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李华 编

图书标签:

• 模拟电子技术
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• 项目实践
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• 实验
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• 实训
• DIY

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121303487

版次：1

商品编码：12039235

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：268

字数：429000

正文语种：中文

内容简介

本书按照"项目导向―任务驱动”的模式，以典型的模拟电子电路为载体，包括直流稳压电源电路、光控灯电路、逻辑测试笔电路、函数信号发生器电路、音频功率放大电路以及报警器电路六个电路设计与制作的项目，每个项目又分为若干个任务。本书以完成工作任务为主线，采用理实一体化教学模式，将相应的理论知识和技能实训，融为一体。本书可作为职业院校电子信息类专业模拟电子技术课程教学用书。

作者简介

李华，四川信息职业技术学院，副教授，主持了多项省级和校级教研课题，参与了多门省级和院校精品课的建设工作，包括《彩色电视机原理与维修》、《电子测量与仪器》、《电路分析》等，拥有丰富的教研经验。

目录

项目1 直流稳压电源电路 1
任务1 整流电路 3
基础知识 3
1．1．1 半导体基础知识 3
1．1．2 认识半导体二极管 5
1．1．3 二极管整流电路 7
知识拓展：二极管的保护、限幅、钳位应用 10
技能训练：半导体二极管的检测、整流电路的连接 12
任务2 滤波电路 16
基础知识 16
1．2．1 电容滤波 16
1．2．2 电感滤波 17
1．2．3 RC-p滤波电路 18
技能训练：整流滤波电路测试 18
任务3 稳压电路 21
基础知识 21
1．3．1 稳压二极管 21
1．3．2 并联型稳压电路 22
知识拓展：串联型稳压电路 22
技能训练：稳压电路的测试 24
任务4 线性集成稳压电路 27
基础知识 27
1．4．1 三端固定式集成稳压器 27
1．4．2 三端可调稳压器 31
知识拓展：开关型稳压电路 32
任务5 电源指示电路 34
基础知识 35
1．5．1 认识发光二极管 35
1．5．2 常见的LED电源指示灯电路 36
知识拓展：特殊二极管 37
项目实施：双路输出直流稳压电源的制作与调试 39
项目考核 41
项目拓展：集成可调式稳压电源 42
项目习题 44
项目2 电子生日蜡烛控制电路 47
任务1 认识半导体三极管 48
基础知识 48
2．1．1 三极管的结构与类型 48
2．1．2 三极管的电流分配与放大原理 50
2．1．3 三极管的伏安特性及主要参数 52
知识拓展：特殊三极管 56
技能训练：半导体三极管的判别与检测方法 56
任务2 基本放大电路 63
基础知识 63
2．2．1 基本共发射极放大电路的组成 63
2．2．2 基本共发射极放大电路的静态分析 65
2．2．3 基本共发射极放大电路的动态分析 68
2．2．4 稳定静态工作点的放大电路――射极偏置电路 74
2．2．5 共集电极放大电路和共基极放大电路 77
知识拓展：场效应晶体管及其放大电路 82
技能训练：基本放大电路的性能测试 83
任务3 多级放大电路 89
2．3．1 多级放大电路的耦合方式与基本特点 90
2．3．2 多级放大电路的参数计算 91
2．3．3 放大电路的频率特性 93
技能训练：多级放大电路的性能测试 95
项目实施：电子生日蜡烛控制电路的设计、制作与调试 98
项目考核 100
项目习题 101
项目3　逻辑测试笔电路 107
任务1 认识集成运算放大器 109
基础知识 109
3．1．1 差分放大电路 109
3．1．2 集成运算放大器概述 114
3．1．3 集成运算放大器的应用条件 118
知识拓展：常见集成运放介绍 119
任务2 负反馈电路 123
基础知识 123
3．2．1 反馈的定义 123
3．2．2 反馈的分类及判别 124
3．2．3 负反馈放大电路的基本组态 127
3．2．4 负反馈对放大电路性能的影响 130
知识拓展：电压电流转换电路 133
任务3 集成运算放大器的线性应用 134
基础知识 134
3．3．1 反相、同相输入放大电路 134
3．3．2 加法、减法电路 137
技能训练：集成运放线性应用电路的测试 139
任务4 集成运算放大器的非线性应用 141
基础知识 141
3．4．1 简单电压比较器 141
3．4．2 滞回电压比较器 143
3．4．3 窗口电压比较器 146
任务5 有源滤波电路 146
项目实施：逻辑测试笔电路的设计、制作与调试 150
项目考核 152
项目拓展：红外线报警器 153
项目习题 154
项目4 函数信号发生器 159
任务1 正弦波振荡电路 161
基础知识 161
4．1．1 正弦波振荡电路的基本概念 161
4．1．2 RC正弦波振荡电路 164
4．1．3 LC正弦波振荡电路 166
4．1．4 石英晶体振荡电路 172
技能训练：LC电容反馈式三点式振荡器 175
任务2 非正弦波发生电路 179
基础知识 179
4．2．1 方波信号发生电路 179
4．2．2 三角波发生电路 180
4．2．3 锯齿波发生电路 181
技能训练：非正弦波波形发生电路 181
项目实施 187
项目考核 190
项目习题 191
项目5 音频功率放大电路 196
任务1 认识功率放大电路 197
基础知识 197
5．1．1 功放电路概述 197
5．1．2 OCL放大电路 200
5．1．3 OTL放大电路 203
知识拓展：BTL电路 206
技能训练：OTL功率放大电路的调试与性能指标的测试 207
任务2 常用集成功率放大电路 209
基础知识 209
5．2．1 TDA2030集成功率放大电路 209
5．2．2 LM386集成功率放大电路 212
5．2．3 LM1875高保真集成功率放大电路 212
知识拓展：功放管的安全使用 213
技能训练：OTL功率放大电路的调试与性能指标的测试 217
项目实施：集成功率放大电路的制作与调试 219
项目考核 221
项目习题 222
项目6 防割断报警器电路 225
任务1 认识晶闸管 227
基础知识 227
6．1．1 晶闸管的基础知识 227
6．1．2 晶闸管的应用电路 234
技能训练：自动调光台灯电路的连接 237
任务2 认识继电器 239
基础知识 239
6．2．1 继电器的基础知识 239
6．2．2 固态继电器的应用电路 245
技能训练：继电器延时断开电路 247
项目实施 防割断报警器的制作与调试 248
项目考核 250
项目拓展 可调速吸尘器 250
项目习题 252
附录 常用半导体分立器件主要参数 254
参考文献 260

