全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解(全国大学生电子设计竞赛指导系列)
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品牌: 陈永真
基本信息·出版社：电子工业出版社
·页码：251 页
·出版日期：2009年
·ISBN：712108547X/9787121085475
·条形码：9787121085475
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：全国大学生电子设计竞赛指导系列
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内容简介《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》详细地讲述了电子元器件与基本电子线路；数字控制与数字显示；放大器的设计；线性稳压、稳流与电子负载设计；函数发生器的设计；音频功率放大器的设计；开关电源的设计与逆变器的设计，并给出了常规设计方法和非常规思路的设计方法。《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》读者对象为参加全国大学生电子设计竞赛的高校学生、指导教师，也可以是电气、电子工程师，科研人员，或从事电子技术领域的技术人员和广大电子爱好者，还可以作为大学生从校园到职场的技术领域的参考书。全国大学生电子设计竞赛为大学生提供了理论与实践相结合的一个绝好机会。《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》作者将多年的科研、教学和产品研发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。这些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，而且可为大学生的工作实践打下良好的基础。
编辑推荐《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》为电子工业出版社出版发行。
目录
第1篇 电子元器件与基本电子线路
第1章 电子元器件性能分析
1.1 二极管
1.1.1 二极管的反向恢复特性
1.1.2 二极管的正向电压特性与肖特基二极管
1.2 晶体管
1.2.1 共发射极电流增益（hfe）多大为好？
1.2.2 开关的应用
1.2.3 线性应用
1.2.4 高频应用
1.2.5 功率应用
1.3 功率晶体管
1.4 功率MOSFET
1.4.1 功率MOSFET的原理分析
1.4.2 功率MOSFET的应用注意事项
1.5 铝电解电容器
1.5.1 购买铝电解电容器时需要注意的问题
1.5.2 铝电解电容器在应用中需要注意的问题
1.6 其他电容器
第2章 基本电子线路单元设计与制作
2.1 为单片机供电的5V电源的制作
2.1.1 稳压器的选择
2.1.2 整流器电路的选择
2.1.3 整流变压器的选择
2.1.4 滤波电容器的选择
2.1.5 热设计
2.1.6 其他元件的选择
2.1.7 整机完整电路
2.2 为运算放大器供电的对称电源的制作
2.2.1 集成稳压器的选择
2.2.2 整流器电路与元件的选择
2.2.3 整流变压器的选择
2.2.4 滤波电容器的选择
2.2.5 热设计
2.2.6 整机完整电路
2.2.7 其他电路元件的选择
2.2.8 电路调节要点
2.3 数字控制的0～25V/1A可调稳压电源的制作
2.3.1 稳压器的选择
2.3.2 是电位器调节输出电压还是数字控制输出电压？
2.3.3 控制方式和步进电压的选择
2.3.4 输出电压检测电阻的参数选择
2.3.5 如何调节到0V
2.3.6 继电器的控制
2.3.7 整流器电路与滤波电容器的选择
2.3.8 整流变压器的选择与输出电压切换
2.3.9 热设计
2.3.10 其他电路元件的选择
2.4 程控模块与继电器切换电路的制作
第2篇 数字控制与数字显示
第3章 用硬件电路数控的实现方案精解
3.1 用硬件电路数控技术问题的提出及设计思路
