電子工程師自學速成 提高篇 第2版

蔡杏山

电工电子领域专家。曾做过十多年的教师，先后在不同的大中专院校任教，所授课程有电子技术基础、收录机、电视机、录像机、VCD影碟机、摄录像机、电子线路、电子测量仪器、电工技术、PLC技术、变频技术等。2008年后蔡老师将工作重心放在了图书写作上，编著的各类电工电子类图书超过100本，开卷数据统计，蔡老师编著的电工电子类图书全国销量总码洋常年排在前三列，开创单本销量10万册以上的好成绩。

第 1章　電路分析基礎 1

1.1　電路分析的基本方法與規律　1

1.1.1　歐姆定律　1

1.1.2　電功、電功率和焦耳定律　3

1.1.3　電阻的串聯、並聯與混聯　4

1.2　復雜電路的分析方法與規律　5

1.2.1　基本概念　5

1.2.2　基爾霍夫定律　6

1.2.3　疊加定理　8

1.2.4　戴維南定理　9

1.2.5　最大功率傳輸定理與阻抗變換　10

第 2章　放大電路　12

2.1　基本放大電路　12

2.1.1　固定偏置放大電路　12

2.1.2　分壓式偏置放大電路　13

2.1.3　交流放大電路　15

2.1.4　放大電路的3種基本接法　16

2.1.5　電路實踐：朗讀助記器原理與檢修（一）　19

2.2　負反饋放大電路　22

2.2.1　反饋知識介紹　22

2.2.2　反饋類型的判別　22

2.2.3　常見負反饋放大電路　26

2.2.4　負反饋對放大電路的影響　27

2.2.5　電路實踐：朗讀助記器原理與檢修（二）　27

2.3　功率放大電路　29

2.3.1　功率放大電路的3種狀態　30

2.3.2　變壓器耦合功率放大電路　31

2.3.3　OTL功率放大電路　32

2.3.4　OCL功率放大電路　34

2.3.5　BTL功率放大電路　35

2.3.6　電路實踐：朗讀助記器的原理與檢修（三）　37

2.4　多級放大電路　38

2.4.1　阻容耦合放大電路　39

2.4.2　直接耦合放大電路　39

2.4.3　變壓器耦合放大電路　39

2.5　場效應管放大電路　40

2.5.1　結型場效應管及其放大電路　40

2.5.2　增強型絕緣柵場效應管及其放大電路　42

2.5.3　耗盡型絕緣柵場效應管及其放大電路　44

第3章　放大器　46

3.1　直流放大器　46

3.1.1　直流放大器的級間靜態工作點影響問題　46

3.1.2　零點漂移問題　47

3.2　差動放大器　48

3.2.1　基本差動放大器　48

3.2.2　實用的差動放大器　50

3.2.3　差動放大器的幾種連接形式　51

3.3　集成運算放大器　53

3.3.1　集成運算放大器的基礎知識　53

3.3.2　集成運算放大器的線性應用電路　54

3.3.3　集成運算放大器的非線性應用電路　57

3.3.4　集成運算放大器的保護電路　59

3.4　電路實踐——小功率集成立體聲功放器　61

3.4.1　電路原理　61

3.4.2　安裝與調試　61

3.4.3　電路檢修　62

第4章　諧振電路與濾波電路　63

4.1　諧振電路　63

4.1.1　串聯諧振電路　63

4.1.2　並聯諧振電路　64

4.2　濾波電路　65

4.2.1　無源濾波器　65

4.2.2　有源濾波器　68

第5章　振盪器　70

5.1　振盪器的基礎知識　70

5.1.1　振盪器的組成　70

5.1.2　振盪器的工作條件　70

5.2　RC振盪器　71

5.2.1　RC移相式振盪器　71

5.2.2　RC橋式振盪器　72

5.3　電路實踐——可調音頻信號發生器　73

5.3.1　電路原理　74

5.3.2　安裝與調試　74

5.3.3　電路檢修　74

5.4　LC振盪器　75

5.4.1　變壓器反饋式振盪器　75

5.4.2　電感三點式振盪器　76

5.4.3　電容三點式振盪器　77

5.4.4　改進型電容三點式振盪器　78

5.5　石英晶體及晶體振盪器　79

5.5.1　石英晶體　79

5.5.2　晶體振盪器　80

