光電産品電路設計(肖春華) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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肖春華 著

圖書標籤:

• 光電産品
• 電路設計
• 電子技術
• 模擬電路
• 數字電路
• 電源設計
• PCB設計
• 嵌入式係統
• 肖春華
• 實用指南

店鋪： 墨林閣圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122240613

商品編碼：29419611586

包裝：平裝

齣版時間：2015-08-01

基本信息

書名：光電産品電路設計(肖春華)

定價：26.00元

作者：肖春華

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787122240613

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共分三篇，篇介紹光的輻射本質及其單位、熱輻射光源和氣體放電光源以及激光相關特性；第二篇講述常用光電原件、半導體激光器、常用光敏元件以及常用無源光器件。第三篇主要圍繞光電産品應用控製係統領域進行任務設計，使用目前主流的單片機作為控製係統的核心，以C51編程技術進行軟件開發，圍繞射頻通信技術、485總綫通信技術、GSM通信技術、PWM進行LED燈具調光技術、液晶顯示技術等通訊領域常用技術進行係統開發，內容來源於實際産品的設計製作，無論是器件的選型，還是電路的設計以及程序的編寫都反映瞭工程上的實際需求，融入瞭現代企業的新技術、新工藝、新的管理模式。
　　本書適閤於高職高專院校光、電類相關專業的實踐教學，也可作為課程設計、畢業設計和單片機接口技術課程的輔導教材。

目錄

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篇 光源技術基礎
任務一 學習光的輻射
任務目標
任務描述
知識鏈接
一、光的輻射本質
二、光度量及單位
三、熱輻射光源和氣體輻射光源
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務二 瞭解激光光源
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、激光的特性
二、激光的産生
三、激光器的種類
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

第二篇 常用光電器件
任務一 認識常用光電元件
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、可見光發光二極管
二、光電二極管
三、光電三極管
四、光電池
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務二 認識半導體激光器
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、半導體激光器概述
二、半導體激光器的工作原理
三、半導體激光器的特性
四、半導體激光器的應用
五、半導體激光器損壞原因和預防措施
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務三 認識常用光敏元件
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、光敏電阻
二、光敏電阻典型應用電路
三、光敏電阻的檢測方法
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務四 認識常用無源光器件
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、光縴連接器
二、光衰減器
三、光隔離器
四、光耦閤器
五、光開關
六、光波分復用器
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

第三篇 光電産品應用設計
任務一 使用C51編程控製LED發光二極管
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、C51程序設計技術
二、C51的數據類型
三、C51的運算符與錶達式
四、C51流程控製語句
五、C51的數組
六、指針
七、C51的函數
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務二 設計學生寢室用電管理係統
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、單片機應用係統開發概述
二、RF905射頻技術
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務三 設計光伏發電太陽能路燈係統
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、模塊化編程技術
二、太陽能電池闆簡介
三、太陽能蓄電池簡介
四、太陽能路燈係統簡介
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

任務四 設計室內LED節能控製係統
任務目標
任務描述
一、任務內容
二、實施條件
三、安全提示
知識鏈接
一、GPRS通信技術
二、485總綫通信技術
任務實施
任務檢查與評價
【思考與練習】

參考文獻

作者介紹

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肖春華，武漢軟件工程職業學院，講師，主修專業為電力電子與電力傳動，2007年至2008年工作於武漢華中數控股份有限公司，從事電子技術開發工作，2009年調入到武漢軟件工程職業學院通信技術教研室工作，主講《單片機技術》、《電子技術》、《單片機C語言程序設計》、《EDA技術》等課程。

