新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导

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。《新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导》作者陈之勃、陈永真将多年的科研、教学、产品研发而得到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。总结经验教训，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，而且为大学生毕业后的工作打下良好的基础。
《新版大学生电子设计竞赛硬件电路设计指导》共7章：第1章为无源元件，第2章为有源元件，第3章为从晶体管放大器到集成运算放大器，第4章为放大器设计，第5章为数字控制电路及数字控制与设计，第6章为线性电源设计，第7章为开关电源设计。
读者对象可以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，以及从事电子技术领域的技术人员和广大电子爱好者。

第1章 无源元件/1
1.1 无源元件的参数优选系列与精度/1
1.1.1 无源元件的参数优选值/1
1.1.2 无源元件参数精度/2
1.1.3 无源元件参数优选值的标注方式/2
1.1.4 用数码表示额定电压/5
1.1.5 无源元件参数精度的表示方式/5
1.1.6 电阻功率的标注/6
1.2 电阻/6
1.3 电容器/10
1.3.1 电容器的种类/10
1.3.2 电容器的用途/12
1.3.3 铝电解电容器应用中需要注意的问题/15
1.3.4 国内主要电容器制造商/17
第2章 有源元件/18
2.1 各类二极管/18
2.1.1 小信号二极管/18
2.1.2 整流二极管/19
2.1.3 快速反向恢复二极管/23
2.1.4 二极管的正向压降与低正向压降的肖特基二极管/28
2.2 双极型晶体管特性分析/29
2.2.1 共发射极电流增益（hfe）多大为好/29
2.2.2 开关应用/30
2.2.3 线性应用/30
2.2.4 高频应用/31
2.2.5 功率应用/32
2.3 小信号双极型晶体管/32
2.4 功率双极型晶体管/32
2.5 MOSFET/34
2.5.1 MOSFET的原理分析/34
2.5.2 功率MOSFET的应用注意事项/38
第3章 从晶体管放大器到集成运算放大器/40
3.1 简单的晶体管放大器存在的问题/40
3.1.1 开环增益的变化/40
3.1.2 实际最大动态电压范围的实现/41
3.1.3 非线性失真/41
3.1.4 不能放大直流或变化缓慢的信号/42
3.1.5 没有共模抑制能力/42
3.1.6 很难形成运算电路/42
3.2 消除简单的晶体管放大器存在的问题/43
3.2.1 稳定直流工作点/43
3.2.2 稳定直流工作点不能稳定交流电压增益/43
3.3 晶体管差分放大电路不能完全消除直流偏置对输出的影响/44
3.4 交直流等权重的负反馈引入与负反馈的作用/45
3.4.1 放大器开环增益变化的原因/45
3.4.2 引入负反馈降低放大器增益的变化/45
3.4.3 反馈深度/46
3.5 负反馈对放大器的要求/47
3.6 集成运算放大器的基本构成/48
3.6.1 输入级/48
3.6.2 中间放大级/51
3.6.3 输出级/52
3.6.4 偏置电路/53
3.7 集成运算放大器的发展历程/54
3.7.1 早期的集成运算放大器/54
3.7.2 第二代集成运算放大器/55
3.7.3 新型集成运算放大器/59
3.8 应用集成运算放大器遇到的理论挑战与分析/60
3.8.1 负反馈需要放大器具有更高的开环增益/60
3.8.2 负反馈展宽带宽实际上是放大器本身性能已经有了质的飞跃/60
3.8.3 负反馈需要付出的代价/61
3.8.4 负反馈不能解决所有问题/62
3.9 真空管放大器不需要深度负反馈/62
3.10 集成运算放大器的优势/63
3.10.1 集成运算放大器构成的电路具有几乎完美的功能/63
3.10.2 集成运算放大器可以完成所有模拟电路的功能/64
3.10.3 集成运算放大器可以尽可能简化电路/65
3.10.4 集成运算放大器构成的电路的性能价格比是最高的/66
3.10.5 集成运算放大器可以减少电子工程师的劳动/67
3.10.6 集成运算放大器的通用性/67
3.11 电子设计竞赛所需要的集成运算放大器/70
3.11.1 不需要通用型集成运算放大器/70
3.11.2 需要高精度或精密型集成运算放大器/70
3.11.3 需要高速或宽带型集成运算放大器/70
3.11.4 需要微功耗型集成运算放大器/71
3.11.5 需要极低工作电压型集成运算放大器/71
3.11.6 需要集成比较器/71
3.11.7 怎样得到电子设计竞赛需要的性能优异的集成运算放大器/73
第4章 放大器设计/74
4.1 低噪声/微弱信号放大器的设计/74
4.1.1 器件的选择/74
4.1.2 低噪声放大器设计实例/77
4.2 高速、宽带放大器的设计/81
4.2.1 多级级联宽带放大器/82
4.2.2 单级宽带放大器/85
4.2.3 宽带集成运算放大器的选择与电路的选择/85
4.3 小信号高共模抑制比放大器的设计/87
