数字电子电路--高级工电气自动化设备安装与维修专业教材 9787504595522 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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人力资源和社会保障部教材办公室组织写 著

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出版社： 中国劳动社会保障出版社

ISBN：9787504595522

商品编码：29658314679

包装：平装

出版时间：2012-04-01

基本信息

书名:数字电子电路--高级工电气自动化设备安装与维修专业教材

定价：25.00元

售价：17.0元,便宜8.0元,折扣68

作者:人力资源和社会保障部教材办公室组织写

出版社：中国劳动社会保障出版社

出版日期：2012-04-01

ISBN：9787504595522

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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人力资源和社会保障部教材办公室组织编写的这本《数字电子电路》是在充分调研企业生产和学校教学情况的基础上，吸收和借鉴各地高级技工学校教学改革的成功经验完成的。教材共分七章，内容包括：数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数／模转换和模／数转换、半导体存储器与可编程逻辑器件、数字电路的综合应用。

内容提要

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人力资源和社会保障部教材办公室组织编写的《数字电子电路》为全国高级技工学校电气自动化设备安装与维修专业教材。主要内容包括数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数／模转换和模／数转换、半导体存储器与可编程逻辑器件、数字电路的综合应用，并有针对性地安排了相关的实验与实训内容。《数字电子电路》由邵展图主编，孙正凤、王一平副主编，何薇、徐敏、翟蓉蓉、孙潇潇、周洋参加编写；郭赞审稿。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子技术原理与应用 本书旨在为电气自动化设备安装与维修专业的读者提供一个深入理解现代电子技术核心原理与实际应用的全面视角。在当前高度信息化的时代，电子技术已渗透到国民经济的各个角落，尤其是在电气自动化领域，电子电路的复杂性和先进性直接决定了设备的性能、可靠性和智能化水平。因此，掌握扎实的电子技术基础，对于培养高素质的电气自动化设备安装与维修技术人才至关重要。 本书的编写理念在于“理论联系实际”，力求在严谨阐述电子学基本概念的同时，充分结合工业自动化设备中的典型应用案例，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际工程问题的能力。我们不回避理论的深度，但更注重引导读者理解理论背后的物理意义和工程意义，从而能够灵活运用所学知识分析和处理各种复杂的电路故障。 第一部分：基础理论回顾与深化 在深入探讨高级主题之前，本书首先对电子技术的基础概念进行系统性的梳理与回顾，但并非简单重复，而是从更具启发性和应用导向的角度进行深化。 半导体器件的工作原理进阶： 我们将详细剖析二极管（包括整流二极管、稳压二极管、肖特基二极管等）和三极管（BJT和MOSFET）在不同工作状态下的电流、电压特性，并深入探讨其在放大、开关等基本应用中的行为。特别会关注MOSFET的场效应控制原理，以及其在现代高频、低功耗电路设计中的优势，为理解数字逻辑门电路和功率驱动电路奠定基础。对于二极管的结电容、反向恢复时间等参数对电路性能的影响，以及三极管的h参数模型和SPICE模型参数的实际意义，也将进行深入的解析。 运算放大器（Op-Amp）的深入分析： 运算放大器是模拟集成电路的核心，本书将超越简单的同相、反相比例电路，深入讲解其理想模型和实际模型的差异，包括输入失调电压、输入偏置电流、输出饱和电压、压摆率（Slew Rate）等关键参数对电路性能的影响。