第6章　調制電路與解調電路　82

6.1　無線電信號的發送與接收　82

6.1.1　無線電信號的發送　82

6.1.2　無線電信號的接收　83

6.2　幅度調制與檢波電路　84

6.2.1　幅度調制電路　84

6.2.2　檢波電路　85

6.3　頻率調制與鑒頻電路　86

6.3.1　頻率調制電路　86

6.3.2　鑒頻電路　88

第7章　變頻電路與反饋控制電路　94

7.1　變頻電路　94

7.1.1　倍頻電路　94

7.1.2　混頻電路　95

7.2　反饋控制電路　96

7.2.1　自動增益控制（AGC）電路　96

7.2.2　自動頻率控制（AFC）電路　98

7.2.3　鎖相環（PLL）控制電路　99

第8章　電源電路　101

8.1　整流電路　101

8.1.1　半波整流電路　101

8.1.2　全波整流電路　103

8.1.3　橋式整流電路　104

8.1.4　倍壓整流電路　106

8.2　濾波電路　107

8.2.1　電容濾波電路　107

8.2.2　電感濾波電路　109

8.2.3　復合濾波電路　109

8.2.4　電子濾波電路　110

8.3　穩壓電路　111

8.3.1　簡單的穩壓電路　111

8.3.2　串聯型穩壓電路　112

8.3.3　電路實踐——0～12V可調電源　113

8.4　開關電源　115

8.4.1　開關電源的基本工作原理　116

8.4.2　3種類型的開關電源工作原理分析　116

8.4.3　開關電源電路分析　118

第9章　數字電路基礎與門電路　122

9.1　數字電路基礎　122

9.1.1　模擬信號與數字信號　122

9.1.2　正邏輯與負邏輯　123

9.1.3　三極管的3種工作狀態　123

9.2　基本門電路　124

9.2.1　與門　124

9.2.2　或門　126

9.2.3　非門　127

9.3　電路實踐——門電路實驗板　128

9.3.1　電路原理　128

9.3.2　實物安裝　129

9.3.3　基本門電路實驗　129

9.4　復合門電路　131

9.4.1　與非門　131

9.4.2　或非門　132

9.4.3　與或非門　134

9.4.4　異或門　135

9.4.5　同或門　137

9.5　集成門電路　138

9.5.1　TTL集成門電路　138

9.5.2　CMOS集成門電路　144

第 10章　數制、編碼與邏輯代數　150

10.1　數制　150

10.1.1　十進制數　150

10.1.2　二進制數　150

10.1.3　十六進制數　152

10.1.4　數制轉換　152

10.2　編碼　153

10.2.1　8421BCD碼、2421BCD碼和5421BCD碼　153

10.2.2　餘3碼　154

10.2.3　格雷碼　154

10.2.4　奇偶校驗碼　155

10.3　邏輯代數　156

10.3.1　邏輯代數的常量和變量　156

10.3.2　邏輯代數的基本運算規律　156

10.3.3　邏輯表達式的化簡　157

10.3.4　邏輯表達式、邏輯電路和真值表相互轉換　159

10.3.5　邏輯代數在邏輯電路中的應用　161

第 11章　組合邏輯電路　162

11.1　組合邏輯電路分析與設計　162

11.1.1　組合邏輯電路的分析　162

11.1.2　組合邏輯電路的設計　163

11.2　編碼器　164

11.2.1　普通編碼器　165

11.2.2　優先編碼器　166

11.3　解碼器　168

11.3.1　二進制解碼器　168

11.3.2　二—十進制解碼器　171

11.3.3　數碼顯示器與顯示解碼器　173

11.4　電路實踐——數碼管解碼控制器　178

11.4.1　電路原理　179

11.4.2　實驗操作　180

11.5　加法器　181

11.5.1　半加器　181

11.5.2　全加器　182

11.5.3　多位加法器　183

11.6　數值比較器　184

