内容简介
《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》有较为合理的理论深度,较宽的覆盖面,淡化功能的分析,强化功能的理解和应用,覆盖较广。在确保基本理论的基础上,强化综合应用方面的能力,重点强化应用中的实际问题及解决的思路和措施,以提高学生对集成电路功能的理解和灵活应用集成电路的能力,体现了职业技术教育的特色。
《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》是为了配合应用型人才培养的需要而编写的。
《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》共分两个部分,第一部分为模拟电子电路应用与设计,第二部分为数字电子电路应用与设计。其中模拟电子电路应用与设计主要介绍二极管及其应用电路的分析与测试、放大电路的分析与设计、集成运算放大器的分析与设计、负反馈放大电路的分析与设计、波形发生电路的分析与测试;数字电子电路应用与设计主要介绍逻辑代数的表示与应用、集成门电路的分析与测试、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的设计与测试、脉冲波形的产生与整形。
《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》既可作为高职高专电子技术专业教材,也可作为成人教育使用的教材,或工程技术人员的参考和自学用书。
为方便教学,《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》配有电子课件、练习与思考题答案、模拟试卷及答案等,凡选用《电子技术基础项目教程/高等职业教育“十二五”规划教材》作为授课教材的学校,均可来电或邮件索取,有任何技术问题也可通过以上方式联系。
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目录
前言
上篇 模拟电子电路应用与设计
项目1 二极管及其应用电路的分析与测试
模块1.1 二极管的识别和检测
任务1.1.1 PN结
任务1.1.2 半导体二极管的结构、类型及伏安特性
任务1.1.3 半导体二极管的命名
任务1.1.4 半导体二极管的测试
任务1.1.5 特殊二极管
模块1.2 二极管的应用
任务1.2.1 钳位电路
任务1.2.2 限幅电路
任务1.2.3 单相整流电路
任务1.2.4 单相整流滤波电路
模块1.3 综合技能训练
任务1.3.1 示波器的使用
任务I.3.2 半导体二极管的判别
任务1.3.3 二极管伏安特性的测量
练习与思考题
项目2 放大电路的分析与设计
模块2.1 晶体管的识别和检测
任务2.1.1 半导体晶体管的结构、符号和分类
任务2.1.2 晶体管的偏置及各极电流的关系
任务2.1.3 晶体管的连接方式
任务2.1.4 晶体管的特性曲线
任务2.1.5 晶体管的主要参数
任务2.1.6 晶体管的判别
任务2.1.7 特殊晶体管
模块2.2 放大电路的组成
任务2.2.1 基本共射放大电路的组成和元器件的作用
任务2.2.2 放大电路中电压、电流方向和符号的规定
模块2.3 共射放大电路的分析
任务2.3.1 共射放大电路的静态分析
任务2.3.2 共射放大电路的动态分析
任务2.3.3 放大电路的非线性失真
任务2.3.4 分压式工作点稳定电路的分析
模块2.4 单管放大电路三种组态的识别
模块2.5 多级放大电路的分析与测试
任务2.5.1 多级放大电路的组成及耦合方式
任务2.5.2 多级放大电路的性能指标估算
模块2.6 综合技能训练
任务2.6 单管共射放大器的测试
练习与思考题
项目3 集成运算放大器的分析与设计
模块3.1 集成运算放大器的识别
任务3.1.1 集成运放的组成及外形
任务3.1.2 集成运放的特性
模块3.2 集成运算放大器的线性应用与测试
任务3.2.1 比例运算电路
任务3.2.2 加法运算电路
任务3.2.3 减法运算电路
任务3.2.4 微积分运算电路
模块3.3 集成运算放大器的非线性应用与测试
任务3.3.1 单门限电压比较器
任务3.3.2 滞回电压比较器
模块3.4 集成运算放大器在实际中的应用
任务3.4.1 集成运放的调零电路
任务3.4.2 集成运放的保护电路
模块3.5 综合技能训练
任务3.5.1 反相比例运算放大器的测试
任务3.5.2 加法电路的测试
任务3.5.3 微积分电路的测试
任务3.5.4 电压比较器电路的测试
练习与思考题
项目4 负反馈放大电路的分析与设计
模块4.1 负反馈放大电路类型的判断
任务4.1.1 反馈的概念
任务4.1.2 反馈放大电路的类型及其判断方法
任务4.1.3 常用四种组态及其识别
模块4.2 负反馈对放大电路性能的影响
任务4.2.1 提高放大倍数稳定性
任务4.2.2 扩展通频带
任务4.2.3 减小非线性失真
任务4.2.4 对输入电阻和输出电阻的影响
模块4.3 负反馈放大电路的应用
任务4.3.1 放大电路引入负反馈的基本原则
任务4.3.2 深度负反馈放大电路的特点及其电压放大倍数的估算
模块4.4 综合技能训练
任务4.4.1 电压串联负反馈电路的测试
任务4.4.2 负反馈电路的测试
练习与思考题
项目5 波形发生电路的分析与测试
模块5.1 正弦波振荡电路的识别
任务5.1.1 正弦波振荡电路产生的条件
任务5.1.2 自激振荡的建立和幅度的稳定
任务5.1.3 振荡电路的组成
任务5.1.4 正弦波振荡电路的识别方法
模块5.2 典型正弦波振荡电路的分析与测试
任务5.2.1 RC正弦波振荡电路
任务5.2.2 C正弦波振荡电路
任务5.2.3 石英晶体振荡电路
模块5.3 非正弦信号发生器的分析与测试
任务5.3.1 矩形波发生电路
任务5.3.2 三角波发生电路
任务5.3.3 锯齿波发生电路
模块5.4 综合技能训练
任务5.4.1 C正弦波振荡器的测试
任务5.4.2 RC正弦波振荡器的测试
任务5.4.3 波形发生器的设计
练习与思考题
下篇 数字电子电路应用与设计
任务6.3.1 化简的意义和最简的概念.
