电子工程师手册（提高卷）

电子工程师是指从事各类电子设备和信息系统研究、教学、产品设计、科技开发、生产和管理等工作的高级工程技术人才。电子工程师一般分为硬件工程师和软件工程师两类。其中硬件工程师主要负责硬件电路原理图、PCB（Printed Circuit Board）设计，硬件电路测试等；软件工程师主要负责嵌入式系统（如单片机）软件程序编写、测试，或者开发、测试PC（Personal Computer）端的上位机程序等。

要想成为一名合格的电子工程师，必须具有扎实的理论基础、丰富的电子知识、良好的电子电路分析能力。其中硬件工程师需要有良好的动手操作能力，能熟练读图，会使用各种电子测量、生产工具；而软件工程师除需要精通电路知识外，还应了解各类电子元器件的原理、型号、用途，精通单片机开发技术，熟悉各种相关设计软件，会使用编程语言。

我国电子工程师的人数近百万，而据相关部门的不完全统计，电子工程本科及以上学历者仅占48%，也就是说从事电子工程师岗位工作的人，很大一部分是通过自学成为电子工程师的。因此，有相当一部分读者迫切需要电子工程师的自学书，以便早日达成自己的愿望，《电子工程师手册》就是在此背景下应运而生的。

《电子工程师手册》分为“基础卷”“提高卷”和“设计卷”，共3本。各册的具体内容分别说明如下。

《电子工程师手册（基础卷）》的主要内容包括：电子技术入门基础（电路与电路模型、电路的基本变量、电路的基本元件和基尔霍夫定律）、电子元器件［电阻器、电容器、电感器和变压器、二极管、晶体三极管、晶闸管、电力晶体管、功率场效应管（Power MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、电声器件和其他辅助器件（继电器、光电耦合器和霍尔传感器）］、电子测量与仪器［电子测量基础、万用表、示波器、信号发生器、频域测量仪器和电子仪器维修基础（维护基本知识、焊接工具和常用检修方法）］。

《电子工程师手册（提高卷）》的主要内容包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大部分。模拟电子技术基础部分主要内容有：电路分析基础、放大电路基础、功率放大电路与差动放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大电路、谐振电路、信号处理电路、信号产生与变换电路、反馈控制电路、电波传播与天线、常用集成稳压电源以及高频开关电源电路；数字电子技术基础部分主要内容有：逻辑代数基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形产生与整形电路、半导体存储器与可编程逻辑器件以及数模和模数转换。

《电子工程师手册（设计卷）》的主要内容包括单片机原理及应用和Protel电路设计与制版两大部分。单片机原理及应用部分的主要内容有：初识单片机、单片机C语言基础、输入/输出端口、中断系统、定时/计数器、串行通信接口、存储器及I/O口的扩展、键盘与显示器的扩展、常用数据传输接口与技术以及A/D与D/A接口的扩展；Protel电路设计与制板部分的主要内容有：Protel DXP概述、原理图设计基础、原理图设计的基本操作、原理图库的建立与元器件的制作、层次原理图的设计、生成报表和清单、PCB设计基础、PCB的设计、PCB元器件封装的设计、生成PCB报表和打印输出以及电路仿真。

本书由杨贵恒任主编，强生泽、张颖超、张寿珍、景刚和刘凡任副主编，参加编写工作的还有：李龙、文武松、甘剑锋、向成宣、李锐、王盛春、金丽萍、刘小丽、杨翱、赵英、王培文、余佳玲、雷雨、任子翔、蒲红梅、朱真兵、李世刚、阮喻、张伟、杨昆明、杨科目、雷绍英、李光兰、温中珍、杨楚渝、杨胜、杨沙沙、杨洪、汪二亮、杨蕾、杨新、晏妮和吴兰珍。

《电子工程师手册》具有起点低、内容由浅入深、语言通俗易懂、结构安排符合学习认知规律等特点，适合作为有志成为电子工程师读者的入门自学图书，也适合作为高等职业院校和社会培训机构的电子技术入门教材，还可作为高等院校电子工程、通信工程和电气工程等相关专业师生的教学参考书。

