实用电子学原理与故障诊断

实用电子学原理与故障诊断 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:Charles A. Schuler
出品人:
页数:472
译者:周玉坤
出版时间:2014-2
价格:75
装帧:平装
isbn号码:9787121219634
丛书系列:
图书标签:
  • 电子与半导体技术
  • Expertise
  • 电子学
  • 原理
  • 故障诊断
  • 实用
  • 电路分析
  • 电子技术
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具体描述

《实用电子学原理与故障诊断(第8版)》介绍了模拟器件、电路和系统,给出了模拟电子学领域的许多通用数字技术。内容涉及基础知识、半导体、二极管、电源、晶体管、小信号放大器、大信号放大器、运算放大器、振荡器、数字通信、集成电路、电子控制设备与电路、稳压电源、数字信号处理等。书中实物图片丰富、题型多样,且不要求读者具有高深的数学知识。

《实用电子学原理与故障诊断(第8版)》的主要目的是为电子和电气领域从业者提供入门性的知识和技巧,帮助技术人员做好有效诊断、维修、校验、安装和更新电子电路与系统的准备,也为进一步深入学习模拟电子概念、器件理论和现在数字设计奠定坚实的基础。

好的,以下是一本名为《光电信息技术导论》的图书简介,内容详实,力求自然流畅,避免提及您的《实用电子学原理与故障诊断》一书。 --- 《光电信息技术导论》图书简介 主题: 探索光与信息的交汇前沿,构建现代信息社会的基石 目标读者: 电子工程、通信工程、物理学、材料科学等相关专业的高年级本科生、研究生,以及从事光电子器件研发、光通信系统设计和光信息处理领域工作的工程师与研究人员。 内容概述: 本书旨在全面、系统地介绍光电信息技术的基本原理、关键器件、核心系统以及未来发展趋势。在这个信息爆炸的时代,光作为信息载体所展现出的超高带宽、抗电磁干扰和低损耗特性,使其成为构建下一代信息基础设施的必然选择。本书立足于物理基础,循序渐进地深入到工程应用,力求为读者搭建一个从微观光子行为到宏观系统集成的完整知识框架。 全书结构清晰,内容涵盖了光电信息技术的广阔领域,共分为六大部分,二十章内容。 第一部分:光与信息的物理基础 (Part I: Physical Foundations of Light and Information) 本部分是全书的基石,重点梳理了理解光电器件工作机制所需的必要物理学背景。 第1章:电磁波理论与光的波动性 本章回顾了麦克斯韦方程组在光频范围内的应用,详细阐述了光的偏振态、光的传播、反射、折射以及衍射现象。重点讨论了菲涅尔公式在界面分析中的应用,为后续的波导理论和光学元件设计打下基础。 第2章:量子力学基础与光子概念 引入普朗克假设与光电效应,解释光的粒子性。深入探讨了能级结构、吸收、自发辐射和受激辐射的基本机制。本章还涵盖了光子动量和能量的量子化描述,这是理解半导体光电器件发光原理的关键。 第3章:固体物理与半导体能带理论 这是理解现代光电子器件(如LED、激光器和光电探测器)工作机理的核心。本章详细介绍了晶体结构、布洛赫定理、有效质量概念,并深入分析了直接带隙和间接带隙半导体的光吸收和光发射特性。晶格振动(声子)对光传播的影响也被适度讨论。 第二部分:关键光电器件 (Part II: Key Optoelectronic Devices) 本部分聚焦于信息采集、转换和输出的核心硬件单元。 第4章:半导体发光器件(LED与激光器) 详细分析了LED的结构、工作原理(包括载流子复合效率)和外量子效率的限制因素。激光器部分则深入讲解了谐振腔的原理、阈值条件、光束质量(M²因子)的控制,以及DFB、VCSEL等主流激光二极管的结构特点和调制特性。 第5章:光电探测器 本章覆盖了从光电导型到光伏型的各类探测器。重点分析了PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的性能参数,包括响应度、噪声等效功率(NEP)和带宽限制。薄膜光电导体的应用场景也进行了简要介绍。 