基本信息
书名:硬件电路设计与电子工艺基础
定价:48.00元
作者:曹文著
出版社:电子工业出版社
出版日期:2016-06-01
ISBN:9787121286087
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
提供配套电子课件、习题解答、授课视频、器件文档等;重点突出“实作”、“实操”、“实用”特色。
内容提要
全书围绕“电路设计”、“电子工艺”两个并重的关键词,本着够用、实用、易用的原则,贯穿完整的硬件电路设计、仿真、制作、装接、调试流程,带动读者循序渐进地学习领会相关知识与技能,达到拓展知识面、提升工程实践能力的目的,也为后续更专业的学习夯实基础。 全书共12章,主要包括:电子系统设计概论,电子元器件的分类、功能及选型,模拟电路功能模块设计,数字电路单元设计,电源电路设计基础,电路设计与软件仿真,计算机辅助电路PCB设计,电路PCB加工及制作工艺,元器件装配、焊接及拆焊工艺,元器件参数测试、质量检测及等效代换,电路系统调试工艺,电子电路课程设计示例。作为一个从理论到实践再到创新的学习、训练体系,本书与电路、模电、数电、电工学等基础课程形成紧密互补的依托关系,同时为传统的电路、电子、电工实验注入一股开放、创新、强化的新鲜力量。本书提供配套电子课件、习题解答、授课视频、器件文档等丰富教学资源。 本书可作为高等院校、高职学院、职业技能培训学校的电子、通信、物联网、自动化、电气、检测技术、光电信息、测控技术及仪器、计算机、机电一体化等专业的电子技术课程设计与电子工艺实训教材,可面向电子设计基础、电子技术综合训练、模电/数电技术课程设计、电子创新实验、电子系统设计、电子工程技能培训等课程。本书也可作为全国大学生电子设计竞赛的赛前训练、“工程师”计划、大学生课外科技活动的参考资料;对广大的电子制好者而言,本书也不失为一本全面的入门读本,具有较高参考价值。
目录
目 录
章 电子系统设计概论1
1.1 电子系统设计的基本工作流程1
1.2 分析设计任务、查找参考方案、拟定初步设计方案2
1.3 单元电路仿真及系统集成仿真2
1.4 设计电路PCB4
1.5 元器件选型5
1.6 加工、制作电路PCB6
1.7 电路的装配、焊接及调试6
1.8 修改、升级原先的设计方案,整理并完成设计文档6
第2章 电子元器件的分类、功能及选型7
2.1 元器件的分类、参数及封装7
2.1.1 元器件的参数标称值7
2.1.2 元器件的型号及参数标注9
2.2 电阻器13
2.2.1 电阻器的常见类型14
2.2.2 电阻器的主要参数16
2.2.3 电阻器的串联与并联17
2.2.4 电阻器的选型19
2.2.5 排阻20
2.2.6 保险管21
2.2.7 熔断电阻22
2.2.8 敏感电阻23
2.3 电位器26
2.3.1 电位器的内部结构及工作原理27
2.3.2 电位器的基本工作电路27
2.3.3 常用电位器的分类28
2.3.4 电位器的主要参数32
2.3.5 电位器的选型34
2.4 电容器35
2.4.1 电容器的功能概述36
2.4.2 电容器的主要种类36
2.4.3 电容器的主要参数44
2.4.4 电容器的串联与并联46
2.4.5 电容器的选型47
2.5 电感器49
2.5.1 电感器的结构49
2.5.2 电感器的主要参数52
2.5.3 电感器的串联与并联55
2.5.4 常用电感器56
2.5.5 电感器选型及注意事项58
2.6 变压器58
2.6.1 变压器的种类、特性及设计59
2.6.2 变压器的主要参数59
2.6.3 变压器的主要分类60
2.7 晶振62
2.7.1 无源晶振62
2.7.2 有源晶振63
2.7.3 常用的晶振频率63
2.8 电声器件63
2.8.1 麦克风63
2.8.2 扬声器65
2.8.3 蜂鸣器66
2.9 半导体二极管67
2.9.1 二极管的结构工艺及封装67
2.9.2 二极管的分类68
2.9.3 二极管的参数及选型71
2.9.4 二极管使用时的注意事项71
2.10 发光二极管72
