内容简介
模拟电子技术是电气类、电子类和信息类专业的基础能力课程。《模拟电子技术》由七个项目(常用半导体器件、小信号基本放大电路、信号处理电路、音频功率放大电路、直流稳压电源电路、信号产生电路和综合训练——音频功率电路的设计与制作)及两个附录(常用仪器仪表的使用方法和电路仿真工具简介)组成。
作为项目式教材,《模拟电子技术》将基本概念、基本理论、基本技能寓教于各相应的项目之中。在编写过程中,注重针对性、实用性、科学性,力求突出基本概念及应用,降低理论深度,给出处理问题的方法和思路,以利于学生对模拟电子技术知识和技能的掌握。
《模拟电子技术》可作为高职高专院校电气类、电子类和信息类等相关专业的教学用书,也可作为岗位培训和工程技术人员的参考用书。
内页插图
目录
项目一 常用半导体器件基础知识
任务1-1 二极管的特性与测试
任务1-2 三极管的特性与测试
任务1-3 场效应管的特性与测试
任务1-4 其他常用半导体器件与测试
小结
习题
项目二 小信号基本放大电路
任务2-1 三极管基本放大电路与测试
任务2-1-1 共发射极放大电路与测试
任务2-1-2 共集电极放大电路与测试
任务2-1-3 共基极放大电路与测试
任务2-2 场效应管基本放大电路与测试
任务2-3 负反馈放大电路与性能测试
小结
习题
项目三 信号处理电路
任务3-1 差分放大电路与测试
任务3-2 运算放大电路与测试
任务3-3 音调控制电路与测试
任务3-4 电压比较器电路与测试
小结
习题
项目四 音频功率放大电路
任务4-1 甲类放大电路与测试
任务4-2 乙类功率放大电路与测试
任务4-3 甲乙类OCL和
OTL电路与测试
小结
习题
项目五 直流稳压电源电路
任务5-1 电源变压器的基本特性与测试
任务5-2 整流电路与测试
任务5-3 滤波电路与测试
任务5-4 稳压电路与测试
小结
习题
项目六 信号产生电路
任务6-1 LC、RC选频网络频率特性与测试
任务6-2 RC正弦波振荡器与测试
任务6-3 LC正弦波振荡器与测试
任务6-3-1 电容三点式振荡器基本特性的测试
任务6-3-2 串联改进型电容三点式振荡器基本特性的测试
任务6-3-3 并联改进型电容三点式振荡器基本特性的测试
任务6-4 石英晶体振荡器与测试
任务6-5 非正弦信号发生电路
小结
习题
项目七 综合训练
任务7-1 单声道音频放大器的设计与制作
任务7-2 立体声功率放大电路的设计与制作
任务7-3 集成音频功率放大器的设计与制作
附录A 常用仪器仪表的使用方法
附录B 仿真工具简介
参考文献
前言/序言
本书内容力求少而精,理论联系实际,以实用和够用为度,适当降低纯理论分析的深度,加强实用技能的培养,体现了“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体”的模块化理念。本书的各项目中都包含有若干个工作任务和相关知识,实际教学中可对应地采用“理论实践一体化的教学模式”,即讲讲、做做、练练的形式,使完成工作任务和讲授相关知识做到同步进行,有助于学生掌握模拟电子技术的相关知识和技能。本书包括七个项目:项目一为常用半导体器件基础知识,主要介绍二极管、三极管和场效应管等:项目二为小信号基本放大电路,主要涉及三极管共基极、共集电极、共发射极放大电路和共源极场效应管放大电路,以及负反馈放大电路等内容;项目三为信号处理电路,主要包括差分放大电路、运算放大电路、音调控制电路和电压比较器等:项目四为音频功率放大电路,主要讨论甲类、乙类和甲乙类功率放大电路;项目五为直流稳压电源电路,主要介绍整流、滤波、稳压等电路;项目六为信号产生电路,包括LC正弦波振荡器、RC正弦波振荡器和石英晶体振荡器等;项目七为综合训练,项目为实用电子产品的设计、制作和调试,包括单声道音频功放、立体声音频功放及集成音频功放三个产品.