4.3.1 高共模抑制比的实现/87
4.3.2 差动放大器参数/87
4.3.3 高输入阻抗的获得/88
4.3.4 同相并联差动放大器/88
4.3.5 实际的解决方案详解/92
4.3.6 测量放大器设计的电磁兼容与电路板设计/93
4.3.7 制作调试要点/94
4.4 各类比较器电路设计/96
4.4.1 比较器与运算放大器的区别/96
4.4.2 现实中的比较器/99
4.4.3 单电平比较器/99
4.4.4 同相输入迟滞比较器/100
4.4.5 反向输入迟滞比较器/101
4.4.6 迟滞比较器的应用/102
4.4.7 窗口比较器/103
第5章 数字控制电路及数字控制与设计/105
5.1 数字控制电路设计/105
5.1.1 利用计数器集成电路设计数字控制单元电路/105
5.1.2 防抖电路设计/111
5.1.3 带有防抖电路的4位数字控制单元电路/111
5.2 串行数据转换为并行数据的接口设计/113
5.2.1 74HC595/113
5.2.2 利用74HC595实现串行数据的并行输出/115
第6章 线性电源设计/121
6.1 通用线性集成稳压器概述/121
6.1.1 通用线性集成稳压器的分类/121
6.1.2 通用集成电路命名方法/121
6.2 正电压固定电压78××三端集成稳压器/122
6.2.1 78××三端集成稳压器的封装形式与引脚功能/122
6.2.2 78××三端集成稳压器的内部电路原理/124
6.3 负输出固定电压78M××集成稳压器/126
6.3.1 负输出固定电压输出的78M××集成稳压器的原理/126
6.3.2 79××系列集成稳压器的封装形式与引脚功能/128
6.4 电压可调集成稳压器/129
6.4.1 电压可调集成稳压器LM317、LM337系列的工作原理/129
6.4.2 LM317的工作原理/129
6.4.3 LM317的封装形式与引脚功能/131
6.4.4 LM337的工作原理/131
6.4.5 LM337的封装形式与引脚功能/134
6.5 集成稳压器的性能分析/135
6.5.1 极限参数/135
6.5.2 热特性/136
6.5.3 输出电压与输出电压的温度系数/137
6.5.4 电源电压调整率/140
6.5.5 负载效应/141
6.5.6 静态电流和调整端电流/142
6.5.7 静态电流和调整端电流变化范围/143
6.5.8 最小输出电流/143
6.5.9 纹波电压抑制比/147
6.5.10 动态响应/149
6.5.11 输出阻抗/152
6.5.12 最小输入-输出电压差与结温的关系/153
6.5.13 输出噪声电压/155
6.5.14 短路电流限制值与输出峰值电流/155
6.6 输出电压5V的线性稳压电源设计/157
6.6.1 稳压电源的基本性能要求/157
6.6.2 稳压器的选择/158
6.6.3 整流器电路的选择/158
6.6.4 整流变压器的选择/158
6.6.5 滤波电容器的选择/160
6.6.6 热设计/160
6.6.7 其他元件的选择/161
6.6.8 完整的整机电路/161
6.7 运算放大器供电的对称电源的制作/161
6.7.1 集成稳压器的选择/162
6.7.2 整流器电路与原件的选择/162
6.7.3 整流变压器的选择/162
6.7.4 滤波电容器的选择/162
6.7.5 热设计/162
6.7.6 整机完整电路/163
6.7.7 其他电路元件的选择/163
6.7.8 电路调节要点/163
6.8 数字控制的0～25V/1A可调稳压电源的制作/164
6.8.1 稳压器的选择/164
6.8.2 电位器调节输出电压和数字控制输出电压的选择/164
6.8.3 控制方式和步进电压的选择/165
6.8.4 输出电压检测电阻的参数选择/166
6.8.5 如何调节到0V/166
6.8.6 继电器的控制/166
6.8.7 整流器电路与滤波电容器的选择/167
6.8.8 整流变压器的选择与输出电压的切换/168
6.8.9 热设计/169
6.8.10 其他电路元件的选择/170
6.9 线性电流源设计/170
6.9.1 作为恒流源应用的集成稳压器的选择与分析/170
6.9.2 集成稳压器作为恒流源应用的一般方法/171
6.9.3 恒流值的调节/171
6.9.4 带有限压功能的恒流源的实现/174
6.9.5 数字控制电流源/176
6.10 恒流型电子负载/181
6.10.1 恒流型电子负载简介/181
6.10.2 数控恒流型电子负载的实现/182
第7章 开关电源设计/185
7.1 开关电源概述/185
7.1.1 我国的电源产业规模与人才需求的矛盾/185
7.1.2 电子设计竞赛中开关型电源的特点/185
7.1.3 开关电源的基础/186
7.2 非隔离降压型开关电源设计/188
7.2.1 分立元件的非隔离降压型变换器需要注意的问题/188
7.2.2 悬浮电压检测/190
7.3 采用悬浮电压检测的降压型开关电源解决方案 （2011年电子设计竞赛试题解决方案）/191
7.3.1 试题/191
7.3.2 方案的选择/192
7.3.3 电路设计/193
7.4 隔离型低纹波电压开关稳压电源的设计实例 （应用准谐振技术）/194
7.4.1 应用NCP1207A/B需要考虑的问题/194
7.4.2 用NCP1207A/B构成的准谐振式开关电源设计/203
参考文献/207