我们将重点分析如何在实际应用中选择合适的运算放大器，以及如何处理运算放大器的非线性效应，例如过载和振荡。此外，还将介绍运算放大器在滤波器、信号调理、数据采集等高级应用中的典型电路配置，例如主动滤波器（巴特沃斯、切比雪夫）、跨导-跨阻放大器（OTA）、仪表放大器等，并分析这些配置的优缺点和适用范围。 反馈控制的基本概念与实现： 反馈是电子电路稳定工作和实现精确控制的关键。本书将详细介绍负反馈和正反馈的原理、作用及分类。特别关注负反馈对放大器增益、带宽、输入输出阻抗以及失真的影响，并重点分析在实际电路设计中如何权衡反馈带来的优点和潜在的稳定性问题。对奈奎斯特判据、根轨迹法等稳定性分析方法，虽然不深入数学推导，但会阐述其在工程实践中的意义，帮助读者理解如何通过元器件选择和电路结构设计来确保系统的稳定性。 第二部分：数字逻辑电路与时序分析 数字电子技术是现代电子系统的基石，尤其是在自动化设备中，数字逻辑电路负责信息处理、逻辑判断和控制信号的生成。 组合逻辑电路设计与优化： 本部分将深入探讨基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）及其组合构成的逻辑电路。我们将学习卡诺图（KarnMap）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法在逻辑函数简化中的应用，并重点讨论在实际设计中，如何权衡电路的复杂度、速度和功耗。对于复杂逻辑功能的实现，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等，将提供详尽的设计思路和实例。此外，还将引入硬件描述语言（HDL）如Verilog或VHDL的基本概念，为后续更复杂的数字系统设计打下基础，尽管不进行HDL的详细教学，但会强调其在现代电子系统开发中的重要性。 时序逻辑电路与状态机： 本部分将重点介绍触发器（SR, D, JK, T）的基本工作原理和特性，以及它们如何构成时序逻辑电路。我们将深入讲解寄存器、计数器（二进制、BCD、移位寄存器）的设计与应用，并分析其在数据存储、时序产生等方面的作用。核心内容将聚焦于有限状态机（FSM）的设计，包括穆尔（Mealy）型和米利（Moore）型状态机的区别与选择，以及如何通过状态图和状态表进行设计。本书将通过工业控制中常见的状态转移逻辑，如顺序控制器、伺服电机位置控制逻辑等，来阐明状态机的实际应用价值。对时钟信号的同步与异步、时钟域交叉问题、以及时序违例（Setup Time, Hold Time）对电路可靠性的影响，将作为重点进行分析。 存储器与接口技术： 电子自动化设备离不开各种存储器。本书将介绍不同类型的存储器，包括SRAM、DRAM、ROM（PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory）的工作原理、特性和选择依据，以及它们在数据存储、程序存储中的应用。同时，将深入讲解常见的接口技术，如并行接口（PPI）、串行接口（UART, SPI, I2C）和总线技术（如CAN总线、RS-485），分析其通信协议、电气特性和在设备互联中的应用。特别是对CAN总线在汽车电子和工业自动化中的可靠通信机制，以及I2C/SPI在微控制器与外围器件通信中的高效性，将进行详细阐述。 第三部分：功率电子技术基础与应用 功率电子技术是实现电能高效转换和控制的关键，在电气自动化设备中扮演着至关重要的角色，例如电机驱动、电源转换等。 电力电子器件的特性与选型： 本部分将详细介绍电力电子器件，如晶闸管（Thyristor）、双向晶闸管（Triac）、功率MOSFET（Power MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和门极可关断晶闸管（GTO）等。我们将深入分析它们的导通条件、关断机制、耐压等级、额定电流、开关速度、导通损耗和开关损耗等关键参数，并重点讨论在不同应用场景下（如高频开关电源、大功率电机驱动）的选型原则和注意事项。对这些器件的保护措施，如过压、过流保护，以及散热设计的重要性，将进行深入的探讨。 开关电源（SMPS）的基本原理与拓扑结构： 开关电源以其高效率、体积小、重量轻等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。