11.6.1　等值比較器　184

11.6.2　數值比較器　185

11.7　數據選擇器　187

11.7.1　結構與原理　187

11.7.2　常用數據選擇器芯片　188

11.8　奇偶校驗原理及奇偶校驗器　189

11.8.1　奇偶校驗原理　189

11.8.2　奇偶校驗器　190

第 12章　時序邏輯電路　192

12.1　觸發器　192

12.1.1　基本RS觸發器　192

12.1.2　同步RS觸發器　194

12.1.3　D觸發器　195

12.1.4　JK觸發器　197

12.1.5　T觸發器　199

12.1.6　主從觸發器和邊沿觸發器　200

12.2　寄存器與移位寄存器　202

12.2.1　寄存器　202

12.2.2　移位寄存器　203

12.3　計數器　208

12.3.1　二進制計數器　208

12.3.2　十進制計數器　211

12.3.3　任意進制計數器　212

12.3.4　常用計數器芯片　213

12.4　電路實踐——電子密碼控制器　217

12.4.1　電路原理　217

12.4.2　實驗操作　221

第 13章　脈沖電路　223

13.1　脈沖電路基礎　223

13.1.1　脈沖的基礎知識　223

13.1.2　RC電路　224

13.2　脈沖產生電路　227

13.2.1　多諧振盪器　227

13.2.2　鋸齒波發生器　229

13.3　脈沖整形電路　230

13.3.1　單穩態觸發器　230

13.3.2　施密特觸發器　233

13.3.3　限幅電路　236

13.4　555定時器/時基電路　239

13.4.1　結構與原理　239

13.4.2　應用　240

13.5　電路實踐——電子催眠器　244

13.5.1　電子催眠的原理　244

13.5.2　電路原理　245

13.5.3　實驗操作及分析　246

第 14章　D/A轉換器和A/D轉換器　247

14.1　概述　247

14.2　D/A轉換器　247

14.2.1　D/A轉換原理　247

14.2.2　D/A轉換器　248

14.2.3　D/A轉換器芯片DAC0832　251

14.3　A/D轉換器　252

14.3.1　A/D轉換原理　252

14.3.2　A/D轉換器　254

14.3.3　A/D轉換器芯片ADC0809　256

第 15章　半導體存儲器　259

15.1　順序存儲器　259

15.1.1　動態移存單元　259

15.1.2　動態移存器　260

15.1.3　常見順序存儲器　260

15.2　隨機存儲器　261

15.2.1　隨機存儲器的結構與原理　262

15.2.2　存儲單元　263

15.2.3　存儲器容量的擴展　266

15.3　只讀存儲器　268

15.3.1　固定只讀存儲器（ROM）　268

15.3.2　可編程只讀存儲器（PROM）　270

15.3.3　可改寫只讀存儲器（EPROM）　271

15.3.4　電可改寫只讀存儲器（EEPROM）　272

第 16章　電力電子電路　273

16.1　整流電路（AC-DC變換電路）　273

16.1.1　不可控整流電路　273

16.1.2　可控整流電路　275

16.2　斬波電路（DC-DC變換電路）　278

16.2.1　基本斬波電路　278

16.2.2　復合斬波電路　282

16.3　逆變電路（DC-AC變換電路）　285

16.3.1　逆變原理　285

16.3.2　電壓型逆變電路　285

16.3.3　電流型逆變電路　289

16.3.4　復合型逆變電路　291

16.4　PWM控制技術　294

16.4.1　PWM控制的基本原理　294

16.4.2　SPWM波的產生　295

16.4.3　PWM控制方式　298

16.4.4　PWM整流電路　301

16.5　交流調壓電路　303

16.5.1　單向晶閘管交流調壓電路　303

16.5.2　雙向晶閘管交流調壓電路　303