任务6.3.2 代数法化简
模块6.4 逻辑函数的化简——卡诺图法
任务6.4.1 逻辑函数的最小项
任务6.4.2 卡诺图
任务6.4.3 利用卡诺图化简逻辑函数
练习与思考题
项目7 集成门电路的分析与测试
模块7.1 分立元器件门电路的分析
任务7.1.1 基本逻辑门电路
任务7.1.2 复合逻辑门电路
模块7.2 集成门电路的分析
任务7.2.1 集成门电路的概念与类型
任务7.2.2 TT与非门电路
任务7.2.3 常用的TT集成电路芯片
任务7.2.4 CMOS系列门电路
模块7.3 综合技能训练——集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
练习与思考题
项目8 组合逻辑电路的分析与设计
模块8.1 组合逻辑电路的分析
任务8.1.1 组合逻辑电路的特点及功能描述
任务8.1.2 组合逻辑电路的分析方法
模块8.2 组合逻辑电路的设计
任务8.2.1 组合逻辑电路的设计方法
任务8.2.2 组合逻辑电路设计举例
模块8.3 编码器与译码器的分析与测试
任务8.3.1 编码器
任务8.3.2 译码器
模块8.4 数据选择器与分配器的分析
任务8.4.1 数据选择器
任务8.4.2 数据分配器
模块8.5 加法器的分析与测试
任务8.5.1 -位加法器
任务8.5.2 多位加法器
模块8.6 综合技能训练
任务8.6.1 译码器及其应用
任务8.6.2 数据选择器及其应用
练习与思考题
项目9 时序逻辑电路的设计与测试
模块9.1 触发器的逻辑功能测试
任务9.1.1 RS触发器
任务9.1.2 同步D触发器
模块9.2 触发器空翻现象的处理
任务9.2.1 主从RS触发器
任务9.2.2 主从JK触发器
任务9.2.3 T触发器
模块9.3 时序逻辑电路的分析与设计
任务9.3.1 时序电路的结构框图
任务9.3.2 时序电路的状态表和状态图
任务9.3.3 同步时序电路分析方法
任务9.3.4 同步时序电路分析举例
模块9.4 计数器及其应用
任务9.4.1.计数器的分类
任务9.4.2 计数器的应用
模块9.5 寄存器及其应用
任务9.5.1 寄存器
任务9.5.2 寄存器的应用
模块9.6 综合技能训练
任务9.6.1 计数器及其应用
任务9.6.2 移位寄存器及其应用
练习与思考题
项目10 脉冲波形的产生与整形
模块10.1 矩形脉冲的参数分析
任务10.1.1 常见的几种脉冲信号波形
任务10.1.2 脉冲波形参数
前言/序言
电子技术是19世纪末、20世纪初开始发展起来的新兴技术,它发展迅速,应用广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。
自从以电子管为核心的第一代电子产品诞生后,紧接着以小巧、轻便、省电、寿命长等为优点的半导体晶体管也随之问世,并很快被各个国家广泛应用。十年后,世界上出现了第一块把许多晶体管等电子元器件集成在一块硅芯片上的集成电路,它使得电子产品向更小型化发展。伴随着电子技术的发展,电子计算机也飞速发展起来,并已日渐成熟。电子技术的发展已经贯穿到人们的生产和生活中,成为衡量生产水平和生活水平的重要标志之一。
本书是围绕着电子技术的应用而编写的,分上下两部分:模拟电子电路应用与设计和数字电子电路应用与设计。模拟电子电路应用与设计主要介绍二极管及其应用电路的分析与测试、放大电路的分析与设计、集成运算放大器的分析与设计、负反馈放大电路的分析与设计、波形发生电路的分析与测试;数字电子电路应用与设计主要介绍逻辑代数的表示与应用、集成门电路的分析与测试、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的设计与测试、脉冲波形的产生与整形。
本书是以项目式方式进行编写的,每个项目又分为多个模块,每个模块又有几个任务,每个项目后都有练习与思考题及综合技能训练。
