內容簡介
模擬電子技術是電氣類、電子類和信息類專業的基礎能力課程。《模擬電子技術》由七個項目(常用半導體器件、小信號基本放大電路、信號處理電路、音頻功率放大電路、直流穩壓電源電路、信號産生電路和綜閤訓練——音頻功率電路的設計與製作)及兩個附錄(常用儀器儀錶的使用方法和電路仿真工具簡介)組成。
作為項目式教材,《模擬電子技術》將基本概念、基本理論、基本技能寓教於各相應的項目之中。在編寫過程中,注重針對性、實用性、科學性,力求突齣基本概念及應用,降低理論深度,給齣處理問題的方法和思路,以利於學生對模擬電子技術知識和技能的掌握。
《模擬電子技術》可作為高職高專院校電氣類、電子類和信息類等相關專業的教學用書,也可作為崗位培訓和工程技術人員的參考用書。
內頁插圖
目錄
項目一 常用半導體器件基礎知識
任務1-1 二極管的特性與測試
任務1-2 三極管的特性與測試
任務1-3 場效應管的特性與測試
任務1-4 其他常用半導體器件與測試
小結
習題
項目二 小信號基本放大電路
任務2-1 三極管基本放大電路與測試
任務2-1-1 共發射極放大電路與測試
任務2-1-2 共集電極放大電路與測試
任務2-1-3 共基極放大電路與測試
任務2-2 場效應管基本放大電路與測試
任務2-3 負反饋放大電路與性能測試
小結
習題
項目三 信號處理電路
任務3-1 差分放大電路與測試
任務3-2 運算放大電路與測試
任務3-3 音調控製電路與測試
任務3-4 電壓比較器電路與測試
小結
習題
項目四 音頻功率放大電路
任務4-1 甲類放大電路與測試
任務4-2 乙類功率放大電路與測試
任務4-3 甲乙類OCL和
OTL電路與測試
小結
習題
項目五 直流穩壓電源電路
任務5-1 電源變壓器的基本特性與測試
任務5-2 整流電路與測試
任務5-3 濾波電路與測試
任務5-4 穩壓電路與測試
小結
習題
項目六 信號産生電路
任務6-1 LC、RC選頻網絡頻率特性與測試
任務6-2 RC正弦波振蕩器與測試
任務6-3 LC正弦波振蕩器與測試
任務6-3-1 電容三點式振蕩器基本特性的測試
任務6-3-2 串聯改進型電容三點式振蕩器基本特性的測試
任務6-3-3 並聯改進型電容三點式振蕩器基本特性的測試
任務6-4 石英晶體振蕩器與測試
任務6-5 非正弦信號發生電路
小結
習題
項目七 綜閤訓練
任務7-1 單聲道音頻放大器的設計與製作
任務7-2 立體聲功率放大電路的設計與製作
任務7-3 集成音頻功率放大器的設計與製作
附錄A 常用儀器儀錶的使用方法
附錄B 仿真工具簡介
參考文獻
前言/序言
本書內容力求少而精,理論聯係實際,以實用和夠用為度,適當降低純理論分析的深度,加強實用技能的培養,體現瞭“以能力為本位、以職業實踐為主綫、以項目課程為主體”的模塊化理念。本書的各項目中都包含有若乾個工作任務和相關知識,實際教學中可對應地采用“理論實踐一體化的教學模式”,即講講、做做、練練的形式,使完成工作任務和講授相關知識做到同步進行,有助於學生掌握模擬電子技術的相關知識和技能。本書包括七個項目:項目一為常用半導體器件基礎知識,主要介紹二極管、三極管和場效應管等:項目二為小信號基本放大電路,主要涉及三極管共基極、共集電極、共發射極放大電路和共源極場效應管放大電路,以及負反饋放大電路等內容;項目三為信號處理電路,主要包括差分放大電路、運算放大電路、音調控製電路和電壓比較器等:項目四為音頻功率放大電路,主要討論甲類、乙類和甲乙類功率放大電路;項目五為直流穩壓電源電路,主要介紹整流、濾波、穩壓等電路;項目六為信號産生電路,包括LC正弦波振蕩器、RC正弦波振蕩器和石英晶體振蕩器等;項目七為綜閤訓練,項目為實用電子産品的設計、製作和調試,包括單聲道音頻功放、立體聲音頻功放及集成音頻功放三個産品.可以根據實際情況進行選做,它綜閤瞭本課程所學的內容,能全麵訓練並培養學生設計、製作和調試電路及進行故障檢測等技能,讓學生體驗一種實際的電子産品生産與製作的全過程。另外,附錄中還介紹瞭模擬電子技術中常用儀器儀錶的使用和Multisim仿真軟件的使用。
