計算機電路基礎(第三版)
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【作 者】主編 何超
【I S B N 】978-7-5170-2995-3
【責任編輯】宋俊娥
【適用讀者群】高職高專
【出版時間】2015-03-01
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】344
【千字數】554
【印 張】21.5
【定 價】¥40
【叢 書】“十二五”職業教育國家規劃教材
【備注信息】
簡介
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本書深入淺出,通俗易懂,邏輯清晰,科學嚴謹,概念準確。強調圖形的直觀解釋作用,注重實際電工計算能力、分析及解決實際問題能力的提高;在內容取舍上,強調基本理論以“必需夠用”為度,貫徹少而精、啟發式原則,培養學生獨立思考、富于聯想、觸類旁通的發散思維能力;在聯系實際上,要求基本理論的自然延續、有機結合,也以“必需夠用”為度。
本書共分12章。主要講解最基本的電路知識,了解磁現象和電磁相互作用及其應用(如儀用電機、磁存儲等),學習最基本的模擬電子電路知識,學習和掌握數字電路的基本知識,特別注重在計算機科學技術方面的應用。為進一步學習計算機硬件課程,如計算機組裝與維護、微機原理、單片機、接口技術以及計算機控制技術等課程打下良好的基礎。
本書是為高等學校計算機類和信息類各專業編寫的電工技術教材,讀者對象主要是高職高專和應用型本科的計算機類和信息類專業的學生,以及其他高等院校非電類相關專業的本科學生,本書也可供高等教育自學者參考。
·堅持以應用為目的,注重理論基礎、實踐環節與工程訓練相結合,貫徹少而精、啟發式原則,培養學習者獨立思考、善于聯想、觸類旁通的發散思維能力。
·知識體系完整,邏輯線索清晰;行文力圖深入淺出、圖文結合、通俗易懂;概念準確,科學嚴謹。加強定性分析,重視從物理現象和物理過程的分析中說明道理。
·依據高等職業教育的特點,追蹤信息技術的飛躍發展和時代進步,關注高新科技知識在計算機硬件方面的應用,使教材反映計算機科技的最新成果。
從第一版到第二版,眨眼就是六年;從第二版到第三版,轉瞬又是七年。感謝廣大讀者的關心與支持,本書相繼被評為“普通高等教育‘十一五’國家級規劃教材”和“‘十二五’職業教育國家規劃教材”。
歲月催人老,科技日日新。電工電子技術的迅猛發展和廣泛應用,促進相應學科的教學體系和教學內容的更新,給本書第三版的修訂帶來巨大的壓力和挑戰。
本書作者思慮再三,認為新版必須堅持以下幾點:
1.明確讀者對象,嚴格遵守教學大綱。
本書是為高職高專和應用型本科的計算機、信息技術類相關專業編寫。計算機電路基礎是一門綜合性革新的課程,依據減少內容重復、精簡課程門類的原則,針對計算機、信息技術等相關專業學習計算機硬件知識方面的需求,有機地融合了電路與磁路、模擬電子技術及數字電子技術等三門課程所包含的內容,使總學時大大縮短,讓學生有時間學習更多更專業的知識,如微機原理與接口技術、單片機和嵌入式電路技術、PLC控制技術、以及計算機控制技術等課程,并為此打下良好的基礎。
嚴格遵守教學大綱,注重實際計算能力和分析解決實際問題能力的提高;貫徹少而精、啟發式原則,培養學習者獨立思考、善于聯想、觸類旁通的發散思維能力。
2.選材精當,簡明扼要。
知識體系完整,邏輯線索清晰順暢;行文力圖深入淺出、通俗易懂;概念準確,科學嚴謹。加強定性分析,重視從物理現象和物理過程的描述和分析上,淺顯易懂地說明道理。注重圖形的直觀解釋作用,精選圖形,圖文互助。
3.依據高等職業和應用型本科教育的特點,強調理論與實際的有機結合。特別是在計算機科學技術方面的應用。
