Электронные схемы и системы
Покупка
Тематика:
Схемотехника. Общие вопросы
Издательство:
ДМК Пресс
Автор:
Бишоп Оуэн
Перевод:
Рабодзей А. Н.
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 578
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-89818-646-3
Артикул: 652584.03.99
Доступ онлайн
1 249 ₽
В корзину
Эта книга была написана как пособие для начальных курсов по электронике. Ее содержание тщательно согласовано с основными программами образования в Великобритании, но затрагиваемые темы и глубина их рассмотрения были выбраны так, чтобы получившийся материал был доступен для большинства студентов во всем мире. Единственным требуемым знанием являются основы математики и физики уровня средней школы.
В книге рассмотрены следующие темы: основы электротехники и электроники, электронные приборы, аналоговые схемы, микропроцессорные системы и их применение, системы управления производственными процессами, микроконтроллеры и основы телекоммуникации, а также моделирование электронных схем на персональном компьютере.
Особенностью книги является ее практическая направленность, имеющая целью побудить читателей к конструированию и испытанию реальных электрических схем на практике.
В основной текст включены врезки с дополнительными материалами, которые студенты могут по своему желанию изучать или пропускать. В тексте часто вставлены вопросы для самопроверки.
Издание подходит как для использования в качестве учебного пособия, так и для самообразования.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 11.03.01: Радиотехника
- 11.03.03: Конструирование и технология электронных средств
- 11.03.04: Электроника и наноэлектроника
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Электронные схемы и системы Оуэн Бишоп
Electronics Circuits and Systems Owen Bishop AMSTERDAM • BOSTON • HEIDELBERG • LONDON • NEW YORK • OXFORD • PARIS SAN DIEGO • SAN FRANCISCO • SINGAPORE • SYDNEY • TOKYO Newnes is an imprint of Elsevier
Электронные схемы и системы Москва, 2023 Оуэн Бишоп 2-е издание, электронное
УДК 621.38.04 ББК 32.85-04 Б67 Б67 Бишоп, Оуэн. Электронные схемы и системы / О. Бишоп ; пер. с англ. А. Н. Рабодзея. — 2-е изд., эл. — 1 файл pdf : 578 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-646-3 Эта книга была написана как пособие для начальных курсов по электронике. Ее содержание тщательно согласовано с основными программами образования в Великобритании, но затрагиваемые темы и глубина их рассмотрения были выбраны так, чтобы получившийся материал был доступен для большинства студентов во всем мире. Единственным требуемым знанием являются основы математики и физики уровня средней школы. В книге рассмотрены следующие темы: основы электротехники и электроники, электронные приборы, аналоговые схемы, микропроцессорные системы и их применение, системы управления производственными процессами, микроконтроллеры и основы телекоммуникации, а также моделирование электронных схем на персональном компьютере. Особенностью книги является ее практическая направленность, имеющая целью побудить читателей к конструированию и испытанию реальных электрических схем на практике. В основной текст включены врезки с дополнительными материалами, которые студенты могут по своему желанию изучать или пропускать. В тексте часто вставлены вопросы для самопроверки. Издание подходит как для использования в качестве учебного пособия, так и для самообразования. УДК 621.38.04 ББК 32.85-04 Электронное издание на основе печатного издания: Электронные схемы и системы / О. Бишоп ; пер. с англ. А. Н. Рабодзея. — Москва : ДМК Пресс, 2016. — 576 с. — ISBN 978-5-97060-172-3. — Текст : непосредственный. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-646-3 © 2011, Owen Bishop. Published by Elsevier Ltd. © Оформление, перевод, ДМК Пресс, 2016
Содержание Предисловие ..................................................................................................................................17 Практические схемы и системы ............................................................................................18 I Электрические схемы и цепи ..........................................................................................20 Введение....................................................................................................................................................21 Глава 1. Диоды ..............................................................................................................................24 Ток и напряжение ..................................................................................................................................24 Обратное смещение...............................................................................................................................25 Вопросы по схемам .......................................................................................................................30 Вопросы по диодам .......................................................................................................................30 Тесты ..................................................................................................................................................31 Глава 2. Транзисторные ключи ..............................................................................................32 Включение ламп .....................................................................................................................................32 Датчики .............................................................................................................................................33 Схема включения лампы с помощью фотодиода ...............................................................33 Варианты схемы фотореле .........................................................................................................35 Конструирование систем ............................................................................................................35 Сирена, включаемая датчиком освещенности .............................................................................35 Ключи на биполярных транзисторах .....................................................................................37 Схема для управления нагревателем ..............................................................................................38 Термисторы ......................................................................................................................................39 Защитный диод ..............................................................................................................................40 ЭДС ....................................................................................................................................................41 Индикация работы системы ......................................................................................................41 Предупреждение о перегреве .............................................................................................................42 Инверсная работа ..........................................................................................................................42 p-n-p или n-p-n? .............................................................................................................................42 Типы МОП-транзисторов ..........................................................................................................43 Триггер Шмитта .....................................................................................................................................43 Защелкивание .................................................................................................................................44 Гистерезис ........................................................................................................................................44 Управление логическими сигналами ..............................................................................................45 Практикум по транзисторным