本書可供高職院校電氣類、電子類和信息類等相關專業的教學用書,也可供成人教育和職業教育相關專業,並具有一定電工基礎知識的學生或電子技術工程人員參考。
本書由無锡商業職業技術學院的崔玫(編寫項目一、二)擔任第一主編,薑獻忠(編寫項目五)擔任第二主編:無锡商業職業技術學院戴明(編寫項目三)、徐華軍(編寫項目四、六)、戴建華(編寫項目七、附錄A)、冒莉(編寫附錄B)參編。
本書在編寫的過程中參考瞭許多同類的模擬電子技術相關資料和教材,在此對這些有關資料和教材的作者錶示感謝。
由於編者水平有限,書中可能存在不當和疏漏之處,懇請使用本書的教師和讀者多加指正。
編者
《信息時代的物理基石:電信號的奧秘與操控》 在信息爆炸的數字洪流中,我們生活在一個由無形電信號構建的精密世界。從智能手機的每一次觸碰,到連接全球的網絡,再到驅動現代工業的復雜係統,其背後都離不開對電信號的深刻理解和精準操控。本書《信息時代的物理基石:電信號的奧秘與操控》旨在揭示構成這一切的基礎——電信號的本質,以及人類如何巧妙地利用物理原理來産生、塑造、傳輸和分析這些信號,從而開啓瞭信息時代的無限可能。 本書並非一本技術手冊,而是希望帶領讀者穿越電磁世界的迷人圖景,理解那些抽象概念如何轉化為我們日常生活中觸手可及的科技。我們將從最基礎的電荷、電流、電壓等概念入手,循序漸進地探索它們如何與各種電子元件相互作用。本書的重點在於建立一種直觀的物理認知,讓你能夠“看見”那些肉眼無法捕捉的電信號的流動與變化,理解它們遵循的普遍規律。 第一部分:信號的源泉與載體 首先,我們會追溯電信號的起源。是什麼産生瞭電?從最基本的半導體材料的特性齣發,我們將理解二極管和三極管這類“電子閥門”是如何工作的。它們並非簡單的開關,而是能夠根據輸入的電信號,控製電流的流嚮和大小,從而實現信號的放大或調製。我們將深入探討PN結的物理機製,理解空穴和電子的“舞蹈”,以及它們如何在電場的驅動下,産生具有特定功能的電流。 接著,我們將聚焦於信號的“形態”。電信號並非單一模式,而是以多種形式存在。我們將會詳細介紹各種基本波形,如正弦波、方波、三角波等,理解它們的頻率、幅度和相位等關鍵參數如何影響信號的特性。然後,我們將探討如何利用不同的電路結構來“生成”這些信號。例如,振蕩器電路如何利用正反饋機製,産生周期性的電信號,就像一個精密的節拍器,為信息傳遞提供節奏。我們還將學習到如何通過對信號進行“編碼”,將其轉化為數字形式,這是現代信息處理的基礎。從二進製的0和1,到更復雜的編碼方案,都將在此得到清晰的闡釋。 第二部分:信號的塑造與轉換 一旦電信號産生,接下來的關鍵是如何對其進行“塑造”和“轉換”,以適應不同的應用需求。本書將深入探討各種信號處理電路的功能。 放大器: 為什麼微弱的信號能夠驅動揚聲器發齣震撼的音樂?這一切都歸功於放大器。我們將剖析不同類型的放大器,如電壓放大器、電流放大器、功率放大器,理解它們如何利用外部能量,將微弱的輸入信號“復製”並增強,同時保持信號的原始特徵。我們會探討放大器的增益、帶寬、失真等重要指標,以及如何根據實際需求選擇閤適的放大器。 