文摘

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序言

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光電産品電路設計：從原理到實踐的深度解析 本書並非聚焦於“光電産品電路設計(肖春華)”這一特定書籍，而是旨在為讀者提供一個關於光電産品電路設計這一廣闊領域更為全麵、深入且實用的知識體係。我們將從光電技術的基石齣發，逐步解析其在各類産品中的核心電路設計原理、實現方法以及麵臨的技術挑戰。本指南將涵蓋從基礎的光電效應到復雜的光電集成係統，力求為工程師、學生以及對光電技術感興趣的從業者提供一條清晰的學習路徑和寶貴的實踐經驗。 第一章：光電基礎理論與器件 要理解光電産品電路設計，首先必須牢固掌握光電技術的基礎理論。本章將深入探討光與物質相互作用的基本原理，包括光的基本屬性（如波粒二象性、光子能量），以及光電效應的種類，如光電導效應、光生伏特效應、光電發射效應、光緻發光效應和電緻發光效應等。我們將詳細闡述這些效應的物理機製，並介紹與之相關的關鍵材料特性，例如半導體的能帶結構、光敏材料的吸收光譜和響應範圍。 在此基礎上，本章將重點介紹構成光電産品核心的光電器件。這包括： 光電探測器 (Photodetectors)：從傳統的矽光電二極管、光電三極管，到更先進的雪崩光電二極管 (APD)、光電倍增管 (PMT)，再到麵嚮特定應用的紅外探測器（如碲鎘汞、InGaAs）、紫外探測器和成像傳感器（CCD、CMOS）。我們將分析它們的結構、工作原理、關鍵性能指標（如靈敏度、響應速度、噪聲等）以及在不同應用場景下的選擇依據。 發光器件 (Light Emitters)：涵蓋LED（發光二極管）、OLED（有機發光二極管）、激光二極管 (LD) 等。本章將深入講解它們的電光轉換過程，分析不同類型發光器件的光學特性（如波長、亮度、色溫）、電學特性（如正嚮壓降、正嚮電流、開關速度）以及驅動電路的設計考量。 光調製器 (Optical Modulators)：介紹電光調製器、聲光調製器、磁光調製器等，闡述它們如何通過改變光的振幅、相位或偏振來承載信息，並討論其在光通信、光存儲等領域的作用。 其他光電器件：簡要介紹光隔離器、光耦閤器、光電傳感器（如光電開關、光電編碼器）等，為讀者構建更全麵的光電器件知識圖譜。 第二章：光電探測器電路設計 光電探測器是光電係統中接收和轉換光信號的關鍵環節，其後端的電路設計直接影響到整個係統的信噪比、響應速度和測量精度。本章將聚焦於各類光電探測器的典型電路設計。 光電流/光電壓的采集與放大：針對不同類型的光電探測器，我們將詳細講解如何設計有效的電路來采集微弱的光電流或光電壓信號。這包括： 跨阻放大器 (Transimpedance Amplifier, TIA)：這是采集光電流最常用的放大器電路。我們將深入分析TIA的穩定性、帶寬、噪聲特性，並探討如何通過器件選擇和反饋網絡優化設計。 跨壓放大器 (Transconductance Amplifier)：用於將光電導器件的光電流轉換為電壓信號。 電壓跟隨器/緩衝器：用於驅動高阻抗的探測器或阻抗匹配。 噪聲抑製與信號處理：光電探測過程中引入的噪聲是影響係統性能的關鍵因素。本章將講解： 噪聲的來源：散粒噪聲、熱噪聲、暗電流噪聲、閃爍噪聲等。 濾波技術：低通濾波器、帶通濾波器、陷波濾波器等在信號去噪中的應用。 同步解調與鎖相放大技術：對於周期性或準周期性光信號的檢測，鎖相放大器是實現極高信噪比的關鍵。我們將介紹其工作原理和電路實現。 APD與PMT的偏置與讀齣電路：針對具有內部增益的光電探測器（如APD和PMT），我們將講解其工作所需的精確偏置電壓的産生與控製，以及如何設計相應的讀齣電路來處理其輸齣的較高幅度信號。 特殊探測器電路：例如，對於成像傳感器（CCD/CMOS），我們將簡要介紹其像素讀齣電路、模擬信號處理鏈的設計思路，以及數模轉換。 第三章：發光器件驅動與控製電路 發光器件的性能，無論是LED還是激光二極管，都與其驅動電流和控製方式密切相關。本章將深入探討各類發光器件的驅動與控製電路設計。 LED驅動電路： 恒流源設計：LED的亮度與電流近似成正比，且對電流敏感，因此恒流驅動是保證穩定亮度和延長壽命的關鍵。我們將介紹綫性恒流源（如三極管、MOSFET構成的恒流源）和開關恒流源（如降壓、升壓、升降壓開關電源）的設計原理、效率和動態響應。 PWM調光電路：脈衝寬度調製 (PWM) 是實現LED亮度調節最有效的方式。本章將講解PWM信號的産生，以及如何與恒流驅動相結閤實現高動態範圍的調光。 LED陣列驅動：在顯示屏、照明等應用中，通常需要驅動大量的LED。我們將介紹串聯、並聯、行列掃描等驅動方式，以及相應的驅動芯片和電路設計。 激光二極管驅動電路： 精確恒流控製：激光二極管對驅動電流的精度要求極高，微小的電流波動都可能導緻輸齣光功率不穩定甚至損壞器件。我們將重點分析高精度、低噪聲的激光二極管驅動電路的設計。 溫度控製與保護：激光二極管的性能對溫度非常敏感。本章將介紹如何通過熱電製冷器 (TEC) 和溫度控製電路實現精確的溫度穩定。同時，還將講解防止浪湧電流、反嚮電壓等對激光二極管造成損傷的保護電路。 光功率反饋控製：為瞭獲得穩定的輸齣光功率，通常需要集成光電探測器進行反饋控製。我們將講解光功率閉環控製電路的設計。 OLED驅動與刷新技術： 像素驅動電路：OLED的每個像素都需要獨立的驅動信號。本章將介紹主動矩陣 (AM) 和無源矩陣 (PM) 驅動方式，以及相應的薄膜晶體管 (TFT) 驅動電路設計。 刷新速率與功耗優化：OLED的功耗與顯示內容直接相關，本章將探討如何通過優化驅動和刷新策略來降低功耗。 第四章：光電係統集成與應用電路 光電産品往往不是單個光電器件的簡單組閤，而是涉及多個功能模塊的集成。本章將探討光電係統的整體設計思路，以及不同應用場景下的典型電路。 光電傳感器係統設計： 距離測量：例如，基於激光三角測量、ToF (Time-of-Flight) 的測距模塊，涉及激光器驅動、光電探測器采集、信號處理（如時間測量、相位測量）等。 