ключам ..................................................................................50 Вопросы по транзисторным ключам ......................................................................................50 Дополнительные вопросы ..........................................................................................................52 Тесты ..................................................................................................................................................52 Глава 3. Делители напряжения ..............................................................................................54 Ток и разность потенциалов ......................................................................................................54 Влияние нагрузки делителя напряжения .............................................................................55 Увеличение точности ...................................................................................................................56 Датчики .............................................................................................................................................57 Погрешности измерений .............................................................................................................57 Регулируемые делители напряжения ....................................................................................58 Внутреннее сопротивление ........................................................................................................58
содержание 6 Практикум по делителям напряжения ..................................................................................60 Вопросы по делителям напряжения .......................................................................................60 Глава 4. Конденсаторы ..............................................................................................................62 Емкость конденсатора .................................................................................................................62 Параллельное и последовательное соединения конденсаторов ..................................63 Выбор конденсаторов...................................................................................................................63 Применение конденсаторов для связи между каскадами ...............................................68 Применение конденсаторов для исключения паразитной связи между каскадами (блокировки) .............................................................................................................69 Заряд конденсаторов ....................................................................................................................70 Разряд конденсаторов ..................................................................................................................72 Время .................................................................................................................................................72 Практикум по конденсаторам ...................................................................................................73 Вопросы по конденсаторам ........................................................................................................74 Дополнительные вопросы ..........................................................................................................75 Тесты ..................................................................................................................................................76 Вспомогательный веб-сайт ........................................................................................................77 Глава 5. Применение конденсаторов ...................................................................................78 Задержка времени .........................................................................................................................78 Одновибратор .................................................................................................................................78 Таймер на микросхеме семейства 555 ....................................................................................79 Мультивибратор ............................................................................................................................81 Переменное напряжение .............................................................................................................83 Фильтр нижних частот ................................................................................................................84 Сопротивление и реактанс ........................................................................................................85 Импеданс ..........................................................................................................................................85 Импеданс и частота.......................................................................................................................86 Амплитудно-частотная характеристика ................................................................................86 Частота среза ...................................................................................................................................88 АЧХ фильтра низкой частоты ...................................................................................................88 Фазовые соотношения .................................................................................................................89 Период и фазовый сдвиг .............................................................................................................90 Ток конденсатора ...........................................................................................................................91 Фазочастотная характеристика фильтра высокой частоты............................................92 Практикум по фильтрам .............................................................................................................92 Вопросы по применению конденсаторов ..............................................................................93 Глава 6. Поля .................................................................................................................................95 Электрическое поле ......................................................................................................................95 Магнитное поле ..............................................................................................................................95 Поля и движение ...........................................................................................................................96 Единицы измерения электрических полей ..........................................................................97 Единицы измерения магнитных полей ..................................................................................97 Ферромагнетики ............................................................................................................................99 Глава 7. Катушки индуктивности ....................................................................................... 102 Самоиндукция ............................................................................................................................. 102 Реактанс ......................................................................................................................................... 103 Типы компонентов электронных цепей с индуктивностью ........................................ 104 Передача энергии........................................................................................................................ 105
