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第1章 电子系统设计概论1

1.1 电子系统设计的基本工作流程1

1.2 分析设计任务、查找参考方案、拟定初步设计方案2

1.3 单元电路仿真及系统集成仿真2

1.4 设计电路PCB4

1.5 元器件选型5

1.6 加工、制作电路PCB6

1.7 电路的装配、焊接及调试6

1.8 修改、升级原先的设计方案，整理并完成设计文档6

第2章 电子元器件的分类、功能及选型7

2.1元器件的分类、参数及封装7

2.1.1 元器件的参数标称值7

2.1.2 元器件的型号及参数标注9

2.2 电阻器13

2.2.1电阻器的常见类型14

2.2.2 电阻器的主要参数16

2.2.3 电阻器的串联与并联17

2.2.4 电阻器的选型19

2.2.5 排阻20

2.2.6 保险管21

2.2.7 熔断电阻22

2.2.8 敏感电阻23

2.3 电位器26

2.3.1 电位器的内部结构及工作原理27

2.3.2 电位器的基本工作电路27

2.3.3 常用电位器的分类28

2.3.4 电位器的主要参数32

2.3.5 电位器的选型34

2.4 电容器35

2.4.1 电容器的功能概述36

2.4.2 电容器的主要种类36

2.4.3 电容器的主要参数44

2.4.4 电容器的串联与并联46

2.4.5 电容器的选型47

2.5 电感器49

2.5.1 电感器的结构49

2.5.2 电感器的主要参数52

2.5.3 电感器的串联与并联55

2.5.4 常用电感器56

2.5.5 电感器选型及注意事项58

2.6 变压器58

2.6.1 变压器的种类、特性及设计59

2.6.2 变压器的主要参数59

2.6.3 变压器的主要分类60

2.7 晶振62

2.7.1 无源晶振62

2.7.2 有源晶振63

2.7.3 常用的晶振频率63

2.8 电声器件63

2.8.1 麦克风63

2.8.2 扬声器65

2.8.3 蜂鸣器66

2.9 半导体二极管67

2.9.1 二极管的结构工艺及封装67

2.9.2 二极管的分类68

2.9.3 二极管的参数及选型71

2.9.4 二极管使用时的注意事项71

2.10 发光二极管72

2.10.1 LED的外形特征72

2.10.2 LED应用电路72

2.11 三极管（双极型晶体管）73

2.11.1 三极管的常见类型74

2.11.2 三极管型号的识别75

2.11.3 三极管的选用原则及注意事项75

2.12 场效应管75

2.12.1场效应管的分类76

2.12.2 MOSFET的正确使用76

2.13 集成芯片76

2.13.1 常用集成芯片的基本分类及使用77

2.13.2 集成芯片的型号命名规则77

2.13.3 常用集成芯片的封装及引脚排列规律78

2.13.4 集成芯片的正确使用79

2.14 接插件80

2.14.1 排针与排插81

2.14.2 排针与杜邦线81

2.14.3 接插件的防呆工艺82

2.14.4 集成芯片插座82

2.14.5 其他常用接插件84

2.15 开关与继电器84

2.15.1 翻转开关85

2.15.2 自复位按钮88

2.15.3 电磁继电器89

2.15.4 开关的机械抖动与消抖91

习题93

第3章 模拟电路功能模块设计94

3.1 模拟电路设计概述94

3.1.1 模拟电路的基本结构94

3.1.2 模拟电路的发展趋势95

3.2 集成运放基础96

3.2.1集成运放电路的实用分析方法及步骤96

3.2.2 集成运放的电源供电96

3.2.3 集成运放的输出调零97

3.2.4 集成运放的负载驱动能力98

3.3 电压放大及转换电路设计99

3.3.1 同相比例运算放大电路99

3.3.2 同相交流放大电路100

3.3.3 反相比例运算放大电路101

3.3.4 反相交流放大电路102

3.3.5 交流信号分配电路102

3.3.6 反相加法电路103

3.3.7 差动减法电路103

3.3.8 仪表放大器电路105

3.3.9 反相积分电路106

3.3.10 反相微分电路106

3.3.11 峰值检测电路107

3.3.12 精密整流电路108

3.3.13 电流-电压转换电路109

3.3.14 电压-电流转换电路110

3.4 电压比较器电路设计111

3.4.1 单限电压比较111

3.4.2 迟滞电压比较113

3.4.3 窗口电压比较114

3.5 功率放大电路设计115

3.5.1 OTL功放115

3.5.2 OCL功放116

3.5.3 BTL功放117

3.6 有源滤波电路设计118

3.6.1 滤波电路的计算机辅助设计119

3.6.2 低通滤波电路（LPF）122

3.6.3 高通滤波电路（HPF）123

3.6.4 带通滤波电路（BPF）123

3.6.5 带阻滤波电路（BEF）124

3.7 波形发生器电路设计125

3.7.1 正弦波振荡电路125