前言/序言

本教材经过四川信息职业技术学院模拟电子技术课程组的教师十余年的教学改革和经验积累，借鉴其他高职院校教学改革的成果与经验，重构了课程内容体系和知识序列。本教材基于“项目导向、任务驱动”模式，将项目制作、理论知识和技能训练有机结合，更加符合当今高等职业院校高素质技术技能人才的培养要求，也是我院省级示范院校建设期间的教学改革成果之一。

本教材以典型的模拟电子电路为载体，包括直流稳压电源电路、电子蜡烛控制电路、逻辑测试笔电路、函数信号发生器电路、音频功率放大电路及报警器电路六个典型电路的设计、制作与调试，每个项目又分为若干个任务。

本教材由任务入手引入理论知识，通过技能训练将相应的理论知识和技能实训融为一体；通过项目实施完成电路设计、制作与调试，有效提升知识、技能的综合应用能力。

本教材的任务具有设计性、扩展性和系统性，贴近岗位实际需求；针对每个项目模块能力要素的培养目标，精心选择工作任务与技能训练项目，避免过大过繁。同时，本教材注重能力训练的延展性，每个任务既相对独立，又具有扩展性（由于前后任务之间保持密切的联系），体现了技能训练的综合性和系统性。

本教材的编写形式直观生动；在叙述方法上引入了大量与实践相关的图、表，并给出了器件清单、电路仿真图、PCB图和电路装调注意事项等内容，从而引导学生按步骤完成工作任务，增强了可操作性；每个项目都给出了项目描述，明确了本项目需完成的学习任务和工作步骤，增强了可读性，便于学习者掌握项目内容重点，使学习者高效率地学习、归纳与 总结。

本教材主要介绍半导体二极管及其基本应用电路、直流稳压电源电路、半导体三极管及其基本放大电路、多级放大电路与频率特性、集成运算放大器及其应用、信号发生电路、功率放大电路、电力电子电路等内容。参考学时约为80学时，使用时可根据具体教学情况酌情增减学时。

本教材由四川信息职业技术学院李华副教授主编，对本书的编写思路和大纲进行了构思、策划，指导全书的编写，并对全书进行了统稿。四川信息职业技术学院马颖副教授、弥锐副教授、李晓丽同志参与了编写工作。具体分工如下：李华同志编写了项目二、项目四，马颖同志编写了项目一，弥锐同志编写了项目三、项目六，李晓丽同志编写了项目五。

