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编辑推荐

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内容简介

《精通电子学 电路剖析、设计与创新》首先讲解电路和信号，包括光发射器和接收器、收音机、振荡器和视频，以及模拟图像处理；然后陆续讲解曲线或多项式方程与电子电路或电路系统的关系。本书分为3部分：第1部分为初级电子学（第1～6章），适合初学者，主要讲解元器件和简单电路，包括电池、发光二极管（LED）、手电筒和电源，同时介绍焊接技术。第2部分为中级电子学（第7～9章），适合中级爱好者，主要内容包括音频前置放大器电路和不同类型的振荡器。第3部分为高级电子学（第10～18章），适合高级爱好者，主要讲解AM（调幅）和FM（调频）无线电技术、电视电路和电路系统，另外介绍电路分析、电路创新和故障排除技术。本书涉及大量电路实例，方便读者从头开始一步步学习电子学。

作者简介

Ronald Quan拥有加州大学伯克利分校的电子工程学士学位，是SMPTE，IEEE和AES的会员。他曾担任FM和AM广播电台的广播工程师，同时还持有业余无线电许可证。

他是《自创晶体管收音机》（McGraw-Hill/TAB Electronics，2012）的作者，该书不仅涵盖无线电、电路和信号理论与实践，还包括大量全新设计的无线电电路。

30多年来，他一直在视频和音频设备相关公司（Ampex，Sony，Macrovision，Monster Cable和Portal Player）工作。 在Ampex公司，他设计出CRT（阴极射线管）电视监视器、音频和视频电路的低噪声前置放大器。其他设计包括Sony(索尼)公司的HDTV录音机宽带FM检测器；Macrovision公司的2倍彩色载波频率（7��16MHz）差分相位测量系统，并曾担任该公司的首席工程师。另外，在Macrovision公司他还设计出多种锁相环电路，利用该电路为CD播放机的原始EFM（8-14调制）数据流提供再生时钟信号。

在惠普光电领域工作期间，他开发出一系列低功率条形读码器，该读码器所消耗功率仅为传统光笔阅读器功率的一小部分。

目前，他拥有至少400项全球专利（其中包括超过80项美国专利），这些专利主要涉及模拟视频处理领域、视频信号降噪、低噪声放大器设计、低失真电压控制放大器、宽带晶体电压控制振荡器、视频监视器、音视频IQ调制、带内载波音频单边带调制解调、音频和视频干扰、条形码阅读器和音频测试设备。

2005年，他曾是斯坦福大学电机工程系研究生论坛特邀发言人，主讲低噪声和失真压控放大器。他曾担任斯坦福大学三门不同电气实验课程的导师。在2010年11月和2012年10月，他将音频放大器失真的相关论文提交给旧金山音响工程学会会议Moscone中心。

