新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导

新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导

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本书作者将多年的科研、教学、产品研发而得到的独特性设计思路进行归纳整理，多次成功应用于全国大学生电子设计竞赛中。独特的设计思路不仅对普通高校的电子设计竞赛指导教师有所帮助,而且为大学生毕业后的工作打下良好的基础。全书共7章：第1章为无源元件，第2章为有源元件，第3章为从晶体管放大器到集成运算放大器，第4章为放大器设计，第5章为数字控制电路及数字控制与设计，第6章为线性电源设计，第7章为开关电源设计。

目录

基本内容

书名：新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导

类型：考试

出版日期：2013年6月1日

语种：简体中文

ISBN：7121205777

作者：陈之勃 陈永真

出版社：电子工业出版社

页数：207页

开本：16

品牌：电子工业出版社

内容简介

《新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导》采用新颖的设计思路，从而使读者获得性能优异的设计作品；对于多数省属高校参赛学生与指导教师，如何利用自己现有的资源和基本技能取得更好的竞赛成绩，积累参赛经验，锻炼队伍，使参赛学生获得电子线路的设计、制作和调试能力，为毕业后就业打下良好的基础；这种设计思路还可用于大学生毕业后电子线路的设计工作。《新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导》的另一个目的，就是让这本书不仅成为对电子设计竞赛有价值的参考书，而且也能成为学生完成从校园到职场转型的指导性参考书。

