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出版者:机械工业出版社

作者:刘宪坤

出品人:

页数:203

译者:

出版时间:2001-9-1

价格:46.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111087397

丛书系列:

图书标签:

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• 电路分析
• 故障排除
• DIY
• 技术手册

电子产品设计与维护：从基础原理到高级应用 本册技术专著深入探讨现代电子设备的设计原理、故障诊断与专业维修技术，旨在为电子工程师、技术人员及高级电子爱好者提供一套全面、实用的参考指南。全书内容严谨、图文并茂，涵盖了从基本元器件特性到复杂集成电路系统的全方位知识体系。 第一部分：电子基础理论与元器件精要 本部分着重于巩固和深化读者对电子工程核心概念的理解，为后续的系统分析和故障排除打下坚实的基础。 第一章：半导体物理与器件特性 详细阐述PN结的形成、二极管的I-V特性曲线、稳压管的应用原理及其在电源稳压电路中的作用。着重分析不同类型晶体管（BJT与MOSFET）的工作区划分、跨导参数的测量方法及其在开关和放大电路中的具体应用。对功率半导体器件，如IGBT和功率MOSFET，在处理大电流和高频率切换时的热管理和驱动要求进行了深入剖析。 第二章：模拟电路核心组件分析 系统介绍电阻、电容、电感这三大无源元件的实际特性，包括等效串联电阻（ESR）、损耗因子（DF）及其对高频性能的影响。重点剖析运算放大器（Op-Amp）的内部结构（如双极型与CMOS输入级）、失调电压、共模抑制比（CMRR）和开环增益等关键参数。通过大量的实例，讲解如何利用运放构建精密加法器、减法器、积分器和滤波器（巴特沃斯、切比雪夫等）的实际设计步骤与仿真验证。 第三章：被动与有源滤波技术 本章侧重于信号完整性对电路性能的重要性。详细论述了电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）的传播机理。讲解了低通、高通、带通及带阻滤波器的设计方法，包括使用LC元件的L-C网络设计和基于有源元件的Sallen-Key拓扑结构设计。特别关注电源输入端的去耦和旁路技术，以及在高速数字信号路径中如何实施地平面设计和串扰抑制。 第二部分：数字逻辑与微控制器系统 本部分转向以微处理器为核心的现代电子系统的设计、编程与调试方法。 第四章：数字逻辑基础与时序电路 回顾布尔代数、逻辑门电路的物理实现及其非理想特性（如传输延迟）。深入分析组合逻辑电路的设计（如译码器、多路复用器）和时序逻辑电路（如锁存器、触发器、寄存器组）。重点讲解锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟分配网络中的作用及其抖动（Jitter）的量化分析。 第五章：微控制器架构与嵌入式编程 剖析主流微控制器（如ARM Cortex系列）的流水线结构、中断管理机制和内存映射。详细介绍中断服务程序（ISR）的编写规范，强调最小化中断延迟和防止竞态条件的方法。对模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的精度、采样率和量化误差进行深入探讨，并提供在实际应用中进行校准的流程。 第六章：总线通信与接口协议 系统介绍串行和并行通信协议的底层实现。包括SPI、I2C、UART的电气特性和时序要求。对于高速接口，如PCIe、USB 3.0/Type-C，重点分析其物理层（PHY）的阻抗匹配、差分信号的完整性要求以及数据编码/解码过程。提供在设计PCB时对高速信号布线进行仿真和验证的实用技巧。 第三部分：电源管理与系统集成 本部分聚焦于高效、稳定供电系统的设计，以及不同功能模块间的系统级集成。 第七章：开关模式电源（SMPS）设计 详尽分析降压（Buck）、升压（Boost）、降压-升压（Buck-Boost）和反相（Inverting）拓扑的工作原理和数学模型。讲解电流模式控制与电压模式控制的差异及其在瞬态响应中的表现。深入讨论脉冲宽度调制（PWM）控制器的选择、环路补偿技术（如Type II和Type III补偿器设计）以及热插拔（Hot-Swap）电路的设计规范。 第八章：保护电路与系统可靠性 系统探讨过压保护（OVP）、过流保护（OCP）和过温保护（OTP）的实现电路。分析保险丝、PTC、TVS二极管等保护元件的选择标准及其在不同电压等级下的应用场景。讲解静电放电（ESD）的防护原理，并提供ESD防护器件在输入/输出端口的具体布局建议，以符合IEC 61000等国际标准。 第九章：系统热管理与可靠性工程 本章侧重于确保电子设备长期稳定运行的关键环节。深入分析功率损耗的计算方法（包括传导、对流和辐射散热）。详细介绍热沉、热管、风扇和热电冷却器（TEC）的工作原理和适用范围。阐述加速寿命试验（ALT）和环境应力筛选（ESS）在评估产品可靠性中的应用，并介绍MTBF（平均故障间隔时间）的预测模型。 第四部分：故障诊断与维修实践 本部分面向实践操作，提供一套系统化的故障排除方法论和专业工具的使用指南。 第十章：诊断方法论与示波器应用 介绍“由表及里”的系统性诊断流程，包括功能测试、电源轨检查和信号完整性分析。深入讲解数字存储示波器（DSO）和逻辑分析仪的正确设置，包括探头补偿、时基校准和触发模式的选择，以捕获瞬态故障。强调使用矢量网络分析仪（VNA）对射频和高速电路进行阻抗匹配和S参数测量的实用技巧。 第十一章：关键子系统故障定位 针对常见电子系统中的典型故障场景，提供详细的诊断路径。例如，在开关电源中如何快速定位振荡不稳定、输出纹波过大或启动失败的原因；在音频/射频系统中如何使用频谱分析仪隔离噪声源和失真源。提供针对特定集成电路（IC）的引脚级电压和波形参考值。 第十二章：焊接技术与无铅工艺 详细介绍表面贴装技术（SMT）元件的拆焊与焊接工艺，包括热风枪、红外回流炉的使用规范。重点阐述当前电子行业普遍采用的无铅焊料（如SAC合金）的熔点特性、润湿性及其对返修过程的影响。提供PCB板级层压结构故障（如分层、铜箔剥离）的修复技术和预防措施。 全书内容覆盖了从基础物理到高级系统集成的完整电子技术链条，是一部面向专业人士的、不可或缺的工程技术参考宝典。

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