例如基於ARM Cortex-M內核的STM32係列或類似的廣泛應用的MCU),深入剖析其核心架構,包括CPU、存儲器、定時器、中斷控製器、ADC/DAC、通信接口(UART, SPI, I2C)等關鍵模塊。本書將側重於實際的嵌入式係統開發流程,從開發環境的搭建(IDE、編譯器、調試器),到固件編程(C/C++語言),再到硬件接口的配置與驅動編寫。通過一係列精心設計的實例,如LED閃爍控製、按鍵輸入讀取、LCD顯示、傳感器數據采集與通信傳輸等,讀者將逐步掌握MCU的基本使用方法,並對嵌入式係統的開發有一個初步但堅實的認識。 常用通信協議的實現與調試: 現代電子係統往往需要相互通信。本部分將重點介紹幾種常用的通信協議,如UART(串行通信)、SPI(串行外設接口)、I2C(集成電路互聯總綫)等。我們將詳細講解這些協議的工作原理、數據幀格式、時序要求,並演示如何在MCU上實現這些通信接口,進行數據的發送和接收。通過實際的連接多個傳感器或模塊,並使用邏輯分析儀等工具進行信號捕捉與分析,讀者將深刻理解通信過程中的時序和數據交換,並能夠有效地調試通信故障。 第三部分:傳感器技術與物聯網基礎 本部分將聚焦於現代電子係統中無處不在的傳感器,並初步介紹物聯網(IoT)的基本概念與實現方法。 各類傳感器的工作原理與選型: 我們將涵蓋多種主流的傳感器類型,包括溫度傳感器(NTC, PT100, 數字溫度傳感器)、濕度傳感器、光敏傳感器(光敏電阻, 光電二極管)、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、霍爾傳感器等。本書將深入剖析它們的物理工作原理,講解如何將其接入電路,以及如何通過MCU的ADC或專用接口讀取傳感器數據。重點在於理解傳感器的靈敏度、精度、綫性度、響應時間、工作範圍等關鍵參數,並學會根據具體的應用需求選擇最閤適的傳感器。 數據采集與預處理技術: 傳感器采集到的原始數據往往需要進行預處理纔能使用。本部分將介紹常用的數據預處理技術,如濾波(去除噪聲)、校準(補償係統誤差)、量化、閾值判斷等。我們將演示如何利用MCU的算法和外設,對傳感器數據進行有效的處理,提高數據的準確性和可靠性。 物聯網(IoT)基礎概念與應用: 隨著物聯網的普及,將物理世界與數字世界連接起來變得越來越重要。本部分將介紹物聯網的基本概念,包括連接性、數據傳輸、雲平颱等。我們將以一個簡單的實例,如使用ESP8266或ESP32等Wi-Fi模塊,將傳感器數據上傳到雲端(如ThingSpeak, Blynk或自建服務器),並展示如何通過手機APP或網頁進行數據可視化和遠程控製。這部分內容將為讀者打開通往更廣闊的物聯網應用領域的大門。 第四部分:係統集成、調試與故障排除 本部分將從整體上提升讀者的工程實踐能力,涵蓋項目開發流程、高效調試技巧和係統性故障排除方法。 電子項目設計流程與實踐: 從需求分析、原理圖設計、PCB布局布綫,到元器件采購、焊接組裝、程序燒錄,本書將係統地演示一個完整的電子項目開發流程。我們將通過分析一些典型的電子項目案例,如智能傢居模塊、簡易機器人、數據記錄儀等,來講解在不同階段需要注意的關鍵問題,以及如何平衡性能、成本和開發周期。 高效的電子電路調試技巧: 調試是電子工程師日常工作中不可或缺的一環。本部分將分享大量實用的調試技巧,包括使用萬用錶、示波器、邏輯分析儀等常用測試儀器的方法,以及如何通過代碼調試、斷點設置、變量監控等軟件手段來定位問題。我們將重點講解如何建立清晰的調試思路,如何係統地排除乾擾因素,從而快速有效地找齣電路中的錯誤。 常見電子故障的分析與排除: 任何電子電路都可能齣現故障。本書將總結一些電子電路中常見的故障現象(如無輸齣、輸齣異常、不穩定、功耗過大等),並提供一套係統性的故障分析方法。通過對典型故障案例的剖析,讀者將學會如何從現象入手,推斷故障原因,並采取相應的修復措施,從而增強獨立解決實際工程問題的能力。 本書特色: 理論與實踐深度融閤: 每一章節都緊密結閤實際應用,提供大量的電路圖、元器件選型指南、設計實例和代碼示例。 注重工程思維培養: 強調理解原理、分析問題、優化設計和解決實際挑戰的能力。 易於上手的學習路徑: 從基礎概念到復雜係統,循序漸進,適閤有一定電子基礎或具備自學能力的讀者。 豐富多樣的實例: 覆蓋工業、消費電子、嵌入式係統等多個領域的典型應用,拓展讀者的視野。 實用性強的技術分享: 包含大量工程師在實際工作中積纍的寶貴經驗和技巧。 《現代電子技術基礎實踐》不僅僅是一本教材,更是一本幫助您從電子愛好者邁嚮專業工程師的實踐指南。通過本書的學習,您將能夠自信地設計、構建和調試各種復雜的電子係統,並為未來的創新打下堅實的基礎。