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第1模块 电路基础理论1

第1章 电路的基本定律与分析方法1

1.1 电路的基本概念2

1.1.1 电路的组成及作用2

1.1.2 电流和电压的参考方向2

1.1.3 能量与功率3

1.1.4 电源的工作状态4

1.1.5 理想电路元件6

1.1.6 电路模型10

1.2 电路的基本定律11

1.2.1 欧姆定律11

1.2.2 基尔霍夫定律11

1.3 电路的分析方法13

1.3.1 支路电流法14

1.3.2 节点电压法15

1.3.3 电源等效变换法16

1.3.4 叠加原理18

1.3.5 等效电源定理20

1.3.6 电位的计算22

1.3.7 含受控源电路的分析24

本章要点27

习题129

第2章 电路的暂态分析32

2.1 换路定则及初始值的确定32

2.1.1 换路定则32

2.1.2 初始电压、电流的确定33

2.2 RC电路的暂态过程34

2.2.1 RC电路的零输入响应34

2.2.2 RC电路的零状态响应35

2.2.3 RC电路的全响应37

2.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法37

2.4 RL电路的暂态过程40

2.4.1 RL电路的零输入响应40

2.4.2 RL电路的零状态响应42

2.4.3 RL电路的全响应43

2.5 一阶电路的脉冲响应43

2.5.1 一阶RC电路的脉冲响应43

2.5.2 积分电路45

2.5.3 微分电路45

本章要点46

习题247

第3章 交流电路49

3.1 正弦交流电的基本概念49

3.1.1 正弦量的三要素49

3.1.2 正弦量的相量表示法51

3.2 单一参数的正弦交流电路53

3.2.1 电阻元件的正弦交流电路53

3.2.2 电感元件的正弦交流电路54

3.2.3 电容元件的正弦交流电路56

3.3 简单正弦交流电路的分析58

3.3.1 基尔霍夫定律的相量形式58

3.3.2 正弦交流电路的阻抗61

3.3.3 正弦交流电路的功率64

3.4 电路的谐振69

3.4.1 串联谐振69

3.4.2 并联谐振71

3.5 非正弦周期信号的电路72

3.5.1 非正弦周期量的分解72

3.5.2 非正弦周期量的平均值和有效值73

3.5.3 非正弦周期量的线性电路的计算73

本章要点74

习题376

第4章 三相电路80

4.1 三相电源80

4.2 三相电路中负载的连接82

4.2.1 负载星形连接的三相电路82

4.2.2 负载三角形连接的三相电路85

4.3 三相电路的功率87

4.3.1 三相功率的计算87

4.3.2 三相功率的测量88

4.4 安全用电技术89

4.4.1 安全用电常识89

4.4.2 防触电的安全技术90

4.4.3 静电防护和电气防火、防爆常识91

本章要点91

习题492

第2模块 模拟电子技术94

第5章 常用半导体器件94

5.1 PN结及其单向导电性94

5.1.1 半导体基础知识94

5.1.2 PN结的形成95

5.1.3 PN结的单向导电性96

5.2 半导体二极管96

5.2.1 二极管的基本结构96

5.2.2 二极管的伏安特性97

5.2.3 二极管的主要参数97

5.2.4 二极管的应用举例98

5.3 稳压二极管99

5.4 半导体三极管100

5.4.1 三极管的基本结构100

5.4.2 三极管的工作原理101

5.4.3 三极管的特性曲线102

5.4.4 三极管的主要参数103

5.5 绝缘栅型场效应三极管104

5.5.1 基本结构与工作原理104

5.5.2 特性曲线105

5.5.3 场效应管使用注意事项106

5.6 光电器件107

5.6.1 发光二极管107

5.6.2 光电二极管107

5.6.3 光电三极管107

5.6.4 光电耦合器107

5.7 集成电路108

本章要点108

习题5110

第6章 基本放大电路112

6.1 基本放大电路的组成及工作原理112

6.1.1 基本放大电路的组成112

6.1.2 基本放大电路的工作原理113

6.1.3 基本放大电路的性能指标114

6.2 基本放大电路的分析117

6.2.1 放大电路的直流通路与交流通路117

6.2.2 基本放大电路的静态分析117

6.2.3 基本放大电路的动态分析119

6.3 常用基本放大电路的类型及特点123

6.3.1 射极输出器（共集放大电路）124

6.3.2 差动放大电路125

6.3.3 互补对称功率放大电路127

6.4 实用放大电路结构128

本章要点129

习题6130

第7章 集成运算放大器及其应用134

7.1 集成运算放大器概述134

7.1.1 集成运算放大器的组成及工作原理134

