全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解PDF电子书下载

第1篇 电子元器件与基本电子线路 3

第1章 电子元器件性能分析 3

1.1二极管 3

1.1.1二极管的反向恢复特性 3

1.1.2二极管的正向电压特性与肖特基二极管 7

1.2晶体管 9

1.2.1共发射极电流增益（hfe）多大为好？ 9

1.2.2开关的应用 9

1.2.3线性应用 9

1.2.4高频应用 10

1.2.5功率应用 11

1.3功率晶体管 11

1.4功率MOSFET 12

1.4.1功率MOSFET的原理分析 12

1.4.2功率MOSFET的应用注意事项 16

1.5铝电解电容器 17

1.5.1购买铝电解电容器时需要注意的问题 17

1.5.2铝电解电容器在应用中需要注意的问题 20

1.6其他电容器 22

第2章 基本电子线路单元设计与制作 23

2.1为单片机供电的5V电源的制作 23

2.1.1稳压器的选择 23

2.1.2整流器电路的选择 23

2.1.3整流变压器的选择 24

2.1.4滤波电容器的选择 26

2.1.5热设计 26

2.1.6其他元件的选择 26

2.1.7整机完整电路 26

2.2为运算放大器供电的对称电源的制作 27

2.2.1集成稳压器的选择 27

2.2.2整流器电路与元件的选择 27

2.2.3整流变压器的选择 28

2.2.4滤波电容器的选择 28

2.2.5热设计 28

2.2.6整机完整电路 28

2.2.7其他电路元件的选择 29

2.2.8电路调节要点 29

2.3数字控制的0～25V／1A可调稳压电源的制作 29

2.3.1稳压器的选择 29

2.3.2是电位器调节输出电压还是数字控制输出电压？ 30

2.3.3控制方式和步进电压的选择 31

2.3.4输出电压检测电阻的参数选择 31

2.3.5如何调节到OV 31

2.3.6继电器的控制 32

2.3.7整流器电路与滤波电容器的选择 33

2.3.8整流变压器的选择与输出电压切换 33

2.3.9热设计 35

2.3.10其他电路元件的选择 35

2.4程控模块与继电器切换电路的制作 35

第2篇 数字控制与数字显示 39

第3章 用硬件电路数控的实现方案精解 39

3.1用硬件电路数控技术问题的提出及设计思路 39

3.2用硬件电路数控技术的最简单的实现方式 40

3.2.1拨码开关简介 40

3.2.2利用拨码开关实现数字控制电路单元 41

3.3用硬件电路程控及数控技术的硬件电路设计 43

3.3.1十进制加减计数器简介 43

3.3.2利用十进制加减计数器级联构成十进制多位计数器单元 45

3.3.3溢出的防止 46

3.4可能出现的问题及解决方法 48

第4章 数字显示 49

4.1电压的数字显示 49

4.1.1应用商品数字电压表的数字显示 49

4.1.2自制数字电压表 50

4.2电流的数字显示 51

4.2.1数字电压表的量程 51

4.2.2电流检测电阻 52

4.2.3数字电压表的电源 52

4.2.4交流电流的测量 53

第3篇 放大器的设计 57

第5章 与电子设计相关的运算放大器部分电路设计制作精解 57

5.1测量放大器设计 57

5.1.1测量放大器原理 58

5.1.2实际的解决方案详解 60

5.1.3测量放大器的电磁兼容与电路板设计 61

5.1.4制作调试要点 62

5.2集成运算放大器增益程控化 63

5.2.1通过改变反馈电阻实现集成运算放大器增益的程控化 63

5.2.2测量放大器增益的程控化 64

5.3比较器的应用 66

5.3.1集成运算放大器用作比较器存在的问题 67

5.3.2比较器的典型应用中需要注意的问题 67

第4篇 线性稳压、稳流与电子负载设计 71

第6章 线性集成稳压器LM317、LM337详解 71

6.1 LM317详解 71

6.2 LM337详解 74

第7章 线性稳压电路设计 77

7.1 LM317／337的典型应用及注意事项 77

7.1.1可调输出电压集成稳压器的典型应用 77

7.1.2布线方式造成的负载效应与减小措施 78

7.1.3最小负载电流 78

7.1.4输入端与输出端电压、输出端与调整端的反极性保护 79

7.2集成稳压器并联的解决方案 79

7.2.1理论依据 80

7.2.2实现时需要注意的问题 81

7.3跟踪电源 81

7.4可调稳压电路 83

7.5高精度线性稳压电路 85

第8章 线性稳流电路设计 86

8.1作为恒流源应用的集成稳压器的选择与分析 86