可以根据实际情况进行选做,它综合了本课程所学的内容,能全面训练并培养学生设计、制作和调试电路及进行故障检测等技能,让学生体验一种实际的电子产品生产与制作的全过程。另外,附录中还介绍了模拟电子技术中常用仪器仪表的使用和Multisim仿真软件的使用。
本书可供高职院校电气类、电子类和信息类等相关专业的教学用书,也可供成人教育和职业教育相关专业,并具有一定电工基础知识的学生或电子技术工程人员参考。
本书由无锡商业职业技术学院的崔玫(编写项目一、二)担任第一主编,姜献忠(编写项目五)担任第二主编:无锡商业职业技术学院戴明(编写项目三)、徐华军(编写项目四、六)、戴建华(编写项目七、附录A)、冒莉(编写附录B)参编。
本书在编写的过程中参考了许多同类的模拟电子技术相关资料和教材,在此对这些有关资料和教材的作者表示感谢。
由于编者水平有限,书中可能存在不当和疏漏之处,恳请使用本书的教师和读者多加指正。
编者
《信息时代的物理基石:电信号的奥秘与操控》 在信息爆炸的数字洪流中,我们生活在一个由无形电信号构建的精密世界。从智能手机的每一次触碰,到连接全球的网络,再到驱动现代工业的复杂系统,其背后都离不开对电信号的深刻理解和精准操控。本书《信息时代的物理基石:电信号的奥秘与操控》旨在揭示构成这一切的基础——电信号的本质,以及人类如何巧妙地利用物理原理来产生、塑造、传输和分析这些信号,从而开启了信息时代的无限可能。 本书并非一本技术手册,而是希望带领读者穿越电磁世界的迷人图景,理解那些抽象概念如何转化为我们日常生活中触手可及的科技。我们将从最基础的电荷、电流、电压等概念入手,循序渐进地探索它们如何与各种电子元件相互作用。本书的重点在于建立一种直观的物理认知,让你能够“看见”那些肉眼无法捕捉的电信号的流动与变化,理解它们遵循的普遍规律。 第一部分:信号的源泉与载体 首先,我们会追溯电信号的起源。是什么产生了电?从最基本的半导体材料的特性出发,我们将理解二极管和三极管这类“电子阀门”是如何工作的。它们并非简单的开关,而是能够根据输入的电信号,控制电流的流向和大小,从而实现信号的放大或调制。我们将深入探讨PN结的物理机制,理解空穴和电子的“舞蹈”,以及它们如何在电场的驱动下,产生具有特定功能的电流。 接着,我们将聚焦于信号的“形态”。电信号并非单一模式,而是以多种形式存在。我们将会详细介绍各种基本波形,如正弦波、方波、三角波等,理解它们的频率、幅度和相位等关键参数如何影响信号的特性。然后,我们将探讨如何利用不同的电路结构来“生成”这些信号。例如,振荡器电路如何利用正反馈机制,产生周期性的电信号,就像一个精密的节拍器,为信息传递提供节奏。我们还将学习到如何通过对信号进行“编码”,将其转化为数字形式,这是现代信息处理的基础。从二进制的0和1,到更复杂的编码方案,都将在此得到清晰的阐释。 第二部分:信号的塑造与转换 一旦电信号产生,接下来的关键是如何对其进行“塑造”和“转换”,以适应不同的应用需求。本书将深入探讨各种信号处理电路的功能。 放大器: 为什么微弱的信号能够驱动扬声器发出震撼的音乐?这一切都归功于放大器。我们将剖析不同类型的放大器,如电压放大器、电流放大器、功率放大器,理解它们如何利用外部能量,将微弱的输入信号“复制”并增强,同时保持信号的原始特征。我们会探讨放大器的增益、带宽、失真等重要指标,以及如何根据实际需求选择合适的放大器。 