第6章:光调制器与光开关 探讨了如何高效地将电信号转换为光信号。详细介绍了基于电光效应(Pockels效应)和克尔效应的调制器,如Mach-Zehnder调制器(MZM)的工作原理、插入损耗和半波电压。相干调制技术的引入为高速光通信奠定了基础。 第三部分:光波导与集成技术 (Part III: Optical Waveguides and Integration) 本部分转向了光信号的传输和系统集成化方向。 第7章:光纤基础理论 系统阐述了光纤作为主要传输介质的物理特性。包括介质波导理论、有效折射率法、模场直径(MFD)以及光纤的损耗机制(瑞利散射、吸收、弯曲损耗)。 第8章:光纤通信中的色散与非线性效应 色散是高速通信的主要瓶颈。本章详细分析了材料色散和波导色散,以及它们在不同工作窗口下的影响。同时,对拉曼散射、受激布里渊散射和自相位调制等重要非线性效应进行了定性与定量的分析。 第9章:光集成电路(PIC)技术 介绍了光电子集成电路的基本概念、材料平台(如InP、Si基光子学)。重点讨论了波导的制造工艺、耦合技术(光纤到芯片耦合)以及光无源集成器件(如光功分器、耦合器)的实现方式。 第四部分:光通信系统 (Part IV: Optical Communication Systems) 本部分将器件和波导知识应用于构建实际的通信网络。 第10章:光纤通信系统的基本结构 从发射端、光纤链路到接收端的完整系统架构。讲解了光功率预算、信噪比(SNR)的建立与计算。 第11章:高速率传输技术 重点介绍如何突破传统强度调制的限制。深入探讨了相干检测技术、正交幅度调制(QAM)在光域的应用,以及数字信号处理(DSP)在补偿色散和恢复信号中的关键作用。 第12章:光网络与光交换 涵盖了波分复用(WDM)技术的核心原理,包括密集波分复用(DWDM)的器件(如AWG、TFF)。讨论了光分插复用器(OADM)和光再生器在网络中的角色,并简要介绍了空分复用(SDM)的初步概念。 第五部分:先进光电应用 (Part V: Advanced Photonic Applications) 本部分拓宽视野,介绍光电技术在非通信领域的突破性应用。 第13章:光传感与测量 讲解了基于光纤和光波导的各类传感器,如光纤布拉格光栅(FBG)用于应变和温度监测的原理,以及光纤陀螺仪的结构与误差分析。 第14章:光学成像与显示技术 介绍了CCD/CMOS图像传感器的光电转换过程和噪声源。针对微显示技术,讨论了LCoS和MicroLED在高清显示领域的前景。 第15章:光计算与量子光子学 本章前瞻性地介绍了利用光的并行处理能力进行快速计算的潜力,特别是基于集成光子学的神经网络加速器。此外,简要概述了量子密钥分发(QKD)中的光子源和探测技术。 第六部分:工程实践与展望 (Part VI: Engineering Practices and Outlook) 第16章:光系统设计中的噪声分析 系统梳理了光通信系统中的主要噪声来源,包括散粒噪声、热噪声、散弹噪声,并教授如何构建完整的噪声模型来预测系统性能裕度。 第17章:光器件的可靠性与测试 强调了光电子器件的工程化挑战,包括寿命评估、老化测试方法(如HTOL)以及标准化的光电参数测量规范。 第18章:半导体激光器的热管理 详细分析了激光二极管的结温对效率和寿命的影响,探讨了TEC(温控器)和散热器在保持高性能运行中的设计考量。 第19章:仿真工具与建模 介绍常用的光学仿真软件(如FDTD, BPM)在光器件设计中的应用流程,指导读者如何将理论模型转化为可验证的设计方案。 第20章:未来光电技术的挑战与机遇 总结了光电技术在实现万物互联、太赫兹通信、以及下一代传感网络中面临的科学难题与工程机遇,展望了光子芯片在超越摩尔定律中的核心地位。 本书特色: 深度与广度的平衡: 既有扎实的半导体物理基础,又不乏最新的通信系统和前沿应用介绍。 注重工程实现: 理论推导后紧跟实际器件的结构限制和工程化挑战。 丰富的案例分析: 穿插了大量的实际工作点分析和性能指标解读,帮助读者将知识应用于实际问题解决。 《光电信息技术导论》是您深入理解现代信息社会“信息高速公路”背后驱动力的理想参考书。通过系统学习,读者将能精准把握光电技术脉搏,为未来科技创新奠定坚实的基础。