限于编者水平，本书在内容取舍、编写方面难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编 者

2016年7月

《电路设计与创新实践：从原理到应用》 内容简介 本书旨在为广大电子工程专业的学生、工程师以及对电路设计充满热情的爱好者提供一本全面而实用的参考。我们深入浅出地阐述了电路设计的核心原理，并着重于将理论知识转化为实际应用，鼓励读者在动手实践中学习和创新。本书内容涵盖了从基础模拟电路到复杂数字系统的设计流程，强调了不同类型电路的特性、工作原理及其在实际工程项目中的应用。 第一部分：模拟电路基础与设计 本部分将带您走进模拟电路的奇妙世界，理解其在信号处理、放大、滤波等方面的关键作用。 电阻、电容、电感： 我们将详细探讨这些基本无源元件的物理特性、电路行为以及在不同电路配置中的作用。您将学习如何计算它们对电路性能的影响，例如阻尼、谐振频率和时间常数。此外，还会介绍不同类型元件的选型原则，以及它们在实际应用中的注意事项，如寄生参数、额定功率和工作温度。 二极管： 从PN结的基本原理出发，我们将介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管、发光二极管（LED）和肖特基二极管。您将深入了解它们的正向导通、反向截止特性，以及在电源电路、信号限幅、保护电路等方面的应用。书中会提供实际的二极管应用电路分析，例如桥式整流、倍压电路和简单的LED驱动电路。 三极管（BJT）： 本节重点讲解双极结型晶体管（BJT）的结构、工作原理，包括共发射极、共集电极和共基极三种基本放大组态。我们将深入剖析BJT的输入特性曲线、输出特性曲线，以及跨导、输入阻抗、输出阻抗等关键参数的意义。您将学习如何使用BJT搭建放大器，并掌握其偏置电路的设计方法，以确保BJT工作在线性放大区。此外，还会探讨BJT作为开关的应用，以及在振荡器和驱动电路中的作用。 场效应管（FET）： 继BJT之后，我们将介绍场效应管（FET），包括结型场效应管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）。我们将详细解释FET的栅极控制原理、电压-电流特性曲线，以及其高输入阻抗的优势。您将学习如何使用FET构建放大器，特别是在对输入阻抗要求较高的场合。书中会重点分析MOSFET在数字电路和功率开关电路中的广泛应用，以及其驱动电路的设计要点。 运算放大器（Op-Amp）： 运算放大器是模拟电路设计中不可或缺的“瑞士军刀”。本节将深入讲解理想运放的模型及其基本特性，包括高开环增益、高输入阻抗和低输出阻抗。您将学习如何利用运放搭建各种基本电路，如同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器和微分器。书中会提供大量的运放应用实例，涵盖信号调理、滤波器设计、波形生成等方面，并讨论实际运放存在的非理想因素及其对电路性能的影响。 有源滤波器： 滤波器在信号处理中扮演着至关重要的角色。本节将重点介绍基于运算放大器的有源滤波器设计，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。您将学习巴特沃斯、切比雪夫等不同滤波器设计规范的特点，以及如何根据工程需求选择合适的滤波器类型和设计参数。书中会提供详细的滤波器设计步骤和计算公式，并展示仿真结果。 稳压电路： 稳定可靠的电源是所有电子设备正常工作的基础。本节将介绍不同类型的稳压电路，包括线性稳压器（如三端稳压器）和开关稳压器。您将了解它们的电路结构、工作原理，以及优缺点。书中会提供稳压电路的实际设计案例，并讨论纹波抑制、瞬态响应和负载调整率等关键性能指标。 振荡器： 振荡器是产生周期性信号的关键电路。