光电产品电路设计(肖春华) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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肖春华 著

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• PCB设计
• 嵌入式系统
• 肖春华
• 实用指南

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122240613

商品编码：29564658410

包装：平装

出版时间：2015-08-01

基本信息

书名：光电产品电路设计(肖春华)

定价：26.00元

作者：肖春华

出版社：化学工业出版社

出版日期：2015-08-01

ISBN：9787122240613

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

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内容提要

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本书共分三篇，篇介绍光的辐射本质及其单位、热辐射光源和气体放电光源以及激光相关特性；第二篇讲述常用光电原件、半导体激光器、常用光敏元件以及常用无源光器件。第三篇主要围绕光电产品应用控制系统领域进行任务设计，使用目前主流的单片机作为控制系统的核心，以C51编程技术进行软件开发，围绕射频通信技术、485总线通信技术、GSM通信技术、PWM进行LED灯具调光技术、液晶显示技术等通讯领域常用技术进行系统开发，内容来源于实际产品的设计制作，无论是器件的选型，还是电路的设计以及程序的编写都反映了工程上的实际需求，融入了现代企业的新技术、新工艺、新的管理模式。
　　本书适合于高职高专院校光、电类相关专业的实践教学，也可作为课程设计、毕业设计和单片机接口技术课程的辅导教材。

目录

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篇 光源技术基础
任务一 学习光的辐射
任务目标
任务描述
知识链接
一、光的辐射本质
二、光度量及单位
三、热辐射光源和气体辐射光源
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务二 了解激光光源
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、激光的特性
二、激光的产生
三、激光器的种类
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

第二篇 常用光电器件
任务一 认识常用光电元件
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、可见光发光二极管
二、光电二极管
三、光电三极管
四、光电池
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务二 认识半导体激光器
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、半导体激光器概述
二、半导体激光器的工作原理
三、半导体激光器的特性
四、半导体激光器的应用
五、半导体激光器损坏原因和预防措施
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务三 认识常用光敏元件
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、光敏电阻
二、光敏电阻典型应用电路
三、光敏电阻的检测方法
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务四 认识常用无源光器件
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、光纤连接器
二、光衰减器
三、光隔离器
四、光耦合器
五、光开关
六、光波分复用器
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

第三篇 光电产品应用设计
任务一 使用C51编程控制LED发光二极管
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、C51程序设计技术
二、C51的数据类型
三、C51的运算符与表达式
四、C51流程控制语句
五、C51的数组
六、指针
七、C51的函数
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务二 设计学生寝室用电管理系统
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、单片机应用系统开发概述
二、RF905射频技术
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务三 设计光伏发电太阳能路灯系统
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、模块化编程技术
二、太阳能电池板简介
三、太阳能蓄电池简介
四、太阳能路灯系统简介
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

任务四 设计室内LED节能控制系统
任务目标
任务描述
一、任务内容
二、实施条件
三、安全提示
知识链接
一、GPRS通信技术
二、485总线通信技术
任务实施
任务检查与评价
【思考与练习】

参考文献

作者介绍

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肖春华，武汉软件工程职业学院，讲师，主修专业为电力电子与电力传动，2007年至2008年工作于武汉华中数控股份有限公司，从事电子技术开发工作，2009年调入到武汉软件工程职业学院通信技术教研室工作，主讲《单片机技术》、《电子技术》、《单片机C语言程序设计》、《EDA技术》等课程。