8.2集成稳压器作为恒流源应用的一般方法 87

8.3恒流值的调节 87

8.3.1恒流值的调节原理 87

8.3.2问题及解决方案 89

8.4带有限压功能的恒流源的实现 90

8.4.1 Nationa1推荐的解决方案 90

8.4.2改进的调压、调流的解决方案 90

8.5数字控制电流源 92

8.5.1 2005年全国大学生电子设计竞赛中的数控电流源 92

8.5.2实际可用的解决方案 95

8.6恒流型电子负载 97

8.7数控恒流型电子负载的实现 97

8.7.1基本思路 97

8.7.2实现方法 97

8.8用集成稳压器替代恒流二极管 99

第5篇 函数发生器的设计 103

第9章 模拟函数发生器电路设计 103

9.1函数发生电路MAX038详解 103

9.1.1封装、引脚功能及内部原理框图 103

9.1.2基本功能的实现 105

9.1.3 MAXIM的评估电路 107

9.2应用函数发生电路MAX038的频率及占空比的数字控制 111

9.2.1频率的数字控制 111

9.2.2占空比的数字控制 113

9.3应用函数发生电路MAX038实现正弦波、方波和三角波发生电路 113

9.4耳机放大器的利用 114

9.4.1耳机放大器简介 114

9.4.2耳机放大器TPA152基本电路 115

9.4.3耳机放大器TPA152性能分析 116

9.4.4 TPA152作为驱动放大器的应用 118

第10章 数字函数发生器电路设计 120

10.1利用计数器、EPROM、DAC的思路 120

10.2基本设计思路 120

10.3基本电路结构 121

10.4 EPROM中的函数表格 122

10.5提高频率的思路 126

10.6本章小结 128

第6篇 音频功率放大器的设计 133

第11章 线性功率放大器设计制作精解 133

11.1电子设计竞赛对音频功率放大器的基本要求 133

11.2音频功率放大器效率分析与高效率的获得 133

11.3用线性电路实现的方案 133

11.4功率放大器的选择 134

11.5 DC／DC变换器的选择 138

11.6控制策略的考虑与基本实现方法 139

第12章 开关型功率放大器设计精解 144

12.1开关型音频功率放大器基本原理 144

12.2开关型音频功率放大器的基本实现 144

12.3应用通用集成电路实现开关型音频功率放大器 145

12.3.1三角波发生电路 145

12.3.2 PWM调制的电路结构 145

12.3.3输出级与输出滤波器的电路结构 146

12.3.4完整电路 147

12.3.5信号变换电路 148

12.3.6本章小结 148

第7篇 开关电源的设计 151

第13章 电子设计竞赛中开关电源的常规解决方案精解 151

13.1电子设计竞赛中开关电源的特点 151

13.2开关电源基础 151

13.2.1基本变换器及特点 151

13.2.2开关电源的基本电路结构 152

13.3开关电源的损耗与效率分析 154

13.3.1开关元件的开关损耗 154

13.3.2开关元件的导通损耗 155

13.3.3磁性元件损耗 155

13.3.4电路结构对效率的影响 155

13.3.5工作状态对效率的影响 156

13.4软开关技术分析 156

13.4.1准谐振技术 156

13.4.2有源钳位技术 157

13.4.3全桥移相零电压开关技术 157

13.4.4半桥LLC谐振变换器 157

13.5高效率开关电源设计思路 158

13.6开关型电源的低噪声设计 158

13.7利用UC3843控制MOSFET构成升压型DC／DC变换器 159

13.7.1电路结构的确定 159

13.7.2控制电路的选择 159

13.7.3电路参数的设计 159

13.7.4 DC／DC变换器的完整电路 162

13.7.5电路板图设计 162

13.7.6电路的调试 163

第14章 2007年竞赛试题分析 164

14.1试题 164

14.2电源变压器与整流滤波电路解析 166

14.2.1整流电路结构的选择 166

14.2.2整流器的选择 166

14.2.3滤波电容器的选择 167

14.2.4整流输出电压 167

第15章 2007年电子设计竞赛试题应用升压型变换器的解决思路 168

15.1电路 168

15.2电路参数设计 168

15.2.1电路工作状态的选择 168

15.2.2主要元件的选择 171

第16章 利用PWM控制IC与带有隔离变压器的推挽变换器的解决方案精解 175

16.1基本参数的确定 175

16.2电路及参数的确定 175

