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深圳信盈达电子有限公司 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121230325

商品编码：29741743714

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名：电子设计实用教程

定价：38.00元

作者：深圳信盈达电子有限公司

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787121230325

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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本书以模拟电子技术和数字电子技术为基础，全面、系统地介绍了电子技术的基础知识和基本技术，将基础理论与实际应用紧密结合，注重体现知识的实用性和前沿性。全书共19章，分5个部分，分别为电子基础知识（~3章）、数字电路（第4~9章）、模拟电路（0~16章）、实验与设计（7~18章）和项目实践（9章）。主要内容包括：常用电子元器件和常用芯片的介绍、常用电路定理公式、门电路及组合逻辑电路、电触发器、时序逻辑电路、数/模和模/数转换、半导体器件、放大电路基础、振荡电路、集成运算放大器、直流电源等。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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电子设计实用教程 内容概述： 本书是一本内容详实、实操性强的电子设计入门与进阶指南，旨在为读者提供全面、系统化的电子设计知识与技能。全书围绕“理解基础，掌握方法，精通实操，创新应用”的核心理念展开，从最基本的电子元器件原理出发，逐步深入到复杂的电路设计、PCB布局布线、软件仿真以及实际的硬件调试与故障排除。本书尤其强调理论与实践的紧密结合，通过大量的实例分析、实验操作和项目实践，帮助读者将书本知识转化为实际动手能力，从而独立完成各种电子产品的设计与开发。 第一部分：电子设计基础与核心元器件解析 本部分将带领读者走进电子世界的基石，深入理解构成一切电子系统的基本单元。 第一章：电子学基础概念回顾与展望 电压、电流、电阻、电容、电感： 重新梳理这些核心物理量的定义、单位、关系以及在电路中的作用。重点讲解欧姆定律、基尔霍夫电压定律和电流定律在分析简单电路时的应用。 功率与能量： 深入理解功率的计算公式及其在电子设备功耗分析中的重要性，以及能量守恒定律在电子电路中的体现。 交变电流（AC）与直流电（DC）： 区分两者的特性，理解正弦波、周期波等基本AC波形，以及AC电路中的频率、相位、幅值等概念。 半导体基础： 简述 PN 结的形成与特性，理解二极管、三极管（BJT）和场效应管（MOSFET）作为电子开关和放大器的基本原理，为后续的元器件深入讲解奠定基础。 数字电子基础： 引入逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）的概念，理解布尔代数在数字电路中的应用，为后续的数字系统设计做铺垫。 第二章：电阻器：电路中的“水量控制阀” 电阻的定义、单位与分类： 详细介绍固定电阻（碳膜、金属膜、氧化膜等）、可变电阻（电位器、滑动变阻器）的结构、材料特性和工作原理。 电阻的选型与计算： 讲解在不同应用场景下如何选择合适阻值、功率和精度等级的电阻。重点介绍串联、并联电阻的等效阻值计算方法，以及分压、分流电路的设计。 电阻的实际应用： 分析电阻在限流、分压、滤波、偏置等电路中的具体作用，并通过实际电路图进行演示。 贴片电阻（SMD）与插件电阻（DIP）： 介绍两种常用封装形式的特点，以及在PCB设计中的应用注意事项。 第三章：电容器：电路中的“能量暂存器” 电容的定义、单位与基本原理： 讲解电容的构成（两块导体板与电介质），理解电容存储电荷的能力（电容量），以及电容的充放电过程。 电容的分类与特性： 详细介绍电解电容、陶瓷电容、薄膜电容、钽电容等不同类型电容器的结构、优缺点、适用频率范围、漏电流、等效串联电阻（ESR）等关键参数。 电容在电路中的作用： 深入分析电容在耦合、滤波、储能、去耦、振荡等电路中的核心作用，并通过实例讲解如何选择合适容值的电容。 电容的选型与注意事项： 强调工作电压、容差、极性、温度系数等选型要素，以及高频应用、电源滤波中的具体考量。 