文摘

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序言

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光电产品电路设计：解锁前沿技术，驱动创新应用 在这个信息爆炸、技术飞速迭代的时代，光电技术正以惊人的速度渗透到我们生活的方方面面，从智能手机的摄像头到高速通信网络，从医疗诊断设备到环境监测系统，光电产品无处不在，深刻地改变着我们的世界。而这一切的实现，都离不开背后精妙绝伦的电路设计。本书，一本深入探讨光电产品电路设计的专业著作，旨在为读者揭示隐藏在这些先进设备背后的核心技术，引领大家走进一个充满挑战与机遇的创造性领域。 为何关注光电产品电路设计？ 光电产品之所以能实现如此强大的功能，关键在于将光学信号与电信号之间进行高效、准确的转换与处理。这其中，电路设计扮演着至关重要的角色。它不仅决定了光电器件的性能极限，更是实现产品集成、功能拓展、功耗优化以及成本控制的核心所在。从感光元件的信号采集，到光信号的放大、滤波、模数转换，再到后续的数字信号处理、驱动控制以及与用户界面的交互，每一个环节都凝聚着电路工程师的智慧与心血。 本书将深入剖析光电产品电路设计的核心原理与实践方法，帮助读者建立起对这一领域的全面认知。我们不仅仅停留在理论层面，更会结合丰富的实际案例，讲解如何在复杂的光电系统中进行电路设计，如何解决实际工程中遇到的各种难题，以及如何抓住行业发展趋势，进行前瞻性的技术布局。 本书内容概要： 本书的内容覆盖了光电产品电路设计的各个重要方面，力求为读者提供一套系统、深入的学习体验。 第一部分：光电器件基础与电路接口 在深入电路设计之前，理解构成光电产品核心的光电器件至关重要。本部分将首先详细介绍各类常见的光电器件，包括但不限于： 光电二极管（Photodiode）与光电晶体管（Phototransistor）： 讲解其工作原理、光电转换机制、主要参数（如响应时间、灵敏度、量子效率）以及不同类型（PIN管、雪崩光电二极管 APD）的特点与应用场景。我们将重点阐述如何在电路中正确地偏置和读取其输出信号，以及设计低噪声、高速度的放大电路。 光敏电阻（Photoresistor）/光敏三极管（Light-Dependent Resistor LDR）： 介绍其阻值随光照强度变化的特性，以及在简单光电控制电路中的应用，例如自动亮度调节、光控开关等。 发光二极管（LED）与激光二极管（LD）： 探讨其发光原理、颜色特性、亮度控制方法，以及在显示、照明、通信和测量等领域的应用。我们将重点关注LED的驱动电路设计，包括恒流驱动、PWM调光等技术，以及激光二极管的精确电流控制与保护。 CCD（Charge-Coupled Device）与CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）图像传感器： 详细介绍这两种主流图像传感器的结构、工作原理、像素读出方式、成像质量关键参数（如信噪比、动态范围、量子效率）以及它们在电路设计中的接口要求。我们将探讨如何设计有效的信号读取电路，如何处理大量的像素数据，以及如何进行图像信号的预处理。 其他光电器件： 还将简要介绍如光耦合器（Optocoupler）、光电编码器（Optical Encoder）等在特定光电产品中起关键作用的器件。 理解了这些光电器件的基本特性后，本部分将进一步探讨如何将这些器件有效地集成到电路系统中。我们将讲解： 光电器件的偏置与工作点设置： 如何根据器件的伏安特性曲线，为其选择合适的偏置电压和电流，以达到最佳的光电转换效率和线性度。 接口电路设计： 针对不同类型光电器件，设计相应的接口电路，实现信号的有效传输和处理。这包括放大器、滤波器、阻抗匹配电路的设计。 噪声分析与抑制： 光电信号往往微弱且易受噪声干扰。本部分将深入分析各种噪声源（如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声），并介绍有效的电路设计技术来抑制噪声，提高信噪比。 第二部分：光电信号的采集、处理与转换 一旦光电器件将光信号转换为电信号，接下来的关键步骤就是对这些电信号进行准确、高效的处理。本部分将聚焦于： 信号放大电路设计： 跨阻放大器（Transimpedance Amplifier, TIA）： TIA是光电二极管信号放大的核心电路，我们将详细分析其工作原理、设计注意事项、增益带宽积（GBW）的计算以及稳定性问题。 电压放大器： 介绍运算放大器（Op-Amp）在信号电压放大中的应用，包括同相放大、反相放大、差分放大电路的设计，以及如何根据信号特性选择合适的放大器类型。 低噪声放大器（LNA）设计： 针对微弱光信号的检测，LNA的设计至关重要。