本书将介绍不同类型的开关电源拓扑结构，包括降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）、返驰（Flyback）、正激（Forward）等。我们将分析它们的工作原理、功率变换过程、电压电流关系以及各自的优缺点。对PWM（脉冲宽度调制）控制原理及其在开关电源中的应用，以及输入滤波、输出滤波和反馈控制在维持电源稳定性和性能方面所起的作用，也将进行详细讲解。 电机驱动与控制基础： 电机是自动化设备的核心执行部件，其驱动和控制是电气自动化领域的重要课题。本书将介绍直流电机和交流电机（感应电机、同步电机）的基本工作原理，以及它们在不同工作模式下的特性。重点将放在伺服电机和步进电机的驱动方式和控制方法上，分析其在精确位置控制和速度控制中的应用。对PWM脉冲宽度调制技术在电机调速中的应用，以及电流环、速度环、位置环在闭环电机控制系统中的作用，将进行深入的解析。 第四部分：信号的产生、处理与测量 在自动化设备中，信号的产生、传输、处理和测量是实现功能和监控状态的基础。 振荡器与波形发生器： 本部分将介绍不同类型的振荡器，如RC振荡器、LC振荡器（哈特利、考皮兹）、晶体振荡器等，分析它们的原理、频率稳定性以及在特定应用中的选择。同时，将介绍函数发生器（如三角波、方波、锯齿波发生器）的设计原理和应用。 滤波器（Filter）的设计与应用： 滤波器用于滤除信号中的噪声或提取特定频率成分。我们将深入介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及它们的理想特性与实际性能的差异。重点将分析有源滤波器（基于运算放大器）和无源滤波器（基于R, L, C）的优缺点，并简要介绍巴特沃斯、切比雪夫等响应类型的特点及其在信号处理中的选择。 信号的测量与分析基础： 本部分将介绍常用的测量仪器，如示波器、万用表、信号发生器、频谱分析仪等，并讲解如何正确使用这些仪器进行电路的诊断和性能测试。重点将介绍示波器在观察瞬态信号、测量波形参数（幅值、频率、相位、占空比）方面的应用，以及如何利用触发功能捕捉特定事件。对数字信号的采样、量化和编码等基本概念，也将进行简要介绍，为理解数字信号处理打下基础。 本书的特色与价值 工程导向： 每章内容都紧密联系实际工业应用，通过大量的典型案例分析，帮助读者理解理论知识的实践意义。 循序渐进： 从基础理论到高级应用，内容组织条理清晰，层层递进，适合不同基础的读者学习。 系统全面： 涵盖了现代电子电路的关键领域，为读者构建完整的知识体系。 理论与实践结合： 强调理论的理解与实际操作的结合，培养读者的动手能力和解决实际问题的能力。 本书的读者对象为电气自动化设备安装与维修专业的高级工，也适合从事相关技术领域工作的工程技术人员及对电子技术感兴趣的初学者。通过对本书的学习，读者将能够更深入地理解和掌握电子电路的原理，更有效地进行电气自动化设备的安装、调试、维护和故障诊断，从而更好地适应现代工业发展的需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，带着一种奇特的、近乎哲学思辨的严谨性，这可能与它面向的“高级工”群体有关。它不会用那种哄小孩的口吻来解释概念，而是假设读者已经具备了基本的电路常识，然后直接跃升到对“为什么”和“如何优化”的探讨。我特别喜欢它在处理“可靠性工程”部分时的态度。作者没有把可靠性仅仅视为一个需要达到的指标，而是将其视为设计过程中的一种内在品质。书中通过对几种经典故障模式（如热失控、疲劳断裂、参数漂移）的概率分析，引导读者思考如何在设计初期就植入冗余和自检机制。这种思维方式的提升，远比学会配置一个继电器要深刻得多。我记得有一次，我们团队内部就一个关键环节是否需要双电源冗余进行了激烈争论，直到我引用了书中关于“平均故障间隔时间（MTBF）与系统负载率相关性”的分析图表后，争论才得以平息。这本书教会我的，不是如何修理设备，而是如何像一位系统架构师那样去思考一个电子设备从诞生到报废的全生命周期，这是一种质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是直击灵魂的复古风，那种略带泛黄的纸张质感和厚重的字体排版，一下子就把我拉回到了那个老式电子元件闪烁着微光的年代。