содержание 7 LC-цепи .......................................................................................................................................... 105 Фильтры с индуктивными элементами .............................................................................. 107 Вопросы по полям ...................................................................................................................... 110 Вопросы по катушкам индуктивности................................................................................ 110 Тесты ............................................................................................................................................... 111 Глава 8. Усилители на МОП-транзисторах .................................................................... 112 Усилитель с общим истоком ........................................................................................................... 112 Крутизна передаточной характеристики ........................................................................... 113 Смещение ...................................................................................................................................... 114 Разделительные конденсаторы .............................................................................................. 114 Выходное напряжение .............................................................................................................. 115 Выходное сопротивление ........................................................................................................ 115 Испытания усилителя .............................................................................................................. 116 Амплитудно-частотная характеристика ............................................................................. 116 Фазочастотная характеристика ............................................................................................. 117 Практикум по усилителю на МОП-транзисторе в схеме с общим истоком .......... 117 Практикум по крутизне МОП-транзисторов ................................................................... 118 Усилитель с общим стоком .............................................................................................................. 118 Коэффициент усиления по напряжению ........................................................................... 119 Согласование выхода с входом .............................................................................................. 119 Усиление по току и по мощности .......................................................................................... 120 Практикум по повторителям напряжения на МОП-транзисторах ......................... 120 Применение МОП-транзисторов ......................................................................................... 121 Вопросы по МОП-транзисторам .......................................................................................... 122 Тесты ............................................................................................................................................... 123 Дополнительные вопросы ....................................................................................................... 124 Глава 9. Усилители на биполярных транзисторах ....................................................... 125 Усилитель с общим эмиттером....................................................................................................... 125 Коэффициент усиления по току ........................................................................................... 125 Выходное напряжение .............................................................................................................. 126 Выходное сопротивление ........................................................................................................ 127 Смещение ...................................................................................................................................... 127 Сопротивление эмиттера ......................................................................................................... 127 Амплитудно-частотная характеристика ............................................................................. 128 Коэффициент усиления по напряжению ........................................................................... 128 Улучшение стабильности ......................................................................................................... 129 Входное сопротивление ........................................................................................................... 130 Коэффициент усиления по напряжению ........................................................................... 130 Амплитудно-частотная характеристика ............................................................................. 131 Шунтирующий конденсатор .................................................................................................. 131 Потребляемая мощность .......................................................................................................... 132 Практикум по усилителям на биполярных транзисторах ........................................... 132 Усилитель с общим коллектором .................................................................................................. 132 Коэффициент усиления по напряжению ........................................................................... 133 Коэффициент усиления по току и мощности .................................................................. 134 Амплитудно-частотная характеристика эмиттерного повторителя ......................... 134 Составной транзистор (схема Дарлингтона) ............................................................................ 134 Практикум по составным транзисторам ............................................................................ 135 Дифференциальный усилитель ..................................................................................................... 135 Практикум по дифференциальным усилителям ............................................................. 138
содержание 8 Резонансные усилители ................................................................................................................... 138 Добротность ................................................................................................................................. 140 Достоинства резонансных усилителей ............................................................................... 141 Практикум по резонансным усилителям ........................................................................... 141 Вопросы по биполярным транзисторам ............................................................................. 143 Тесты ............................................................................................................................................... 144 Глава 10. Усилители на полевых транзисторах с p-n-переходом .......................... 146 Крутизна передаточной характеристики ........................................................................... 147 Выходное сопротивление ........................................................................................................ 147 Амплитудно-частотная характеристика ............................................................................. 148 Практикум по усилителям на полевых транзисторах с p-n-переходом .................. 148 Практикум по крутизне полевых транзисторов с p-n-переходом ............................. 148 Вопросы по полевым транзисторам с p-n-переходом .................................................... 150 Тесты ............................................................................................................................................... 150 Глава 11. Операционные усилители .................................................................................. 151 Терминология .............................................................................................................................. 151 Корпуса .......................................................................................................................................... 