我们将探讨低噪声器件的选择、电路拓扑优化以及噪声参数的优化。 信号滤波电路设计： 低通、高通、带通滤波器： 介绍滤波器在去除噪声、提取目标信号频率成分中的作用。我们将讲解Butterworth、Chebyshev、Bessel等滤波器类型的特性，以及在电路中实现这些滤波器的设计方法，包括有源滤波器和无源滤波器。 陷波滤波器： 用于去除特定频率的干扰，如工频电源的噪声。 匹配滤波器： 在通信系统中，匹配滤波器可以最大化信号的信噪比。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： ADC原理与选型： 详细介绍不同类型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、Sigma-Delta（ΔΣ）、流水线型（Pipeline）ADC，分析其分辨率、采样率、功耗和精度等关键参数，并指导读者如何根据具体应用选择合适的ADC。 ADC接口电路设计： 包括采样保持电路、驱动电路等，确保ADC能准确采样。 DAC原理与应用： 介绍DAC在将数字信号转换为模拟信号中的作用，例如控制LED亮度、驱动电机等。 数字信号处理（DSP）基础： 简要介绍DSP在光电信号处理中的作用，如图像增强、特征提取、数据压缩等，以及相关算法在嵌入式系统中的实现。 第三部分：光电产品中的电源、控制与集成 一个完整的光电产品不仅仅是信号的采集与处理，还需要稳定可靠的电源、精确的控制系统以及高效的系统集成。 电源管理与设计： 线性稳压器（LDO）与开关稳压器（Switching Regulator）： 介绍不同电源方案的优缺点，以及如何在光电产品中设计低噪声、高效率的电源系统。 电池供电与低功耗设计： 针对便携式光电产品，深入探讨低功耗电路设计技术，如休眠模式、动态电压调整（DVS）等。 电源的滤波与去耦： 确保电源的稳定性，避免对敏感的光电器件造成干扰。 控制电路设计： 微控制器（MCU）/微处理器（MPU）接口： 讲解如何将光电信号与MCU/MPU连接，实现数据采集、处理和控制。 驱动电路设计： 如LED驱动、电机驱动、继电器驱动等，确保产品能够执行预期的动作。 通信接口设计： 如UART, SPI, I2C, USB等，实现与外部设备或系统的通信。 系统集成与PCB设计考量： 布局与布线： 强调高密度、高速信号PCB设计中的注意事项，如何减少串扰、信号反射，确保信号完整性。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）设计： 讨论如何通过电路和PCB设计来提高产品的EMC/EMI性能。 热管理： 讨论在电路设计中如何考虑散热问题，确保器件在安全温度下工作。 封装与连接器选择： 介绍不同类型的器件封装及其对电路设计的影响，以及连接器的选择原则。 第四部分：典型光电产品应用案例分析 理论结合实践是学习的关键。本书将选取多个典型的光电产品，从电路设计的角度进行深度剖析： 智能手机摄像头模组电路设计： 分析图像传感器接口、ISP（Image Signal Processor）电路、LED闪光灯驱动、自动对焦（AF）驱动等核心电路。 光学指纹识别模组电路设计： 探讨光电传感器、信号处理、安全加密等关键电路。 光纤通信收发模块电路设计： 讲解激光器驱动、光电二极管跨阻放大、时钟恢复电路等。 工业视觉检测系统电路设计： 分析相机接口、光源控制、图像采集与处理板卡等。 医疗成像设备（如内窥镜）电路设计： 探讨微型化、低功耗、高集成度下的电路设计挑战。 通过这些案例分析，读者将能够更直观地理解前面所学的理论知识，并学习到解决实际工程问题的思路和方法。 本书特色： 系统性与深度兼备： 覆盖光电产品电路设计的各个环节，从基础器件到复杂系统，深入浅出。 理论与实践相结合： 强调原理讲解，同时提供大量实际应用案例和设计技巧。 面向前沿技术： 关注当前光电技术的热点和发展趋势，引领读者把握技术脉搏。 实用性强： 旨在帮助读者掌握解决实际工程问题的能力，提升电路设计水平。 面向读者： 本书适合于高等院校电子工程、通信工程、光电信息工程等专业的本科生、研究生，以及从事光电产品研发、设计、测试的工程师和技术人员。对于对光电技术充满兴趣的爱好者，本书也将提供一个极佳的学习入口。 结语： 光电产品的电路设计是一个融合了光学、电子学、信号处理、嵌入式系统等多个学科的综合性领域。它不仅要求设计者具备扎实的理论基础，更需要敏锐的洞察力、严谨的逻辑思维以及丰富的实践经验。通过本书的学习，您将不仅能够理解现有光电产品的精妙之处，更能激发您创造出下一代革命性光电产品的灵感与能力。让我们一同踏上这段探索光电产品电路设计奥秘的旅程，共同驱动科技的进步，点亮未来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