目录

译者序

原书序

致谢

作者简介

第１部分　初级电子学

第１章　引言３

　本书目标３

第２章　元器件和原理图５

　２.１　导线５

　２.２　导线工具６

　２.３　电池７

　　２.３.１　电池“首次解密” ９

　　２.３.２　串联电路和电池座１０

　　２.３.３　“第二次解密”：提高ＬＥＤ钥匙扣灯电池寿命１２

　　２.３.４　“第三次解密”：将ＡＡ电池装进笔形电筒１３

　　２.３.５　手电筒制作１３

　２.４　电压、电流、电阻和功率１５

　２.５　电阻１７

　２.６　电容２０

　２.７　电感和线圈２２

　２.８　半导体２５

　　２.８.１　二极管和整流器２５

　　２.８.２　放大器２６

　　２.８.３　双极型晶体管２７

　　２.８.４　真空管２９

　２.９　放大器和逻辑门集成电路３１

　２.１０　电路图３２

　参考文献３５

第３章　组装工艺和简单测试设备３６

　３.１　无焊电路组装工艺３６

　　３.１.１　利用双绞线组装电路３６

　　３.１.２　自制实验板３８

　３.２　面包板３９

　３.３　焊接工具４１

　３.４　电线或连接器预镀锡４３

　３.５　各种接头焊接实例４４

　３.６　面包板焊接４４

　３.７　矢量和穿孔板４６

　３.８　矢量板焊接———ＬＭ３８６音频放大器４７

　３.９　简单测试设备———电池测试仪４９

　３.１０　万用表用作电池测试仪５１

　３.１１　元件清单５３

　参考文献５４

第４章　光发射器和接收器５５

　４.１　白炽灯５５

　４.２　＃２２２手电筒灯泡实验５６

　４.３　ＬＥＤ ５８

　４.４　ＬＥＤ驱动６０

　４.５　ＬＥＤ输出参数６１

　４.６　ＬＥＤ与白炽灯对比６２

　４.７　ＬＥＤ实验测试６２

　　４.７.１　ＬＥＤ实验１ ６２

　　４.７.２　ＬＥＤ实验２ ６３

　４.８　光接收器６４

　４.９　光敏二极管实验６６

　４.１０　遥控信号接收实验６８

　参考文献７０

第５章　二极管、整流器及相关电路７１

　５.１　二极管和整流器工作特性７１

　５.２　电源交流－直流转换电路７３

　５.３　直流分压电路和电压乘法器７７

　５.４　二极管开关和增益控制８１

　５.５　测量电池组直流电阻实验８２

　５.６　二极管增益控制电路８３

　５.７　二极管混合射频电路８５

　５.８　二极管逻辑电路８６

　５.９　变容二极管８７

　５.１０　电压调节齐纳二极管８７

　参考文献８９

第６章　晶体管、场效应晶体管和真空管９０

　６.１　电流源和电压控制电流源器件９０

　６.２　利用ＪＦＥＴ构建恒流“二极管” ９１

　６.３　利用双极型晶体管构建电流源９３

　６.４　输入信号变化时集电极电流和电压增益变化值测量９５

　６.５　利用ＬＥＤ建立基准电压９７

　６.６　利用恒流源提供低纹波输出电源９９

　６.７　利用ＪＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ和真空管建立电流源１０２

　６.８　利用晶体管放大器和ＬＥＤ构建低功耗夜明灯１０７

　６.９　运算放大器快速浏览１０９

　６.１０　利用ＪＦＥＴ和双极型晶体管建立电压控制电阻１１４

　参考文献１１４

第２部分　中级电子学

第７章　放大器和反馈１１７

　７.１　什么是负反馈系统１１７

　７.２　同相增益运算放大器１１９

　７.３　反相增益配置１２１

　７.４　实验：光敏二极管传感器和自动电平控制放大器１２３

　　７.４.１　光传感器１２３

　　７.４.２　音频信号电平控制１２５

　７.５　电压控制放大电路１２７

　７.６　电压控制共发射极放大器１２８

　７.７　利用负反馈稳定和调节自偏置集电极电流１２９

　７.８　功率输出级和ＶＢＥ乘法器电路１３２

　７.９　正反馈缺点１３４

　７.１０　运算放大器选型１３６

　参考文献１３７

第８章　音频信号和电路１３８

　８.１　传声器、留声机、线路输入和扬声器信号电平１３８