本书在编写过程中始终以“够用、实用”的指导思想为原则,用任务来引领教学内容,以降低理论知识的难度、提高动手操作的能力为宗旨,在充分研究课程标准的基础上,提高学生对知识的理解能力,同时注重对学生的操作技能的培养。突出教学重点、难点,语言通俗易懂,提高了教材的趣味性和实用性。
本书由西安航空职业技术学院梁洪洁和李栋任主编,由西安航空职业技术学院王瑜瑜和唐少琴任副主编,由西安航空职业技术学院刘少军和张桂金参编。
由于时间仓促,编者水平有限,如有疏漏之处,恳请广大读者批评指正。
智慧涌动,点亮未来:创新电子技术应用实践探索 在这信息爆炸、科技日新月异的时代,电子技术已如空气般渗透到我们生活的每一个角落,驱动着社会的进步,塑造着未来的图景。从智能手机的便捷通讯,到智慧家居的舒适便捷,再到工业自动化的高效运作,无不闪耀着电子技术的智慧之光。本书正是致力于为广大读者,特别是正在高等职业院校学习的同学们,提供一个全面、深入且极具实践价值的电子技术应用探索平台。我们不拘泥于枯燥的理论罗列,而是将目光聚焦于“如何将理论知识转化为解决实际问题的能力”,引导读者在动手实践中理解原理,在项目开发中提升技能,最终成为能够独立解决复杂电子技术难题的创新型人才。 何谓“电子技术基础”? 我们所理解的“电子技术基础”,绝非仅仅停留在对基本元器件(如电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等)的认知层面,更包含对其工作原理的深刻理解,以及如何在实际电路中巧妙运用它们来构建功能模块。它涵盖了模拟电路与数字电路两大核心领域,并在此基础上延伸至更广泛的应用范畴。 在模拟电路方面,本书将带领您走进信号的海洋。您将学习如何设计和分析放大电路,无论是小信号的精确放大,还是功率信号的有效驱动,都将有详尽的讲解和实例。滤波电路的设计与应用,将帮助您从纷繁复杂的信号中提取有用的信息,实现信号的净化与增强。振荡电路的原理与设计,将让您理解为何能够产生周期性的电信号,并学会如何根据需求设计不同频率和波形的振荡器。电源电路的设计与优化,将是保障整个系统稳定运行的关键,本书将深入探讨线性电源、开关电源等不同类型的设计思路与实践要点。 在数字电路方面,本书将引导您进入逻辑世界的奇妙之旅。我们将从最基本的逻辑门(AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR)入手,逐步深入到组合逻辑电路的设计,如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等,理解它们在信息处理中的关键作用。随后,我们将转向时序逻辑电路的学习,包括触发器(RS、JK、D、T)、寄存器、计数器等,理解它们如何在时间维度上存储和处理信息,并在此基础上探讨移位寄存器、状态机等更复杂的数字系统。 为何强调“项目教程”? 理论学习的最终目的在于应用。因此,本书最大的特色和核心价值在于其“项目化”的学习模式。我们深知,只有通过亲手实践,将所学知识融入具体的工程项目,才能真正掌握电子技术的精髓。本书精心设计了一系列由浅入深、难度递增的电子技术项目,这些项目不仅涵盖了模拟和数字电路的基础应用,更融入了微控制器、传感器、通信模块等现代电子技术的核心要素。 每个项目都将遵循严谨的工程实践流程: 项目概述与目标设定: 在项目开始前,我们会清晰地阐述项目的背景、应用场景以及最终要实现的功能目标,帮助您建立整体认知。 原理分析与模块设计: 针对项目的功能需求,我们会详细剖析实现该功能的电子原理,并将其分解为若干个可管理、可实现的子模块。对于每个模块,将深入讲解其电路设计思路、元器件选择依据以及关键参数的计算方法。 电路图绘制与仿真验证: 您将学习使用专业的电路设计软件(如Altium Designer、Proteus、OrCAD等)绘制规范、准确的电路原理图和PCB布局图。