2.10.1 LED的外形特征72
2.10.2 LED应用电路72
2.11 三极管(双极型晶体管)73
2.11.1 三极管的常见类型74
2.11.2 三极管型号的识别75
2.11.3 三极管的选用原则及注意事项75
2.12 场效应管75
2.12.1 场效应管的分类76
2.12.2 MOSFET的正确使用76
2.13 集成芯片76
2.13.1 常用集成芯片的基本分类及使用77
2.13.2 集成芯片的型号命名规则77
2.13.3 常用集成芯片的封装及引脚排列规律78
2.13.4 集成芯片的正确使用79
2.14 接插件80
2.14.1 排针与排插81
2.14.2 排针与杜邦线81
2.14.3 接插件的防呆工艺82
2.14.4 集成芯片插座82
2.14.5 其他常用接插件84
2.15 开关与继电器84
2.15.1 翻转开关85
2.15.2 自复位按钮88
2.15.3 电磁继电器89
2.15.4 开关的机械抖动与消抖91
习题93
第3章 模拟电路功能模块设计94
3.1 模拟电路设计概述94
3.1.1 模拟电路的基本结构94
3.1.2 模拟电路的发展趋势95
3.2 集成运放基础96
3.2.1 集成运放电路的实用分析方法及步骤96
3.2.2 集成运放的电源供电96
3.2.3 集成运放的输出调零97
3.2.4 集成运放的负载驱动能力98
3.3 电压放大及转换电路设计99
3.3.1 同相比例运算放大电路99
3.3.2 同相交流放大电路100
3.3.3 反相比例运算放大电路101
3.3.4 反相交流放大电路102
3.3.5 交流信号分配电路102
3.3.6 反相加法电路103
3.3.7 差动减法电路103
3.3.8 仪表放大器电路105
3.3.9 反相积分电路106
3.3.10 反相微分电路106
3.3.11 峰值检测电路107
3.3.12 精密整流电路108
3.3.13 电流-电压转换电路109
3.3.14 电压-电流转换电路110
3.4 电压比较器电路设计111
3.4.1 单限电压比较111
3.4.2 迟滞电压比较113
3.4.3 窗口电压比较114
3.5 功率放大电路设计115
3.5.1 OTL功放115
3.5.2 OCL功放116
3.5.3 BTL功放117
3.6 有源滤波电路设计118
3.6.1 滤波电路的计算机辅助设计119
3.6.2 低通滤波电路(LPF)122
3.6.3 高通滤波电路(HPF)123
3.6.4 带通滤波电路(BPF)123
3.6.5 带阻滤波电路(BEF)124
3.7 波形发生器电路设计125
3.7.1 正弦波振荡电路125
3.7.2 矩形波振荡电路127
3.7.3 三角波发生电路128
3.8 晶体管驱动电路设计129
3.8.1 晶体管反相驱动电路129
3.8.2 功率负载驱动电路130
习题130
第4章 数字电路单元设计131
4.1 CMOS逻辑门131
4.1.1 逻辑门的特殊类型132
4.1.2 逻辑门的等效替换133
4.1.3 提高CMOS逻辑门的驱动能力134
4.2 组合逻辑电路设计134
4.2.1 二进制译码器74HC138135
4.2.2 显示译码器137
4.2.3 数值比较器74HC85139
4.2.4 数据选择器74HC151140
4.3 计数器设计142
4.3.1 同步计数器74HC160/161142
4.3.2 可逆计数器74HC192/193143
4.3.3 计数器级联144
4.4 移位寄存器设计144
4.4.1 串入-串/并出8位移位寄存器74HC164145
4.4.2 串入-并出8位移位寄存器74HC595145
4.4.3 串/并入-串出8位移位寄存器74HC165、74HC166146
4.4.4 双向4位移位寄存器74HC194147
4.4.5 十进制脉冲分配器CD4017149
4.5 锁存器设计150
4.6 触发器设计151
4.7 单稳态触发器设计152
4.7.1 不可重复触发单稳态触发器152
4.7.2 可重复触发单稳态触发器153