第四章：电感器：电路中的“磁能存储器” 电感的定义、单位与工作原理： 讲解电感器通过线圈缠绕产生磁场来储存能量的特性，理解自感和互感概念。 电感的分类与特性： 介绍空心电感、铁芯电感（工字电感、环形电感、功率电感等）的结构、优缺点、主要参数（电感量、品质因数 Q 值、额定电流、饱和电流）。 电感在电路中的作用： 详细阐述电感在滤波（LC 滤波）、升压（升压电路）、降压（降压电路）、振荡、储能等电路中的应用。 电感的选型与应用考量： 强调电感量、阻抗、直流电阻（DCR）、高频特性等选型要素，以及开关电源设计中电感的重要性。 第五章：二极管：单向导电的“电子阀门” PN 结的伏安特性： 深入理解二极管的正向导通和反向截止特性，讲解正向导通电压（VF）、反向击穿电压（VR）、反向漏电流（IR）。 二极管的类型与应用： 详细介绍整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管、发光二极管（LED）、光电二极管等各类二极管的结构、原理和典型应用。 整流与滤波电路： 讲解半波整流、全波整流（桥式整流）电路的工作原理，以及电容滤波在提高直流输出平滑度方面的作用。 稳压二极管的应用： 分析稳压二极管如何实现简单的恒压输出，以及在电源电路中的重要性。 第六章：晶体管：现代电子学的“开关与放大器” 双极型晶体管（BJT）原理： 深入理解 NPN 和 PNP 型 BJT 的结构，分析基极电流（IB）、集电极电流（IC）、发射极电流（IE）之间的关系，讲解 BJT 的放大作用（电流放大系数 β）和开关作用。 BJT 的工作区： 区分 BJT 的截止区、放大区和饱和区，以及在不同工作区下的应用。 场效应晶体管（FET）原理： 介绍 JFET 和 MOSFET 的基本结构，理解栅极电压控制沟道导电性的原理，讲解 MOSFET 的高输入阻抗特性。 MOSFET 的类型与应用： 区分增强型和耗尽型 MOSFET，以及 N 沟道和 P 沟道 MOSFET，重点讲解 MOSFET 作为开关在电源管理、高功率驱动等领域的应用。 晶体管电路设计： 分析 BJT 和 MOSFET 的基本放大电路（共发射极、共集电极、共基极）和开关电路，讲解偏置电路的设计。 第二部分：电路设计与分析的系统方法 本部分将引导读者掌握进行电子电路设计和分析的系统化流程和实用技巧。 第七章：放大器电路设计与分析 放大器分类： 区分电压放大器、电流放大器、跨导放大器、跨阻放大器，以及它们的适用范围。 单级放大电路： 详细设计和分析共发射极放大器，讲解其电压增益、输入阻抗、输出阻抗的计算，以及频率响应特性。 多级放大电路： 介绍耦合方式（直接耦合、RC 耦合、变压器耦合），讲解多级放大器的优缺点，以及如何提高增益和改善频率响应。 运算放大器（Op-Amp）基础： 介绍理想运放的模型，理解虚短、虚断等概念，讲解反相放大器、同相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运放电路。 运放电路的应用： 演示运放如何在滤波器、比较器、信号发生器等电路中发挥关键作用。 第八章：滤波电路设计与应用 滤波器基本概念： 讲解低通、高通、带通、带阻滤波器的频率响应特性，以及它们的截止频率、通带、阻带等参数。 无源滤波器： 分析 RC 滤波器和 LC 滤波器的结构和设计方法，重点讲解一阶和二阶滤波器的特性。 有源滤波器： 介绍基于运放的有源滤波器（Sallen-Key 结构等），阐述其能够实现更高阶滤波、避免负载效应等优点。 实际滤波应用： 讲解滤波器在电源纹波抑制、音频信号处理、射频电路中的具体应用。 第九章：振荡器电路设计 振荡器基本原理： 理解振荡器产生周期性信号的条件（正反馈、增益、频率选择）。 RC 振荡器： 介绍移相振荡器、文氏电桥振荡器的工作原理和设计要点。 LC 振荡器： 讲解哈特莱振荡器、科勒皮兹振荡器的工作原理，以及它们在射频电路中的应用。 晶体振荡器： 介绍晶体振荡器的基本原理（压电效应），理解其高稳定性和精确频率的优势，以及在数字系统中的重要性。 实际振荡器设计： 给出一些实用振荡器电路的实例，并分析其性能指标。 第十章：开关电源与电源管理 线性电源与开关电源对比： 阐述两者在效率、体积、发热等方面的差异。 开关电源拓扑： 详细介绍 Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）拓扑的原理、电路结构和工作波形。 关键元件选型： 讲解开关管（MOSFET）、肖特基二极管、电感、电容等在开关电源设计中的选型原则。 