編輯推薦
適讀人群 :可供廣大電子技術工作者和電子愛好者使用,也可供相關電子設備維護人員參考。 所選電路經典實用、器件參數準確、調試方法得當,並給齣瞭電路原理圖與參數,對電路的性能特點和應用範圍都進行瞭詳細的說明,常見電子電路速查、速學、速用。
內容簡介
本書介紹瞭日常生活、工作、辦公等場所常用的經典電子電路200餘例,按照功能分8章進行介紹,分彆是控製功能電路、轉換功能電路、放大功能電路、充電功能電路、定時功能電路、電源功能電路、報警功能電路和傳感功能電路。
本書所選電路經典實用、器件參數準確、調試方法得當,並給齣瞭電路原理圖與參數,對電路的性能特點和應用範圍都進行瞭詳細的說明,可供廣大電子技術工作者和電子愛好者使用,也可供相關電子設備維護人員參考。
內頁插圖
目錄
第1章控製功能電路
1.1熱敏電阻構成的電加熱器溫度自動控製電路1
1.2由NE555構成的電熱毯控製電路1
1.3晶體調整管構成的恒溫電熱毯電路2
1.4由集成電路CD4013構成的電開水器自動控製電路2
1.5采用555時基電路的高精度溫控電路3
1.6采用熱敏電阻的運算放大器溫控電路4
1.7采用TWH8751電子開關的溫度控製器電路4
1.8采用TWH8778電子開關的溫度控製器電路6
1.9由μA741構成的孵蛋箱溫度自動控製器電路7
1.10由LM324構成的溫度控製器電路7
1.11傢用恒溫箱控製電路8
1.12由μPC616溫度傳感器構成的溫度控製電路9
1.13由PN結二極管傳感器構成的溫度控製電路10
1.14超溫監測自動控製電路10
1.15由PN結二極管傳感器構成的感溫開關電路11
1.16由熱敏電阻構成的淋浴器加熱控製電路12
1.17由熱敏電阻構成的溫度自動控製電加熱器12
1.18數顯恒溫控製器電路13
1.19采用分立元件構成的溫度控製器電路14
1.20燃氣熱水器中脈衝點火控製器電路14
1.21倉儲濕度控製電路15
1.22房間濕度控製器電路16
1.23濕度測量自動澆花器電路16
1.24汽車後窗玻璃自動去濕裝置17
1.25由濕敏傳感器KSC��6V構成的濕度控製電路18
1.26自動除濕控製電路19
1.27采用TC631的風扇轉速控製電路19
1.28由555時基集成電路構成的小型直流電動機穩速電路20
1.29由NE555構成的小型直流電動機的轉速控製電路21
1.30由CS4124構成的直流電動機PWM控製器21
1.31由CD4016B構成的直流電動機轉速控製電路22
1.32由CC40106構成的光控窗簾電路23
1.33由555時基集成電路構成的電動窗簾控製器電路25
1.34樓梯燈控製電路26
1.35電燈多地控製綫路26
1.36由555時基電路構成的多地控製開關電路27
1.37由555時基電路構成的多功能節電自動開關電路27
1.38用兩隻雙聯開關在兩地控製一盞燈電路28
1.39光控夜燈控製電路29
1.40吊燈控製電路29
1.41兩隻單聯開關控製兩盞燈電路31
1.42樓房走廊照明燈自動延時關燈電路31
1.43交通警示燈控製電路32
1.44觸摸式照明燈自動延時關燈電路32
1.45觸摸式調光燈控製電路33
1.46觸摸式分擋調光燈控製電路34
1.47微波傳感照明燈自動控製電路35
1.48人體探測自動門控製電路36
1.49電話來電自動延時燈控製電路37
1.50采用LM324構成的水位控製器電路37
1.51采用555集成電路構成的水位自動控製電路39
1.52采用CD4069的水位自動控製器電路39
1.53觸摸式水龍頭節水開關電路40
1.54無塔增壓供水自動控製電路41
1.55由液麵專用檢測電路SL2429A構成的水位控製電路41
第2章轉換功能電路
2.1555構成的低轉換係數電壓/頻率轉換器43
2.2由74HC74構成的電壓/頻率轉換電路43
2.3由單片集成電路AD650構成的電壓/頻率轉換電路44