本节将介绍不同类型的振荡器，如RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器。您将学习它们的产生机制，如正反馈和相移。书中会提供具体振荡器电路的设计方法，并分析其输出频率的稳定性和失真度。 第二部分：数字电路基础与设计 本部分将带领您进入数字电路的世界，理解其在逻辑运算、信息处理和控制方面的强大能力。 数制与编码： 本节将首先回顾二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制，并讲解它们之间的相互转换。随后，我们将介绍各种常用的编码方式，如BCD码、ASCII码、汉明码等，以及它们在数据表示和传输中的应用。 逻辑门电路： 本节将深入讲解基本逻辑门电路，包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、与非门（NAND）、或非门（NOR）以及异或门（XOR）和同或门（XNOR）。您将学习它们的逻辑符号、真值表以及在布尔代数中的运算规则。书中会提供如何使用这些基本门电路实现复杂逻辑功能的示例。 布尔代数与逻辑化简： 布尔代数是数字电路设计的基础。本节将详细介绍布尔代数的基本定律和定理，如交换律、结合律、分配律、德摩根定律等。您将学习如何利用这些定律对复杂的逻辑表达式进行化简，从而简化电路设计，降低成本。书中会介绍卡诺图（Karnaugh Map）等图形化方法，用于高效地进行逻辑化简。 组合逻辑电路： 组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入状态。本节将介绍常见的组合逻辑电路，如编码器、解码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）以及加法器、减法器等算术逻辑电路。您将学习它们的原理和设计方法，并了解它们在数据选择、地址译码和算术运算等方面的应用。 时序逻辑电路： 时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与过去的输入状态有关，即具有“记忆”功能。本节将重点讲解触发器，如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，以及它们的工作原理和状态转换。您将学习如何利用触发器构建寄存器、计数器等基本的时序逻辑模块。 寄存器与计数器： 寄存器是用于存储一位或多位二进制信息的电路，是数字系统中重要的存储单元。本节将介绍移位寄存器、并行输入/输出寄存器等不同类型的寄存器。计数器则用于对脉冲信号进行计数。您将学习同步计数器、异步计数器以及各种功能计数器（如加/减计数器）的设计和应用。 状态机（有限状态机）： 状态机是描述和设计复杂时序逻辑系统的强大工具。本节将介绍Mealy型和Moore型有限状态机的概念、状态图和状态转移图的绘制方法，以及如何根据状态图设计相应的时序逻辑电路。您将学习如何用状态机来控制系统的行为，例如交通灯控制器、序列检测器等。 数字系统概述： 本节将对数字系统进行一个宏观的介绍，包括微处理器、存储器、输入/输出接口等关键组成部分。您将了解这些模块如何协同工作，构成一个完整的数字系统。 第三部分：项目化实践与案例分析 理论与实践相结合是学习的王道。本部分将引导您将所学知识应用于实际项目中，并通过详细的案例分析加深理解。 设计流程与工具： 本节将介绍一个典型的电子项目设计流程，从需求分析、方案设计、电路原理图绘制、PCB布局布线到调试与测试。同时，我们将介绍常用的EDA（Electronic Design Automation）软件，如Eagle、Altium Designer、KiCad等，以及仿真工具，如Multisim、Proteus等，并指导您如何有效地使用这些工具。 传感器接口与信号采集： 传感器是连接物理世界与电子系统的桥梁。