3.2 用硬件电路数控技术的最简单的实现方式
3.2.1 拨码开关简介
3.2.2 利用拨码开关实现数字控制电路单元
3.3 用硬件电路程控及数控技术的硬件电路设计
3.3.1 十进制加减计数器简介
3.3.2 利用十进制加减计数器级联构成十进制多位计数器单元
3.3.3 溢出的防止
3.4 可能出现的问题及解决方法
第4章 数字显示
4.1 电压的数字显示
4.1.1 应用商品数字电压表的数字显示
4.1.2 自制数字电压表
4.2 电流的数字显示
4.2.1 数字电压表的量程
4.2.2 电流检测电阻
4.2.3 数字电压表的电源
4.2.4 交流电流的测量
第3篇 放大器的设计
第5章 与电子设计相关的运算放大器部分电路设计制作精解
5.1 测量放大器设计
5.1.1 测量放大器原理
5.1.2 实际的解决方案详解
5.1.3 测量放大器的电磁兼容与电路板设计
5.1.4 制作调试要点
5.2 集成运算放大器增益程控化
5.2.1 通过改变反馈电阻实现集成运算放大器增益的程控化
5.2.2 测量放大器增益的程控化
5.3 比较器的应用
5.3.1 集成运算放大器用作比较器存在的问题
5.3.2 比较器的典型应用中需要注意的问题
第4篇 线性稳压、 稳流与电子负载设计
第6章 线性集成稳压器LM317、 LM337详解
6.1 LM317详解
6.2 LM337详解
第7章 线性稳压电路设计
7.1 LM317/337的典型应用及注意事项
7.1.1 可调输出电压集成稳压器的典型应用
7.1.2 布线方式造成的负载效应与减小措施
7.1.3 最小负载电流
7.1.4 输入端与输出端电压、 输出端与调整端的反极性保护
7.2 集成稳压器并联的解决方案
7.2.1 理论依据
7.2.2 实现时需要注意的问题
7.3 跟踪电源
7.4 可调稳压电路
7.5 高精度线性稳压电路
第8章 线性稳流电路设计
8.1 作为恒流源应用的集成稳压器的选择与分析
8.2 集成稳压器作为恒流源应用的一般方法
8.3 恒流值的调节
8.3.1 恒流值的调节原理
8.3.2 问题及解决方案
8.4 带有限压功能的恒流源的实现
8.4.1 National推荐的解决方案
8.4.2 改进的调压、 调流的解决方案
8.5 数字控制电流源
8.5.1 2005年全国大学生电子设计竞赛中的数控电流源
8.5.2 实际可用的解决方案
8.6 恒流型电子负载
8.7 数控恒流型电子负载的实现
8.7.1 基本思路
8.7.2 实现方法
8.8 用集成稳压器替代恒流二极管
第5篇 函数发生器的设计
第9章 模拟函数发生器电路设计
9.1 函数发生电路MAX038详解
9.1.1 封装、 引脚功能及内部原理框图
9.1.2 基本功能的实现
9.1.3 MAXIM的评估电路
9.2 应用函数发生电路MAX038的频率及占空比的数字控制
9.2.1 频率的数字控制
9.2.2 占空比的数字控制
9.3 应用函数发生电路MAX038实现正弦波、 方波和三角波发生电路
9.4 耳机放大器的利用
9.4.1 耳机放大器简介
9.4.2 耳机放大器TPA152基本电路
9.4.3 耳机放大器TPA152性能分析
9.4.4 TPA152作为驱动放大器的应用
第10章 数字函数发生器电路设计
10.1 利用计数器、 EPROM、 DAC的思路
10.2 基本设计思路
10.3 基本电路结构
10.4 EPROM中的函数表格
10.5 提高频率的思路
10.6 本章小结
第6篇 音频功率放大器的设计
第11章 线性功率放大器设计制作精解
11.1 电子设计竞赛对音频功率放大器的基本要求
11.2 音频功率放大器效率分析与高效率的获得
11.3 用线性电路实现的方案
11.4 功率放大器的选择
11.5 DC/DC变换器的选择
11.6 控制策略的考虑与基本实现方法
第12章 开关型功率放大器设计精解
12.1 开关型音频功率放大器基本原理
12.2 开关型音频功率放大器的基本实现
12.3 应用通用集成电路实现开关型音频功率放大器
12.3.1 三角波发生电路
12.3.2 PWM调制的电路结构
12.3.3 输出级与输出滤波器的电路结构
12.3.4 完整电路
12.3.5 信号变换电路