16.5.3　脈沖控制交流調壓電路　304

16.5.4　三相交流調壓電路　306

16.6　交—交變頻電路（AC-AC變換電路）　306

16.6.1　單相交—交變頻電路　306

16.6.2　三相交—交變頻電路　309

第 17章　集成電路　311

17.1　電源芯片　311

17.1.1　三端固定輸出穩壓器（78xx/79xx）及應用電路　311

17.1.2　三端可調輸出穩壓器（x17/x37）及應用電路　314

17.1.3　三端低降壓穩壓器（AMS1117）及應用電路　316

17.1.4　三端精密穩壓器（TL431）及應用電路　317

17.1.5　開關電源芯片（VIPer12A/VIPer22A）及應用電路　319

17.1.6　開關電源控制芯片（UC384x）及應用電路　321

17.1.7　PWM控制器芯片（SG3525/KA3525）及應用電路　323

17.1.8　小功率開關電源芯片（PN8024）及應用電路　325

17.2　運算放大器、電壓比較器和音頻 功放器芯片　327

17.2.1　雙運算放大器（LM358）及應用電路　327

17.2.2　四運算放大器（LM324）及應用電路　329

17.2.3　雙電壓比較器（LM393）及應用電路　330

17.2.4　四電壓比較器（LM339）　331

17.2.5　音頻功率放大器（LM386）及應用電路　331

17.2.6　音頻功率放大器（TDA2030）及應用電路　333

17.3　驅動芯片　334

17.3.1　七路大電流達林頓三極管驅動芯片（ULN2003）及應用電路334

17.3.2　單全橋/單H橋/電機驅動芯片（L9110）及應用電路　337

17.3.3　雙全橋/雙H橋/電機驅動芯片（L298/L293）及應用電路　338

17.3.4　IGBT驅動芯片（M57962/M57959）及應用電路　340

17.4　常用數字電路芯片　341

17.4.1　74系列芯片簡介　341

17.4.2　8路三態輸出D型鎖存器芯片（74HC573）及應用電路　345

17.4.3　三—八線解碼器/多路分配器芯片（74HC138）及應用電路　346

17.4.4　8位串行輸入並行輸出芯片（74HC595）及應用電路　348

17.4.5　8路選擇器/分配器芯片（74HC4051）　348

17.4.6　串/並轉換芯片（74HC164）及應用電路　350

17.4.7　並/串轉換芯片（74HC165）及應用電路　351

第 18章　電磁爐的原理與結構　353

18.1　電磁爐的加熱原理與組成　353

18.1.1　磁場產生電流　353

18.1.2　渦流的形成與加熱　353

18.1.3　電磁爐的加熱原理　354

18.1.4　電磁爐的組成方框圖及說明　354

18.2　電磁爐的結構與拆卸　356

18.2.1　電磁爐的種類與外部結構　356

18.2.2　電磁爐上蓋的拆卸　357

18.2.3　操作顯示電路板的拆卸　357

18.2.4　爐盤線圈和散熱風扇的拆卸　358

18.2.5　電磁爐各電氣部件及連接　359

18.2.6　電磁爐所有部件拆解一覽圖　359

第 19章　電磁爐電路　360

19.1　主電路　360

19.1.1　主電路分析　360

19.1.2　主電路重要元件功能及故障說明　361

19.1.3　主電路的檢修　363

19.2　電源電路　364

19.2.1　線性電源和開關電源的快速判別　364

19.2.2　線性電源電路分析　365

19.2.3　線性電源電路的檢修　366

19.2.4　電磁爐的開關電源電路分析　367

19.2.5　開關電源電路的檢修　368

19.3　控制電路　369

19.3.1　單片機工作條件電路　369

19.3.2　PWM電路和多種電壓檢測保護電路　370

19.3.3　電流和溫度檢測保護電路　371

19.3.4　散熱風扇和蜂鳴器驅動電路　372

19.3.5　操作顯示電路　373