2.4由555構成的綫性電壓/頻率轉換器電路45
2.5由555時基集成電路和集成運放F007構成的電壓/頻率電路45
2.6由μPC811構成的電壓/頻率轉換電路46
2.7由555構成的電壓/頻率轉換電路47
2.8大電流-電壓變換電路47
2.9電壓/周期轉換電路48
2.10由模擬開關HCT4053構成的頻率/電壓(周期)轉換電路48
2.11由LM35D構成的溫度/頻率轉換電路49
2.12由AD590構成的絕對溫度和攝氏溫度轉換電路50
2.13K型熱電偶溫度轉換電路51
2.14由555構成的溫度/脈寬轉換電路52
2.15壓力-4~20mA電流變送器52
2.16由LTC1043構成的頻率/電壓轉換電路53
2.17RS-232/RS-485轉換電路53
2.18壓力/頻率轉換電路54
2.19微小電流/電壓轉換電路55
2.20高精度溫度/頻率轉換電路56
2.21電阻/電壓轉換電路57
2.22由μPC157構成的電壓/頻率轉換電路57
2.23由運放構成的簡單電流/電壓轉換電路58
2.24采用開關電容的濕度/電壓轉換電路58
2.25由555構成的電流/頻率轉換電路59
2.26由LM331H構成的電壓/頻率轉換電路60
2.27集成LMx31 U/f轉換器電路60
2.28采用AD536A的有效值/直流轉換電路62
2.29高精度綫性電壓/頻率轉換電路63
2.30高精度U-I變換電路64
第3章放大功能電路
3.1光敏信號放大電路66
3.2三運放構成的儀錶放大電路66
3.3鉑電阻測溫放大電路67
3.4高精度壓力放大電路67
3.5光傳感器的驅動與放大電路69
3.6可編程增益放大器69
3.7光電二極管隔離放大電路71
3.8光電二極管的充電泵放大器電路71
3.9互補式光電耦閤隔離放大器73
3.10雙電源供電交流電壓放大電路73
3.11單電源供電交流電壓放大電路74
3.12電荷放大器75
3.13增益可變高性能放大器INA11177
3.14由INA106構成的增益及共模抑製比可調的差動放大器77
3.15自動穩零放大電路78
3.16MAX2602構成的射頻功率放大器79
3.17實用OTL功率放大電路79
3.18集成BTL功率放大電路80
3.19電流放大電路80
3.20差分放大器限幅電路81
第4章充電功能電路
4.148V電動車電池充電電路82
4.2鎳鎘電池的充放電電路84
4.3由555時基集成電路構成的不間斷供電的自動恒流充電電路84
4.4定時器555構成的鎳鎘鎳氫電池快速充電電路85
4.5實用手機充電器電路86
4.6可調型蓄電池充電電路87
4.7由TWH9312構成的密封式鉛酸蓄電池充電電路88
4.8蓄電池雙狀態充電電路88
4.9采用時基集成電路CA555構成的限流自停式充電電路90
4.10LM324運算放大器構成的先放後充功能的鎳鎘電池充電器90
4.11LM3420構成的恒壓恒流鋰電池充電電路91
4.12采用LM358運算放大器的鎳鎘電池充電器電路91
4.13鋰離子電池充電器電路93
4.14采用雙嚮晶閘管的無極性電池充電電路93
4.15采用555時基集成電路的鎳鎘電池快速充電器電路94
4.16采用555時基集成電路的脈衝式鎳鎘電池充電器電路94
4.17采用555時基集成電路的自動充電器電路95
4.18多功能充電器電路96
4.19能自動斷電的充電器電路97
4.20太陽能充電器電路98
第5章定時功能電路
5.1采用CD4528時間限製器電路99
5.2采用555時基集成電路的定時控製電路100
5.39擋定時呼叫器電路101
5.4簡易延時定時電路101
5.5由晶體管構成的延時釋放電路102
5.6由CD4017集成電路構成的聲、光雙控延時照明燈應用電路103
5.7由NE555構成的循環定時控製器電路104
5.8由C4060集成電路構成的自動循環定時器電路104
5.9由555時基電路構成的延時可調電路105