濾波器: 在復雜的電信號環境中,我們常常需要“過濾”掉不必要的噪聲,提取有用的信息。濾波器就是實現這一功能的關鍵。本書將詳細介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器,以及它們在時域和頻域上的錶現。你將理解為什麼在收音機中,你可以清晰地聽到某個頻率的頻道,而其他頻道的聲音則被抑製。 混頻器與調製器: 如何將低頻的語音信號傳輸到遙遠的距離?這需要利用高頻載波進行“調製”。我們將深入瞭解各種調製技術,如幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)等,理解它們如何將信息“嵌入”到高頻信號中。反之,解調器又如何將信息從載波中“提取”齣來。混頻器作為調製和解調的關鍵組件,其工作原理也將得到詳細的講解。 開關電路與邏輯門: 數字世界的基石是開關電路和邏輯門。我們將從晶體管的開關特性齣發,逐步構建齣AND、OR、NOT、NAND、NOR等基本邏輯門,並理解它們如何組閤起來實現復雜的邏輯運算。這部分內容將幫助你理解計算機和數字電路是如何工作的,如何處理和存儲信息。 第三部分:信號的傳輸與檢測 電信號的産生和處理是第一步,如何將它們高效、準確地傳輸到目的地,並最終被“讀取”和“理解”,是信息通信的另一大挑戰。 傳輸綫理論: 信號在傳輸過程中並非一成不變,長距離的傳輸綫會引入信號的衰減、反射和失真。我們將簡要介紹傳輸綫的特性阻抗、延遲等概念,並討論如何通過阻抗匹配等技術來提高信號傳輸的效率。 振動與波: 電信號的本質是電磁波在空間中的傳播。本書將從波動方程的角度,闡述電磁波的産生、傳播和接收的物理原理。我們將理解為什麼天綫能夠有效地發射和接收電磁波,以及不同頻率的電磁波如何影響其傳播特性。 傳感器技術: 如何將物理世界的各種信息(如溫度、壓力、光綫、聲音)轉化為可被處理的電信號?傳感器正是實現這一功能的關鍵。我們將探討各種類型的傳感器,如熱敏電阻、光敏電阻、壓電傳感器等,理解它們的工作原理以及如何將其集成到係統中。 信號的測量與分析: 為瞭更好地理解和調試信號,我們需要精確的測量工具。本書將介紹示波器、頻譜分析儀等關鍵的測量儀器,並解釋如何利用它們來觀察信號的波形、頻率、幅度等參數,以及如何分析信號中的頻譜成分,從而診斷電路問題或優化係統性能。 第四部分:信息時代的幕後英雄 在信息時代,許多看不見的“幕後英雄”默默地工作著,它們是電信號應用的關鍵。 電源係統: 任何電子設備都需要能量供應。我們將簡要探討各種電源的原理,如綫性電源和開關電源,理解它們如何將交流電轉換為穩定的直流電,為電子電路提供可靠的動力。 數字信號處理(DSP): 隨著計算能力的提升,數字信號處理技術在信息時代扮演著越來越重要的角色。我們將初步介紹數字信號處理的基本概念,如采樣、量化、傅裏葉變換等,以及它們如何在音頻、圖像、通信等領域發揮巨大作用。 通信係統概覽: 從古老的電報到現代的5G網絡,通信技術的發展史就是一部電信號操控的曆史。我們將對各種通信係統進行概覽,瞭解它們在信號的編碼、傳輸、復用、糾錯等方麵的技術特點,以及信息如何跨越時空進行傳遞。 《信息時代的物理基石:電信號的奧秘與操控》希望能夠激發讀者對信息技術背後物理原理的好奇心。通過理解電信號的生成、塑造、傳輸和檢測,你將能夠更深刻地認識到現代科技的精妙之處,並為進一步探索更復雜的電子係統和信息技術打下堅實的基礎。本書的目標是讓你在接觸到各種電子設備和信息係統時,不再感到神秘莫測,而是能夠對其內在的運行邏輯,有一個更加清晰和深刻的理解。讓我們一起,揭開信息時代那層由電信號編織的神秘麵紗。