環境光檢測：例如，自動亮度調節、光照度測量，涉及光敏電阻、光電二極管以及簡單的信號調理電路。 接近開關與位置檢測：利用紅外對射、反射或光電編碼器實現非接觸式檢測。 光通信係統電路： 光收發模塊：包括激光驅動、光電探測器放大、高速信號處理等，要求高速、低噪聲的設計。 光縴傳感網絡：例如，基於波分復用 (WDM) 的傳感器係統，需要考慮光源選擇、閤路/分路器、探測器陣列以及信號復用/解復用電路。 圖像采集與處理電路： ISP (Image Signal Processor) 基礎：簡要介紹圖像傳感器輸齣的原始數據，經過黑電平校正、壞點修復、增益控製、色彩校正、降噪等處理流程，以及相應的模擬前端 (AFE) 和數字信號處理 (DSP) 電路。 光電控製係統： 閉環反饋控製：例如，激光功率穩定、LED亮度恒定、光學成像係統中的自動對焦等，都需要光電探測器與微控製器/DSP進行閉環控製。 微控製器 (MCU) 在光電産品中的應用：如何選擇閤適的MCU，以及如何通過GPIO、ADC、定時器等接口與光電器件和外圍電路進行交互。 電源管理與EMI/EMC設計： 低噪聲電源設計：光電電路對電源噪聲非常敏感，本章將介紹低噪聲綫性穩壓器 (LDO) 和開關電源的濾波與優化設計。 電磁乾擾 (EMI) 與電磁兼容 (EMC)：光電器件和高速電路容易産生電磁乾擾，本章將探討PCB布局、屏蔽、濾波等方麵的設計技巧，以滿足EMC要求。 第五章：設計工具、仿真與測試 理論與實踐相結閤是掌握電路設計的關鍵。本章將介紹進行光電電路設計所需的工具和方法。 EDA工具： 電路仿真軟件：如SPICE（LTspice, PSpice, HSpice）、ADS等，用於對電路進行前期的性能仿真和參數優化。 PCB設計軟件：如Altium Designer, Eagle, KiCad等，用於原理圖繪製和PCB布局布綫。 光學仿真軟件：對於涉及光學性能的電路設計，如TracePro, Zemax等，可以輔助評估光學係統錶現。 器件選型與參數評估： 數據手冊 (Datasheet) 的解讀：如何從數據手冊中獲取關鍵參數，並進行器件選擇。 模型庫的使用：在仿真軟件中調用器件模型。 測試與測量儀器： 示波器：用於觀察信號的時域波形、噪聲和瞬態響應。 頻譜分析儀：用於分析信號的頻率成分和噪聲功率譜。 信號發生器：用於産生激勵信號進行電路測試。 功率計：用於測量光功率。 噪聲係數測試儀：用於評估放大器等器件的噪聲性能。 PCB布局與布綫技巧： 關鍵信號的走綫：高速信號、模擬信號、數字信號的隔離與處理。 接地與電源分配：如何設計低阻抗的接地和電源網絡，以減少耦閤和噪聲。 屏蔽與濾波：對敏感電路進行物理屏蔽和集成濾波。 結論 本書的目標是為讀者提供一個全麵而深入的光電産品電路設計知識框架。通過對基礎理論、關鍵器件、核心電路設計、係統集成以及設計工具的係統闡述，我們希望能夠幫助讀者理解光電産品背後的技術原理，掌握解決實際工程問題的能力，並激發他們在光電技術領域進行創新與探索。光電技術是未來科技發展的重要驅動力之一，對這一領域的深入掌握，將為您的職業生涯帶來無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書在邏輯清晰度和知識體係構建方麵做得非常齣色，為我打開瞭理解光電産品電路設計的新維度。作者沒有急於給齣具體的電路方案，而是循序漸進地引導讀者建立起紮實的理論基礎。開篇部分對於光電效應的原理性介紹，以及不同類型光電器件（如光電二極管、光電晶體管、光敏電阻等）的特性分析，為後續的電路設計奠定瞭堅實的基礎。緊接著，書中對放大電路的設計進行瞭詳盡的闡述，從最基本的單管放大器到多級放大器，再到運算放大器的應用，都給齣瞭清晰的公式推導和原理說明。我尤其贊賞的是，作者在講解放大器時，沒有迴避實際工程中會遇到的各種問題，比如頻率響應、穩定性和失真等，並提供瞭相應的解決方案。此外，書中對於電源的設計和管理也給予瞭足夠的重視，這對於保證光電電路的穩定工作至關重要。整體而言，這本書的知識結構嚴謹，邏輯鏈條完整，能夠幫助讀者建立起一個係統化的認知框架。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我對於模擬信號處理在現代光電係統中的地位有瞭更深刻的認識。這本書的描述讓我瞭解到，即使在數字化浪潮席捲的今天，高質量的模擬前端電路依然是整個係統的基石。例如，在光電探測器的信號讀取環節，文中詳細闡述瞭跨阻抗放大器（TIA）的設計原理，包括其帶寬限製、噪聲來源以及如何通過選擇閤適的運放和反饋電阻來優化性能。作者還深入探討瞭如何處理來自光電二極管的微弱電流信號，將其放大到足夠高的電壓幅度，以便後續的模數轉換。書中關於濾波器的部分，不僅僅是簡單的低通、高通，更是涉及瞭更復雜的有源濾波器設計，如Sallen-Key拓撲，以及它們在抑製噪聲和提高信噪比方麵的作用。讀完這部分內容，我纔真正理解到，一個看似簡單的光電接收模塊，其背後的模擬電路設計是多麼的精妙和復雜，它直接決定瞭係統的最終錶現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭深刻的第一印象。封麵采用瞭一種非常沉穩的藍色調，配以銀色的書名和作者姓名，整體感覺專業且有質感。翻開書頁，紙張的厚度適中，觸感光滑，印刷清晰，字跡工整，這對於一本技術類書籍來說非常重要，能夠保證長時間閱讀的舒適度，也能有效避免因紙張質量差而引起的視覺疲勞。裝訂也非常牢固，即使經常翻閱，也不必擔心齣現散頁的情況。在內容方麵，書中大量的圖錶和電路示意圖都得到瞭高質量的呈現，綫條流暢，標注清晰，色彩運用得當，有助於讀者快速理解復雜的電路結構和信號流嚮。整體來說，這本書在硬件製作和細節處理上都體現瞭一種精益求精的態度，讓人感受到作者在圖書齣版上的用心。這種紮實的物理形態，在如今電子書盛行的時代，顯得尤為珍貴，為學習者提供瞭一種更沉浸式的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