12.3.6 本章小结
第7篇 开关电源的设计
第13章 电子设计竞赛中开关电源的常规解决方案精解
13.1 电子设计竞赛中开关电源的特点
13.2 开关电源基础
13.2.1 基本变换器及特点
13.2.2 开关电源的基本电路结构
13.3 开关电源的损耗与效率分析
13.3.1 开关元件的开关损耗
13.3.2 开关元件的导通损耗
13.3.3 磁性元件损耗
13.3.4 电路结构对效率的影响
13.3.5 工作状态对效率的影响
13.4 软开关技术分析
13.4.1 准谐振技术
13.4.2 有源钳位技术
13.4.3 全桥移相零电压开关技术
13.4.4 半桥LLC谐振变换器
13.5 高效率开关电源设计思路
13.6 开关型电源的低噪声设计
13.7 利用UC3843控制MOSFET构成升压型DC/DC变换器
13.7.1 电路结构的确定
13.7.2 控制电路的选择
13.7.3 电路参数的设计
13.7.4 DC/DC变换器的完整电路
13.7.5 电路板图设计
13.7.6 电路的调试
第14章 2007年竞赛试题分析
14.1 试题
14.2 电源变压器与整流滤波电路解析
14.2.1 整流电路结构的选择
14.2.2 整流器的选择
14.2.3 滤波电容器的选择
14.2.4 整流输出电压
第15章 2007年电子设计竞赛试题应用升压型变换器的解决思路
15.1 电路
15.2 电路参数设计
15.2.1 电路工作状态的选择
15.2.2 主要元件的选择
第16章 利用PWM控制IC与带有隔离变压器的推挽变换器的解决方案精解
16.1 基本参数的确定
16.2 电路及参数的确定
16.2.1 开关管最大电流
16.2.2 负载临界电流和变压器激磁电流
16.3 主要元件参数的选择
16.3.1 开关管的选择
16.3.2 输入旁路电容器的选择
16.3.3 变压器参数设计
16.3.4 输出整流器的选择
16.3.5 输出滤波电容器的选择
16.3.6 输出滤波电感器的选择
16.3.7 其他电路参数的选择
16.3.8 其他
第17章 利用PWM控制IC与带有自耦变压器的推挽变换器详解
17.1 电路与电路原理
17.1.1 电路
17.1.2 电路原理
17.2 基本参数的确定
17.2.1 开关管最大电流
17.2.2 负载临界电流和变压器激磁电流
17.3 主要元件参数的选择
17.3.1 开关管的选择
17.3.2 输入旁路电容器的选择
17.3.3 变压器参数设计
17.3.4 输出整流器的选择
17.3.5 输出滤波电容器的选择
17.3.6 输出滤波电感器的选择
17.3.7 其他电路参数的选择
第18章 电子设计竞赛中开关电源的特殊解决方案精解
18.1 低纹波电压开关稳压电源设计实例(应用准谐振技术)
18.1.1 NCP1207简要原理
18.1.2 应用NCP1207A/B需要考虑的问题
18.1.3 用NCP1207A/B构成的准谐振式开关电源设计
18.2 应用SEPIC变换器的解决方案
18.2.1 SEPIC变换器的演化过程与原理
18.2.2 芯片的选择与芯片简介
18.2.3 应用电路
18.2.4 参数的确定
第8篇 逆变器的设计
第19章 单相正弦波逆变电源设计
19.1 常规思路的单相正弦波逆变电源设计
19.2 基本性能要求
19.3 解决方案的基本思路
19.3.1 50Hz逆变
19.3.2 50Hz正弦波逆变器
19.3.3 多重50Hz矩形波逆变组合的解决方案
19.3.4 直-交-直-交功率变换形式
19.4 高频逆变电路与控制电路设计
19.4.1 控制方式
19.4.2 工作在100%占空比控制方式时的有效值电流的降低
19.4.3 旁路电容器的作用
19.5 高频变压器设计
19.5.1 变压器的结构
19.5.2 变压器设计
19.6 输出整流滤波电路
19.7 输出侧逆变电路与驱动电路设计
19.8 正弦信号的产生与正弦化脉冲宽度调制的设计
19.8.1 正弦波振荡器
19.8.2 三角波发生电路
19.8.3 脉冲宽度调制电路
19.8.4 电路参数的确定
19.8.5 死区时间的设置与实现
19.9 输出参数的更改与元器件的选择
第20章 三相正弦波逆变电源设计