作者简介

Charles A. Schuler,1966年于美国得州农工大学获得教育学博士,在美国宾州加利福尼亚大学教授电子学技术和机电工程技术达30年。发表论文多篇,出版有7本关于电路和电子学的教材,以及7本实验手册及关于ISO 9000的书籍。美国国防教育学会会员。现在是全职作家,始终致力于将难点用容易理解的语言表达。

目录信息

第1章 概述 1
1.1 电子学简史 1
1.2 数字和模拟 3
1.3 模拟电路的功能 6
1.4 直流成分与交流成分并存的电路 8
1.5 电子器件的发展趋势 12
第1章总结和复习 15
第2章 半导体 17
2.1 导体与绝缘体 17
2.2 半导体 19
2.3 N型半导体 21
2.4 P型半导体 21
2.5 多数载流子和少数载流子 23
2.6 其他材料 24
2.7 带隙 24
第2章总结和复习 25
第3章 二极管 28
3.1 PN结 28
3.2 二极管的特性曲线 31
3.3 二极管引出端 33
3.4 二极管的类型与应用 36
3.5 光电能源 46
第3章总结和复习 49
第4章 电源 53
4.1 电源系统 53
4.2 整流 54
4.3 全波整流 55
4.4 均方根值到均值的转换 58
4.5 滤波器 61
4.6 倍压器 65
4.7 波纹和稳压 69
4.8 齐纳电压调节器 71
4.9 故障诊断 73
4.10 更换元件 76
第4章总结和复习 81
第5章 晶体管 85
5.1 放大 85
5.2 晶体管 87
5.3 特性曲线 91
5.4 晶体管数据 95
5.5 晶体管测试 97
5.6 其他类型晶体管 101
5.7 晶体管开关 107
第5章总结和复习 111
第6章 小信号放大器概述 115
6.1 增益测量 115
6.2 共射极放大器 122
6.3 放大器的稳定性 128
6.4 其他电路组态 133
6.5 仿真与建模 137
第6章总结和复习 140
第7章 续谈小信号放大器 144
7.1 放大器耦合 144
7.2 耦合级的电压增益 149
7.3 场效应管放大器 156
7.4 负反馈 161
7.5 频率响应 167
7.6 正反馈 170
第7章总结和复习 172
第8章 大信号放大器 176
8.1 放大器的类别 176
8.2 A类功率放大器 179
8.3 B类放大器 183
8.4 AB类放大器 187
8.5 C类功率放大器 191
8.6 开关模式放大器 195
第8章总结和复习 198
第9章 运算放大器 203
9.1 差分放大器 203
9.2 差分放大分析 206
9.3 运算放大器 210
9.4 设置运算放大器的增益 214
9.5 放大器的频率效应 219
9.6 运算放大器的应用 222
9.7 比较器 237
第9章总结和复习 238
第10章 故障诊断 243
10.1 初步检查 243
10.2 无输出 249
10.3 输出减小 253
10.4 失真和噪声 257
10.5 间歇性故障 259
10.6 运算放大器 261
10.7 自动化测试 263
第10章总结和复习 266
第11章 振荡器 270
11.1 振荡器的特性 270
11.2 RC电路 272
11.3 LC电路 277
11.4 晶振电路 280
11.5 张弛振荡器 282
11.6 不希望的振荡 287
11.7 振荡器故障排除 289
11.8 直接数字合成器 291
11.9 DDS故障排除 292
第11章总结和复习 294
第12章 通信 299
12.1 调制和解调 299
12.2 简单接收机 304
12.3 超外差接收机 305
12.4 频率调制和信号边带 308
12.5 无线数据 313
12.6 故障排除 318
第12章总结和复习 322
第13章 集成电路 326
13.1 简介 326
13.2 制造 328
13.3 555定时器 334
13.4 模拟IC 338
13.5 混合信号IC 340
13.6 故障排除 349
第13章总结和复习 352
第14章 电子控制器件与电路 356
14.1 简介 356
14.2 可控硅 358
14.3 全波器件 363
14.4 反馈控制电路 368
14.5 能源管理 372
14.6 电子控制电路故障排除 375
第14章总结和复习 377
第15章 可调电源 381
15.1 开环电压调节 381
15.2 闭环电压调节 385
15.3 电流和电压限制 390
15.4 开关模式调节器 396
15.5 稳压电源的故障诊断维修 402
第15章总结和复习 408
第16章 数字信号处理 412
16.1 DSP系统概述 412
16.2 滑动平均滤波器 415
16.3 傅里叶理论 418
16.4 数字滤波器设计 422
16.5 DSP的其他应用 431
16.6 DSP的局限 438
16.7 DSP故障诊断 440
第16章总结和回顾 445
附录A 软钎焊及焊接工艺 451
附录B 热电子器件 456
附录C 能源再生及其技术 458
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直在寻找一本能够真正帮助我理解电子世界并且能够指导我解决实际问题的书。《实用电子学原理与故障诊断》这个名字听起来就非常贴合我的需求。我希望它能系统地介绍电子学的基本原理,从最基础的电路分析到各种元器件的特性,能够循序渐进地引导我进入电子学的殿堂。更令我兴奋的是“故障诊断”这个部分,我希望它能教我如何像一位经验丰富的工程师一样,面对一个不工作的电子设备,能够冷静分析,利用各种工具和方法,找到问题的根源,并给出有效的解决办法。