5.10由CD4017集成電路構成的多功能定時控製器電路106
5.11由555構成的限時聲光報警器電路108
5.1230s定時器108
5.13由CD4040構成的漢語報時電路109
5.14簡易單片定時報警電路110
5.15由計數器CC40161構成的延時控製樓道照明燈電路110
5.16觸摸式延時照明燈電路111
5.17由556時基電路組成的兩級定時器電路112
5.18由555定時器組成的定時插座112
5.19由CD4541B組成的延時開關電路113
5.20漸亮延時燈控製電路114
第6章電源功能電路
6.1二倍壓整流電路116
6.2輸齣±5V電壓的直流穩壓電源116
6.3可調直流穩壓電源電路117
6.4直流24V�倉綳�12V降壓開關電源電路118
6.5固定直流穩壓電源電路118
6.6開關直流穩壓電源電路119
6.7可輸齣對稱電壓的電源電路120
6.8采用集成控製器的開關直流穩壓電源120
6.9小型正負雙電源發生器121
6.105V/12V升壓電源電路122
6.11由CD40193構成的數控直流穩壓電源123
6.1230V/3A綫性穩壓電源電路124
6.13由開關電路MC44608P40構成的電源電路127
6.14LM317/LM337可調三端集成穩壓器電路129
6.15由TL431構成的穩壓電源電路129
6.16由LM723構成的高壓直流穩壓電源130
6.17晶體管構成的降壓型穩壓電路131
6.18無變壓器直流/直流正電壓輸齣電路132
6.19串聯調整型穩壓電路132
6.20555時基調整電壓輸齣穩壓電路133
6.21脈衝可調的開關穩壓裝置電路134
6.22采用LM317三端穩壓器的可調直流穩壓電源電路135
6.23倍壓升壓電源變換器電路136
6.24多路輸齣穩壓電源電路136
6.25逆變電源電路137
6.26交流穩壓器電路138
6.27由CD4047構成的不間斷電源電路139
6.28由CA3524集成電路構成的不間斷電源(UPS)電路141
6.29采用CD4069的市電過、欠壓自動保護器電路142
6.30由CD4093集成電路構成的可輸齣安培級電流的升壓電路142
第7章報警功能電路
7.1可燃氣體報警電路144
7.2一氧化碳檢測報警電路144
7.3煤氣泄漏報警器145
7.4有毒有害氣體報警器電路146
7.5燒煤居室一氧化碳超標自動排氣伴語言告誡電路147
7.6便攜式瓦斯報警器147
7.7傢用有毒氣體報警器148
7.8由HQ-2構成的煙霧報警電路148
7.9采用555時基集成電路的火災報警器電路149
7.10采用TWH8778功率開關集成電路的火災煙霧報警器電路150
7.11采用熱敏電阻的溫度上下限報警器電路151
7.12采用熱敏電阻的雙嚮超溫報警控製器電路151
7.13多點溫度上限聲光報警電路152
7.14熱釋電紅外綫傳感器報警電路153
7.15人體紅外報警器154
7.16人體紅外傳感防盜看門狗電路155
7.17由多功能集成門電路CC4572B構成的停電/來電報警電路155
7.18智能接觸式門鎖防盜報警器電路156
7.19紅外監控無綫報警電路157
7.20由LM3914集成電路構成的汽車油量監測報警器電路159
7.21由LQ46構成的汽車多功能報警器電路160
7.22采用CC4081組成的摩托車防盜報警器電路161
7.23由微波傳感器RD627構成的微波防盜報警電路161
7.24由微波傳感器RD627B構成的微波報警電路162
7.25由微波傳感器RD627構成的防盜語音報警電路162
7.26禁止吸煙警示器電路163
7.27HTS火災報警器電路164
7.28停電報警器電路164
7.29防觸電報警器電路165
7.30停電、來電報警器電路165
第8章傳感功能電路
8.1鉑電阻綫性測溫電路167
8.2三綫式鉑電阻測溫電路167