152 Идеальный операционный усилитель ................................................................................ 152 ОУ на практике ............................................................................................................................ 152 Напряжение смещения нуля .................................................................................................. 153 Скорость нарастания выходного напряжения ................................................................. 153 Влияние частоты на коэффициент усиления ................................................................... 154 Компаратор напряжения .................................................................................................................. 155 Практикум по компараторам напряжения ........................................................................ 156 Равенство напряжений на входах ОУ ................................................................................. 156 Инвертирующий усилитель ............................................................................................................ 157 Виртуальная земля .................................................................................................................... 158 Входное сопротивление ........................................................................................................... 158 Расчет номинала резистора RB для минимизации смещения нуля ОУ ................... 159 Практикум по смещению нуля .............................................................................................. 160 Практикум по амплитудно-частотным характеристикам ............................................ 161 Неинвертирующий усилитель ............................................................................................... 161 Повторитель напряжения ........................................................................................................ 162 Вопросы по операционным усилителям ............................................................................ 163 Параметры операционных усилителей ............................................................................... 164 Выбор ОУ ...................................................................................................................................... 165 Тесты ............................................................................................................................................... 165 Глава 12. Применение операционных усилителей ...................................................... 166 Сумматор ............................................................................................................................................... 166 Дифференциальный усилитель ..................................................................................................... 167 Входное сопротивление дифференциального усилителя ............................................ 168 Применение дифференциальных усилителей в медицинских исследованиях .... 168 Измерения с помощью мостовой схемы ............................................................................. 169 Интегратор ............................................................................................................................................ 171 Генераторы треугольных импульсов .................................................................................... 172 Инвертирующий триггер Шмитта ................................................................................................ 173 Работа триггера Шмитта .......................................................................................................... 173 Расчет пороговых напряжений .............................................................................................. 175 Проектирование инвертирующего триггера Шмитта ................................................... 176
содержание 9 Неинвертирующий триггер Шмитта ........................................................................................... 177 Пороговые напряжения ............................................................................................................ 179 Проектирование неинвертирующего триггера Шмитта ............................................... 179 Генераторы пилообразного напряжения и импульсов прямоугольной формы ............ 181 Генератор пилообразного напряжения ............................................................................... 182 Период следования импульсов, постоянная времени RC-цепи и гистерезис ....... 183 Вопросы по применению операционных усилителей ................................................... 183 Тесты ............................................................................................................................................... 185 Глава 13. Активные фильтры ............................................................................................... 187 Амплитудно-частотная характеристика ............................................................................. 188 Активный фильтр верхних частот первого порядка ...................................................... 189 Проектирование фильтров первого порядка .................................................................... 190 Активные фильтры второго порядка ................................................................................... 191 Полосовые фильтры .................................................................................................................. 192 Заградительные фильтры ........................................................................................................ 194 Практикум по активным фильтрам ..................................................................................... 195 Вопросы по активным фильтрам .......................................................................................... 196 Тесты ............................................................................................................................................... 196 Глава 14. Генераторы .............................................................................................................. 198 Генератор с фазосдвигающей цепью ............................................................................................ 198 Генератор Колпитца ........................................................................................................................... 199 Генератор с мостом Вина .................................................................................................................. 200 Практикум по генераторам ..................................................................................................... 201 Глава 15. Мощные усилители .............................................................................................. 202 Усилители тока ............................................................................................................................ 202 Усилители класса А.................................................................................................................... 203 Усилители класса В .................................................................................................................... 203 Устранение переходных искажений ..................................................................................... 205 Мощные усилители на МОП-транзисторах ..................................................................... 206 Проблемы отвода тепла ............................................................................................................ 206 Радиаторы ..................................................................................................................................... 207 Тепловое сопротивление .......................................................................................................... 208 Интегральные схемы усилителей звуковой частоты ..................................................... 