PWM 控制技术： 介绍脉冲宽度调制（PWM）在开关电源中的应用，理解如何通过改变占空比来调节输出电压。 电源管理芯片（PMIC）： 介绍集成化的电源管理方案，包括 LDO（低压差线性稳压器）、DC-DC 转换器、充电管理等。 第十一章：数模混合电路设计入门 数字电路基础回顾： 简述组合逻辑和时序逻辑的基本概念。 数模转换（DAC）： 介绍 DAC 的基本原理（如 R-2R 梯形网络），理解数字信号转换为模拟信号的过程。 模数转换（ADC）： 讲解 ADC 的基本原理（如逐次逼近型 ADC、Σ-Δ ADC），理解模拟信号转换为数字信号的过程。 微控制器（MCU）简介： 介绍 MCU 的基本组成（CPU、存储器、外设），以及在嵌入式系统中的作用。 传感器接口与数据采集： 讲解如何将模拟传感器信号通过 ADC 转换为数字信号，并由 MCU 进行处理。 第三部分：PCB 设计与制板实践 本部分将聚焦于将电路设计转化为实际可用的物理电路板。 第十二章：PCB 设计流程与软件介绍 PCB 设计概述： 介绍 PCB（Printed Circuit Board）的作用和重要性。 常用 PCB 设计软件： 重点介绍 Altium Designer、Eagle、KiCad 等主流 PCB 设计软件的基本操作界面和功能模块。 原理图绘制： 讲解如何使用软件绘制清晰、规范的电路原理图，包括元件库的创建与管理、导线的连接、总线的定义等。 PCB 布局（Layout）： 阐述 PCB 布局的重要性，讲解元件的摆放原则（信号流向、散热、干扰等），以及如何规划电源和地线的分布。 PCB 走线（Routing）： 详细介绍单层、多层 PCB 的走线规则，包括线宽的计算、过孔的使用、差分线、蛇形线等技巧。 电源完整性与信号完整性： 介绍这些在高频 PCB 设计中的重要概念，以及如何通过合理的布局布线来保证电路的稳定工作。 第十三章：PCB 布局布线实例与技巧 典型电路的 PCB 设计： 选取一些常见的电路（如电源模块、放大器电路、数字电路板）进行详细的 PCB 设计演示。 元器件封装选择： 讲解如何根据实际元器件选择合适的 PCB 封装，并自定义封装。 地线处理： 强调单点接地、星型接地、地平面等技术在降低噪声和干扰方面的作用。 电源线规划： 讲解电源线的宽度、去耦电容的放置等对电源稳定性的影响。 差分信号处理： 介绍如何正确布设差分线，以减小信号串扰和提高信号质量。 EMC/EMI 考虑： 讲解一些基本的电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）设计原则，如屏蔽、滤波、合理布线等。 第十四章：PCB 制板与焊接实践 PCB 制板流程： 介绍 PCB 生产的基本流程，如曝光、显影、蚀刻、钻孔、沉金/喷锡等。 PCB 文件输出： 讲解如何生成符合制板厂要求的 Gerber 文件和钻孔文件。 焊接技术： 详细介绍手工焊接（焊锡丝、烙铁）和无铅焊接技术，讲解焊点质量的判断标准。 插件元件（DIP）与贴片元件（SMD）的焊接： 分别讲解不同封装元件的焊接方法和技巧。 波峰焊与回流焊： 简述这两种自动化焊接技术的原理和应用场景。 焊接常见问题及解决方法： 针对虚焊、短路、焊桥等问题提供诊断和处理建议。 第四部分：仿真、调试与故障排除 本部分将帮助读者掌握使用仿真工具验证设计，以及在实际硬件中进行调试和解决问题的能力。 第十五章：电路仿真工具使用与实践 仿真软件介绍： 重点介绍 SPICE 系列仿真软件（如 LTspice, PSpice）和 Proteus 等集成开发环境。 仿真原理： 简述 SPICE 仿真的基本原理，理解如何通过软件模拟电路的行为。 元器件模型： 讲解如何在仿真软件中建立和使用元器件模型。 仿真类型： 介绍直流工作点分析（.op）、瞬态分析（.tran）、交流小信号分析（.ac）、傅里叶分析（.four）等常用仿真类型。 仿真实例： 通过具体的电路实例，演示如何进行仿真设置、运行仿真，并分析仿真结果（电压、电流波形，频率响应等）。 仿真在设计中的作用： 强调仿真如何帮助设计者在早期发现潜在问题，优化电路参数，减少物理样机的制作成本。 第十六章：电子系统调试技巧 常用测量仪器： 详细介绍示波器（示波器使用方法、触发设置、测量参数）、万用表（测量电压、电流、电阻、通断）、信号发生器（输出信号类型、频率、幅值设置）、逻辑分析仪（数字信号分析）等仪器的基本操作和应用。 调试方法论： 提出系统化的调试思路，如“由粗到细”、“由表及里”、“隔离法”等。 信号链调试： 讲解如何逐级检查信号路径，从输入到输出，定位异常点。 电源调试： 强调检查电源电压、纹波、噪声等对电路工作的影响。 