7.1.2 集成运算放大器的传输特性135

7.1.3 集成运算放大器的主要参数135

7.1.4 理想集成运算放大器及其分析依据136

7.2 放大电路中的负反馈137

7.2.1 反馈的概念137

7.2.2 反馈的类型及判断138

7.2.3 负反馈对放大电路性能的影响141

7.3 集成运算放大器的线性应用142

7.3.1 基本运算电路143

7.3.2 运算放大器在信号处理方面的应用147

7.3.3 RC正弦波振荡电路151

7.4 集成运算放大器的非线性应用153

7.4.1 电压比较器153

7.4.2 信号产生电路155

7.5 集成运算放大器使用时的注意事项157

7.6 集成运算放大器的应用举例158

本章要点160

习题7162

第8章 电力电子技术167

8.1 半导体直流稳压电源167

8.1.1 整流电路167

8.1.2 滤波电路170

8.1.3 稳压电路173

8.2 晶闸管及其应用179

8.2.1 晶闸管179

8.2.2 可控整流电路181

8.2.3 晶闸管交流调压184

8.2.4 晶闸管的保护185

本章要点187

习题8188

第3模块 数字电子技术190

第9章 门电路与组合逻辑电路190

9.1 数字电路概述190

9.1.1 脉冲信号和数字信号190

9.1.2 二进制数191

9.2 逻辑代数与逻辑函数192

9.2.1 逻辑代数192

9.2.2 逻辑函数及其表示法193

9.2.3 逻辑函数的化简195

9.3 逻辑门电路198

9.3.1 分立元件门电路198

9.3.2 集成逻辑门电路199

9.3.3 对集成门电路多余输入端和输出端的处理201

9.4 组合逻辑电路的分析与设计202

9.4.1 组合逻辑电路的分析202

9.4.2 组合逻辑电路的设计202

9.5 常用的组合逻辑模块205

9.5.1 编码器205

9.5.2 译码器207

9.5.3 数据分配器211

9.5.4 数据选择器211

9.5.5 数值比较器213

9.6 设计应用举例215

9.6.1 交通信号灯故障检测电路215

9.6.2 全减器电路216

本章要点218

习题9220

第10章 触发器与时序逻辑电路223

10.1 双稳态触发器223

10.1.1 RS触发器223

10.1.2 边沿触发器226

10.2 寄存器229

10.2.1 数码寄存器229

10.2.2 移位寄存器230

10.3 计数器232

10.3.1 异步计数器233

10.3.2 同步计数器237

10.4 中规模集成计数器组件及其应用239

10.4.1 中规模集成计数器组件239

10.4.2 用集成计数器构成任意进制计数器240

10.5 555定时器及其应用242

10.5.1 555定时器内部电路结构242

10.5.2 用555定时器组成单稳态触发器244

10.5.3 用555定时器组成多谐振荡器246

10.5.4 用555定时器组成施密特触发器248

10.6 数字电路的故障诊断与排除252

10.6.1 常见故障错误的检测和排除252

10.6.2 信号追踪和波形分析253

本章要点254

习题10257

第11章 半导体存储器261

11.1 只读存储器（ROM）261

11.1.1 ROM的基本结构和工作原理261

11.1.2 ROM的分类264

11.1.3 ROM的应用264

11.2 随机存取存储器（RAM）267

11.2.1 RAM的基本结构和工作原理268

11.2.2 RAM存储容量的扩展269

11.3 闪存（Flash Memories）270

11.3.1 闪存存储单元的基本结构271

11.3.2 闪存的基本操作271

11.3.3 基本闪存阵列272

11.4 数字系统应用举例273

11.4.1 自动药片包装线控制系统273

11.4.2 楼宇安全进入系统275

本章要点277

习题11277

第12章 模拟量和数字量的转换279

12.1 D/A转换器279

12.1.1 D/A转换器的组成和工作原理279

12.1.2 D/A转换器的主要技术指标281

12.2 A/D转换器282

12.2.1 逐次逼近型A/D转换器的组成和工作原理282

12.2.2 A/D转换器的主要技术指标285

本章要点286

习题12286

第4模块 EDA技术287

第13章 电子电路的仿真287

13.1 Multisim（EWB）简介287

13.1.1 Multisim的操作界面288

13.1.2 Multisim的常用元件库289

13.2 Multisim应用举例291

13.2.1 Multisim仿真的一般过程291

13.2.2 测定电阻元件伏安特性曲线291

13.2.3 测试谐振电路293

13.2.4 测量晶体管输出特性曲线294

13.2.5 设计全减器296

本章要点298