從一名電子工程專業畢業生的角度來看，這本書在電路原理與實際應用之間的橋梁搭建上，做得尤為成功。它不僅僅是理論知識的堆砌，更是將抽象的電路原理與具體的電子産品設計緊密結閤。我印象最深刻的是，書中關於光電耦閤器的應用章節，詳細講解瞭其隔離原理，以及在不同電路中如何實現信號的無縫傳輸和安全隔離。作者通過分析具體的應用案例，比如電源模塊中的反饋控製，或者工業自動化中的信號傳輸，生動地展示瞭光耦在提高係統可靠性和安全性方麵的重要作用。此外，書中對LED驅動電路的設計也進行瞭深入的探討，包括恒流驅動、PWM調光等技術，並提供瞭多種實用電路方案，這些都是在日常電子産品開發中非常常見的需求。閱讀這本書，感覺像是跟隨一位經驗豐富的工程師進行實地考察，學習如何將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我一直對微波電路的設計和分析抱有濃厚的興趣，尤其是在射頻前端的匹配網絡設計和穩定性分析方麵。這本書給我帶來瞭全新的視角和啓發。書中對於阻抗匹配的講解，不僅僅局限於S參數的計算，而是深入到瞭Tchebycheff、Butterworth等不同類型濾波器的設計思路，以及它們在實際電路中的應用場景。作者用一種非常係統化的方式，從理論基礎齣發，逐步過渡到實際的設計流程，中間穿插瞭大量的工程實踐案例，例如低噪聲放大器（LNA）和功率放大器（PA）的設計要點，以及如何通過仿真軟件進行驗證。我特彆欣賞書中關於噪聲係數（NF）和三階互調失真（IP3）的深入探討，這些是衡量射頻器件性能的關鍵指標，而書中對如何優化這些指標提供瞭詳細的指導。此外，對於電路闆的布局和走綫規則，以及在高頻應用中可能遇到的電磁兼容（EMC）問題，書中也有不少實用的建議，這對於將設計轉化為實際産品至關重要。