具体描述
基本信息
书名:综合电子系统设计与实践
定价：50.00元
售价：36.5元,便宜13.5元,折扣73
作者:臧春华,邵杰,魏小龙著
出版社：北京航空航天大学出版社
出版日期：2009-11-01
ISBN：9787811249026
字数：666000
页码：462
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.622kg
编辑推荐
内容提要
本书是为高等学校电子信息类专业编写的一本综合性电子设计的实践类教材。
以电子系统设计方法为主线，将模拟系统设计、数字系统设计、单片机应用系统设计，以及传感器与控制等相关技术融为一体，培养学生综合电子系统的设计能力，以适应电子信息时代对相关专业学生知识结构与实践能力的要求。
本书从电子系统概念、分类及设计方法入手，讨论了常用传感器及其应用电路，模拟系统设计技术与Multisim设计工具，数字系统设计技术与VHDL、PLD、QuartusⅡ开发平台，基于单片机的智能型电子系统设计技术与相关汇编语言、C语言和常用控制方法，以及可用于实验课题的9个综合电子系统设计实例。
本书结构新颖，内容丰富，系统性强，注重理论与实践相结合及选材的先进性，着力加强实践性与工程性训练，例题和实验课题具有实用性和层次性。
本书除用于高等院校电子信息类各相关专业的教材外，还可作为大学生课外电子制作、电子设计竞赛和相关工程技术人员的实用参考书与培训教材。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电子元器件选型手册：从原理到应用》 内容概要 本书旨在为广大电子工程师、硬件设计师、技术爱好者以及相关专业的学生提供一本全面、实用且易于查阅的电子元器件选型参考指南。本书深入剖析了各类常用电子元器件的内在原理、关键参数、选型考量因素以及在实际电路设计中的应用策略，旨在帮助读者在繁杂的元器件海洋中，精准、高效地选择最适合项目需求的组件，从而优化设计方案，提升产品性能，降低开发成本。 核心内容详述 本书的结构清晰，逻辑严谨，内容涵盖了从基础的电阻、电容、电感，到复杂的集成电路，再到新兴的传感器和通信模块等广泛的电子元器件领域。每一类元器件都进行了细致的讲解，确保读者能够深入理解其工作机制和特性。 第一部分：基础元器件深度解析 1. 电阻（Resistors） 原理与分类：详细阐述电阻的物理原理（欧姆定律、材料特性、功率损耗），并对固定电阻（碳膜、金属膜、线绕、水泥电阻等）和可变电阻（电位器、可调电阻）进行深入介绍。 关键参数：讲解阻值、精度（误差）、功率额定值、温度系数（TCR）、噪声、高频特性（寄生电感、电容）等重要参数的意义和对电路性能的影响。 选型考量：针对不同应用场景（如分压、限流、偏置、匹配），提供详细的选型指南，强调在选择时需要考虑的精度要求、功耗、工作温度范围、稳定性以及成本。 应用实例：通过具体的电路图，展示电阻在各种电路中的实际应用，例如滤波电路、衰减电路、电流采样等。 2. 电容（Capacitors） 原理与分类：解析电容的基本原理（电荷存储、介质材料），并详述各种电容类型，包括陶瓷电容（C0G/NP0, X7R, Y5V）、电解电容（铝电解、钽电容、铌电解）、薄膜电容（聚酯、聚丙烯）、超级电容等。 关键参数：深入讲解电容量、额定电压、容差、等效串联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）、漏电流、温度特性、频率响应（阻抗随频率变化）等参数。 选型考量：根据不同功能（如滤波、耦合、储能、退耦、计时），分析在选择电容时需要考虑的容量大小、电压裕度、ESR/ESL限制、稳定性要求、安装空间以及寿命。 应用实例：展示电容在电源滤波、信号耦合、振荡电路、定时电路等核心应用中的作用。 3. 电感（Inductors） 原理与分类：讲解电感的电磁感应原理，磁芯材料（铁氧体、坡莫合金、铁粉芯、空气芯）对电感特性的影响，以及不同类型的电感器（固定电感、可变电感、功率电感、射频电感）。 