滤波器: 在复杂的电信号环境中,我们常常需要“过滤”掉不必要的噪声,提取有用的信息。滤波器就是实现这一功能的关键。本书将详细介绍低通、高通、带通和带阻滤波器,以及它们在时域和频域上的表现。你将理解为什么在收音机中,你可以清晰地听到某个频率的频道,而其他频道的声音则被抑制。 混频器与调制器: 如何将低频的语音信号传输到遥远的距离?这需要利用高频载波进行“调制”。我们将深入了解各种调制技术,如幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等,理解它们如何将信息“嵌入”到高频信号中。反之,解调器又如何将信息从载波中“提取”出来。混频器作为调制和解调的关键组件,其工作原理也将得到详细的讲解。 开关电路与逻辑门: 数字世界的基石是开关电路和逻辑门。我们将从晶体管的开关特性出发,逐步构建出AND、OR、NOT、NAND、NOR等基本逻辑门,并理解它们如何组合起来实现复杂的逻辑运算。这部分内容将帮助你理解计算机和数字电路是如何工作的,如何处理和存储信息。 第三部分:信号的传输与检测 电信号的产生和处理是第一步,如何将它们高效、准确地传输到目的地,并最终被“读取”和“理解”,是信息通信的另一大挑战。 传输线理论: 信号在传输过程中并非一成不变,长距离的传输线会引入信号的衰减、反射和失真。我们将简要介绍传输线的特性阻抗、延迟等概念,并讨论如何通过阻抗匹配等技术来提高信号传输的效率。 振动与波: 电信号的本质是电磁波在空间中的传播。本书将从波动方程的角度,阐述电磁波的产生、传播和接收的物理原理。我们将理解为什么天线能够有效地发射和接收电磁波,以及不同频率的电磁波如何影响其传播特性。 传感器技术: 如何将物理世界的各种信息(如温度、压力、光线、声音)转化为可被处理的电信号?传感器正是实现这一功能的关键。我们将探讨各种类型的传感器,如热敏电阻、光敏电阻、压电传感器等,理解它们的工作原理以及如何将其集成到系统中。 信号的测量与分析: 为了更好地理解和调试信号,我们需要精确的测量工具。本书将介绍示波器、频谱分析仪等关键的测量仪器,并解释如何利用它们来观察信号的波形、频率、幅度等参数,以及如何分析信号中的频谱成分,从而诊断电路问题或优化系统性能。 第四部分:信息时代的幕后英雄 在信息时代,许多看不见的“幕后英雄”默默地工作着,它们是电信号应用的关键。 电源系统: 任何电子设备都需要能量供应。我们将简要探讨各种电源的原理,如线性电源和开关电源,理解它们如何将交流电转换为稳定的直流电,为电子电路提供可靠的动力。 数字信号处理(DSP): 随着计算能力的提升,数字信号处理技术在信息时代扮演着越来越重要的角色。我们将初步介绍数字信号处理的基本概念,如采样、量化、傅里叶变换等,以及它们如何在音频、图像、通信等领域发挥巨大作用。 通信系统概览: 从古老的电报到现代的5G网络,通信技术的发展史就是一部电信号操控的历史。我们将对各种通信系统进行概览,了解它们在信号的编码、传输、复用、纠错等方面的技术特点,以及信息如何跨越时空进行传递。 《信息时代的物理基石:电信号的奥秘与操控》希望能够激发读者对信息技术背后物理原理的好奇心。通过理解电信号的生成、塑造、传输和检测,你将能够更深刻地认识到现代科技的精妙之处,并为进一步探索更复杂的电子系统和信息技术打下坚实的基础。本书的目标是让你在接触到各种电子设备和信息系统时,不再感到神秘莫测,而是能够对其内在的运行逻辑,有一个更加清晰和深刻的理解。让我们一起,揭开信息时代那层由电信号编织的神秘面纱。