由于学识所限，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者提出宝贵意见和建议。

编者

2020年初春

《电子工程师手册》分为“基础卷”“提高卷”和“设计卷”，共3本。本书为“提高卷”，主要内容包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大部分。模拟电子技术基础部分主要内容有：电路分析基础、放大电路基础、功率放大电路与差分放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大电路、谐振电路、信号处理电路、信号产生与变换电路、反馈控制电路、电波传播与天线、常用集成稳压电源以及高频开关电源电路；数字电子技术基础部分主要内容有：逻辑代数基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形产生与整形电路、半导体存储器与可编程逻辑器件以及数模和模数转换。

《电子工程师手册（提高卷）》具有起点低、内容由浅入深、语言通俗易懂、结构安排符合学习认知规律等特点，适合作为有志成为电子工程师读者的入门自学图书，也适合作为高等职业院校和社会培训机构的电子技术入门教材，还可作为高等院校电子工程、通信工程和电气工程等相关专业师生的教学参考书。

杨贵恒，陆军工程大学，副教授。先后主讲《发电机组》《高频开关电源》《UPS电源》《电力电子电源原理与设备》《实用电工技术》《通信电源设备》以及《通信电源系统》等课程；主研10多个部级科研项目的研制工作，获省部级科技进步成果一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项；撰写国家或部颁标准10部；获得国家发明专利和实用新型专利8项；在全国各大出版社公开出版专著、教材40余本，总发行量超20万册；在各级学术刊物上发表论文30余篇；主讲的《电力电子电源原理与设备》被评为省部级优质课程。