我本来还担心内容会过于陈旧，毕竟“高级工”这个词听起来就带着一股子历史的厚重感，但翻开之后，惊喜地发现作者在讲解基础概念时，那种深入浅出的功力真是令人佩服。比如他对晶体管开关特性的阐述，没有采用那种枯燥的数学推导，而是用非常形象的比喻，仿佛在拆解一个精密的机械玩具。我记得有一次我在调试一个老旧的工业控制板时，遇到了一个棘手的逻辑门反相问题，怎么调都调不通。当时都快抓狂了，结果回家后随便翻开这本书的某一章，里面关于“门电路噪声容限”的论述，竟然瞬间点亮了我脑海中的思路。它不是直接告诉我答案，而是通过分析信号在不同工艺下的表现差异，让我明白了问题的根源在于电源波动导致的阈值漂移。这本书的价值，就在于它不仅仅是知识的堆砌，更像是一位经验丰富的老技师在耳边低语，告诉你如何用最朴素的原理去解决最头疼的实际难题。这种带着温度的讲解方式，对于需要将理论快速转化为实践的读者来说，简直是无价之宝，比那些动辄几百页、充斥着高深公式的教科书要实用得多。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我刚拿到这本书的时候，我对“电气自动化设备安装与维修专业教材”这个定位是持怀疑态度的，总觉得这个领域的内容更新速度极快，任何纸质教材都难以跟上时代的步伐。尤其是在谈到现代的PLC（可编程逻辑控制器）编程和现场总线技术时，我更倾向于查阅最新的在线文档或软件手册。但是，这本书巧妙地规避了这种“时效性陷阱”，它把重点放在了那些万变不离其宗的底层物理原理和逻辑结构上。比如，在讲解传感器信号调理电路时，作者没有过多纠缠于某个特定品牌传感器的驱动芯片，而是深入探讨了如何通过精密运算放大器搭建一个通用、高精度的差分放大电路，并详细分析了漂移、共模抑制比（CMRR）等关键参数的实际影响。这种对基础核心技术的深挖，使得书中的知识具有极强的“保质期”。我最近负责维护一套运行了十几年的老旧自动化生产线，很多手册早已失传，但凭借这本书里对那个时代主流的DAC/ADC转换芯片工作原理的透彻理解，我竟然能够逆向分析出故障代码的含义，并成功替换了损坏的模块。这说明，真正的高级技能，是建立在坚实的基础理论之上的，而这本书正是构建这座技能大厦的最佳基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织结构，简直就像是一位布局大师精心设计的迷宫，每走一步都充满了探索的乐趣和意想不到的收获。我特别欣赏作者对于“模拟与数字混合电路接口”处理的章节，那部分内容写得极其细腻和富有条理。很多教材在处理这种复杂跨界问题时，往往顾此失彼点了，要么过于偏向模拟的连续性，要么过度简化了数字的离散性，导致读者在实际应用中两头不讨好。然而，这本书却用近乎苛刻的笔触，逐一剖析了信号完整性、电磁兼容性（EMC）在不同阻抗匹配下的表现，甚至还穿插了一些特定工业总线（比如RS-485）的抗干扰设计技巧。我记得有一次我们在一个高频驱动系统上进行测试时，发现信号传输延迟比理论值高出不少，当时我们怀疑是示波器探头的问题，但在仔细研读了本书中关于“接地设计与环路面积最小化”的章节后，我们才恍然大悟，问题出在PCB板的电源回路设计上造成了意想不到的寄生电感。这种深度和广度兼备的讲解，让我感觉自己不是在读一本教材，而是在翻阅一本高手的心得笔记，那些看似随性的插图和注释，往往隐藏着解决工程顽疾的关键线索。

评分☆☆☆☆☆

如果非要用一个词来形容这本书的阅读体验，我会选择“沉浸式体验”。它不是那种可以轻松跳读的参考手册，而是一部需要你静下心来，边读边动手操作的实践指南。书中的每一个例题和附带的实验项目，都紧密围绕着工业现场可能遇到的真实挑战，比如如何用最少的元器件实现最高效的保护电路，或者如何在空间极其有限的配电箱内布置最优的信号走线。我曾尝试将书中的一个“基于单片机的自适应温度控制算法”的实验设计，移植到了我们车间的一个小型烘干箱上。在调试过程中，我发现书中的理论模型在考虑了实际热惯性后，需要进行微小的PID参数修正。更有趣的是，书后附带的几个“历史疑难案例解析”，简直是电子维修界的“福尔摩斯探案集”。它们详细记录了过去那些看似无解的“幽灵故障”是如何被一步步剥开、最终定位到某个被忽视的次要元件上的。这种将成功经验与失败教训熔铸一体的叙事方式，极大地增强了我的实战信心，让我明白，高级维修的本质，就是对细节的极致追溯和对潜在风险的预见能力。