210 Практикум по мощным усилителям .................................................................................... 212 Вопросы по мощным усилителям......................................................................................... 212 Тесты ............................................................................................................................................... 212 Глава 16. Тиристоры и триаки ............................................................................................. 214 Работа тиристора ........................................................................................................................ 214 Применение тиристоров при работе на постоянном токе ............................................ 215 Применение тиристоров при работе на переменном токе ........................................... 216 Рабочее напряжение .................................................................................................................. 217 Двухполупериодный управляемый выпрямитель .......................................................... 218 Триаки............................................................................................................................................. 219 Диаки .............................................................................................................................................. 220 Импульсы управления ............................................................................................................. 220 Ложные включения ................................................................................................................... 223 Электромагнитные помехи ..................................................................................................... 223 Включение при нулевом напряжении................................................................................. 224
содержание 10 Практикум по работе тиристоров ......................................................................................... 226 Практикум по управляемым выпрямителям .................................................................... 227 Вопросы по тиристорам и триакам ...................................................................................... 227 Тесты ............................................................................................................................................... 228 Глава 17. Источники питания .............................................................................................. 229 Выпрямление ............................................................................................................................... 230 Сглаживание ................................................................................................................................ 230 Выходное напряжение .............................................................................................................. 231 Двухполупериодный выпрямитель и стабилизатор напряжения на стабилитроне ...... 231 Мостовой выпрямитель ........................................................................................................... 231 Сглаживание ................................................................................................................................ 232 Расчет амплитуды пульсаций ................................................................................................ 233 Стабилизация напряжения ..................................................................................................... 234 Мощность стабилитрона .......................................................................................................... 235 Мощность балластного резистора ........................................................................................ 235 Выходное сопротивление источника питания ................................................................. 235 Работа с большими токами нагрузки .................................................................................. 235 Стабилизированный источник питания с двухполупериодным выпрямлением и стабилизатором на микросхеме .................................................................................................. 236 Диодный мост в монолитном исполнении ........................................................................ 237 Применение микросхем для стабилизации напряжения ............................................. 237 Выходное сопротивление и коэффициент стабилизации ............................................ 238 Цепи защиты интегральных стабилизаторов напряжения .......................................... 238 Регулируемые интегральные стабилизаторы напряжения ......................................... 238 Практикум по источникам питания .................................................................................... 239 Вопросы по источникам питания ......................................................................................... 239 Глава 18. Логические микросхемы .................................................................................... 241 Работа элемента И ...................................................................................................................... 241 Элемент ИЛИ .............................................................................................................................. 242 Элемент НЕ .................................................................................................................................. 243 Элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ .................................................................................................. 243 Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ .................................................................................... 244 Семейства логических микросхем ........................................................................................ 245 Транзисторно-транзисторная логика .................................................................................. 245 КМОП-логика ............................................................................................................................. 246 Сравнение ТТЛ и КМОП ИС ................................................................................................ 247 Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ) .................................................................................. 250 Практикум по логическим уровням напряжения ........................................................... 250 Практикум по таблицам истинности ................................................................................... 251 Вопросы по логическим микросхемам ................................................................................ 252 Тесты ............................................................................................................................................... 253 Глава 19. Логические операции .......................................................................................... 254 Булевы символы ......................................................................................................................... 255 Определение состояния выходов.......................................................................................... 255 Схемы с четырьмя входами .................................................................................................... 258 Карты Карно ................................................................................................................................. 259 Разработка схем .......................................................................................................................... 260 Макетирование и моделирование ......................................................................................... 263 Работа с элементами И-НЕ и ИЛИ-НЕ ............................................................................. 264
Доступ онлайн
1 249 ₽
В корзину