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本書適合作為模電翻轉(zhuǎn)課堂和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)的教材，立足于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基于TI模擬技術(shù)及MCU平臺(tái)，共8章4個(gè)附錄，主要內(nèi)容包括：TINA-TI仿真軟件應(yīng)用基礎(chǔ)、模擬電路基礎(chǔ)知識(shí)、晶體管電路設(shè)計(jì)、運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ)、電源管理、單片機(jī)編程基礎(chǔ)知識(shí)、綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)例程等。本書將基礎(chǔ)理論、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理念有機(jī)結(jié)合，是一本對(duì)讀者來說真正"好用”的指導(dǎo)書，本書配套電子課件、實(shí)驗(yàn)參考例程等。
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目錄
編輯
第1章 TINA-TI仿真軟件應(yīng)用基礎(chǔ) 1
1.1 運(yùn)放緩沖器電路分析 1
1.1.1 電路搭建 1
1.1.2 直流特性分析 2
1.1.3 交流特性分析 3
1.1.4 瞬時(shí)現(xiàn)象分析 4
1.1.5 穩(wěn)定輸出的緩沖器電路 5
1.1.6 小結(jié) 6
1.2 傅里葉分析 6
1.3 直流參數(shù)掃描 9
1.4 數(shù)學(xué)分析工具 10?[1]?
1.6 時(shí)間開關(guān)與開關(guān)電源電路 13
1.7 添加元件模型 14
第2章 模擬電路基礎(chǔ)知識(shí) 16
2.1 電壓源與電流源 16
2.1.1 電壓源的本質(zhì) 16
2.1.2 電壓源的內(nèi)阻 17
2.1.3 電流源的本質(zhì) 19
2.1.4 電流源的內(nèi)阻 20
2.1.5 電源適配器5V/2A 20
2.1.6 超級(jí)充電器 20
2.2 電子器件的本質(zhì) 21
2.2.1 電阻 21
2.2.2 電容 22
2.2.3 電感 23
2.3 阻抗與濾波器 25
2.3.1 元件的阻抗 25
2.3.2 濾波器原理 26
2.4 波特圖與零、極點(diǎn) 27
2.4.1 幅頻與相頻特性曲線 27
2.4.2 多階濾波器的交流傳輸特性 28
2.4.3 零點(diǎn)與極點(diǎn) 30
2.5 電阻、電容的實(shí)際等效模型 31
2.5.1 電阻的高頻等效模型 32
2.5.2 電容的等效模型 32
2.6 輸入阻抗與輸出阻抗 34
2.7 電路中的帶寬 35
2.8 電子元件的溫度特性 36
2.8.1 電阻的溫度特性 36
2.8.2 電容的溫度特性 37?[1]?
2.8.3 半導(dǎo)體元器件的溫度特性 37
2.9 熱阻與散熱 38
2.9.1 管芯溫度與環(huán)境溫度 38
2.9.2 熱阻的計(jì)算 38
2.9.3 常見封裝及散熱器的熱阻 39
2.10 阻抗匹配 40
2.10.1 傳輸線的特性阻抗 40
2.10.2 阻抗匹配的方法 41
2.11 功率因數(shù) 41
2.11.1 有效值 42
2.11.2 位移因數(shù) 42
2.11.3 基波因數(shù) 44
2.11.4 功率因數(shù)的三個(gè)疑問 46
2.11.5 整流電路的功率因數(shù) 47?[1]?
2.11.6 小結(jié) 48
第3章 晶體管電路設(shè)計(jì) 49
3.1 二極管電路 49
3.1.1 二極管的一般性質(zhì) 49
3.1.2 二極管的伏安特性 49
3.1.3 二極管的動(dòng)態(tài)特性 50
3.1.4 快恢復(fù)二極管與肖特基二極管 51
3.1.5 穩(wěn)壓二極管 51
3.1.6 發(fā)光二極管 52
3.2 三極管基本特性 52
3.3 三極管恒流源電路 52
3.3.1 恒流源放電電路 53
3.3.2 恒流源充電電路 54
3.3.3 小結(jié) 55
3.4 共射放大電路 55
3.4.1 共射放大電路一般性質(zhì) 55
3.4.2 放大電路的直流偏移 56?[1]?