8.3電橋濕度測量電路168
8.4由HS15濕敏傳感器構成的電壓輸齣式濕度檢測電路169
8.5由LM334構成的溫度測量電路169
8.6雙路輸齣的J型熱電偶測溫電路170
8.7K型熱電偶數字溫度儀測量電路171
8.8由磁敏二極管構成的全橋式磁場探測電路172
8.9由磁敏電阻構成的微弱信號放大器電路173
8.10相對濕度計電路173
8.11K型熱電偶溫度轉換電路174
8.12數字計數電路175
8.13力敏傳感器4~20mA電流環傳送電路176
8.14力敏傳感器恒壓驅動電路176
8.15由INA114構成的增益可調壓力檢測電路178
8.16由四運放構成的恒流驅動式壓力傳感器放大電路(一)178
8.17由四運放構成的恒流驅動式壓力傳感器放大電路(二)179
8.18超聲波傳感器接收放大電路180
8.19超聲波發送與接收電路181
8.20霍爾式傳感器直流(交流)放大電路181
參考文獻
前言/序言
《電路迷蹤:從理論到實踐的深度探索》 本書並非對《詳解經典電子電路200例》一書內容的直接闡述或重復,而是旨在引領讀者踏上一段全新的、更為深入的電路探索之旅。它並非僅僅羅列和解析既有範例,而是著力於揭示電子電路背後更為本質的原理、設計思路的演進以及在現代科技浪潮中的創新應用。我們將一同穿越時空的維度,迴溯那些奠定現代電子學基石的 seminal works,探究那些看似簡單卻蘊含深刻哲理的電路結構,並以此為齣發點,展望電子技術未來的無限可能。 第一章:電路的靈魂——超越實例的原理深潛 在任何具體的電路實例背後,都蘊藏著普適性的物理定律和數學模型。《電路迷蹤》將引導讀者深入理解這些“電路的靈魂”。我們將從最基本的電荷、電流、電壓、電阻、電容、電感等概念齣發,但並非止步於此。本書將深入探討這些基本元件的微觀物理機製,例如半導體的能帶理論如何解釋 PN 結的特性,電磁感應定律如何闡述電感器的儲能原理,以及介質極化如何構築電容器的儲存能力。 我們將係統地梳理電路分析的理論框架,不僅僅是歐姆定律和基爾霍夫定律,還將涉及戴維寜定理、諾頓定理、疊加定理等更為強大的網絡分析工具。然而,本書的重點將放在這些理論的“思想根源”上,理解它們是如何從物理現實中抽象而來,以及它們在解決復雜電路問題時的邏輯優勢。我們會探討綫性電路分析的數學基礎,如拉普拉斯變換和傅立葉分析,但更側重於它們在電路中的直觀物理意義,例如如何用它們來理解電路的瞬態響應和穩態特性。 對於交流電路,我們將深入解析阻抗、相量、功率因數等概念的物理內涵。不僅僅是計算,更在於理解不同頻率下電路元件的“錶現”差異,以及它們如何相互作用,形成復雜的頻率響應。我們會探討諧振電路的原理,理解為什麼特定的頻率組閤能夠引起能量的集中或放大,以及這在振蕩器、濾波器等電路設計中的關鍵作用。 本書還將觸及電路理論中的一些“非綫性”現象。例如,晶體管和二極管的非綫性特性如何被利用來放大信號、實現開關功能。我們將探討非綫性電路的分析方法,如圖解法和泰勒級數展開,但更強調對這些非綫性行為的直觀理解,以及它們在設計中的工程考量。 第二章:設計者的思維——從需求到實現的藝術 電路設計是一個從需求齣發,經過邏輯構思、理論推導、仿真驗證,最終轉化為實際産品的過程。《電路迷蹤》將聚焦於“設計者的思維”,而非僅僅是“例子的復現”。我們將探討不同類型的電路設計目標,例如信號放大、信號濾波、信號産生、功率轉換、信息處理等,並分析在不同目標下,設計師會優先考慮哪些電路拓撲和元件選擇。 我們會深入剖析“係統化設計”的思想。如何將一個復雜的電子係統分解為若乾個可管理的子模塊,每個子模塊又有其特定的功能和接口。本書將探討模塊化設計的好處,例如提高開發效率、便於調試和維護,以及促進技術復用。 在元件選擇方麵,本書將超越簡單的參數匹配,而是探討“特性驅動”的選擇。例如,在設計高頻電路時,為什麼會優先選擇特定的低噪聲放大器(LNA)或射頻(RF)開關?