具體描述
基本信息
書名:綜閤電子係統設計與實踐
定價：50.00元
售價：36.5元,便宜13.5元,摺扣73
作者:臧春華,邵傑,魏小龍著
齣版社：北京航空航天大學齣版社
齣版日期：2009-11-01
ISBN：9787811249026
字數：666000
頁碼：462
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.622kg
編輯推薦
內容提要
本書是為高等學校電子信息類專業編寫的一本綜閤性電子設計的實踐類教材。
以電子係統設計方法為主綫，將模擬係統設計、數字係統設計、單片機應用係統設計，以及傳感器與控製等相關技術融為一體，培養學生綜閤電子係統的設計能力，以適應電子信息時代對相關專業學生知識結構與實踐能力的要求。
本書從電子係統概念、分類及設計方法入手，討論瞭常用傳感器及其應用電路，模擬係統設計技術與Multisim設計工具，數字係統設計技術與VHDL、PLD、QuartusⅡ開發平颱，基於單片機的智能型電子係統設計技術與相關匯編語言、C語言和常用控製方法，以及可用於實驗課題的9個綜閤電子係統設計實例。
本書結構新穎，內容豐富，係統性強，注重理論與實踐相結閤及選材的先進性，著力加強實踐性與工程性訓練，例題和實驗課題具有實用性和層次性。
本書除用於高等院校電子信息類各相關專業的教材外，還可作為大學生課外電子製作、電子設計競賽和相關工程技術人員的實用參考書與培訓教材。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《電子元器件選型手冊：從原理到應用》 內容概要 本書旨在為廣大電子工程師、硬件設計師、技術愛好者以及相關專業的學生提供一本全麵、實用且易於查閱的電子元器件選型參考指南。本書深入剖析瞭各類常用電子元器件的內在原理、關鍵參數、選型考量因素以及在實際電路設計中的應用策略，旨在幫助讀者在繁雜的元器件海洋中，精準、高效地選擇最適閤項目需求的組件，從而優化設計方案，提升産品性能，降低開發成本。 核心內容詳述 本書的結構清晰，邏輯嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的電阻、電容、電感，到復雜的集成電路，再到新興的傳感器和通信模塊等廣泛的電子元器件領域。每一類元器件都進行瞭細緻的講解，確保讀者能夠深入理解其工作機製和特性。 第一部分：基礎元器件深度解析 1. 電阻（Resistors） 原理與分類：詳細闡述電阻的物理原理（歐姆定律、材料特性、功率損耗），並對固定電阻（碳膜、金屬膜、綫繞、水泥電阻等）和可變電阻（電位器、可調電阻）進行深入介紹。 關鍵參數：講解阻值、精度（誤差）、功率額定值、溫度係數（TCR）、噪聲、高頻特性（寄生電感、電容）等重要參數的意義和對電路性能的影響。 選型考量：針對不同應用場景（如分壓、限流、偏置、匹配），提供詳細的選型指南，強調在選擇時需要考慮的精度要求、功耗、工作溫度範圍、穩定性以及成本。 應用實例：通過具體的電路圖，展示電阻在各種電路中的實際應用，例如濾波電路、衰減電路、電流采樣等。 2. 電容（Capacitors） 原理與分類：解析電容的基本原理（電荷存儲、介質材料），並詳述各種電容類型，包括陶瓷電容（C0G/NP0, X7R, Y5V）、電解電容（鋁電解、鉭電容、鈮電解）、薄膜電容（聚酯、聚丙烯）、超級電容等。 關鍵參數：深入講解電容量、額定電壓、容差、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、漏電流、溫度特性、頻率響應（阻抗隨頻率變化）等參數。 選型考量：根據不同功能（如濾波、耦閤、儲能、退耦、計時），分析在選擇電容時需要考慮的容量大小、電壓裕度、ESR/ESL限製、穩定性要求、安裝空間以及壽命。 應用實例：展示電容在電源濾波、信號耦閤、振蕩電路、定時電路等核心應用中的作用。 3. 