4.8 多谐振荡电路设计154
4.8.1 CD4047构成多谐振荡电路154
4.8.2 CD4060构成多谐振荡/分频电路154
4.8.3 逻辑门构成多谐振荡电路155
4.8.4 采用晶振的多谐振荡电路157
4.9 模拟开关设计159
4.9.1 4路双向模拟开关74HC4066159
4.9.2 单8/双4路模拟开关ADG608/609160
4.10 555定时器设计161
4.10.1 多谐振荡电路设计161
4.10.2 单稳态电路设计162
4.10.3 施密特触发器设计163
习题163
第5章 电源电路设计基础164
5.1 线性直流电源电路设计164
5.1.1 整流电路164
5.1.2 滤波电路167
5.1.3 电压基准TL431168
5.1.4 串联反馈型稳压电源电路169
5.1.5 固定电压集成稳压芯片169
5.1.6 电压可调集成稳压芯片170
5.1.7 低压差LDO集成稳压电路170
5.2 开关电源电路171
5.2.1 降压型BUCK电路171
5.2.2 升压型BOOST电路172
5.2.3 负电源转换电路173
5.3 电流检测电路设计174
5.4 电池174
5.4.1 碱性电池、碳性电池174
5.4.2 镍氢电池、镍镉电池175
5.4.3 铅蓄电池175
5.4.4 一次性锂电池175
5.4.5 可充电锂电池176
5.4.6 银锌电池176
5.4.7 太阳能电池176
习题176
第6章 电路设计与软件仿真177
6.1 Multisim仿真软件基本操作177
6.1.1 软件使用须知177
6.1.2 软件操作界面177
6.1.3 仿真元器件库180
6.1.4 虚拟仿真仪器库183
6.2 模拟电路的仿真184
6.2.1 电气连线、电气节点的放置与删除185
6.2.2 电源、信号源、参考地的设置185
6.2.3 虚拟示波器的设置187
6.2.4 虚拟万用表的设置192
6.2.5 电位器的参数调整193
6.2.6 模拟电路的仿真、调试193
6.3 数字电路的仿真194
6.3.1 数字集成芯片194
6.3.2 时钟源、电源及数字地194
6.3.3 虚拟逻辑分析仪195
6.3.4 虚拟函数信号发生器196
6.3.5 运行数字电路仿真197
6.3.6 绘制
作者介绍
曹文,西南科技大学信息工程学院电子工程系,副教授。四川省电子学会会员。长期讲授电子技术综合训练、电子设计基础、模拟电子技术、数字电子技术等课程,曾获得西南科技大学届教学质量奖。
文摘
序言
这本书给我的整体印象是,它在理论和实践之间取得了一个比较好的平衡。在“硬件电路设计”方面,我希望它能够提供一些关于数字电路和模拟电路的基本概念介绍,并且讲解一些基础的逻辑门电路(如AND、OR、NOT)以及它们在组合逻辑和时序逻辑中的应用。我还期待它能够讲解一些基本的模拟电路组件,比如电阻、电容、电感、二极管、三极管和运算放大器,以及它们的工作原理和在实际电路中的应用。更重要的是,我希望它能够提供一些关于电路分析和设计的常用方法,例如节点电压法、回路电流法,以及如何利用这些方法来计算电路中的电流和电压。在“电子工艺”部分,我期望它能详细介绍一些常用的焊接技术,包括如何进行手工焊接和表面贴装焊接,并且讲解如何避免焊接过程中可能出现的常见问题,例如虚焊、桥接和过热损坏。此外,我希望它能够涵盖一些关于元器件的识别、测试和选用方法,以及如何进行电路板的制作和组装。如果这本书能够提供一些实际的电路设计项目,并且详细地讲解每个项目的实现步骤和注意事项,那我相信它能够极大地提升我的硬件电路设计和电子工艺实践能力。