在設計低功耗電路時,又會關注哪些關鍵的電源管理單元(PMU)?我們將分析不同類型電子元件的優缺點,以及它們在不同應用場景下的適用性。 仿真工具的使用將貫穿其中,但本書的重點在於“仿真思維”。理解仿真並非簡單的“運行”程序,而是如何根據電路的物理特性,設置閤理的仿真參數,並如何解讀仿真結果,發現設計中的潛在問題,並指導優化。我們將探討時域仿真、頻域仿真、瞬態仿真、濛特卡洛仿真等不同仿真方法的應用場景和意義。 此外,本書還將涉及電路設計的“權衡”(Trade-offs)藝術。在實際設計中,往往不可能同時滿足所有性能指標。例如,提高增益可能導緻噪聲增加,降低功耗可能犧牲速度,增加復雜度可能提高成本。我們將探討如何在這些相互矛盾的需求之間找到最優的平衡點,這正是工程師的智慧所在。 第三章:現代電子技術的基石——創新與演進 盡管任何電子電路都基於經典的理論,但現代電子技術的發展正是建立在對這些經典理論的不斷創新和演進之上。《電路迷蹤》將帶領讀者審視那些“超越經典”的領域,理解它們是如何齣現的,以及它們對現代科技産生瞭怎樣的深遠影響。 我們將探討集成電路(IC)的齣現如何顛覆瞭傳統的離散元件電路設計。MOSFET 和 BiCMOS 等技術的演進,以及它們如何催生瞭微處理器、存儲器、ASIC 等劃時代的電子産品。本書將深入淺齣地介紹半導體製造工藝的挑戰,以及如何通過精湛的工藝控製來實現復雜電路的集成。 在信號處理領域,我們將審視數字信號處理(DSP)的興起,以及它如何取代瞭許多傳統的模擬信號處理電路。本書將探討采樣定理、量化誤差、數字濾波器等核心概念,並分析數字信號處理在音頻、視頻、通信等領域的廣泛應用。 通信技術是電子技術發展的核心驅動力之一。《電路迷蹤》將涉及現代通信係統中廣泛應用的調製解調技術,如 QAM、OFDM 等,以及它們如何在有限的信道帶寬內實現高效可靠的數據傳輸。我們將探討射頻(RF)電路設計中的挑戰,例如阻抗匹配、噪聲抑製、互調失真等。 電源管理是現代電子設備的核心。《電路迷蹤》將深入探討開關電源(SMPS)的原理,包括 Buck、Boost、Buck-Boost 等拓撲結構,以及它們在提高能源效率方麵的重要性。我們將分析綫性穩壓器和開關穩壓器的優缺點,以及在不同應用場景下的選擇。 第四章:跨越界限——新興領域與未來展望 電子技術的發展永無止境,《電路迷蹤》將帶領讀者展望那些正在改變世界的“新興領域”,並思考電子電路在其中的角色。 我們將探討人工智能(AI)和機器學習(ML)對電子電路設計的影響。例如,AI 如何被用於自動電路設計(EDA),如何用於優化電路性能,以及如何用於創建專門的 AI 硬件加速器。本書將簡要介紹神經網絡的硬件實現,例如全連接層、捲積層等在硬件上的高效計算方式。 物聯網(IoT)的蓬勃發展對電子電路提齣瞭新的挑戰。《電路迷蹤》將探討低功耗設計、無綫通信技術、傳感器接口電路等在 IoT 設備中的關鍵作用。我們將分析如何在極度受限的能源條件下實現設備的長期運行。 新能源技術,特彆是可再生能源的利用,離不開高效的電力電子技術。《電路迷蹤》將探討光伏逆變器、風力發電機控製係統等中的先進電力電子電路。我們將分析如何通過智能控製和高效的功率器件來最大化能源的捕獲和轉化效率。 量子計算作為下一代計算技術,其核心也是基於微觀物理現象構建的“量子電路”。本書將簡要介紹量子比特、量子門等概念,並初步探討量子電路的設計思路,雖然這與經典電子電路有所不同,但其背後依然是對物理原理的深刻理解和巧妙應用。 結語 《電路迷蹤:從理論到實踐的深度探索》是一次對電子電路世界的全麵而深入的探險。它並非僅僅是知識的堆砌,而是對思維方式的引導,對創新精神的激發。本書旨在幫助讀者建立起一套堅實的理論基礎,培養齣卓越的設計能力,並具備前瞻性的視野,從而能夠在日新月異的電子技術領域中,發現屬於自己的“迷蹤”,並最終開闢齣屬於自己的“新徑”。它鼓勵讀者在理解經典的基礎上,不斷探索、質疑和創新,用電路的語言,書寫科技的未來。