電感（Inductors） 原理與分類：講解電感的電磁感應原理，磁芯材料（鐵氧體、坡莫閤金、鐵粉芯、空氣芯）對電感特性的影響，以及不同類型的電感器（固定電感、可變電感、功率電感、射頻電感）。 關鍵參數：詳細介紹電感值、額定電流、直流電阻（DCR）、飽和電流、品質因數（Q值）、自諧振頻率（SRF）、溫度穩定性等。 選型考量：分析在設計中選擇電感時，需要權衡的電感值、電流承載能力、低DCR以減少損耗、高Q值以提高效率、以及SRF以避免諧振。 應用實例：講解電感在LC濾波器、開關電源（儲能）、阻抗匹配、射頻電路中的關鍵作用。 第二部分：半導體元器件精要 1. 二極管（Diodes） 原理與分類：闡述PN結的半導體工作原理，介紹各種二極管類型，包括整流二極管、穩壓二極管（Zener）、肖特基二極管、變容二極管、發光二極管（LED）、光電二極管等。 關鍵參數：講解正嚮壓降、反嚮擊穿電壓、峰值反嚮電壓（PIV）、最大正嚮電流、反嚮漏電流、恢復時間等。 選型考量：根據應用（如整流、穩壓、信號檢測、指示），指導讀者如何選擇具備閤適電壓、電流、速度和特殊功能的二極管。 應用實例：展示二極管在整流電路、電源保護、LED驅動、光電檢測中的典型應用。 2. 晶體管（Transistors） Bipolar Junction Transistors (BJTs)： 原理與分類：講解NPN和PNP型BJT的工作原理、放大區、飽和區、截止區。 關鍵參數：電流放大係數（β/hFE）、集電極-發射極擊穿電壓（VCEO）、集電極-基極擊穿電壓（VCBO）、最大集電極電流（IC）、飽和壓降（VCE(sat)）、轉移特性（hie, hoe, hfe, hre）。 選型考量：根據放大或開關應用，指導選擇閤適的BJT，強調電流增益、電壓和電流額定值、開關速度以及功耗。 應用實例：講解BJT作為放大器、開關、邏輯門等。 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors (MOSFETs)： 原理與分類：解析MOSFET的工作原理（柵極電壓控製溝道導通），介紹N溝道和P溝道、增強型和耗盡型MOSFET。 關鍵參數：閾值電壓（Vth）、漏極-源極導通電阻（RDS(on)）、柵極-源極電壓（VGS）、漏極-源極電壓（VDS）、柵極電荷（Qg）、輸齣特性麯綫。 選型考量：重點講解在功率開關、綫性放大等應用中，選擇低RDS(on)以降低導通損耗，以及考慮柵極驅動要求、電壓等級和開關速度。 應用實例：展示MOSFET在開關電源、電機驅動、功率放大器等領域的廣泛應用。 3. 集成電路（Integrated Circuits, ICs） 通用IC： 運算放大器（Op-Amps）：深入講解理想運放模型，分析開環增益、帶寬、壓擺率、輸入偏置電流、輸入失調電壓、共模抑製比（CMRR）、電源抑製比（PSRR）等參數。提供多種常用應用電路（如加法器、減法器、積分器、微分器、濾波器）的設計指導。 定時器IC（如NE555）：解析NE555在單穩態、非穩態和雙穩態模式下的工作原理，以及如何通過外部元件配置實現不同功能的定時或振蕩。 邏輯門IC：介紹TTL和CMOS係列邏輯門（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的基本邏輯功能、傳播延遲、扇齣能力、功耗等。 專用IC： 電源管理IC（PMICs）：介紹穩壓器（綫性穩壓器LDO, 開關穩壓器Buck/Boost/Buck-Boost）、充電管理IC、電池管理IC等。講解其效率、輸齣精度、負載調整率、綫性調整率、功耗模式等關鍵指標。 微控製器（MCUs）/微處理器（MPUs）：簡述其架構、核心指令集、內存類型（Flash, RAM）、外設接口（GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, DAC, PWM）、時鍾係統等。指導讀者如何根據項目需求選擇閤適的MCU/MPU。 通信接口IC：包括USB控製器、Ethernet控製器、CAN控製器、SPI/I2C接口芯片等。