20.1 常规的设计思路
20.2 逆变器与驱动电路设计思路
20.2.1 逆变器与驱动电路设计思路
20.2.2 电路板图的设计
20.2.3 开关频率的选择
20.3 控制电路单元设计思路简介
20.4 PWM电路设计
20.5 死区时间的设置与实现
20.6 计数器与D/A变换器组合实现三相正弦波基准电压
20.7 计数器与权电阻组合方式
20.7.1 “基准”正弦波电压产生原理
20.7.2 单相“基准”正弦波发生器
20.7.3 三相参考正弦波发生器
20.8 输出滤波器设计
20.9 稳定输出电压设计思路
20.10 负载不对称与负载缺相保护
20.11 隔离变压器与整流器部分的解决方案
20.12 本章小结
第21章 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计
21.1 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之一（线性集成功率放大器应用）
21.1.1 集成功率放大器型号的选择
21.1.2 LM3886的应用设计实例
21.1.3 应用LM4780构成的逆变器设计
21.1.4 应用线性集成功率放大器实现三相逆变器的解决方案
21.2 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之二（D类音频功率放大器的应用）
21.2.1 LM4651/2简介
21.2.2 应用LM4651/2的解决方案详解
参考文献
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序言一个普通的省属本科学校在历届全国大学生电子设计竞赛中能够取得优异的成绩，甚至竞赛名次能够排在参赛的“211”学校、第一批本科学校之前是难能可贵的。究其原因，除了学校相关部门的大力支持外，主要在于指导教师的敬业精神、扎实的理论基础和深厚的工程实践功底。
本系列丛书的编著者中有具有40余年电子兴趣爱好并兼具20余年电子技术专业从教经验的老教师，也有“80后”的年轻教师，他们以活跃的思维和超群的实践能力完成了教学任务并参加了国家“863”计划中的电动汽车等重大专项课题的研究。这些人指导的参赛队伍在所参加的两届全国大学生电子设计竞赛中创造了两次国家二等奖、四次省特等奖的优异成绩。
本系列丛书将这些电子设计经验丰富的指导教师的设计经验、教训和处理问题的技巧整理成文，以飨读者。如果读者能够从本丛书中有所收获，将是笔者的最大荣幸。
文摘插图：
第一章电子元器件性能分析
电子设计竞赛中需要应用各种各样的电子元器件。尽管电子元器件从分类上主要有电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管、线性集成电路、数字集成电路、开关、继电器、连接器等，但是每一种类型的电子元器件都有不同的特性，特别是二极管、晶体管和线性集成电路，其种类很多，特性各种各样。为了使所涉及的电子线路县有尽可能好的特性，就必须清楚地了解电子元器件的特性。在这一章中，将主要分析二极管、晶体管和电容器的特性。
通过电子技术基础的学习，可以知道二极管的主要作用是整流、单向导电和稳压。随着电子设计竞赛内容越来越丰富，二极管的作用也越来越多。特别是在开关功率变换应用中，二极管工作于大电流、高电压的高速开关状态，这样其开关特性就不能不考虑。不仅如此，在一些工作电压不高的应用场合，需要二极管具有尽可能低的导通电压。这些都是电子技术基础课程中没有详尽解释的，但在此仅对二极管的开关特性进行详尽的说明。
1.1.1 二极管的反向恢复特性
二极管的反向恢复特性主要有反向恢复时间、反向恢复电荷、反向恢复峰值电流和软度系数。
二极管的反向恢复特性如图1-1所示。
二极管是少数载流子导电器件，正向导通二极管在外电路施加反向电压后由于少数载流子的存在而不能立即关断，需要将少数载流子消除干净方能关断。导通的二极管的正向电流开始下降，当其电流下降到零时，由于二极管中的少数载流子仍然存在，所以它仍保持导通，只不过变成了反向导通。二极管的反向导通与电子技术基础中的二极管的反向阻断似乎是矛盾的，但是实际上，电子技术基础课程中所涉及的仅仅是稳态过程或者忽略了少数载流子的作用。