数字逻辑调试： 介绍如何使用逻辑分析仪配合示波器来分析数字信号的时序和逻辑关系。 温度与环境影响： 考虑不同工作温度下电路性能的变化。 第十七章：电子电路故障诊断与维修 常见故障分析： 总结电子产品中最常见的故障类型，如电源故障、元器件损坏、连接不良、软件问题等。 故障排除步骤： 提供一套行之有效的故障排除流程，包括故障现象记录、初步检查、局部隔离、深入诊断等。 元器件故障判断： 讲解如何通过外观检查、测量电阻/电容/二极管特性等方法来判断元器件是否损坏。 PCB 故障诊断： 介绍如何检查 PCB 上的开路、短路、虚焊等问题。 软件与硬件的交互故障： 分析软件 Bug 或硬件问题如何导致系统性故障。 利用文档与资源： 强调查阅元器件数据手册（Datasheet）、电路原理图、应用笔记等资源的重要性。 第五部分：项目实践与进阶探索 本部分将引导读者将所学知识应用于实际项目，并为进一步深入学习提供方向。 第十八章：典型电子项目实战 项目一：简易音频放大器设计与制作： 从原理图设计、元器件选型、PCB 布局布线到焊接测试，完整演示一个小型音频放大器的制作过程。 项目二：数字温湿度监测系统： 结合传感器、单片机和 LCD 显示屏，设计制作一个实用的数字温湿度监测系统。 项目三：LED 调光控制器： 利用 PWM 技术和 MOSFET，设计制作一个可调亮度的 LED 灯控制器。 项目四：简单的开关电源模块： 演示如何使用成熟的集成芯片（如 XL4015）来设计制作一个可调输出的降压开关电源。 项目拓展： 鼓励读者在这些项目的基础上进行功能扩展和创新。 第十九章：进阶电子设计方向与资源 嵌入式系统开发： 介绍 ARM、ESP32 等主流嵌入式平台，以及相关的开发工具和操作系统（RTOS）。 FPGA 与 Verilog/VHDL 编程： 探讨硬件描述语言在实现复杂数字逻辑和高速接口设计中的应用。 射频（RF）与通信电路设计： 介绍微波、天线、无线通信协议等相关领域。 模拟电路高级主题： 深入研究噪声分析、反馈系统、非线性电路等。 数字信号处理（DSP）： 介绍数字滤波器设计、FFT 分析等。 创客社区与开源硬件： 推荐 Arduino、Raspberry Pi 等开源硬件平台，以及参与创客项目的途径。 持续学习资源： 推荐相关的书籍、在线课程、技术论坛和行业展会，鼓励读者不断学习和提升。 本书力求以清晰的逻辑、通俗易懂的语言，结合大量的图示和表格，让读者在轻松愉快的氛围中掌握电子设计的精髓。无论您是初学者，还是希望进一步提升技能的电子工程师，本书都将是您宝贵的参考资料和实践指南。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书在工具链和软件应用方面的介绍，可以说是紧跟时代步伐，完全没有那种“老古董”教材的滞后感。它没有仅仅停留在理论的层面，而是非常务实地探讨了当前主流EDA工具（比如Altium Designer或Cadence的某些模块）在实际设计流程中的最佳实践。比如，它有一节详细讲解了如何有效地使用仿真工具进行设计验证，不仅介绍了如何建立仿真模型，更着重强调了仿真结果的判读和误差分析，这才是真正区分“会用工具”和“用好工具”的关键。书中对版本控制、协同设计等现代工程管理实践也有所涉猎，这对于初入职场的工程师或者希望提升团队协作效率的管理者来说，提供了非常实用的参考框架。这种对“设计流程工程化”的关注，体现了作者对现代电子行业生态有着深刻的理解，这本书不光教你怎么做电路，更教你怎么做“一个成功的电子产品项目”。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子设计实用教程》真是让人爱不释手，我得好好说说我的感受。首先，从内容深度上来说，这本书的处理方式简直是教科书级别的典范。它没有那种浮于表面的介绍，而是扎扎实实地深入到了电子设计方法论的核心。比如，它在讲解PCB布局布线时，不仅告诉你“应该”怎么做，更详细地剖析了不同设计约束（如EMC、信号完整性）之间的相互影响和取舍。我记得有一章专门讲了高速信号设计，作者居然能把复杂的传输线理论，通过生动的实例和图示，转化成工程师日常可以应用的规则集，这对于我这种偏向实践操作的人来说，简直是醍醐灌顶。以往我看别的书，讲到阻抗匹配，总是一大堆公式推导，读完还是云里雾里，但这本书的讲解，让你能立刻在脑海中构建出电路和电磁场的对应关系。而且，书中对各种设计流程的把控也极为到位，从需求分析到原理图绘制，再到后期的测试验证，每一步骤的难点和注意事项都标注得清清楚楚，感觉就像身边有位经验丰富的前辈在手把手指导，极大地提升了我项目交付的效率和质量。