3.7.2 矩形波振荡电路127

3.7.3 三角波发生电路128

3.8 晶体管驱动电路设计129

3.8.1 晶体管反相驱动电路129

3.8.2 功率负载驱动电路130

习题130

第4章 数字电路单元设计131

4.1 CMOS逻辑门131

4.1.1 逻辑门的特殊类型132

4.1.2 逻辑门的等效替换133

4.1.3 提高CMOS逻辑门的驱动能力134

4.2 组合逻辑电路设计134

4.2.1 二进制译码器74HC 138135

4.2.2 显示译码器137

4.2.3 数值比较器74HC85139

4.2.4 数据选择器74HC 151140

4.3 计数器设计142

4.3.1 同步计数器74HC 160/161142

4.3.2 可逆计数器74HC 192/193143

4.3.3 计数器级联144

4.4 移位寄存器设计144

4.4.1 串入-串/并出8位移位寄存器74HC 164145

4.4.2 串入-并出8位移位寄存器74HC595145

4.4.3 串/并入-串出8位移位寄存器74HC165、 74HC166146

4.4.4 双向4位移位寄存器74HC194147

4.4.5 十进制脉冲分配器CD4017149

4.5 锁存器设计150

4.6 触发器设计151

4.7 单稳态触发器设计152

4.7.1 不可重复触发单稳态触发器152

4.7.2 可重复触发单稳态触发器153

4.8 多谐振荡电路设计154

4.8.1 CD4047构成多谐振荡电路154

4.8.2 CD4060构成多谐振荡/分频电路154

4.8.3 逻辑门构成多谐振荡电路155

4.8.4 采用晶振的多谐振荡电路157

4.9 模拟开关设计159

4.9.1 4路双向模拟开关74HC4066159

4.9.2 单8/双4路模拟开关ADG608/609160

4.10 555定时器设计161

4.10.1 多谐振荡电路设计161

4.10.2 单稳态电路设计162

4.10.3 施密特触发器设计163

习题163

第5章 电源电路设计基础164

5.1 线性直流电源电路设计164

5.1.1 整流电路164

5.1.2 滤波电路166

5.1.3 电压基准TL431168

5.1.4 串联反馈型稳压电源电路168

5.1.5 固定电压集成稳压芯片169

5.1.6 电压可调集成稳压芯片170

5.1.7 低压差LDO集成稳压电路170

5.2 开关电源电路170

5.2.1降压型BUCK电路171

5.2.2 升压型BOOST电路172

5.2.3 负电源转换电路172

5.3 电流检测电路设计173

5.4 电池174

5.4.1 碱性电池、碳性电池174

5.4.2 镍氢电池、镍镉电池174

5.4.3 铅蓄电池175

5.4.4 一次性锂电池175

5.4.5 可充电锂电池175

5.4.6 银锌电池175

5.4.7 太阳能电池175

习题175

第6章 电路设计与软件仿真176

6.1 Multisim仿真软件基本操作176

6.1.1 软件使用须知176

6.1.2 软件操作界面176

6.1.3 仿真元器件库179

6.1.4 虚拟仿真仪器库182

6.2 模拟电路的仿真183

6.2.1电气连线、电气节点的放置与删除184

6.2.2 电源、信号源、参考地的设置184

6.2.3 虚拟示波器的设置186

6.2.4 虚拟万用表的设置191

6.2.5 电位器的参数调整192

6.2.6 模拟电路的仿真、调试192

6.3 数字电路的仿真193

6.3.1 数字集成芯片193

6.3.2 时钟源、电源及数字地193

6.3.3 虚拟逻辑分析仪194

6.3.4 虚拟函数信号发生器195

6.3.5 运行数字电路仿真196

6.3.6 绘制总线197

6.3.7 按钮与开关在数字电路中的应用199

6.4 子电路的创建201

6.4.1 子电路的创建概述201

6.4.2 搭建子电路的内部电路结构201

6.4.3 子电路输入/输出端口设定202

6.4.4 调用子电路完成电路的仿真202

习题203

第7章 计算机辅助电路PCB设计204

7.1 印制电路板设计概述204

7.1.1 PCB的演变历史204

7.1.2 PCB设计的任务及要求204

7.1.3 基于Altium Designer的PCB设计流程205

7.2 电路原理图设计205

7.2.1创建并保存PCB工程、原理图设计文件206

7.2.2 加载原理图库文件209

7.2.3 原理图库元器件在绘图工作区中的操作212

7.2.4 电气连线220

7.3 设计PCB223

7.3.1 PCB设计流程223

7.3.2 新建PCB文件223

7.3.3 PCB的长度计量单位226

7.3.4 PCB板外框的规划设计226

7.3.5 将电路原理图导入PCB设计文件228

7.3.6 元器件在PCB中的布局230

7.3.7 设定PCB的布线规则233

7.3.8 对PCB进行电气布线237

7.4 编辑原理图库元器件244