作者简介

陈永真，大学教师，具有多年指导大学生电子设计竞赛的丰富经验，所带队伍多次获得省级国家级奖项。

图书目录

第1章无源元件1

1.1无源元件的参数优选系列与精度1

1.1.1无源元件的参数优选值1

1.1.2无源元件参数精度2

1.1.3无源元件参数优选值的标注方式2

1.1.4用数码表示额定电压5

1.1.5无源元件参数精度的表示方式5

1.1.6电阻功率的标注6

1.2电阻6

1.3电容器10

1.3.1电容器的种类10

1.3.2电容器的用途12

1.3.3铝电解电容器应用中需要注意的问题15

1.3.4国内主要电容器制造商17

第2章有源元件18

2.1各类二极管18

2.1.1小信号二极管18

2.1.2整流二极管19

2.1.3快速反向恢复二极管23

2.1.4二极管的正向压降与低正向压降的肖特基二极管28

2.2双极型晶体管特性分析29

2.2.1共发射极电流增益（hfe）多大为好29

2.2.2开关应用30

2.2.3线性应用30

2.2.4高频应用31

2.2.5功率应用32

2.3小信号双极型晶体管32

2.4功率双极型晶体管32

2.5MOSFET34

2.5.1MOSFET的原理分析34

2.5.2功率MOSFET的应用注意事项38

第3章从晶体管放大器到集成运算放大器40

3.1简单的晶体管放大器存在的问题40

3.1.1开环增益的变化40

3.1.2实际最大动态电压范围的实现41

3.1.3非线性失真41

3.1.4不能放大直流或变化缓慢的信号42

3.1.5没有共模抑制能力42

3.1.6很难形成运算电路42

3.2消除简单的晶体管放大器存在的问题43

3.2.1稳定直流工作点43

3.2.2稳定直流工作点不能稳定交流电压增益43

3.3晶体管差分放大电路不能完全消除直流偏置对输出的影响44

3.4交直流等权重的负反馈引入与负反馈的作用45

3.4.1放大器开环增益变化的原因45

3.4.2引入负反馈降低放大器增益的变化45

3.4.3反馈深度46

3.5负反馈对放大器的要求47

3.6集成运算放大器的基本构成48

3.6.1输入级48

3.6.2中间放大级51

3.6.3输出级52

3.6.4偏置电路53

3.7集成运算放大器的发展历程54

3.7.1早期的集成运算放大器54

3.7.2第二代集成运算放大器55

3.7.3新型集成运算放大器59

3.8应用集成运算放大器遇到的理论挑战与分析60

3.8.1负反馈需要放大器具有更高的开环增益60

3.8.2负反馈展宽带宽实际上是放大器本身性能已经有了质的飞跃60

3.8.3负反馈需要付出的代价61

3.8.4负反馈不能解决所有问题62

3.9真空管放大器不需要深度负反馈62

3.10集成运算放大器的优势63

3.10.1集成运算放大器构成的电路具有几乎完美的功能63

3.10.2集成运算放大器可以完成所有模拟电路的功能64

3.10.3集成运算放大器可以尽可能简化电路65

3.10.4集成运算放大器构成的电路的性能价格比是最高的66

3.10.5集成运算放大器可以减少电子工程师的劳动67

3.10.6集成运算放大器的通用性67

3.11电子设计竞赛所需要的集成运算放大器70

3.11.1不需要通用型集成运算放大器70

3.11.2需要高精度或精密型集成运算放大器70

3.11.3需要高速或宽带型集成运算放大器70

3.11.4需要微功耗型集成运算放大器71

3.11.5需要极低工作电压型集成运算放大器71

3.11.6需要集成比较器71

3.11.7怎样得到电子设计竞赛需要的性能优异的集成运算放大器73

第4章放大器设计74

4.1低噪声／微弱信号放大器的设计74

4.1.1器件的选择74

4.1.2低噪声放大器设计实例77

4.2高速、宽带放大器的设计81

4.2.1多级级联宽带放大器82

4.2.2单级宽带放大器85

4.2.3宽带集成运算放大器的选择与电路的选择85

4.3小信号高共模抑制比放大器的设计87

4.3.1高共模抑制比的实现87

4.3.2差动放大器参数87

4.3.3高输入阻抗的获得88

4.3.4同相并联差动放大器88

4.3.5实际的解决方案详解92

4.3.6测量放大器设计的电磁兼容与电路板设计93

4.3.7制作调试要点94

4.4各类比较器电路设计96

4.4.1比较器与运算放大器的区别96

4.4.2现实中的比较器99

4.4.3单电平比较器99

4.4.4同相输入迟滞比较器100

4.4.5反向输入迟滞比较器101

4.4.6迟滞比较器的应用102

4.4.7窗口比较器103

第5章数字控制电路及数字控制与设计105

5.1数字控制电路设计105

5.1.1利用计数器集成电路设计数字控制单元电路105

5.1.2防抖电路设计111

5.1.3带有防抖电路的4位数字控制单元电路111

5.2串行数据转换为并行数据的接口设计113

5.2.174HC595113

5.2.2利用74HC595实现串行数据的并行输出115

第6章线性电源设计121

6.1通用线性集成稳压器概述121

6.1.1通用线性集成稳压器的分类121

6.1.2通用集成电路命名方法121

6.2正电压固定电压78××三端集成稳压器122

6.2.178××三端集成稳压器的封装形式与引脚功能122

6.2.278××三端集成稳压器的内部电路原理124

6.3负输出固定电压78M××集成稳压器126

6.3.1负输出固定电压输出的78M××集成稳压器的原理126

6.3.279××系列集成稳压器的封装形式与引脚功能128

6.4电压可调集成稳压器129

6.4.1电压可调集成稳压器LM317、LM337系列的工作原理129

6.4.2LM317的工作原理129

6.4.3LM317的封装形式与引脚功能131

6.4.4LM337的工作原理131

6.4.5LM337的封装形式与引脚功能134

6.5集成稳压器的性能分析135

6.5.1极限参数135

6.5.2热特性136

6.5.3输出电压与输出电压的温度系数137

6.5.4电源电压调整率140

6.5.5负载效应141

6.5.6静态电流和调整端电流142

6.5.7静态电流和调整端电流变化范围143

6.5.8最小输出电流143

6.5.9纹波电压抑制比147

6.5.10动态响应149

6.5.11输出阻抗152

6.5.12最小输入—输出电压差与结温的关系153

6.5.13输出噪声电压155

6.5.14短路电流限制值与输出峰值电流155

6.6输出电压5V的线性稳压电源设计157

6.6.1稳压电源的基本性能要求157

6.6.2稳压器的选择158

6.6.3整流器电路的选择158

6.6.4整流变压器的选择158

6.6.5滤波电容器的选择160

6.6.6热设计160

6.6.7其他元件的选择161

6.6.8完整的整机电路161

6.7运算放大器供电的对称电源的制作161

6.7.1集成稳压器的选择162

6.7.2整流器电路与原件的选择162

6.7.3整流变压器的选择162

6.7.4滤波电容器的选择162

6.7.5热设计162

6.7.6整机完整电路163

6.7.7其他电路元件的选择163

6.7.8电路调节要点163

6.8数字控制的0～25V/1A可调稳压电源的制作164

6.8.1稳压器的选择164

6.8.2电位器调节输出电压和数字控制输出电压的选择164

6.8.3控制方式和步进电压的选择165

6.8.4输出电压检测电阻的参数选择166

6.8.5如何调节到0V166

6.8.6继电器的控制166

6.8.7整流器电路与滤波电容器的选择167

6.8.8整流变压器的选择与输出电压的切换168

6.8.9热设计169

6.8.10其他电路元件的选择170

6.9线性电流源设计170

6.9.1作为恒流源应用的集成稳压器的选择与分析170

6.9.2集成稳压器作为恒流源应用的一般方法171

6.9.3恒流值的调节171

6.9.4带有限压功能的恒流源的实现174

6.9.5数字控制电流源176

6.10恒流型电子负载181

6.10.1恒流型电子负载简介181

6.10.2数控恒流型电子负载的实现182

第7章开关电源设计185

7.1开关电源概述185

7.1.1我国的电源产业规模与人才需求的矛盾185

7.1.2电子设计竞赛中开关型电源的特点185

7.1.3开关电源的基础186

7.2非隔离降压型开关电源设计188

7.2.1分立元件的非隔离降压型变换器需要注意的问题188

7.2.2悬浮电压检测190

7.3采用悬浮电压检测的降压型开关电源解决方案（2011年电子设计竞赛试题解决方案）191

7.3.1试题191

7.3.2方案的选择192

7.3.3电路设计193

7.4隔离型低纹波电压开关稳压电源的设计实例（应用准谐振技术）194

7.4.1应用NCP1207A/B需要考虑的问题194

7.4.2用NCP1207A/B构成的准谐振式开关电源设计203

参考文献207