单片开关电源计算机辅助设计软件与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:沙占友

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:2007-7

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111217312

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 开关电源
• 计算机辅助设计
• CAD
• 电源设计
• 电子工程
• 仿真
• 应用开发
• 电力电子
• SMPS

模拟电子技术基础：从原理到实践 图书简介 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化以及相关专业的学生和工程师提供一本全面、深入且兼具实践指导性的模拟电子技术学习指南。我们摒弃了传统教材中过度依赖复杂数学推导而忽视直观理解的弊端，专注于构建扎实的物理图像和清晰的工作原理认知，最终引导读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。全书内容紧密围绕模拟电路的核心要素展开，结构清晰，逻辑严谨，力求成为读者案头必备的参考手册。 第一部分：半导体器件的物理基础与特性 本部分是理解整个模拟电子系统的基石。我们首先从半导体物理学的微观层面切入，详细阐述了本征半导体、掺杂过程（N型与P型）的微观机理，以及载流子（空穴与电子）的迁移、漂移和扩散现象。随后，重点深入PN结的形成、能带结构、反向击穿机制（雪崩与齐纳）和正向导通的指数关系。 接着，本书将大量篇幅用于剖析两种最重要的有源器件：二极管和三极管（BJT与MOSFET）。 对于二极管，我们不仅分析其理想模型和简化模型，更详尽探讨了实际应用中的肖特基二极管、稳压二极管（齐纳）以及光敏二极管的工作特性、动态模型及其在整流、限幅、钳位电路中的应用。 对于双极性结型晶体管（BJT），本书首先建立其Ebers-Moll模型，并详细解释了共射、共基、共集三种基本组态的输入输出特性曲线。重点分析了BJT的工作区划分（截止区、饱和区、放大区）及其跨导的物理来源。在动态分析部分，我们引入了混合$pi$模型，用于精确分析高频特性，包括$f_{eta}$和$f_{T}$的物理意义。 对于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），特别是增强型和耗尽型器件，本书强调其欧姆区、恒流区和截止区的电场控制机制。我们着重分析了阈值电压$V_{TH}$的确定、跨导的平方律关系，并将其与BJT的指数关系进行对比，帮助读者理解两者在电路设计中的适用性差异。同样，本书也覆盖了MOSFET的米勒效应及其在高频小信号分析中的影响。 第二部分：基础放大电路与偏置技术 本部分将理论知识应用于构建可稳定工作的放大电路。 首先，我们详细讨论了晶体管的直流偏置电路设计。重点讲解了固定偏置、集电极反馈偏置、分压式偏置等常用方法，并引入了稳定性系数（S）的概念，用以量化偏置点对温度和$eta$值变化的敏感程度，并给出实现“直流偏置点稳定”的优化设计步骤。 随后，进入小信号交流分析。本书全面覆盖了单级BJT和MOSFET放大器的跨导、输入阻抗、输出阻抗和电压增益的精确计算。我们区分了共源、共基、共射、共源共基等不同结构，并分析了它们各自的优缺点，例如共源共基电路的高输入阻抗特性。 此外，多级放大器的级联设计是本部分的重要内容。我们分析了直接耦合、阻容耦合和变压器耦合的适用场景，并重点讨论了频率响应。频率响应分析从低频起始，详细解释了由旁路电容和耦合电容引起的低频滚降，以及由器件寄生电容引起的高频滚降。我们引入了开环增益的转折频率概念，并使用波特图直观展示频率特性。 第三部分：反馈、运算放大器与线性电路 反馈是构建高性能模拟电路的核心技术。本书系统地介绍了负反馈的基本拓扑结构（电压串联、电流并联、电压并联、电流串联），推导了反馈对电路稳定性和带宽的影响，并清晰阐述了负反馈如何降低失真和噪声。我们使用了波特图来分析引入反馈后环路增益的相频特性，强调了相位裕度和增益裕度对电路稳定性的决定性作用。 紧接着，本书深入剖析了集成运算放大器（Op-Amp）的内部结构和性能参数。我们不仅分析了双级结构的输出级和输入级，还详细解释了失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益、压摆率（Slew Rate）等关键指标的物理成因。 在应用方面，本书提供了详尽的Op-Amp基础应用电路分析，包括： 1. 理想运放模型下的虚拟接地和虚短的概念应用。 2. 反相放大器、同相放大器、电压跟随器的增益和输入输出阻抗计算。 3. 加法器、减法器、积分器和微分器的精确设计与动态误差分析。 4. 有源滤波器的设计：重点介绍了二阶有源滤波器的Butterworth、Chebyshev和Bessel特性，并给出其实际元件值的计算方法。 第四部分：波形发生与开关电路 本部分侧重于模拟与数字信号的交界地带，分析了如何利用晶体管的开关特性和反馈机制产生特定波形。 我们详细分析了多谐振荡器、施密特触发器和延迟电路的工作原理，特别是晶体管开关电路的动态过程和饱和时间。 对于正弦波振荡器，本书深入探讨了振荡的基本条件（Barkhausen准则），并详细分析了LC振荡器（如Clapp、Colpitts）和RC振荡器（如文氏桥）的起振条件、频率确定以及稳幅机制。 此外，我们还介绍了有源斩波器和开关电容电路的基本概念，为理解数据采集系统中的采样保持电路打下基础。 第五部分：功率放大与电源调节 本部分关注电路的输出能力。我们分析了晶体管作为功率器件的效率与热设计。 重点分析了音频功率放大器的三种工作类别：A类、B类和AB类。详细推导了它们的理论效率极限，并解释了AB类功放中交越失真的产生机理及其消除方法。我们还探讨了推挽电路的结构优势。 在电源调节方面，本书全面覆盖了线性稳压器和开关稳压器的原理。对于线性稳压器，我们分析了串联型和并联型（LDO）的误差放大器设计和调整管的电流处理能力。对于开关稳压器，我们初步介绍了PWM（脉冲宽度调制）的基本概念，以及如何通过反馈控制PWM占空比来实现稳定输出。 全书在每个章节后都附有大量的计算题和设计实例，旨在巩固读者的分析能力。同时，我们鼓励读者结合Spice等仿真工具，验证理论计算结果，从而实现理论与工程实践的完美结合。本书力求使每一位读者都能自信地设计和分析复杂的模拟电子系统。