16.2.1开关管最大电流 175

16.2.2负载临界电流和变压器激磁电流 176

16.3主要元件参数的选择 176

16.3.1开关管的选择 176

16.3.2输入旁路电容器的选择 176

16.3.3变压器参数设计 177

16.3.4输出整流器的选择 179

16.3.5输出滤波电容器的选择 179

16.3.6输出滤波电感器的选择 179

16.3.7其他电路参数的选择 179

16.3.8其他 179

第17章 利用PWM控制IC与带有自耦变压器的推挽变换器详解 180

17.1电路与电路原理 180

17.1.1电路 180

17.1.2电路原理 180

17.2基本参数的确定 182

17.2.1开关管最大电流 182

17.2.2负载临界电流和变压器激磁电流 182

17.3主要元件参数的选择 182

17.3.1开关管的选择 182

17.3.2输入旁路电容器的选择 183

17.3.3变压器参数设计 183

17.3.4输出整流器的选择 185

17.3.5输出滤波电容器的选择 185

17.3.6输出滤波电感器的选择 185

17.3.7其他电路参数的选择 186

第18章 电子设计竞赛中开关电源的特殊解决方案精解 187

18.1低纹波电压开关稳压电源设计实例（应用准谐振技术） 187

18.1.1 NCP1207简要原理 187

18.1.2应用NCP1207A／B需要考虑的问题 191

18.1.3用NCP1207A／B构成的准谐振式开关电源设计 200

18.2应用SEPIC变换器的解决方案 204

18.2.1 SEPIC变换器的演化过程与原理 204

18.2.2芯片的选择与芯片简介 205

18.2.3应用电路 208

18.2.4参数的确定 208

第8篇 逆变器的设计 213

第19章 单相正弦波逆变电源设计 213

19.1常规思路的单相正弦波逆变电源设计 213

19.2基本性能要求 213

19.3解决方案的基本思路 214

19.3.1 50Hz逆变 214

19.3.2 50Hz正弦波逆变器 214

19.3.3多重50Hz矩形波逆变组合的解决方案 214

19.3.4直-交-直-交功率变换形式 218

19.4高频逆变电路与控制电路设计 218

19.4.1控制方式 219

19.4.2工作在100％占空比控制方式时的有效值电流的降低 220

19.4.3旁路电容器的作用 221

19.5高频变压器设计 222

19.5.1变压器的结构 222

19.5.2变压器设计 224

19.6输出整流滤波电路 225

19.7输出侧逆变电路与驱动电路设计 225

19.8正弦信号的产生与正弦化脉冲宽度调制的设计 226

19.8.1正弦波振荡器 226

19.8.2三角波发生电路 227

19.8.3脉冲宽度调制电路 229

19.8.4电路参数的确定 229

19.8.5死区时间的设置与实现 229

19.9输出参数的更改与元器件的选择 231

第20章 三相正弦波逆变电源设计 232

20.1常规的设计思路 232

20.2逆变器与驱动电路设计思路 232

20.2.1逆变器与驱动电路设计思路 232

20.2.2电路板图的设计 234

20.2.3开关频率的选择 236

20.3控制电路单元设计思路简介 236

20.4 PWM电路设计 237

20.5死区时间的设置与实现 238

20.6计数器与D／A变换器组合实现三相正弦波基准电压 240

20.7计数器与权电阻组合方式 244

20.7.1“基准”正弦波电压产生原理 244

20.7.2单相“基准”正弦波发生器 244

20.7.3三相参考正弦波发生器 246

20.8输出滤波器设计 248

20.9稳定输出电压设计思路 249

20.10负载不对称与负载缺相保护 249

20.11隔离变压器与整流器部分的解决方案 250

20.12本章小结 251

第21章 非常规思路的单相正弦波逆变电源设计 252

21.1非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之一（线性集成功率放大器应用） 252

21.1.1集成功率放大器型号的选择 252

21.1.2 LM3886的应用设计实例 259

21.1.3应用LM4780构成的逆变器设计 261

21.1.4应用线性集成功率放大器实现三相逆变器的解决方案 267

21.2非常规思路的单相正弦波逆变电源设计之二（D类音频功率放大器的应用） 267

21.2.1 LM4651／2简介 267

21.2.2应用LM4651／2的解决方案详解 272

参考文献 278