第一次接触《光电产品电路设计》这本书，我是在一个偶然的机会下，听朋友提起。当时，我刚开始接触一些与光电相关的项目，对于其中的电路设计感到有些力不从心。朋友推荐我看看这本书，说是肖春华老师写得很实用。拿到书后，我被其内容所吸引。书中的语言风格相对比较直接，没有过多的文学色彩，更像是一个经验丰富的前辈在娓娓道来。让我印象深刻的是，作者在讲解每一个电路模块时，都会详细说明其工作原理，以及在实际应用中可能遇到的问题和相应的解决方案。比如，在介绍光电传感器接口电路时，作者会详细讲解如何选择合适的运放、如何设计滤波电路来抑制噪声，以及如何进行信号的A/D转换。这些细节的处理，对于保证电路的稳定性和可靠性至关重要。而且，书中所举的例子大多来源于实际产品，这让我觉得这本书的内容非常接地气，能够直接应用于我的工作。我特别喜欢作者对于一些“疑难杂症”的分析，比如如何处理光照变化对电路精度的影响，如何降低功耗以延长电池寿命等等。这些都是在实际产品设计中非常棘手的问题，而书中给出的解决方案，往往能够茅塞顿开。总的来说，这本书为我打开了一扇新的大门，让我对光电电路设计有了更深入的理解，也给了我更多的信心去面对未来的设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电产品电路设计》给我的整体感受是——内容详实，但对于初学者来说，可能需要一些前置知识的铺垫。我个人在阅读这本书的过程中，对于一些核心概念的理解，还是得益于我之前接触过的一些基础模拟电路和数字电路的知识。肖春华老师的写作风格比较偏向于技术性，语言简洁但信息量很大，没有太多花哨的修辞，更侧重于原理的精确描述和方法的论证。书中对于各种光电转换器件的物理特性、工作机理的讲解非常深入，比如光电二极管、光电三极管、光敏电阻等等，它们之间的差异、优缺点以及在不同应用场景下的选择依据，都介绍得相当到位。我印象比较深刻的是关于光电耦合器部分的讲解，作者详细分析了其隔离原理、传输特性以及常见的应用电路，这对于理解信号传输的安全性和稳定性有着至关重要的作用。此外，书中还涉及了一些关于光电传感器的设计细节，比如如何选择合适的感光元件、如何进行信号放大和滤波，以及如何处理环境光干扰等问题。这些内容对于想要在实际项目中进行光电电路设计的人来说，无疑是宝贵的参考。虽然有些章节对我来说稍显晦涩，需要反复研读，但总体而言，这本书的深度和广度都相当可观，它所涵盖的知识体系，对于想要在光电领域深耕的工程师来说，绝对是一本不可多得的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电产品电路设计》确实给我带来了不少启发，虽然我不是专门从事光电领域的工程师，但作为一名对电子技术怀有浓厚兴趣的爱好者，我一直想深入了解各类电子产品的幕后“大脑”。这本书的标题就很吸引我，“光电产品”这个词本身就充满了科技感和未来感，而且肖春华这个名字也听起来颇具专业性。翻开书页，我最先感受到的是作者严谨的治学态度和扎实的专业功底。书中的内容条理清晰，从基础的光电效应原理讲起，逐步深入到各种光电器件的特性分析，再到复杂的电路设计方法。我尤其喜欢作者在讲解每一个概念时，都会辅以大量的图示和实例，这对于我这样非专业背景的读者来说，实在是太友好了。很多时候，仅仅是看文字可能还是一头雾水，但一旦有了直观的图例，那些抽象的概念就立刻变得生动起来。而且，作者并没有止步于理论的阐述，他还花了很大的篇幅去讲解实际产品中的应用，比如LED照明、光电耦合器、光敏传感器等，这些都是我们日常生活中经常接触到的东西。通过这本书，我才恍然大悟，原来我们习以为常的很多便捷，背后都隐藏着如此精巧的光电电路设计。这本书不仅仅是技术手册，更像是一扇通往光电世界的窗户，让我得以窥见那些闪烁着智慧光芒的电子器件是如何协同工作的，如何为我们的生活带来便利和惊喜。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电子产品开发一线摸爬滚打多年的老兵，拿到肖春华老师这本《光电产品电路设计》时，我更多的是带着一种“取经”的心态。这本书的结构安排得很合理，从基础理论到实际应用，再到一些进阶性的设计技巧，层层递进，对于有一定经验的工程师来说，可以快速定位到自己感兴趣或者需要解决问题的章节。我个人觉得，书中最有价值的部分在于作者对各种典型光电产品电路的分析。他并没有简单地罗列电路图，而是深入剖析了每一款产品的设计思路、关键器件的选择理由、电路的性能瓶颈以及优化方案。比如，在介绍LED驱动电路时，作者不仅讲解了恒流源的设计，还讨论了不同拓扑结构的优缺点，以及如何考虑散热和寿命问题。在光学检测类产品的电路设计部分，我学到了如何精确地控制光源的亮度和扫描速度，如何有效地捕捉和处理微弱的光信号，以及如何通过数字信号处理来提高检测精度。这些都是我们在日常工作中经常会遇到的挑战，而书中的解决方案，往往能够给我们带来新的思路和启发。尽管书中的某些技术细节可能已经随着时间推移有所发展，但其核心的设计理念和方法论，依然具有极强的借鉴意义。这本书无疑为我提供了一个非常好的学习平台，让我能够站在巨人的肩膀上，更好地理解和实践光电电路的设计。