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这本书《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》的出现，对于我这个正在准备毕业设计，并且选择了“高效低压差开关电源设计”作为研究方向的学生来说，简直是雪中送炭。之前为了完成我的开题报告，查阅了大量的文献和资料，对单片开关电源的基本工作原理、各种拓扑的优缺点以及关键器件的选型都有了一定的了解。然而，在实际的设计过程中，我遇到了很多瓶颈。尤其是当涉及到多级降压、或者需要极低静态电流的场景时，如何通过合理的仿真来预测和优化电路的性能，如何选择合适的单片IC来满足效率和稳定性的要求，以及如何进行PCB布局以减小寄生参数的影响，这些都是我感到非常头疼的问题。我深知，在现代电子设计中，计算机辅助设计（CAD）软件已经成为了不可或缺的工具。然而，市面上关于开关电源设计的软件教程，要么过于基础，要么脱离实际。我非常渴望能够找到一本能够系统性地介绍如何使用特定软件来解决开关电源设计中的实际问题的书籍。《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这个书名，正是我一直在寻找的。我迫切地想知道书中会详细讲解哪些“计算机辅助设计软件”，是那些通用的EDA工具，还是针对开关电源设计的专用软件？它们在原理图绘制、元件库的使用、参数的输入、仿真波形的分析（如纹波、瞬态响应、效率曲线）、PCB布局的指导等方面，能为我提供哪些具体的“应用”指导？我希望通过这本书，能够掌握利用这些软件进行仿真和优化的技巧，从而大大提高我的毕业设计质量，也能为我今后从事相关领域的研究和开发打下坚实的基础，让我能够从“纸上谈兵”真正走向“实操验证”。

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说实话，我拿到《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这本书的时候，内心是带着一种忐忑的。我是一名在职的电源工程师，已经在这个行业摸爬滚打多年，接触过不少开关电源的设计，从最基础的 Buck、Boost 到一些复杂的 SEPIC、Flyback 拓扑，我都算得上是“老手”了。但是，随着技术的飞速发展，尤其是单片开关电源的集成度和智能化水平不断提高，我感觉自己之前的很多经验都快跟不上时代了。很多时候，面对客户提出的苛刻要求，比如极高的效率、极低的待机功耗、极小的体积，以及对EMI（电磁干扰）的严格控制，即使是经验丰富的工程师，也常常会陷入“试错”的泥潭，耗费大量时间和资源在原型板的反复调试上。这时候，一款强大而易用的计算机辅助设计软件就显得尤为重要了。我一直希望能够找到一本不仅能讲解单片开关电源的设计原理，更能深入介绍如何利用先进的软件工具来加速设计进程，优化性能，并最终缩短产品上市周期的书籍。《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这个名字，让我看到了希望。我特别关注书中会介绍哪些“软件”，是那些市面上流行的EDA工具，还是厂商自家推出的专用设计软件？它们在原理图绘制、参数计算、仿真分析（比如瞬态响应、稳定性、EMI预测）、PCB布局布线以及器件选型等方面，能提供哪些“应用”层面的指导？我期待这本书能够像一位经验丰富的老前辈一样，手把手地教我如何利用这些工具，将复杂的理论转化为实际可行的设计方案，帮助我避免走弯路，提高设计效率，甚至能够发现一些我过去从未注意到的设计细节，从而做出更优秀、更具竞争力的产品。