講解其協議標準、傳輸速率、接口類型和應用場景。 傳感器接口IC：如ADC轉換器、DAC轉換器、信號調理IC等，用於連接和處理來自各種傳感器的模擬或數字信號。 集成電路選型策略：強調在選擇IC時，需要綜閤考慮功能需求、性能指標、接口兼容性、功耗預算、封裝類型、工作溫度範圍、可靠性以及開發支持（文檔、工具鏈）等。 第三部分：新興與特種元器件 1. 傳感器（Sensors） 分類與原理：介紹各類傳感器，包括溫度傳感器（熱敏電阻NTC/PTC, RTD, 熱電偶, IC溫度傳感器）、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、磁力計、光傳感器（光敏電阻, 光電二極管, 光電三極管, 光耦）、濕度傳感器、氣體傳感器、位置傳感器（霍爾傳感器, 編碼器）等。 關鍵參數：靈敏度、量程、精度、分辨率、響應時間、非綫性度、溫度漂移、功耗等。 選型考量：根據測量對象、精度要求、工作環境、接口類型（模擬/數字/I2C/SPI）和成本，進行器件選擇。 應用實例：展示傳感器在物聯網設備、環境監測、工業自動化、消費電子中的應用。 2. 通信模塊（Communication Modules） 無綫通信：Wi-Fi模塊、藍牙模塊（BLE）、Zigbee模塊、LoRa模塊、NB-IoT模塊、4G/5G模塊等。講解其通信協議、工作頻率、傳輸距離、數據速率、功耗特性、安全特性。 有綫通信：以太網PHY芯片、RS-485收發器、CAN收發器等。 選型考量：重點關注通信協議的匹配性、傳輸性能、功耗、尺寸、成本以及法規認證。 3. 電源與電池管理 AC/DC轉換器、DC/DC轉換器：詳細分析開關電源拓撲（Buck, Boost, SEPIC, Flyback等）的原理和應用。 綫性穩壓器（LDO）：講解其簡單易用、低噪聲的特點，以及壓差、效率等關鍵參數。 電池充電管理IC：介紹不同充電算法（CC/CV, 涓流充電等），過充、過放、過溫保護。 功率器件：MOSFET, IGBT, SiC, GaN等在功率變換中的應用和選型。 第四部分：元器件應用實踐與技巧 1. PCB布局與布綫對元器件性能的影響：講解如何通過閤理的PCB設計來優化元器件的性能，例如電源濾波電容的擺放、高速信號的走綫、地綫的處理、熱管理的考慮。 2. 元器件的可靠性與壽命評估：討論在設計中如何考慮元器件的可靠性，例如MTBF（平均無故障時間）、失效模式分析、環境應力（溫度、濕度、振動）的影響。 3. 成本控製與供應鏈管理：指導讀者如何在滿足性能的前提下，通過閤理的元器件選擇和供應商管理來控製産品成本。 4. 常用EDA工具在元器件選型中的應用：介紹如何利用元器件供應商提供的在綫選型工具、仿真軟件（如LTspice, PSpice, OrCAD）來輔助設計決策。 5. 元器件的替代與兼容性分析：提供在遇到停産或缺貨情況時，如何查找和驗證替代元器件的方法。 本書特色 理論與實踐並重：本書不僅深入講解元器件的理論原理，更注重結閤實際應用，通過大量的案例分析和圖示，幫助讀者理解元器件如何在真實電路中工作。 參數詳解：本書對每一類元器件的關鍵參數都進行瞭詳細的解釋，並說明瞭這些參數對電路設計的影響，使讀者能夠真正理解參數背後的意義。 選型指南：針對不同應用場景，本書提供瞭係統性的選型思路和考量因素，幫助讀者避免盲目選擇，做齣最優決策。 前沿技術：本書涵蓋瞭包括傳感器、通信模塊等新興元器件，為讀者提供最新的技術視野。 易讀性強：語言通俗易懂，結構層次分明，配有豐富的圖錶和示例，便於讀者理解和查閱。 目標讀者 本書適閤所有從事或對電子係統設計感興趣的人士，包括但不限於： 電子工程師（硬件工程師、嵌入式工程師） 産品開發設計師 技術院校學生（電子工程、通信工程、自動化等專業） 電子愛好者 需要進行産品選型或技術評估的技術管理人員 通過學習本書，讀者將能夠顯著提升電子元器件的選型能力，從而在項目的設計、開發和優化過程中，更加得心應手，為創造更優秀、更可靠的電子産品打下堅實的基礎。
