电子线路综合设计实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:天津大学出版社

作者:刘鸣 编

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:2008-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787561825389

丛书系列:

图书标签:

• 电子
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模拟电子技术与系统设计实践指南 本书聚焦于现代电子系统设计与实现的核心环节，旨在为读者提供一套全面、深入且高度实用的工程实践指导。内容涵盖从基础理论向实际应用转化的关键技术链条，强调理论与动手能力的协同发展。 第一章：基础元件特性与分析 本章深入探讨半导体器件在现代电子系统中的行为模式与应用边界。首先，详细阐述了BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的I-V特性曲线、小信号模型构建及其在不同工作模式下的等效电路分析。重点对比了两种器件在功耗、开关速度和驱动能力上的优异性与局限性。 随后，对有源元件如运算放大器（Op-Amp）的内部结构、关键参数（如开环增益、带宽、失调电压、共模抑制比CMRR）进行了详尽剖析。通过实际测量案例，指导读者如何根据应用需求（如高精度直流放大、高速信号调理）选择合适的运放型号，并讨论了反馈机制对系统稳定性和精度的影响。 此外，章节还专门辟出部分讲解被动元件在高频环境下的寄生效应，如电阻的分布电容、电感的自谐振频率（SRF）以及电容的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）。这些微观特性的理解是构建高性能电路的基础。 第二章：线性电路设计与优化 本章是系统模拟前端设计的核心。内容围绕高精度信号调理电路展开，包括但不限于： 精密直流放大电路： 探讨仪表放大器的结构（三运放式与厚膜式），重点分析共模抑制的实现原理及如何通过PCB布局优化来减少共模噪声的耦合。 有源滤波器设计： 覆盖巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）等经典幅度响应。提供Sallen-Key、MFB（多反馈）等拓扑结构的详细设计步骤、元器件选择准则，并结合MATLAB/Simulink环境进行仿真验证，指导读者如何将理论传递函数转换为可实现的原型电路。 电源调节与LDO设计： 详细介绍线性稳压器（LDO）的工作原理，包括误差放大器、基准源和调整管的设计。讨论了瞬态响应特性、PSRR（电源抑制比）的优化方法，以及在噪声敏感电路中选择低噪声LDO的考量因素。 第三章：开关电源与功率管理 针对现代电子设备对高效率和紧凑体积的要求，本章系统介绍了DC-DC转换器的设计原理与实践。 基本拓扑分析： 深入讲解降压（Buck）、升压（Boost）和降压-升压（Buck-Boost）变换器的基本工作模式、占空比控制、输出纹波计算。特别强调了临界导通模式（BCM）和连续导通模式（CCM）对磁性元件尺寸和效率的影响。 控制环路设计： 详细阐述了电流模控制（Current Mode Control）与电压模控制（Voltage Mode Control）的优劣。指导读者使用波特图分析控制器的频率响应，并设计补偿网络（如Type II, Type III补偿器），以确保环路具有足够的相位裕度和交叉频率，保证系统稳定且瞬态响应良好。 磁性元件的选型与布局： 探讨了电感器和变压器的饱和电流、直流电阻（DCR）对效率的影响。给出磁芯材料（如铁氧体、坡莫合金）的选择指南，并强调了功率器件（MOSFET、二极管）的选择标准，包括导通损耗和开关损耗的精确估算。 第四章：高速信号完整性与PCB设计 本章侧重于处理信号失真问题，这是高频电路和高速数字系统面临的共同挑战。 传输线理论基础： 解释了特性阻抗的概念，并推导了RLCG模型在PCB走线上的应用。详细讨论了反射现象的产生机理，以及终端匹配（串联匹配、并联匹配、TDR/TDT测量）的工程实践。 串扰与噪声抑制： 分析了并行走线之间的耦合机制（容性耦合与感性耦合）。提出了隔离走线间距、使用参考平面、增加退耦电容的有效策略。特别关注了电源完整性（PI），包括地弹和电源轨上的电压波动分析。 PCB设计实践： 介绍多层板的堆叠结构设计，信号层、地平面和电源平面的合理划分。讨论了过孔（Via）对阻抗的影响及其在高频下的等效模型，指导读者如何最小化过孔引起的信号反射和损耗。 第五章：传感器接口与数据采集系统 本章将模拟电路设计与数字信号处理的接口进行有机结合，构建完整的测量链路。 精密模拟前端： 重点介绍如何对低电平传感器信号（如应变片、热电偶、光电二极管）进行线性化、放大和滤波。涵盖桥式电路的平衡与激励技术，以及如何使用斩波稳定型运放来抑制低频噪声和热漂移。 ADC/DAC原理与选型： 详细解析SAR（逐次逼近）、Sigma-Delta（Σ-Δ）和流水线（Pipelined）型模数转换器的内部架构。指导读者根据采样率、有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）选择合适的ADC。讨论了数据采集中的关键问题，如混叠（Aliasing）的预防和时钟抖动（Jitter）对系统性能的影响。 系统校准与线性化技术： 介绍片上校准技术（如数字增益调整、失调电压消除），以及如何利用软件算法（如多点线性化、数字滤波）来补偿非线性元件引入的误差，从而提升整个数据采集系统的整体精度和可靠性。 第六章：嵌入式系统与硬件交互 本章关注于如何将高性能模拟前端与微控制器（MCU）或FPGA平台无缝集成。 MCU接口设计： 阐述SPI、I2C、UART等串行通信协议在数据传输中的应用场景。重点讲解如何设计高效的中断服务程序和DMA（直接存储器访问）机制，以确保高速数据流不被阻塞。 定时与同步： 讨论在多通道系统中如何使用硬件定时器和外部触发源来精确同步数据采集事件。讲解PLL（锁相环）和时钟树在维持系统时序一致性中的作用。 固件驱动与测试： 提供一套完整的硬件抽象层（HAL）设计思路，用于驱动自定义的传感器接口电路和高性能ADC。强调在实际嵌入式环境中进行硬件调试的技巧，包括使用逻辑分析仪和示波器进行协议解码和时序验证。 本书特点： 本书摒弃了纯粹的理论推导堆砌，强调每一个设计决策背后的工程权衡。通过大量的实测数据图表、电路原理框图和关键参数对比，帮助读者建立起从需求规格到最终硬件实现的完整工程思维链条。它不仅是理论学习的辅助读物，更是一线工程师案头的“工具书”与“实战手册”。

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