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拿到这本《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》的瞬间，我的心就被点燃了，虽然我还没来得及深入翻阅，但光是这沉甸甸的质感和书名本身所蕴含的专业性，就足以让我对接下来的学习充满期待。我是一名初入电源设计领域的新手，之前在理论学习上花费了不少精力，也尝试过一些基础的电路搭建，但总感觉离实际应用还有一段距离，尤其是在效率优化、稳定性保障以及紧凑化设计等方面，总是力不从心。市面上关于开关电源的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么过于笼统，真正能够指导实际操作，并且能够跟上技术发展步伐的，却寥寥无几。看到这本书的标题，我立刻联想到那些令人头疼的设计难题，例如如何根据具体的应用场景快速筛选出合适的单片开关电源芯片，如何通过软件仿真来预测电路的性能，又如何将理论知识转化为实际的产品，这些都是我急切需要解决的问题。《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这个名字，恰恰点出了我最需要解决的痛点——“计算机辅助设计软件与应用”。我非常好奇书中会介绍哪些具体的EDA（电子设计自动化）软件，以及它们是如何帮助设计师们解决复杂问题的。是像PSpice、LTspice这样经典的仿真工具，还是更加专注于电源设计的专业软件？它们在原理图绘制、参数设置、仿真分析、PCB布局等方面会提供怎样的强大功能？我尤其期待书中能够详细讲解如何利用这些软件来优化电源的效率、降低纹波、提高瞬态响应，以及如何进行热设计和可靠性分析。我坚信，通过这本书的学习，我能够大大缩短从理论到实践的学习曲线，更自信、更高效地完成我的电源设计项目，甚至能够为今后的职业发展打下坚实的基础。

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收到《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这本书，我第一时间就被它所描绘的“计算机辅助设计”的强大能力所吸引。作为一名在电子产品研发一线摸索多年的工程师，我深知在产品迭代速度日益加快的今天，传统的设计方式已经越来越难以满足市场的需求。以前，我们可能更多地依赖经验和大量的原型板测试来完成一款电源的设计，这不仅耗时耗力，而且在面对日益复杂的性能指标时，往往会陷入“头痛医头，脚痛医脚”的困境。我一直坚信，利用先进的软件工具进行设计和仿真，是提升设计效率和产品质量的关键。尤其是在开关电源这个领域，其复杂的动态特性和对参数的敏感性，使得一款优秀的EDA软件能够发挥出巨大的作用。我非常好奇，这本书究竟会介绍哪些“计算机辅助设计软件”？是业界公认的那些强大的仿真平台，还是更侧重于单片开关电源芯片厂商推出的专属设计工具？更重要的是，书中会如何阐述这些软件的“应用”？比如，在选择合适的单片开关电源IC时，软件如何帮助我们进行参数匹配和性能预测？在进行原理图设计后，如何通过仿真来验证电路的稳定性和效率？在PCB布局阶段，软件又能在哪些方面提供指导，以减小EMI、提高散热效率？我期待这本书能够提供一些非常具体、可操作的案例，展示如何通过这些软件来解决实际设计中遇到的难题，例如如何在有限的空间内实现高功率密度，或者如何优化瞬态响应以满足严苛的应用需求。我相信，通过学习这本书，我能够将我的设计理念更有效地转化为实际产品，并且能够更有信心地应对未来更高难度的设计挑战。

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我是一位对电子技术充满好奇的业余爱好者，虽然没有接受过系统的专业训练，但我一直在自学关于电源设计的知识，尤其是对那些能够集成多种功能、简化电路设计的单片开关电源产生了浓厚的兴趣。然而，理论知识的学习往往是枯燥且难以转化为实践的。我经常会遇到这样的困惑：明明理解了某个拓扑的工作原理，但在实际搭建电路时，却发现参数的选择、元件的匹配以及电路的稳定性都成了巨大的难题。市面上有很多关于电子设计软件的书籍，但很少有能够将软件的应用与具体的电源设计紧密结合起来，并且能够针对像我这样没有深厚基础的爱好者提供清晰指导的。因此，《单片开关电源计算机辅助设计软件与应用》这本书的出现，让我看到了新的希望。我非常期待书中能够用通俗易懂的语言，介绍一款或几款适合爱好者入门的“计算机辅助设计软件”。我希望能了解如何利用这些软件来绘制简单的原理图，如何进行基础的参数设置，以及如何通过简单的仿真来观察电路的工作状态。例如，当我想实现一个简单的降压电路时，软件能否帮助我快速地选择合适的单片IC，并估算出所需的关键元件参数？它能否让我看到电流和电压的波形，从而直观地理解电路的运作？我希望这本书能够提供一些“应用”的范例，哪怕是最基础的，也能让我看到如何将软件的功能转化为实际的设计成果。我相信，通过这本书的学习，我能够克服自学中的许多障碍，更有信心地去尝试和完成一些小型的电源设计项目，逐步提升我的动手能力和设计水平，让我的电子制作之路更加顺畅和有趣。

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