　８.２　用于广播和录音室的平衡或差分模式音频信号１４０

　８.３　传声器前置放大器电路１４３

　８.４　利用附加晶体管增加增益带宽积和实现低噪声１４８

　８.５　利用移动磁体磁性建立高输出唱机盒前置放大器１４９

　８.６　用于录制和播放记录的频率响应和相位１５０

　８.７　ＲＩＡＡ均衡前置放大器实验１５１

　　８.７.１　ＲＩＡＡ唱机前置放大器实验１ １５１

　　８.７.２　ＲＩＡＡ唱机前置放大器实验２ １５３

　　８.７.３　ＲＩＡＡ唱机前置放大器实验３：少即是多？ １５６

　　８.７.４　低电压真空管放大器制作１５８

　８.８　前置放大器电路供电电源１６０

　８.９　音响设备标准失真测试１６２

　参考文献１６６

第９章　振荡器１６７

　９.１　振荡器系统简要概述１６７

　９.２　张弛振荡器工作原理１６９

　９.３　相移振荡器１７０

　９.４　自动增益控制无削波正弦波文氏桥振荡器１７３

　９.５　通用文氏桥振荡器１７５

　９.６　张弛振荡器设计实例１７６

　９.７　利用双路比较器、场效应晶体管和触发器建立５５５定时器１７９

　９.８　利用单片７４ＨＣ１４或７４ＡＣ１４建立张弛振荡器１８１

　９.９　射频振荡器１８２

　参考文献１８６

第３部分　高级电子学

第１０章　调幅信号和电路１８９

　１０.１　ＡＭ信号定义１８９

　１０.２　ＡＭ信号类型１９２

　１０.３　载波抑制调幅信号１９４

　１０.４　Ｉ通道和Ｑ通道１９７

　１０.５　基本收音机电路１９９

　１０.６　收听无线电广播实验２０２

　　１０.６.１　ＴＲＦ收音机２０４

　　１０.６.２　固态再生收音机２０６

　　１０.６.３　再生收音机和ＴＲＦ收音机对比２０７

　　１０.６.４　信号混合２０７

　　１０.６.５　双联可变电容器２０８

　　１０.６.６　振荡线圈２０９

　　１０.６.７　中频变压器２０９

　１０.７　利用ＭＫ４８４／ＴＡ７６４２芯片的超外差收音机２１３

　１０.８　共射放大器测试２１５

　参考文献２１５

第１１章　调频信号和电路２１６

　１１.１　调频信号定义２１６

　１１.２　实验１：采用压控变容二极管建立调频振荡器实验２１８

　　１１.２.１　利用预加重和去加重发射与接收均衡曲线２２０

　　１１.２.２　观察预加重和去加重影响２２２

　　１１.２.３　调频和预加重网络２２３

　　１１.２.４　调频收音机２２５

　１１.３　利用陶瓷滤波器和谐振器建立ＦＭ调谐器２３１

　１１.４　ＳｉｌｉｃｏｎＬａｂｓ公司调频收音机实验２３５

　１１.５　调频探测器２３８

　参考文献２４５

第１２章　视频基础知识———包括视频信号２４６

　１２.１　通过对比度、亮度、分辨率和锐度检查静物照片２４６

　１２.２　电视画面分辨率和品质２５０

　１２.３　宽高比２５３

　１２.４　Ｋｅｌｌ系数２５５

　１２.５　宽高比、Ｋｅｌｌ系数、帧速率和带宽决定扫描行数２５６

　１２.６　锐度和频率响应２５９

　１２.７　蝙蝠侠耳朵式图像增强恢复２５９

　１２.８　彩电基础知识２６２

　参考文献２６４

第１３章　视频电路与系统２６５

　１３.１　视频电路亮度和对比度２６５

　１３.２　锐度电路２６９

　１３.３　亮度、对比度和锐度视频处理器２７１

　参考文献２８２

第１４章　高等电子数学２８３

　１４.１　线性方程２８３

　１４.２　偏置电压２８５

　１４.３　线性方程在ＦＭ立体声系统中的应用２８８

　１４.４　线性方程在颜色编码中的应用２８９

　１４.５　多项式２９１

　１４.６　一阶多项式负反馈系统２９６

　１４.７　多项式在放大器负反馈失真效果计算中的应用２９８

　１４.８　本章总结３０３

　参考文献３０３

第１５章　基本电路分析技术３０４

　１５.１　基尔霍夫定律在环路和节点电路方程分析中的局限性３０４

　１５.２　环路方程３０５

　　１５.２.１　输入零电压源３０５

　　１５.２.２　定义电流和电压方向３０６