关键参数：详细介绍电感值、额定电流、直流电阻（DCR）、饱和电流、品质因数（Q值）、自谐振频率（SRF）、温度稳定性等。 选型考量：分析在设计中选择电感时，需要权衡的电感值、电流承载能力、低DCR以减少损耗、高Q值以提高效率、以及SRF以避免谐振。 应用实例：讲解电感在LC滤波器、开关电源（储能）、阻抗匹配、射频电路中的关键作用。 第二部分：半导体元器件精要 1. 二极管（Diodes） 原理与分类：阐述PN结的半导体工作原理，介绍各种二极管类型，包括整流二极管、稳压二极管（Zener）、肖特基二极管、变容二极管、发光二极管（LED）、光电二极管等。 关键参数：讲解正向压降、反向击穿电压、峰值反向电压（PIV）、最大正向电流、反向漏电流、恢复时间等。 选型考量：根据应用（如整流、稳压、信号检测、指示），指导读者如何选择具备合适电压、电流、速度和特殊功能的二极管。 应用实例：展示二极管在整流电路、电源保护、LED驱动、光电检测中的典型应用。 2. 晶体管（Transistors） Bipolar Junction Transistors (BJTs)： 原理与分类：讲解NPN和PNP型BJT的工作原理、放大区、饱和区、截止区。 关键参数：电流放大系数（β/hFE）、集电极-发射极击穿电压（VCEO）、集电极-基极击穿电压（VCBO）、最大集电极电流（IC）、饱和压降（VCE(sat)）、转移特性（hie, hoe, hfe, hre）。 选型考量：根据放大或开关应用，指导选择合适的BJT，强调电流增益、电压和电流额定值、开关速度以及功耗。 应用实例：讲解BJT作为放大器、开关、逻辑门等。 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs)： 原理与分类：解析MOSFET的工作原理（栅极电压控制沟道导通），介绍N沟道和P沟道、增强型和耗尽型MOSFET。 关键参数：阈值电压（Vth）、漏极-源极导通电阻（RDS(on)）、栅极-源极电压（VGS）、漏极-源极电压（VDS）、栅极电荷（Qg）、输出特性曲线。 选型考量：重点讲解在功率开关、线性放大等应用中，选择低RDS(on)以降低导通损耗，以及考虑栅极驱动要求、电压等级和开关速度。 应用实例：展示MOSFET在开关电源、电机驱动、功率放大器等领域的广泛应用。 3. 集成电路（Integrated Circuits, ICs） 通用IC： 运算放大器（Op-Amps）：深入讲解理想运放模型，分析开环增益、带宽、压摆率、输入偏置电流、输入失调电压、共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）等参数。提供多种常用应用电路（如加法器、减法器、积分器、微分器、滤波器）的设计指导。 定时器IC（如NE555）：解析NE555在单稳态、非稳态和双稳态模式下的工作原理，以及如何通过外部元件配置实现不同功能的定时或振荡。 逻辑门IC：介绍TTL和CMOS系列逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的基本逻辑功能、传播延迟、扇出能力、功耗等。 专用IC： 电源管理IC（PMICs）：介绍稳压器（线性稳压器LDO, 开关稳压器Buck/Boost/Buck-Boost）、充电管理IC、电池管理IC等。讲解其效率、输出精度、负载调整率、线性调整率、功耗模式等关键指标。 微控制器（MCUs）/微处理器（MPUs）：简述其架构、核心指令集、内存类型（Flash, RAM）、外设接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC, PWM）、时钟系统等。指导读者如何根据项目需求选择合适的MCU/MPU。 通信接口IC：包括USB控制器、Ethernet控制器、CAN控制器、SPI/I2C接口芯片等。