第1章电路分析基础001

1.1电路的等效变换001

1.1.1单口网络及其等效概念001

1.1.2无源网络的等效002

1.1.3有源网络的等效010

1.2电路的一般分析方法017

1.2.1支路电流法018

1.2.2网孔电流法020

1.2.3节点电压法023

1.3常用电路定理025

1.3.1叠加定理与齐次定理025

1.3.2置换定理028

1.3.3戴维南定理与诺顿定理029

1.3.4功率传输定理034

第2章放大电路基础036

2.1基本放大电路036

2.1.1共射组态基本放大电路036

2.1.2放大电路的组成原则037

2.1.3三种基本放大电路037

2.2放大电路的静态分析038

2.2.1解析法039

2.2.2图解法041

2.3放大电路的动态分析041

2.3.1图解法042

2.3.2微变等效电路法044

2.4放大电路的主要技术指标045

2.4.1放大倍数045

2.4.2输入电阻045

2.4.3输出电阻046

2.4.4通频带（频率特性）046

第3章功率放大电路与差分放大电路047

3.1功率放大电路047

3.1.1互补推挽功率放大电路047

3.1.2集成功率放大电路052

3.1.3功放管的散热问题054

3.2差分放大电路056

3.2.1直接耦合放大电路的零点漂移现象056

3.2.2基本差分放大电路056

3.2.3具有恒流源的差分放大电路059

3.2.4差分放大电路的四种接法060

3.3多级放大电路062

3.3.1多级放大电路的级间耦合方式062

3.3.2多级放大电路的分析方法063

第4章负反馈放大电路066

4.1反馈的基本知识066

4.1.1反馈的基本概念066

4.1.2负反馈放大电路的性能指标067

4.1.3四种基本反馈类型068

4.1.4反馈类型的判断069

4.2负反馈对放大电路性能的影响071

4.2.1负反馈对增益的影响071

4.2.2负反馈对输入/输出电阻的影响072

4.2.3负反馈对通频带的影响074

4.3深度负反馈的增益估算074

4.3.1深度负反馈的条件074

4.3.2深度估算法Af≈1/F075

4.3.3深度估算法Xi≈Xf075

第5章集成运算放大电路078

5.1集成运放概述078

5.1.1集成运放的基本概念078

5.1.2集成运放的组成和电路符号079

5.1.3集成运放的理想化条件080

5.2理想运放线性应用电路080

5.2.1理想运放线性应用的条件及其特点080

5.2.2理想运放线性应用的三种基本组态081

5.2.3理想运放线性应用的信号运算电路084

5.3理想运放的非线性应用电路087

5.3.1理想运放非线性应用的条件及其特点087

5.3.2理想运放非线性应用的经典电路088

第6章谐振电路093

6.1振荡回路与谐振现象093

6.1.1振荡回路093

6.1.2谐振现象096

6.2串联谐振电路096

6.2.1标准串联谐振电路096

6.2.2信号源内阻和负载对串联谐振电路的影响099

6.3并联谐振电路100

6.3.1标准并联谐振电路100

6.3.2实际并联谐振电路101

6.3.3信号源内阻和负载对并联谐振电路的影响102

6.4谐振电路的频率特性103

6.4.1串联谐振电路的频率特性103

6.4.2并联谐振电路的频率特性104

6.4.3谐振函数104

6.4.4通频带106

6.5部分接入并联谐振电路107

6.5.1部分接入的几种形式107

6.5.2部分接入并联谐振电路的标准化108

第7章信号处理电路110

7.1有源滤波器110

7.1.1滤波电路基础110

7.1.2低通滤波器113

7.1.3其他滤波电路117

7.2电压比较器121

7.2.1电压比较器基础知识121

7.2.2单限比较器123

7.2.3滞回比较器124

7.2.4窗口比较器126

7.3采样保持电路127

7.3.1采样保持电路工作原理及性能127

7.3.2反相型S/H电路128

7.3.3同相型S/H电路129

第8章信号产生与变换电路130

8.1信号产生电路130

8.1.1振荡电路的组成与分类130

8.1.2各种振荡电路132

8.1.3频率合成器137

8.2信号变换电路139

8.2.1振幅调制与解调140

8.2.2角度调制与解调152

8.2.3变频器160

第9章反馈控制电路169

9.1自动增益控制电路170

9.1.1AGC电路的作用170

9.1.2AGC电路的主要类型171

9.1.3AGC电路的主要性能指标171

9.2自动频率控制电路171

9.2.1AFC电路的工作原理171

9.2.2AFC电路的应用172

9.3锁相环路173

9.3.1锁相环路的工作原理173

9.3.2锁相环路的应用174

第10章电波传播与天线176

10.1电波的传播176

10.1.1无线电波基础知识177

10.1.2地面波传播179

10.1.3天波传播180

10.1.4视距传播183

10.2天线基础知识184

10.2.1天线的分类184

10.2.2天线的基本工作原理185

10.2.3天线的主要电参数185

10.3常用短波天线187

10.3.1双极天线187

10.3.2鞭状天线189

10.3.3环形天线190

10.3.4引向天线191

第11章常用集成稳压电源194

11.1集成电源简介194

11.1.1集成电源的分类194

11.1.2集成电源的封装形式与命名方法197

11.278××系列固定正电压输出的集成稳压器200

11.2.1封装形式与引脚功能200

11.2.2内部电路原理200

11.2.3应用电路203

11.2.4检测方法206

11.2.5使用注意事项206