3.4.3 共射放大電路的飽和現(xiàn)象 57
3.4.4 共射放大電路的截止現(xiàn)象 58
3.4.5 電壓源的交流等電位 59
3.4.6 共射放大電路的輸入阻抗和
輸出阻抗 59
3.4.7 共射放大電路電路的密勒效應(yīng) 60
3.4.8 共射放大電路的設(shè)計(jì) 60
3.4.9 共射放大電路的擴(kuò)展電路 63
3.5 差分放大電路 68
3.6 共集放大電路 70
3.6.1 射極跟隨器 71
3.6.2 射隨電路的輸入/輸出阻抗 71
3.6.3 射隨電路的帶寬 72
3.6.4 甲類功率放大電路 72
3.6.5 乙類功率放大電路 74
3.6.6 甲乙類功率放大電路 75
3.6.7 共射共集組合放大電路 76
3.7 共基放大電路 77
3.7.1 基本共基放大電路 77?[1]?
3.7.2 共基放大電路的輸入/輸出阻抗 78
3.7.3 共基放大電路的頻率特性 78
3.7.4 共基共射放大電路 79
3.8 其他放大電路 81
3.8.1 達(dá)林頓電路 81
3.8.2 推挽放大電路 81
3.8.3 直接耦合多級(jí)放大電路 82
第4章 運(yùn)放應(yīng)用基礎(chǔ) 84
4.1 基本運(yùn)算放大電路 84
4.1.1 反相比例運(yùn)算電路 84
4.1.2 同相比例運(yùn)算電路 85
4.1.3 加法運(yùn)算電路 87
4.1.4 減法運(yùn)算電路 89
4.1.5 積分運(yùn)算電路 93
4.1.6 微分運(yùn)算電路 95
4.1.7 PID運(yùn)算放大電路 96
4.2 實(shí)際運(yùn)算放大電路 98
4.2.1 軌至軌與運(yùn)放供電 99
4.2.2 運(yùn)放的帶寬與壓擺率 100
4.2.3 輸入阻抗與偏置電流 103
4.2.4 失調(diào)電壓與零漂移放大器 105
4.2.5 電流反饋運(yùn)算放大器 106
4.3 特殊運(yùn)算放大器 106
4.3.1 差分放大器 107
4.3.2 儀表放大器 109
4.3.3 電流檢測(cè)放大器 111
4.3.4 可變?cè)鲆娣糯笃?/u> 114
4.3.5 電壓頻率轉(zhuǎn)換器 116
4.3.6 隔離放大器 117
4.4 有源濾波器 120
4.4.1 簡(jiǎn)單有源濾波器 120
4.4.2 有源濾波器設(shè)計(jì)軟件 123
4.4.3 Sallen-Key濾波器的高頻饋通
現(xiàn)象 126?[1]?
4.4.4 運(yùn)放帶寬對(duì)濾波器的影響 128
第5章 電源管理 130
5.1 電力MOSFET開關(guān) 130
5.1.1 電力MOSFET的工作原理 130
5.1.2 導(dǎo)通電阻 131
5.1.3 額定電壓 131
5.1.4 額定電流 132
5.1.5 開關(guān)時(shí)間 133
5.1.6 MOSFET開關(guān)的驅(qū)動(dòng) 135
5.1.7 同步整流 137
5.2 斬波電路 138
5.2.1 Buck降壓斬波電路 138
5.2.2 電荷泵電路 142
5.2.3 Boost升壓斬波電路 144?[1]?
5.2.4 升降壓斬波電路 149
5.2.5 Cuk斬波電路 151
5.2.6 Sepic和Zeta斬波電路 153
5.2.7 電流可逆斬波電路 153
5.3 橋式電路 158
5.3.1 全橋電路 158
5.3.2 半橋電路 159
5.4 驅(qū)動(dòng)的隔離 160
5.4.1 驅(qū)動(dòng)電平的浮動(dòng)現(xiàn)象 160
5.4.2 自舉升壓驅(qū)動(dòng) 160
5.4.3 P型管驅(qū)動(dòng) 161
第6章 單片機(jī)編程基礎(chǔ)知識(shí) 163
6.1 C99數(shù)據(jù)類型 163
6.2 匈牙利命名法 163
6.3 C語言高級(jí)編程 164
6.3.1 結(jié)構(gòu)體 165
6.3.2 聯(lián)合體 167
6.3.3 枚舉 169
6.3.4 指針 169
第7章 綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì) 173
7.1 概述 173?[1]?