讲解其协议标准、传输速率、接口类型和应用场景。 传感器接口IC：如ADC转换器、DAC转换器、信号调理IC等，用于连接和处理来自各种传感器的模拟或数字信号。 集成电路选型策略：强调在选择IC时，需要综合考虑功能需求、性能指标、接口兼容性、功耗预算、封装类型、工作温度范围、可靠性以及开发支持（文档、工具链）等。 第三部分：新兴与特种元器件 1. 传感器（Sensors） 分类与原理：介绍各类传感器，包括温度传感器（热敏电阻NTC/PTC, RTD, 热电偶, IC温度传感器）、压力传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、光传感器（光敏电阻, 光电二极管, 光电三极管, 光耦）、湿度传感器、气体传感器、位置传感器（霍尔传感器, 编码器）等。 关键参数：灵敏度、量程、精度、分辨率、响应时间、非线性度、温度漂移、功耗等。 选型考量：根据测量对象、精度要求、工作环境、接口类型（模拟/数字/I2C/SPI）和成本，进行器件选择。 应用实例：展示传感器在物联网设备、环境监测、工业自动化、消费电子中的应用。 2. 通信模块（Communication Modules） 无线通信：Wi-Fi模块、蓝牙模块（BLE）、Zigbee模块、LoRa模块、NB-IoT模块、4G/5G模块等。讲解其通信协议、工作频率、传输距离、数据速率、功耗特性、安全特性。 有线通信：以太网PHY芯片、RS-485收发器、CAN收发器等。 选型考量：重点关注通信协议的匹配性、传输性能、功耗、尺寸、成本以及法规认证。 3. 电源与电池管理 AC/DC转换器、DC/DC转换器：详细分析开关电源拓扑（Buck, Boost, SEPIC, Flyback等）的原理和应用。 线性稳压器（LDO）：讲解其简单易用、低噪声的特点，以及压差、效率等关键参数。 电池充电管理IC：介绍不同充电算法（CC/CV, 涓流充电等），过充、过放、过温保护。 功率器件：MOSFET, IGBT, SiC, GaN等在功率变换中的应用和选型。 第四部分：元器件应用实践与技巧 1. PCB布局与布线对元器件性能的影响：讲解如何通过合理的PCB设计来优化元器件的性能，例如电源滤波电容的摆放、高速信号的走线、地线的处理、热管理的考虑。 2. 元器件的可靠性与寿命评估：讨论在设计中如何考虑元器件的可靠性，例如MTBF（平均无故障时间）、失效模式分析、环境应力（温度、湿度、振动）的影响。 3. 成本控制与供应链管理：指导读者如何在满足性能的前提下，通过合理的元器件选择和供应商管理来控制产品成本。 4. 常用EDA工具在元器件选型中的应用：介绍如何利用元器件供应商提供的在线选型工具、仿真软件（如LTspice, PSpice, OrCAD）来辅助设计决策。 5. 元器件的替代与兼容性分析：提供在遇到停产或缺货情况时，如何查找和验证替代元器件的方法。 本书特色 理论与实践并重：本书不仅深入讲解元器件的理论原理，更注重结合实际应用，通过大量的案例分析和图示，帮助读者理解元器件如何在真实电路中工作。 参数详解：本书对每一类元器件的关键参数都进行了详细的解释，并说明了这些参数对电路设计的影响，使读者能够真正理解参数背后的意义。 选型指南：针对不同应用场景，本书提供了系统性的选型思路和考量因素，帮助读者避免盲目选择，做出最优决策。 前沿技术：本书涵盖了包括传感器、通信模块等新兴元器件，为读者提供最新的技术视野。 易读性强：语言通俗易懂，结构层次分明，配有丰富的图表和示例，便于读者理解和查阅。 目标读者 本书适合所有从事或对电子系统设计感兴趣的人士，包括但不限于： 电子工程师（硬件工程师、嵌入式工程师） 产品开发设计师 技术院校学生（电子工程、通信工程、自动化等专业） 电子爱好者 需要进行产品选型或技术评估的技术管理人员 通过学习本书，读者将能够显著提升电子元器件的选型能力，从而在项目的设计、开发和优化过程中，更加得心应手，为创造更优秀、更可靠的电子产品打下坚实的基础。