11.379××系列固定负电压输出的集成稳压器207

11.3.1封装形式与引脚功能207

11.3.2内部电路原理208

11.3.3应用电路209

11.3.4检测方法210

11.4三端可调集成稳压器211

11.4.1封装形式与引脚功能211

11.4.2内部电路原理213

11.4.3应用电路216

11.4.4检测方法218

11.5集成基准电压源218

11.5.1TL431型可编程基准电压源219

11.5.2LM399型精密基准电压源223

11.5.3MC1403型基准电压源225

第12章高频开关电源电路228

12.1结构特点与性能指标228

12.1.1基本结构228

12.1.2主要特点229

12.1.3性能指标231

12.2开关变换器的控制233

12.2.1时间比例控制的稳压原理233

12.2.2时间比例控制方式234

12.2.3时间比例控制变换器型开关电源工作原理235

12.2.4常用集成PWM控制器举例237

12.3功率因数校正电路244

12.3.1功率因数和总谐波畸变的定义244

12.3.2传统开关电源存在的问题245

12.3.3功率因数校正的方法245

12.3.4典型功率因数校正电路248

12.4保护电路253

12.4.1过流保护电路253

12.4.2过压保护电路256

12.4.3欠压保护电路258

12.4.4过热保护电路258

12.5TDY48V/5A高频开关电源260

12.5.1电路组成260

12.5.2工作原理260

12.5.3故障检修263

第13章逻辑代数基础273

13.1数制与代码273

13.1.1数制274

13.1.2数制的转换275

13.1.3二进制数的算术运算276

13.1.4代码277

13.2逻辑代数278

13.2.1逻辑代数的基本运算278

13.2.2逻辑代数的复合运算280

13.2.3逻辑代数的基本公式和定理282

13.3逻辑函数的描述方法284

13.3.1四种基本描述方法284

13.3.2四种基本描述方法的相互转换285

13.3.3逻辑函数的标准表达形式286

13.4逻辑函数的化简288

13.4.1逻辑函数的代数法化简288

13.4.2逻辑函数的卡诺图法化简289

第14章组合逻辑电路296

14.1集成逻辑门电路296

14.1.1TTL集成逻辑门电路296

14.1.2MOS集成逻辑门电路300

14.1.3集成逻辑门电路的使用302

14.2组合逻辑电路的分析与设计303

14.2.1组合逻辑电路分析303

14.2.2组合逻辑电路设计303

14.3组合逻辑模块及其应用305

14.3.1编码器305

14.3.2译码器308

14.3.3显示器311

14.3.4数据选择器313

14.3.5数值比较器317

14.3.6数据分配器318

14.3.7加法器319

第15章时序逻辑电路323

15.1触发器323

15.1.1触发器工作原理323

15.1.2触发器时钟脉冲的触发方式331

15.1.3触发器逻辑功能的转换331

15.1.4CMOS触发器332

15.2时序逻辑电路的分析与设计333

15.2.1时序逻辑电路简介333

15.2.2同步时序逻辑电路分析333

15.2.3同步时序逻辑电路设计336

15.3计数器340

15.3.1二进制计数器341

15.3.2中规模同步集成计数器343

15.3.3中规模同步集成计数器的应用343

15.4寄存器349

15.4.1数码寄存器349

15.4.2移位寄存器351

第16章脉冲波形产生与整形电路356

16.1施密特触发器357

16.1.1施密特触发器的结构和工作原理357

16.1.2用门电路组成的施密特触发器359

16.1.3施密特触发器的应用361

16.2单稳态触发器362

16.2.1用门电路组成的单稳态触发器362

16.2.2集成单稳态触发器365

16.3多谐振荡器368

16.3.1对称式多谐振荡器368

16.3.2非对称式多谐振荡器370

16.3.3环形振荡器372

16.3.4用施密特触发器构成的多谐振荡器375

16.3.5石英晶体多谐振荡器375

16.4555定时器及其应用376

16.4.1555定时器的电路结构与功能376

16.4.2用555定时器接成的施密特触发器378

16.4.3用555定时器接成的单稳态触发器379

16.4.4用555定时器接成的多谐振荡器380

第17章半导体存储器与可编程逻辑器件383

17.1半导体存储器383

17.1.1半导体存储器的类型383

17.1.2随机存取存储器RAM384

17.1.3只读存储器ROM387

17.2可编程逻辑器件PLD387

17.2.1PLD的发展概况388

17.2.2PLD的分类389

17.2.3可编程逻辑器件的特点390

17.2.4PLD电路的表示方法390

17.2.5用PLD实现逻辑函数391

17.2.6PLD的开发环境394

第18章数模和模数转换395

18.1数模转换器（D/A转换器）396

18.1.1D/A转换器的基本概念396

18.1.2倒T形电阻网络型D/A转换器396

18.1.3D/A转换器的主要技术指标397

18.1.4集成D/A转换器及其应用398

18.2模数转换器（A/D转换器）399

18.2.1A/D转换器的基本概念399

18.2.2A/D转换器的类型400

18.2.3A/D转换器的主要技术指标402

18.2.4集成A/D转换器及其应用402

参考文献404

本书为提高卷，特点如下： 

1.内容包含模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大部分。

2.内容由浅入深、系统全面，适合初学者掌握。