7.2 開關(guān)跳線及兼容性說明 174
7.2.1 LaunchPad單片機(jī)開發(fā)板兼容 174
7.2.2 電機(jī)選擇開關(guān) 175
7.2.3 DAC輸出及藍(lán)牙兼容開關(guān) 175
7.3 核心板 176
7.3.1 人機(jī)交互單元 176
7.3.2 開關(guān)電源實(shí)驗(yàn)單元 180
7.3.3 DAC單元 184
7.4 超聲波板 184
7.4.1 超聲波發(fā)射 184
7.4.2 超聲波接收 186
7.4.3 超聲波測(cè)距范圍 188?[1]?
7.4.4 放大電路的自激振蕩實(shí)例 190
7.4.5 有源濾波電路 191
7.5 音頻稱重板 192
7.5.1 駐極體錄音 193
7.5.2 數(shù)字音頻存儲(chǔ) 195
7.5.3 電源線耦合干擾實(shí)例 195
7.5.4 數(shù)字音頻播放 196
7.5.5 稱重傳感器電路 198
7.6 電機(jī)板 200
7.6.1 雙H橋驅(qū)動(dòng) 200
7.6.2 直流電機(jī)控制 201
7.6.3 光電測(cè)速 202
7.6.4 步進(jìn)電機(jī)控制 204
7.7 傳感器板 205
7.7.1 光敏電阻用于自動(dòng)背光控制 205
7.7.2 紅外一體接收傳感器 206
7.7.3 三軸加速度傳感器 207
7.8 晶體管圖示儀板 208
7.8.1 DAC雙極性輸出原理 209
7.8.2 HowLand壓控電流源 209
7.8.3 電流電壓檢測(cè)與緩沖器 210
7.8.4 圖示儀繪圖原理 211
第8章 用戶實(shí)驗(yàn)例程 212
8.1 菜單框架 212
8.1.1 菜單程序軟件流程圖 212?[1]?
8.1.2 全局變量 213
8.1.3 Subject結(jié)構(gòu)體 213
8.1.4 Demo_OS( )函數(shù) 214
8.1.5 菜單演示實(shí)驗(yàn) 216
8.2 直流電機(jī)反饋控制實(shí)驗(yàn) 216
8.2.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 216
8.2.2 軟件流程圖 217
8.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟 218
8.2.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 218
8.3 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制實(shí)驗(yàn) 219
8.3.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 219?[1]?
8.3.2 軟件流程圖 219
8.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟 220
8.3.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 221
8.4 超聲波測(cè)距實(shí)驗(yàn) 222
8.4.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 222
8.4.2 軟件流程圖 222
8.4.3 實(shí)驗(yàn)步驟 223
8.4.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 224
8.5 白光LED驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn) 225
8.5.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 225
8.5.2 軟件流程圖 225
8.5.3 實(shí)驗(yàn)步驟 226?[1]?
8.5.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 226
8.6 三軸加速度傳感器實(shí)驗(yàn) 226
8.6.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 226
8.6.2 軟件流程圖 227
8.6.3 實(shí)驗(yàn)步驟 228
8.6.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 228
8.7 紅外解碼實(shí)驗(yàn) 228
8.7.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 228
8.7.2 軟件流程圖 229
8.7.3 實(shí)驗(yàn)步驟 230
8.7.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 230
8.8 錄放機(jī)實(shí)驗(yàn) 230
8.8.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 230
8.8.2 軟件流程圖 231
8.8.3 實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象 232
8.8.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 232
8.9 稱重傳感器實(shí)驗(yàn) 233
8.9.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 233
8.9.2 軟件流程圖 233?[1]?
8.9.3 實(shí)驗(yàn)步驟 234
8.9.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 234
8.10 晶體管圖示儀實(shí)驗(yàn) 235
8.10.1 實(shí)驗(yàn)原理圖 235
8.10.2 軟件流程圖 236
8.10.3 實(shí)驗(yàn)步驟 237
8.10.4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 237
8.11 播放器實(shí)驗(yàn) 238
8.12 雜項(xiàng)功能實(shí)驗(yàn) 239
8.12.1 SPWM濾波實(shí)驗(yàn) 240
8.12.2 觸摸按鍵實(shí)驗(yàn) 240
8.12.3 DAC雙極性輸出實(shí)驗(yàn) 242
附錄A 運(yùn)放電路的穩(wěn)定性 243
附錄B 運(yùn)放的噪聲計(jì)算 255
附錄C ST7567與圖形庫 261
附錄D SD卡與文件系統(tǒng) 269
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