并通过电路仿真软件对设计的电路进行仿真验证,提前发现并解决潜在的设计缺陷,大大降低实际制作的风险。 元器件选型与采购指南: 针对项目中可能用到的各种电子元器件,我们将提供详细的选型指导,包括关键参数的意义、不同品牌型号的优劣势分析,以及如何根据成本和性能需求进行合理选择。同时,也会提供一些常用的电子元器件采购渠道和注意事项。 PCB制作与焊接实践: 您将学习PCB(Printed Circuit Board)的制作流程,包括蚀刻、钻孔、线路制作等关键步骤。并掌握各种焊接技术(如手工焊接、回流焊、波峰焊等),确保电路板的可靠连接。 电路调试与问题排查: 这是一个至关重要的环节。即使是精心设计的电路,在实际制作过程中也可能出现各种问题。本书将系统地介绍各种常用的电子测量仪器(如万用表、示波器、信号发生器等)的使用方法,并提供一套行之有效的电路调试和问题排查方法论,帮助您快速定位故障并找到解决方案。 项目扩展与创新思考: 在完成基础项目后,我们将引导您进行项目功能的扩展和创新。例如,如何为项目添加智能控制、无线通信、数据采集、人机交互等高级功能,鼓励您跳出既有框架,发散思维,提出更具前瞻性的解决方案。 “高等职业教育‘十二五’规划教材”的意义 本书作为高等职业教育“十二五”规划教材的组成部分,其编写理念和内容体系严格遵循国家对职业教育发展的指导方针。这意味着本书不仅仅是一本技术手册,更是: 紧密对接行业需求: 内容设计紧扣当前电子技术产业的发展趋势和市场需求,重点培养学生在实际工作岗位上能够立即投入使用的核心技能。 强调实践能力培养: 贯穿始终的“做中学”模式,旨在全面提升学生的动手能力、解决问题的能力和创新能力,为他们顺利进入职场打下坚实基础。 注重理论与实践的融合: 确保理论知识的讲解与实际项目紧密结合,避免理论脱离实际的现象,让学生在理解原理的同时,更能体会其应用价值。 符合教学规律和学习特点: 体系结构清晰,讲解深入浅出,循序渐进,易于高等职业院校的师生理解和使用。 项目示例(不包含在书内,仅为说明项目方向): 为了更好地说明本书的实践导向,我们可以想象书中包含的项目可能涉及: 智能温湿度监测与控制系统: 利用传感器采集环境数据,通过微控制器进行处理,并通过LCD显示屏实时显示,甚至可以通过无线模块将数据发送到云端,实现远程监控和智能调节(例如,与空调、加湿器联动)。 基于Arduino/ESP32的智能小车: 学习微控制器的编程,实现小车的循迹、避障、遥控等功能,涉及电机驱动、传感器接口、通信协议等知识。 简易无线数据传输模块: 学习射频通信的基本原理,设计和制作低功耗、远距离的无线数据发送和接收模块,可用于物联网设备的数据上报。 LED流光灯与音乐律动控制器: 结合数字电路和单片机技术,实现LED灯的各种动态效果,并能根据接收到的音频信号进行律动变化,极具观赏性和趣味性。 掌上示波器/信号发生器: 探索如何利用现代集成电路和嵌入式技术,将实验室常用的测量仪器小型化、便携化,实现更灵活的应用场景。 本书的目标读者: 本书非常适合以下人群: 高等职业院校电子技术相关专业的在校学生: 包括电子信息工程、自动化、机电一体化、物联网应用技术等专业的学生,是您掌握核心技能、顺利完成学业的得力助手。 初入职场,希望提升实践技能的年轻工程师: 无论您是应届毕业生还是已工作一段时间的技术人员,本书都能帮助您巩固基础,学习新的技术和项目开发经验。 对电子技术充满热情,渴望动手实践的爱好者: 如果您对电子世界充满好奇,并愿意投入时间和精力去探索,本书将为您打开一扇通往无限可能的大门。 展望未来,与您同行: 电子技术的未来是光明的,也充满了挑战。本书希望成为您在这个激动人心的领域中启航的起点,并陪伴您不断前行。我们相信,通过系统的学习和不懈的实践,您将能够掌握电子技术的精髓,用智慧和创造力点亮未来的生活,成为新时代电子技术领域不可或缺的重要力量。让我们一起,在智慧涌动的电子世界中,探索无限可能,创造美好未来!