　　１５.２.３　使用正电荷电流推导电压分压器公式３０６

　　１５.２.４　使用节点方程求解并联电阻３０７

　１５.３　戴维南等效电路３０９

　　１５.３.１　通过戴维南等效电路分析实际电路３１１

　１５.４　交流电路分析３１３

　１５.５　ＲＣ低通和高通滤波器简单瞬态或脉冲响应３１９

　参考文献３２２

第１６章　回顾与分析３２３

　１６.１　文氏桥振荡器ＲＣ反馈网络３２３

　１６.２　唱机前置放大器３２７

　１６.３　射极跟随电路３３０

　１６.４　利用发射极输出阻抗决定共射放大器特性３３５

　１６.５　反相增益视频放大器分析３３８

　１６.６　以前项目的改进或变化３４０

　１６.７　利用６０Ｗ灯泡实现文氏桥振荡器３４２

　１６.８　谐波失真分析初探３４４

　１６.９　利用差分增益求解谐波失真３４６

　参考文献３４８

第１７章　半导体开关器件３４９

　１７.１　电路破解３４９

　１７.２　发明和专利３５４

　　１７.２.１　应用于宽频移相陶瓷滤波振荡器３５５

　　１７.２.２　非变容式电子可调电容器３５９

　　１７.２.３　伺服控制静态偏置ＡＢ放大器３６４

　１７.３　其他设计实例３６８

　　１７.３.１　振荡器电源频率调制３６８

　　１７.３.２　ＬＣ射频匹配网络３６９

　参考文献３７１

第１８章　故障排除与思考３７２

　１８.１　电路组装３７２

　１８.２　电路完成与测试３７２

　１８.３　直流偏置条件３７３

　１８.４　正确选择运算放大器３７４

　１８.５　高速和大电流逻辑门电路３７４

　１８.６　去耦电容３７４

　１８.７　如何消除放大器振荡３７５

　１８.８　低频振荡３７５

　１８.９　在电源端注入噪声实现电源去耦３７８

　１８.１０　振荡器失振３７９

　１８.１１　减少外部噪声３８０

　１８.１２　实例分析３８１

　１８.１３　利用ＡＭ ／ＦＭ收音机测试振荡器是否工作３８１

　１８.１４　低压差稳压器３８２

　１８.１５　测试设备回顾３８２

　１８.１６　疑难解答总结３８３

　１８.１７　本书思考３８３

前言/序言

作者序

学习电子学首先需要掌握电阻、电容、二极管和晶体管等元器件的基础知识。本书不仅对以上知识进行详细讲解，而且对不同类型的电池和组装技术进行系统分析，以供读者学习。

本书主要分为3部分——初级、中级和高级，以适合不同阶层的电子爱好者。每一部分均附带具体实例供读者实践，以加强实践经验，增强电子产品基本理论。

正如标题所言，“精通电子学”，本书不仅为电子爱好者介绍电子电路基本知识，而且引导其到达更高级别——学习和构建更加复杂的电子电路。另外本书还讨论了高等数学中谐波失真分析等高级主题。

本书不仅适用于电子爱好者，对于相关专业学生，以及工程师等同样适用，同时本书也可用于电子实验课程指导。

译者序

当需要进行电路设计时，往往首先应查找相关电路图样，然后对电路进行剖析，在完全理解电路的基础上，再根据实际设计指标对电路进行改进、创新，以满足最终设计要求。

本书不仅可以满足以上电路工程设计的基本要求，而且对电阻、电容、二极管和晶体管等元器件基础知识进行详细讲解，并且对不同类型电路的组装技术进行系统分析，以供读者学习。

另外本书对光发射与接收电路、整流电路、放大与反馈电路、音频电路、振荡器电路、调幅与调频电路和视频电路等类型电路进行工作原理分析、数学计算、实际电路搭建及测试。

最后本书对电路故障排除进行系统讲解，故障排除的同时也对电路进行设计改进。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。本书内容源于实际，用于实际，使得电路工程师能够系统地分析电路、设计电路、顺利排除电路故障，以便最终设计出完美的产品。

如果读者希望对书中电路进行仿真分析，可以加入PSpice仿真群(336965207)进行讨论学习。

张东辉

2018年1月11日

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