评分拿到这本《硬件电路设计与电子工艺基础》之后,我第一反应是它的内容深度。从书名来看,似乎涵盖了从理论到实践的完整过程,这对于我这样一个对电子技术有初步了解但想要系统学习的人来说,是很有吸引力的。我特别关注的是它在“设计”部分是否能提供一些“入门级”的指导。比如,会不会介绍一些常用的集成电路,像是555定时器或者简单的运算放大器,以及它们在不同电路中的应用实例?或者,它会讲解一些基础的PCB(印刷电路板)设计流程,包括如何使用一些免费的EDA(电子设计自动化)软件来绘制原理图和PCB布局?我希望这本书能够提供一些“可操作性”强的设计案例,让我能够跟着书中的步骤,自己动手去完成一个简单的电路。同时,在“电子工艺”的部分,我非常期待它能深入讲解元器件的焊接技术,不只是简单地告诉你如何焊接,而是能分析不同类型焊锡的使用,讲解如何避免虚焊、漏焊,以及如何处理一些比较棘手的焊接问题,比如表面贴装元件(SMD)的焊接。还有,关于元器件的保护,比如防静电措施、过流保护电路的设计,这些都是我在实际操作中常常会遇到的问题。如果这本书能在这方面给出一些详细的指导和建议,那我真的觉得物超所值。
评分说实话,我一开始并没有对这本书抱有太高的期望,觉得它可能就是一本泛泛而谈的入门教材。然而,当我翻阅其中的章节时,我发现它在某些细节上的处理还是比较到位的。比如,它在介绍一些元器件的物理特性时,会提到不同封装的差异,以及在实际安装时需要注意的事项。这让我觉得作者在编写过程中,是有考虑到实际生产和组装过程中的一些“坑”。我还比较关注它在“电子工艺”这块,有没有涉及到一些更进阶的技能,比如说如何进行电路板的蚀刻,或者使用一些简单的自动化设备进行元器件的贴装。我明白这可能超出了“基础”的范畴,但如果能稍微提及一下,或者给出一些相关的参考资料,那就更好了。在“硬件电路设计”方面,我希望能看到一些关于信号完整性、电源完整性方面的基础介绍,虽然我知道这些可能比较复杂,但如果能用通俗易懂的方式来解释,哪怕是简单地介绍一下其重要性,也对我的理解有很大帮助。这本书在某些方面给我带来了惊喜,让我觉得它不仅仅是一本教材,更像是一个经验丰富的工程师在分享他的实践心得,这对于我这种想要深入了解硬件领域的人来说,是非常宝贵的。
评分这本书带给我的感觉,更像是一本“工具书”,它并没有试图去灌输一些高深的理论,而是更侧重于教你“怎么做”。我特别欣赏它在“电子工艺”部分,对一些基础的测试和测量方法进行了详细的描述。比如,如何使用万用表来测量电压、电流、电阻,甚至是如何检测二极管、三极管的通断。这些看似简单的操作,对于新手来说却至关重要。它还可能涉及一些关于电路调试的技巧,比如如何通过观察LED的闪烁频率来判断一个振荡电路的工作状态,或者如何通过示波器来观察波形的变化。我非常希望这本书能够提供一些实际的电路案例,并且详细地讲解每一步的设计思路和实现方法。例如,它可能会讲解如何设计一个简单的LED驱动电路,或者一个基本的音频放大电路。在“硬件电路设计”部分,我希望它能涵盖一些关于电源设计的入门知识,比如如何选择合适的稳压器,如何进行简单的滤波处理,以及如何计算功耗。如果它能提供一些关于元器件选型指南,或者推荐一些常用的电子元器件型号,那对我的实际项目设计会非常有帮助。这本书让我感觉,它不仅仅是在教你知识,更是在培养你的解决问题的能力。
评分这本书的封面设计倒是挺有意思的,那种复古的工业风,让我想起了以前翻过的老式技术手册。我本来以为会是一本很枯燥的技术书,但翻开目录,发现里面竟然有不少和实际操作相关的部分,比如焊接技巧、元器件的识别和选择,还有一些简单的故障排除指南。这让我觉得它可能比我想象的要实用一些。我尤其对其中关于“电子工艺”的部分比较感兴趣,因为我之前接触的电子知识大多停留在理论层面,动手能力比较弱,所以希望能通过这本书学习到一些基础的实践技巧,比如如何正确地使用烙铁、如何避免静电损坏元器件,以及一些基本的电路板制作方法。我设想,如果这本书能详细地讲解这些内容,配上清晰的图文说明,那对我来说将是巨大的帮助,能够让我更有信心去尝试一些简单的DIY项目。当然,我也会关注它在“硬件电路设计”这部分的内容,看看它是否会涉及一些基础的数字逻辑、模拟电路的入门知识,或者是一些常用元器件(如电阻、电容、晶体管)的原理和应用。希望它能提供一些循序渐进的学习路径,而不是直接抛出复杂的概念。总的来说,这本书的开篇给我留下了一种“务实”的印象,让我对它能提供的实际帮助抱有一些期待。
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