本节将介绍各种常用传感器，如温度传感器、光敏传感器、压力传感器、加速度传感器等，以及如何将其信号有效地接口到微控制器或信号处理电路中。您将学习模拟信号的放大、滤波和模数转换（ADC）等技术。 微控制器基础与应用： 微控制器（MCU）是现代嵌入式系统的核心。本节将介绍微控制器的基本结构、工作原理，以及常用的微控制器系列（如Arduino、STM32等）。您将学习如何编写嵌入式程序，控制外围设备，实现各种智能化功能。 电机驱动与控制： 电机是实现动力的关键。本节将介绍直流电机、步进电机和伺服电机的驱动原理，以及如何使用H桥电路、PWM（脉冲宽度调制）等技术来控制电机的转速和方向。 通信接口设计： 在现代电子系统中，设备之间的通信至关重要。本节将介绍常用的通信接口，如UART、SPI、I2C等，以及如何利用它们实现设备之间的数据传输。 典型项目案例分析： 智能家居温湿度监测系统： 分析如何结合温度传感器、湿度传感器、微控制器和无线通信模块，设计一个能够实时监测并上传环境数据的智能家居系统。 DIY数字示波器： 探讨如何利用高速ADC、FPGA或微控制器，结合显示屏和用户接口，构建一个功能齐全的数字示波器。 自动调光LED台灯： 设计一个能够根据环境光线自动调节亮度的LED台灯，涉及光敏传感器、PWM控制和LED驱动电路。 基于Arduino的机器人小车： 演示如何使用Arduino作为主控，结合电机驱动模块、传感器和遥控模块，搭建一个可以自主避障或遥控移动的机器人小车。 调试技巧与故障排除： 实践中难免会遇到各种问题。本节将分享一套系统的调试方法和技巧，帮助您快速定位和解决电路故障，提高项目成功率。 第四部分：进阶主题与前沿展望 本部分将对一些更深入的主题进行探讨，并展望电子技术未来的发展趋势。 信号完整性与电源完整性： 随着电路工作频率的提高，信号和电源的完整性变得越来越重要。本节将介绍信号反射、串扰、地弹、电源噪声等问题，以及相关的设计和布线技巧。 低功耗设计： 在便携式设备和物联网应用中，低功耗设计至关重要。本节将探讨各种降低功耗的技术，包括低功耗器件的选择、电源管理策略和软件优化。 射频（RF）电路基础： 展望射频电路的基本原理，包括阻抗匹配、天线设计和电磁兼容（EMC）等概念，为读者进一步学习射频技术打下基础。 未来电子技术发展趋势： 简要介绍人工智能与电子技术的结合、物联网的深入发展、新材料与新器件的应用等前沿领域，激发读者的探索兴趣。 本书结构清晰，逻辑严谨，语言通俗易懂，并配有大量的电路图、波形图和实物图，力求使读者在掌握理论知识的同时，能够更好地理解其在实际应用中的表现。我们鼓励读者在阅读过程中积极动手实践，通过搭建电路、编写代码和进行仿真，将书中的知识转化为自身的能力，从而在电子设计领域取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我刚拿到手，就被它的封面设计吸引了，那种沉稳的蓝色和银色的字体搭配，透露出一种严谨又不失现代感的气息。翻开第一页，纸张的质感非常好，是那种微黄的、有点韧性的纸，闻起来有淡淡的油墨香，让我想起了学生时代在图书馆翻阅经典教材的感觉。我不是电子专业科班出身，所以一开始对“模拟电子技术”这个名词还有些畏惧，总觉得它充满了复杂的公式和抽象的概念。但是，这本书的序言部分，作者用一种非常朴实、甚至有点像在跟你拉家常的方式，讲述了模拟电子在日常生活中的重要性，以及学习它的乐趣所在。他提到，即使我们每天使用的手机、电视、音响，背后都离不开模拟电子电路的设计和优化。这种“接地气”的开场，瞬间拉近了我与这本书的距离，让我觉得它不是高高在上的理论讲义，而是能够真正帮助我理解和应用知识的工具。我特别期待书中关于“项目化教程”的这部分，不知道会以怎样的方式展开，是让我们自己动手搭建一些实际的小项目，还是通过案例分析来引导我们学习？