《模擬電子技術(shù)設(shè)計、仿真與制作:項目驅(qū)動教程》本著“工學(xué)結(jié)合、項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化”的原則編寫,重點介紹直流電源、電壓放大電路、功率放大器、集成運算放大器、濾波器和信號產(chǎn)生電路的設(shè)計、仿真與制作,拓展知識中介紹了場效應(yīng)管及其放大電路。本書以項目為單元,以應(yīng)用為主線,將理論知識融入到每一個教學(xué)項目中,通過不同的項目和實例來引導(dǎo)學(xué)生。所有電路設(shè)計均采用Proteus軟件進(jìn)行了仿真驗證。
本書按照高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)編寫,可作為電子信息類各專業(yè)模擬電子技術(shù)的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)學(xué)生的自學(xué)參考書和培訓(xùn)教材。
7大任務(wù)+12個項目+2篇拓展知識+Proteus仿真。
前言
本書根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合高職高專教學(xué)改革和課程改革的要求,本著“工學(xué)結(jié)合、項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化”的原則而編寫。
眾所周知,模擬電子技術(shù)在高職高專工科專業(yè)中占據(jù)著重要的地位。其中,晶體管分立元件的電路作為模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)的入門內(nèi)容,又極其重要。傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)的教材主要以電路的分析為主,對電路中的阻容元件參數(shù)由來不能給出很好的解釋,讀者看完教材后還不能獨立設(shè)計一款符合性能要求的電路。本書不但對常用模擬電子電路的分析給出詳細(xì)的解釋,同時也對電路的阻容元件參數(shù)的由來給出詳細(xì)的推導(dǎo)過程,這是本書的第一特色。教材在內(nèi)容安排上精心設(shè)計,把模擬電子技術(shù)應(yīng)該掌握的基本內(nèi)容,如二極管、雙極型晶體管、集成運算放大器等作為重點學(xué)習(xí)內(nèi)容,而把場效應(yīng)管作為拓展內(nèi)容,這是本書的第二特色。本書以項目為單元,以應(yīng)用為主線,將理論知識融入到每一個教學(xué)項目中,通過不同的項目和實例來引導(dǎo)學(xué)生。項目的內(nèi)容安排按照電子電路的設(shè)計與開發(fā)過程組織,即項目性能指標(biāo)提出、項目方案設(shè)計、項目電路設(shè)計、項目電路仿真調(diào)試與性能確定、項目制作等步驟來安排,這是本書第三特色。考慮到軟件仿真的直觀性和在實訓(xùn)前對電路有一定的了解,所有教學(xué)內(nèi)容在實際制作前都采用Proteus進(jìn)行了仿真。一方面做到節(jié)約成本,另一方面也可以讓學(xué)生通過學(xué)習(xí),掌握先進(jìn)軟件的使用。Proteus軟件自帶元器件庫、電路編輯器、測試儀器等,可以按需構(gòu)造電路、虛擬仿真和演示該電路的工作原理和動態(tài)過程。依托仿真軟件,體現(xiàn)技術(shù)的先進(jìn)性和實用性。
本書力求體現(xiàn)項目課程的特色與設(shè)計思想。項目內(nèi)容選取力求具有典型性和可操作性,以項目任務(wù)為出發(fā)點,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)安排上,緊密圍繞項目開展,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,盡量做到教學(xué)做一體化。充分利用多媒體、電子仿真軟件和實際電路組織教學(xué)。每個項目實踐內(nèi)容的時間安排可根據(jù)項目大小確定,制作與調(diào)試時建議四節(jié)課連上。教學(xué)評價時,可根據(jù)教學(xué)過程采取項目評價與總體評價相結(jié)合,理論知識考核與實踐操作考核相結(jié)合的方法,注重操作能力。
本書按照高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)編寫,可作為電子信息類各專業(yè)模擬電子技術(shù)的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)學(xué)生的自學(xué)參考書和培訓(xùn)教材,參考學(xué)時數(shù)為90學(xué)時。本書的電子課件、思考與練習(xí)可在華信教育資源網(wǎng)(http://www.hxedu.com.cn)和http://yydz.phei.com.cn下載。
本書由楊永主編,沙祥、張洪明、潘漢懷、孫岐峰和杜鋒參編,沙祥編寫了項目1、項目8和項目9;張洪明編寫了項目7;潘漢懷編寫了項目4和項目6;孫岐峰編寫了項目10;項目11和項目12;杜鋒編寫了拓展知識和練習(xí)題,并對全書內(nèi)容進(jìn)行了修改;楊永編寫了項目2、項目3、項目5和其余部分,并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作。在編寫過程中得到了俞寧教授、聶開俊副教授、毛學(xué)軍副教授和李朝林副教授的關(guān)心和支持,在此表示衷心感謝。感謝南京55所的鄭傳文高級工程師在本書的編寫過程中給予了具體的指導(dǎo),并在百忙之中審閱了書稿。