评分☆☆☆☆☆

与其他市面上厚厚的、试图包罗万象的电子设计大全相比，这本书最难得之处在于其聚焦性与穿透力。它没有试图面面俱到地涵盖所有子领域——比如它并未深入讲解射频微波设计或FPGA底层HDL编程的细节——而是将核心落在了“通用电子系统设计”这个最需要扎实基础的环节。这种有所为有所不为的取舍，使得每一章节的深度都得到了保障。作者对于“设计权衡”（Trade-off）的讨论尤其到位。例如，在选择隔离方案时，书中对比了光耦、数字隔离器和变压器隔离的优劣，不仅从电气性能上分析，还深入到成本、可靠性和体积的综合考量。这种多维度、系统性的评估方法，培养的是一种高级的设计思维，即永远不将任何一个技术点视为孤立存在。读完这本书，我感觉自己对“好设计”的标准有了全新的认知，不再满足于“能跑起来”，而是追求“健壮、高效、可维护”的系统架构。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格和语言组织，我个人非常欣赏，它摒弃了传统技术书籍那种干巴巴的、公式堆砌的模式，反而带有一种老派工程师的严谨和幽默感。阅读体验极为流畅，就像在听一场精心准备的技术讲座，而不是在啃一本难懂的教材。最让我惊喜的是，作者在穿插讲解理论知识的同时，会适时地加入一些“血泪教训”式的经验分享。比如，在讲解电源设计时，作者特意花了大篇幅描述一个因忽略瞬态响应而导致系统重启的案例，那种细节描述，让我仿佛身临其境地感受到了现场调试的焦头烂额。这种叙事手法极大地增强了知识的可信度和记忆点。我发现自己不是在“学习”知识，而是在“吸收”经验。这种将理论与实战深度融合的写作策略，使得原本可能枯燥的章节变得引人入胜，让人愿意主动去翻阅下一个章节，生怕错过了什么宝贵的“坑点”提醒。

评分☆☆☆☆☆

从排版和视觉呈现的角度来看，这本书也达到了业界顶尖水准，这对于一本技术参考书来说，其实是相当重要的加分项。很多技术书为了节省成本或者设计感不足，导致图表模糊不清，关键波形或结构看不真切，阅读起来非常费劲。但《电子设计实用教程》在这方面做得极其出色。无论是原理图的层次划分，还是PCB层叠结构的剖面图，都采用了高清、高对比度的配色方案。特别是那些关键的公式推导步骤，作者使用了清晰的序号和高亮标记，让读者可以轻松地跟踪每一步的逻辑演进。更别提那些复杂的元器件封装图和布局规范图，它们被精确地还原，尺寸和关键特征都清晰可辨。这直接节省了我大量时间去对照数据手册查找参数。可以说，它在视觉上传达信息效率非常高，有效地减少了阅读过程中的认知负荷，让我的注意力能更集中于设计本身的逻辑而非解读图纸。