7.4.1 新建原理图库文件244

7.4.2 创建并编辑原理图库元器件245

7.4.3 修改并编辑系统自带的原理图库元器件250

7.5 创建PCB封装库元器件252

7.5.1 新建并保存PCB库文件252

7.5.2 PCB封装库元器件的创建流程253

7.5.3 加载自制的PCB封装库文件256

习题256

第8章 电路PCB加工及制作工艺257

8.1 PCB制板工艺概述257

8.1.1 敷铜板257

8.1.2 电路PCB258

8.2 丝网印刷制板工艺260

8.2.1单层PCB的丝网印刷工艺260

8.2.2 双层PCB的丝网印刷工艺261

8.2.3 多层PCB的丝网印刷工艺261

8.3 手绘制板工艺261

8.3.1 鸭嘴笔手绘制板工艺261

8.3.2 手绘制板工艺的应用范围及局限性262

8.4 紫外曝光制板工艺262

8.5 雕刻制板工艺263

8.5.1 手工雕刻PCB制板工艺263

8.5.2 机械雕刻PCB制板工艺264

8.5.3 激光雕刻PCB制板工艺264

8.6 热转印PCB制板工艺264

8.6.1 热转印PCB制板工艺的特点264

8.6.2 针对热转印工艺对PCB板图进行修改265

8.6.3 热转印PCB制板工艺的基本流程266

8.7 金属墨滴PCB制板工艺272

习题272

第9章 元器件装配、焊接及拆焊工艺273

9.1 装配工艺273

9.1.1 直插元器件在PCB中的插装273

9.1.2 元器件插装前的准备工作276

9.1.3 元器件插装过程中的典型故障278

9.2 常规电子焊接工艺279

9.2.1电子焊接工艺概述279

9.2.2 常用焊接工艺的分类279

9.2.3 锡焊的原理及基本条件280

9.2.4 焊料282

9.2.5 助焊剂284

9.2.6 电烙铁285

9.2.7 其他焊接辅助工具291

9.2.8 手工焊接工艺297

9.2.9 特殊元器件的焊接工艺302

9.3 拆焊工艺303

9.3.1 毁坏式拆焊工艺303

9.3.2 手工逐点拆焊工艺303

9.3.3 局部集中加热拆焊工艺306

9.3.4 拆焊工艺的特点306

9.4 表面贴装焊接工艺307

9.4.1 贴片元器件的特点307

9.4.2 贴片元器件的手工焊接及拆焊工艺308

习题311

第10章 元器件参数测试、质量检测及等效代换312

10.1 电阻类元器件的测量与测试312

10.1.1 固定电阻的检测312

10.1.2 固定电阻的故障判别及其替换314

10.1.3 熔断电阻器的检测314

10.1.4 敏感电阻的检测315

10.1.5 电位器的检测315

10.2 电容器的测量与测试316

10.2.1使用数字万用表对电容器进行参数测试316

10.2.2 使用模拟万用表对电容器进行性能评估及故障检测317

10.2.3 电容器的故障类型及判别方法318

10.2.4 采用观察法识别电容器故障318

10.2.5 电容器的等效代换原则319

10.3 电感器与工频变压器的检测319

10.3.1 电感器的故障类型及检测319

10.3.2 工频变压器的检测320

10.3.3 工频变压器的主要故障及维修321

10.4 二极管的识别与测试321

10.4.1 利用数字万用表的二极管挡测试普通二极管321

10.4.2 利用模拟万用表的欧姆挡测试普通二极管322

10.4.3 稳压二极管的检测322

10.4.4 LED的检测322

10.4.5 桥堆的检测323

10.5 三极管的引脚识别及质量检测323

10.5.1 三极管的引脚排列规律323

10.5.2 双极型三极管的检测324

10.5.3 MOSFET场效应管的检测325

10.6 集成芯片的测试325

10.7 驻极体麦克风的简单性能检测326

10.8 开关类元器件的检测326

习题326

第11章 电路系统调试工艺327

11.1 电路系统调试人员需要具备的基本技能327

11.2 常用的电路调试仪器仪表328

11.3 电路系统调试的基本步骤329

11.3.1 预检查329

11.3.2 通电调试330

11.3.3 整机联调332

11.4 电路调试过程中的常见故障排查332

11.4.1 观察法333

11.4.2 测量法334

11.4.3 替换法335

习题336

第12章 电子电路课程设计示例337

12.1电子电路课程设计概述337

12.2 电子电路课程设计示例338

12.3 电子电路课程设计的总结与展望344

习题344

附录345

附录A 模拟电路常用元器件的内部结构及引脚排列345

附录B 常用数字集成逻辑电路的型号及功能346

附录C 元器件常见封装前缀的含义及尺寸347

附录D 常用稳压二极管的标称稳压值348

附录E 元器件单位的数量级标识348

附录F Altium Designer软件中的常用原理图库元器件349

附录G 常用元器件在Altium Designer软件中的封装参数（单位：mil）350

参考文献353