总之，这本书给我的第一印象非常好，充满了好感，已经迫不及待地想深入阅读下去了。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解一些核心概念的时候，用了不少类比和比喻，这一点我非常赞赏。很多时候，抽象的电路原理，通过生活中的一些具象化的例子，就变得容易理解多了。比如，作者在讲解“负反馈”的时候，就用到了“恒温器”的例子，说它就像一个智能的家居系统，当室内温度过高时，它会自动关闭加热器，降低温度，保持恒定。这个类比让我一下子就明白了负反馈的“稳定”作用。还有在讲到“滤波器”的时候，他用了“筛子”来比喻，不同大小的筛网能筛掉不同大小的沙子，而滤波器就能“筛选”出我们想要的特定频率的信号。这种方式，让我觉得学习过程不枯燥，反而充满了趣味性。另外，这本书在理论讲解之后，通常会紧跟着一些“思考题”或者“小练习”，让你立刻巩固所学知识。这些练习并不难，但能有效地帮助我检测自己是否真正理解了。我觉得这比单纯地背诵公式要有效得多，毕竟，理解比记忆更重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排，我个人觉得是非常有条理的。它不是那种一股脑把所有概念都抛出来的类型，而是循序渐进，从最基础的半导体器件讲起，比如二极管、三极管，然后逐渐过渡到更复杂的放大电路、滤波器、振荡器等等。让我印象深刻的是，每个章节在开始的时候，都会有一个“学习目标”和“生活实例”，这简直太贴心了！我以前学东西，最怕的就是不知道学这个有什么用，学完之后能干嘛。这本书恰恰解决了我的痛点。比如讲到放大电路的时候，它会先问你，你知道为什么你的麦克风放大后声音才够大吗？或者为什么收音机能接收到远方的信号？这些问题，看似简单，但背后都是模拟电子电路的原理在支撑。而且，书中对于每个概念的解释，都力求通俗易懂，避免了大量晦涩的术语，即使是像我这样初学者，也能大致理解。它的配图也非常精炼，不会有过多的干扰信息，重点突出。我特别喜欢它对一些电路图的绘制方式，清晰明了，每一个元器件的标注都准确无误，让我能够快速地抓住电路的核心结构。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，一位经验丰富的工程师。它没有架子，没有高深莫测的理论，而是用一种非常亲切、实用的方式，引领你走进模拟电子的世界。我特别欣赏它在讲解过程中，不断强调“实践出真知”的理念，鼓励我们去思考、去尝试、去动手。即使是对于我这样非专业人士来说，这本书也让我看到了学习模拟电子的希望和乐趣。它没有给我一种“学了也用不上”的感觉，反而让我觉得，原来我们身边的很多东西，都可以用这些知识来解释和理解。我相信，在它的帮助下，我一定能克服对模拟电子的恐惧，掌握一些基本的设计和应用能力。这是一本值得推荐的书，尤其是对于那些想要从零开始，或者对模拟电子有一定基础，但希望更深入理解其原理和应用的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

我最期待的就是书中的“项目化”部分了。虽然我还没深入到那一部分，但从目录和前几章的铺垫来看，我预感这会是一次非常棒的学习体验。我一直认为，学习技术，尤其是像电子这样的实践性学科，最有效的方法就是“动手做”。光看理论，脑子里可能明白，但实际操作起来，却会遇到各种各样的问题。如果这本书真的能引导我们完成一些实际的项目，哪怕是简单的小制作，比如一个简易的LED闪烁器，或者一个简单的音频放大器，那对我来说绝对是巨大的收获。我希望它能在项目的设计、元器件的选择、电路的焊接、故障的排除等方面，都给予我们足够的指导。最好能提供详细的步骤，甚至是一些视频教程的链接，那样就更完美了。我现在就已经在构思，学完这本书，我能不能自己动手改造一下家里的某个电器，或者做一个小玩具给孩子，想想都觉得很有成就感。