评分☆☆☆☆☆

《光电产品电路设计》这本书，给我的感觉就像是一本精心打磨的工艺品。肖春华老师在撰写这本书时，无疑投入了大量的心血。从装帧设计到内容编排，都显得一丝不苟。我作为一个对光电技术充满好奇心的学生，发现这本书的内容非常全面，涵盖了从基础的光学原理到复杂的系统集成。作者在阐述概念时，总是能够做到深入浅出，即使是一些比较抽象的光学现象，也能通过形象的比喻和贴切的实例来解释清楚。尤其让我感到受益匪浅的是，书中对于不同光电器件特性的对比分析，让我能够清晰地认识到各种器件的适用范围和设计上的权衡。例如，在讲解光电探测器时，作者详细比较了不同类型探测器（如光电二极管、光电倍增管、CCD、CMOS等）的灵敏度、响应速度、噪声特性以及成本，这对于我们根据具体应用需求选择最合适的器件非常有帮助。此外，书中关于光电系统整体设计的章节，也给我留下了深刻的印象。作者不仅仅关注单个电路模块的设计，更强调了整个光电系统的优化和协调。从光源的选取、光路的搭建，到信号的采集、处理和输出，每一个环节都考虑得非常周全。这本书让我认识到，光电产品电路设计并非孤立的技术，而是需要综合运用光学、电子学、控制学等多方面的知识，才能最终实现产品的卓越性能。