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我是一名刚刚接触电子DIY的爱好者,之前尝试过一些零散的教程,但总感觉知识体系不完整。每次遇到问题,就像是在黑暗中摸索,不知道从何下手。当我看到《实用电子学原理与故障诊断》这本书时,我眼前一亮。它的标题直接点出了我对“原理”和“诊断”的双重需求。我希望它能深入浅出地讲解一些基础的电子学概念,比如欧姆定律、基尔霍夫定律在实际电路中的应用,以及各种元器件(电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSFET等)的工作原理和参数含义。更重要的是,我非常期待它在“故障诊断”方面的内容。我希望它能提供一套系统性的排查思路和方法,例如如何通过观察、测量、替换等手段来定位故障点,以及一些常见故障的案例分析和解决方法。

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这本书的封面上印着“实用电子学原理与故障诊断”几个大字,我当时拿到的时候,脑子里其实是有个大概的预期的。我希望它能像它的名字一样,是一本能够真正解决实际问题的书,而不是那种空泛的理论堆砌。所以,当我翻开第一页,看到目录的时候,我的目光就被“基础电路分析”、“半导体器件特性”、“传感器应用”这些章节吸引住了。我尤其关注“故障诊断”这部分,因为说实话,很多时候我们学了很多理论,但真到了动手实践,遇到问题的时候,就抓瞎了。不知道是哪里出了问题,也不知道该怎么去一步步排查。这本书的标题直接点出了我的痛点,让我觉得它就是我一直在寻找的那个“救星”。我希望能从中学到如何使用万用表、示波器等工具,如何根据电路图去分析信号的流动,如何判断是元器件损坏还是连接错误,甚至是更深层次的软件或逻辑问题。

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我一直觉得电子学是一个既神秘又实用的领域,但往往很多教材要么过于晦涩难懂,要么过于浅显,难以满足真正想要深入理解并解决实际问题的需求。这本书的标题《实用电子学原理与故障诊断》正好抓住了我的痒点。我希望它能够以一种非常接地气的方式,讲解电子学的基本原理。比如,它会怎么解释“电压”和“电流”这两个看似简单却又容易混淆的概念?它会如何讲解半导体器件,比如二极管和三极管,在电路中是如何发挥作用的?更重要的是,我非常看重“故障诊断”这部分。我希望能从中学习到一些实用的技巧和方法,比如如何使用万用表、示波器等工具进行测量,如何分析电路图来定位问题,以及一些常见电子故障的排除经验。