习题13299

第14章 可编程逻辑器件300

14.1 可编程逻辑器件（PLD）300

14.1.1 可编程逻辑器件（PLD）简介300

14.1.2 PLD器件的基本结构与电路表示法302

14.1.3 可编程只读存储器（PROM）简介303

14.1.4 可编程逻辑阵列（PLA）简介305

14.1.5 可编程阵列逻辑（PAL）简介306

14.1.6 可编程通用阵列逻辑器件（GAL）简介308

14.1.7 复杂可编程逻辑器件（CPLD）简介309

14.1.8 现场可编程门阵列（FPGA）简介311

14.1.9 PLD的编程312

14.2 可编程模拟器件314

14.2.1 可编程模拟器件简介314

14.2.2 ispPAC10的结构与原理314

14.2.3 ispPAC10的设计方法315

14.2.4 ispPAC10应用示例316

本章要点318

习题14319

第5模块 电气控制技术321

第15章 铁心线圈与变压器321

15.1 磁路的基本概念321

15.1.1 磁场的基本物理量321

15.1.2 铁磁性材料的磁性能322

15.1.3 磁路的欧姆定律323

15.2 铁心线圈电路324

15.2.1 直流铁心线圈电路324

15.2.2 交流铁心线圈电路325

15.3 电磁铁326

15.3.1 直流电磁铁327

15.3.2 交流电磁铁327

15.4 变压器328

15.4.1 变压器的基本结构328

15.4.2 变压器的工作原理328

15.4.3 变压器的主要技术指标和额定值331

15.4.4 变压器的同极性端332

15.4.5 特殊变压器332

本章要点334

习题15335

第16章 异步电动机336

16.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理336

16.1.1 三相异步鼠笼式电动机的基本结构336

16.1.2 三相异步电动机的旋转磁场337

16.1.3 三相异步电动机的转动原理340

16.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性340

16.2.1 三相异步电动机的电路分析340

16.2.2 三相异步电动机的电磁转矩342

16.2.3 三相异步电动机的机械特性342

16.3 三相异步电动机的额定数据345

16.4 三相异步电动机的使用346

16.4.1 三相异步电动机的启动346

16.4.2 三相异步电动机的调速348

16.4.3 三相异步电动机的制动348

16.5 单相异步电动机349

本章要点350

习题16352

第17章 直流电动机和控制电机353

17.1 直流电动机的构造及工作原理353

17.1.1 直流电动机的组成353

17.1.2 直流电动机的工作原理354

17.2 并励（他励）电动机的机械特性355

17.2.1 机械特性356

17.2.2 电动机的稳定运行356

17.3 并励（他励）电动机的使用357

17.3.1 启动357

17.3.2 制动358

17.3.3 调速358

17.4 控制电机360

17.4.1 伺服电动机360

17.4.2 步进电动机363

本章要点365

习题17366

第18章 继电接触器控制系统368

18.1 常用低压控制电器368

18.1.1 手动电器368

18.1.2 自动电器370

18.2 三相异步鼠笼式电动机的基本控制375

18.2.1 鼠笼式电动机的直接启停控制377

18.2.2 鼠笼式电动机的点动控制378

18.2.3 鼠笼式电动机的异地控制378

18.2.4 鼠笼式电动机的正反转控制379

18.2.5 多台电动机联锁控制380

18.3 行程控制380

18.4 时间控制382

18.5 应用举例383

本章要点384

习题18385

第19章 可编程序控制器及应用388

19.1 PLC的基本结构和工作原理388

19.1.1 PLC的基本结构388

19.1.2 PLC的工作原理389

19.1.3 PLC的主要性能指标390

19.2 PLC程序设计基础392

19.2.1 PLC编程语言与程序结构392

19.2.2 存储器及其寻址393

19.2.3 位逻辑指令395

19.2.4 定时器与计数器指令397

19.2.5 功能指令399

19.3 PLC基本编程402

19.3.1 PLC基本编程原则402

19.3.2 梯形图编程典型电路403

19.4 PLC应用举例405

19.4.1 PLC应用系统设计步骤405

19.4.2 三层电梯PLC控制设计406

本章要点410

习题19411

附录A 电阻器和电容器的命名方法及性能参数413

附录B 半导体分立器件命名方法及性能参数416

附录C 半导体集成电路型号命名方法及性能参数419

参考文献422