由于時間倉促,加之編者水平所限,書中難免有錯誤和不當(dāng)之處,懇請各位讀者批評指正。
編者
任務(wù)一 電子系統(tǒng)直流電源設(shè)計與制作
項目1 基于變壓器的電子系統(tǒng)直流電源設(shè)計與制作
1.1 任務(wù)與要求
1.2 項目方案
1.3 項目設(shè)計
1.3.1 變壓器(Transformer)
1.3.2 半導(dǎo)體與晶體二極管(Diode)
1.3.3 二極管的典型應(yīng)用
1.3.4 直流電源的設(shè)計
1.4 項目制作
1.4.1 元器件識別與檢測
1.4.2 元器件的插裝工藝
1.4.3 手工焊接工藝
1.5 項目調(diào)試
1.5.1 變壓器參數(shù)測試
1.5.2 單相橋式整流電路參數(shù)測試
1.5.3 電容器濾波單相橋式整流電路參數(shù)測試
1.5.4 直流穩(wěn)壓電源參數(shù)測試
任務(wù)二 電壓放大電路設(shè)計與仿真
項目2 固定偏置式電壓放大器的設(shè)計與仿真
2.1 項目任務(wù)與要求
2.2 項目方案
2.3 項目設(shè)計
2.3.1 晶體管放大原理
2.3.2 晶體管的特性曲線及主要參數(shù)
2.3.3 基本放大電路的設(shè)計
2.3.4 放大電路的主要性能指標(biāo)
2.3.5 基本放大電路的分析方法
2.3.6 項目元器件參數(shù)計算
2.4 項目仿真驗證
項目3 能自動穩(wěn)定靜態(tài)工作點的單管電壓 放大電路設(shè)計與仿真
3.1 項目任務(wù)與要求
3.2 項目方案
3.3 項目設(shè)計
3.3.1 工作點穩(wěn)定電路的組成
3.3.2 電路穩(wěn)定Q點的原理
3.3.3 工作點穩(wěn)定電路的分析
3.3.4 電路的元件參數(shù)計算
3.4 項目仿真驗證
項目4 射極跟隨器設(shè)計與仿真
4.1 項目任務(wù)與要求
4.2 項目方案
4.3 項目設(shè)計
4.3.1 射極跟隨器組成
4.3.2 射極跟隨器分析
4.3.3 射極跟隨器設(shè)計
4.3.4 項目元器件參數(shù)計算
4.4 項目仿真驗證
項目5 多級放大電路設(shè)計與仿真
5.1 項目任務(wù)與要求
5.2 項目方案
5.3 項目設(shè)計
5.3.1 多級放大電路的引入
5.3.2 多級放大電路的分析
5.3.3 復(fù)合管
5.3.4 二級放大電路元件參數(shù)的確定及計算
5.4 項目電路的仿真與調(diào)試
任務(wù)三 功率放大器設(shè)計與制作
項目6 功率放大器設(shè)計與制作
6.1 項目任務(wù)與要求
6.2 項目方案
6.3 項目設(shè)計
6.3.1 功率放大電路簡介
6.3.2 互補對稱式功率放大電路
6.3.3 集成功率放大器
6.3.4 功率放大器設(shè)計
6.4 項目仿真調(diào)試
6.5 實物調(diào)試注意事項
任務(wù)四 集成運算放大器基本運算電路設(shè)計
項目7 集成運算放大器基本運算電路設(shè)計
7.1 任務(wù)與要求
7.2 項目方案
7.3 項目設(shè)計
7.3.1 集成運算放大器
7.3.2 集成運算放大器各級電路
7.3.3 集成運算放大器的基本分析方法
7.3.4 基本運算電路的設(shè)計與仿真驗證
任務(wù)五 基于集成運算放大器的濾波器設(shè)計與仿真
項目8 有源低通濾波器設(shè)計與仿真
8.1 任務(wù)與要求
8.2 項目方案
8.3 項目設(shè)計
8.3.1 濾波器(Filter)簡介
8.3.2 一階有源低通濾波器的設(shè)計
8.3.3 二階有源低通濾波器的設(shè)計
項目9 有源高通濾波器設(shè)計與仿真
9.1 任務(wù)與要求
9.2 項目方案
9.3 項目設(shè)計
9.3.1 一階有源高通濾波器的設(shè)計
9.3.2 二階有源高通濾波器的設(shè)計
任務(wù)六 信號產(chǎn)生電路設(shè)計與制作
項目10 正弦波產(chǎn)生電路設(shè)計與制作
10.1 項目任務(wù)與要求
10.2 項目方案
10.3 項目設(shè)計
10.3.1 正弦波產(chǎn)生電路原理
10.3.2 RC振蕩電路
10.3.3 電路仿真
10.4 項目制作
項目11 矩形波產(chǎn)生電路設(shè)計與制作
11.1 項目任務(wù)與要求
11.2 項目方案
11.3 項目設(shè)計
11.3.1 LM358非線性應(yīng)用
11.3.2 參數(shù)驗證
11.3.3 矩形波產(chǎn)生電路設(shè)計
11.4 項目制作
項目12 三角波產(chǎn)生電路設(shè)計與制作
12.1 項目任務(wù)與要求
12.2 項目方案
12.3 項目設(shè)計
12.3.1 三角波產(chǎn)生電路
12.3.2 電路仿真
12.4 項目制作
任務(wù)七 拓展知識
拓展知識13 場效應(yīng)管及其放大電路
13.1 結(jié)型場效應(yīng)管
13.2 絕緣柵場效應(yīng)管
13.3 場效應(yīng)管放大電路
拓展知識14 晶體管的發(fā)展歷程
附錄
附錄A 課后思考與練習(xí)題
附錄B 標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值查詢表
附錄C 常用電子元器件介紹