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作为一个对电子技术充满热情但又缺乏系统学习机会的普通人,我经常在网上浏览各种电子DIY的帖子和视频,但总觉得零散的信息很难形成完整的知识体系。《实用电子学原理与故障诊断》这本书的出现,让我看到了希望。我特别看重它“实用”的定位,这意味着它不会过于理论化,而是更贴近实际应用。我希望它能从最基础的电子元器件讲起,比如电阻、电容、电感、二极管、三极管等,详细介绍它们的原理、特性以及在不同电路中的作用。更令我期待的是“故障诊断”这一部分,我希望它能教会我如何像一个侦探一样,通过观察、测量、分析,一步步找出电路中出现的问题,并给出相应的解决方法。

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我是一名业余的电子爱好者,虽然看过一些电子相关的书籍,但总觉得理论和实践之间隔着一道鸿沟。《实用电子学原理与故障诊断》这个书名,让我看到了连接这道鸿沟的可能。我特别期待它在“原理”部分的讲解,希望它能深入浅出地阐述一些核心的电子学概念,比如电路的基本定律,各种元器件(如二极管、三极管、MOSFET等)的工作原理和特性。而“故障诊断”更是我的重中之重,我希望它能教会我一套系统性的排查思路,如何利用示波器、万用表等工具,结合电路图,去分析和定位电路中的故障点,并且提供一些实际案例和解决方案。

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我一直对电子技术充满好奇,但又觉得它离自己很遥远,很多东西看起来像是天书。《实用电子学原理与故障诊断》这个书名,一下子就让我觉得这本书是为我这种“小白”准备的。我希望它能用最简单易懂的语言,讲解那些看起来很复杂的电子学原理。比如,电阻、电容、电感这些基本的元器件,它们到底是怎么工作的?为什么有时候会坏掉?我特别期待“故障诊断”这一部分,我希望它能告诉我,当某个电子设备不工作的时候,我应该从哪里开始检查,需要用到哪些工具,以及如何一步步排除故障,而不是一上来就让我感到无从下手。

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我一直对电子世界充满了好奇,但又觉得它深不可测。小时候拆坏的收音机,长大后对着各种电子产品发呆,总是感觉隔着一层纱。市面上有很多电子书,讲的要么是过于抽象的物理原理,要么是直接跳到高级单片机编程,让我觉得中间缺失了一大块。这本《实用电子学原理与故障诊断》的出现,就像在我面前打开了一扇窗,让我看到了那些曾经模糊不清的电子器件和电路的运作方式。我尤其期待它在“实用”二字上的体现。我希望它不仅仅是告诉我们“这是什么”,更能告诉我们“它是怎么工作的,为什么会这样工作,以及在实际应用中有什么需要注意的地方”。比如说,对于一个简单的电阻,我希望它能讲清楚不同材质、不同封装的电阻在实际电路中的区别,以及它们可能出现的失效模式。而对于更复杂的芯片,我希望它能给出一些通用的分析方法,而不是仅仅罗列参数。

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对于我来说,学习电子学的目的从来不是为了考试,而是为了能自己动手修理一些家里的电器,或者搭建一些有趣的小装置。市面上很多书要么是枯燥的理论,要么是直接给出复杂的设计图,中间的过渡环节总是缺失。《实用电子学原理与故障诊断》这个书名,听起来就非常务实。我希望它能从最基本、最核心的电子元器件讲起,比如电阻、电容、电感,它们为什么会有这些特性,在电路里扮演什么角色?然后慢慢过渡到更复杂的晶体管、集成电路。最吸引我的还是“故障诊断”这个部分,我希望它能像一个经验丰富的老师傅一样,教我如何一步步分析问题,如何利用工具去发现元器件的损坏,如何根据电路的异常表现去推测可能的原因。

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作为一个对电子技术充满热情但又缺乏系统的学习经验的人,我总是觉得自己在电子学的海洋里漂浮着,找不到方向。《实用电子学原理与故障诊断》这本书的出现,对我来说就像是一盏指路明灯。我尤其看重它“实用”的定位,这意味着它不会是那种纯粹的理论说教,而是能够指导我如何将理论知识应用到实际操作中。我希望能从中学到扎实的电子学原理,理解各种元器件是如何工作的,它们之间又是如何相互配合形成复杂电路的。而“故障诊断”部分,更是让我期待不已,我希望它能教会我一套科学有效的排查方法,让我能够独立解决在电子制作和维修过程中遇到的各种疑难杂症。

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