4.注意以知識的邏輯線索來統籌相關的知識內容,幫助學習者從整體上把握知識體系、領會知識間的相互聯系。如每章后面有本章小結和本章知識邏輯線索圖,同時設計了一些口訣幫助記憶。
5.本書注意追蹤信息技術的飛躍發展和時代進步,將教學內容和技術發展相結合。還適當安排了一些選學內容,以符號※為標志。
6.本書電路、元氣件符號及文字表述、插圖,多數采用國家標準,并有相關說明。為了擴大讀者視野,便于讀者查看國內舊資料和國外資料,也有意保留了一些非國家標準。
本書篇章結構沿用第二版,共分12章。全書由何超和何翔等部分原編著者共同修訂,另外江駿參與了第3、4章的編寫,李衛星參與了第2、8章的編寫,李云平參與了第6、9章的編寫,李健參與了第7、10、11章的編寫,黃貽彬、郭志勇對全書的修訂提出了寶貴的建議。在本書的編寫過程中,得到了清華大學教學儀器廠、武漢理工大學、中國人民解放軍第二炮兵指揮學院和武漢市軟件學院、廣東技術師范學院天河學院、廣東白云學院等單位的大力支持和幫助,在此一并表示感謝。
為了不斷提高本書的編寫質量,編著者真誠地歡迎廣大讀者和各界人士批評指正本書的錯誤和不妥之處,并提出寶貴的建議。
第二版前言
第一版前言
第1章 電路的基本概念和基本定律 1
1.1 電路 1
1.1.1 電路的組成和電路圖 1
1.1.2 電路的基本物理量 1
1.1.3 負載 7
1.1.4 電源 12
1.2 電路的基本定律 16
1.2.1 有源支路歐姆定律 16
1.2.2 基爾霍夫定律 17
1.2.3 疊加定理 25
1.2.4 戴維南定理 27
1.2.5 最大功率傳輸條件 29
※1.3 Y-Δ變換 29
本章小結 31
本章知識邏輯線索圖 32
習題1 33
第2章 正弦交流電路和電磁現象 36
2.1 正弦交流電的基本概念 36
2.1.1 正弦交流電的表示方法
——三角函數式 36
2.1.2 表示正弦交流電變化快慢特征的
物理量——頻率 37
2.1.3 表示交流電大小的物理量
——瞬時值、最大值、有效值 38
2.1.4 表示交流電變化位置的物理量
——相位 38
2.2 正弦量的相量表示 40
2.2.1 正弦交流電的相量表示 41
2.2.2 相量圖 42
2.2.3 用相量法求同頻率正弦量的和與差
——導出“基爾霍夫定律的
相量形式” 42
2.2.4 正弦交流電路中電阻、電容、電感
性能方程的相量形式 44
2.2.5 統一的伏安關系——歐姆定律的
相量形式——阻抗和導納的引入 46
2.2.6 正弦交流電路的相量分析方法 47
2.3 正弦交流電路的功率 53
2.3.1 一般正弦交流電路的功率 53
2.3.2 提高功率因數的意義和方法 56
※2.4 正弦交流電路的諧振 56
2.4.1 串聯電路的頻率特性和諧振現象 57
2.4.2 并聯電路的頻率特性和諧振現象 59
2.5 電磁現象及其應用 62
2.5.1 常見的電磁現象 63
2.5.2 磁場的基本物理量和基本規律 64
2.6 磁記錄原理與電磁波及其應用 66
2.6.1 模擬磁記錄原理 66
2.6.2 數字磁記錄原理 67
2.6.3 電磁波及其應用 68
2.7 直流電動機 69
2.7.1 直流電機的基本結構 70
2.7.2 直流電動機的工作原理 70
2.7.3 直流電動機的勵磁方式 71
※2.7.4 步進電動機 72
2.8 變壓器 72
2.8.1 變壓器的基本結構 73
2.8.2 變壓器的基本原理 74
2.8.3 電子電路中常用變壓器 76
2.9 繼電器 77
※2.9.1 電磁式控制繼電器 77
※2.9.2 熱繼電器 78
本章小結 79
本章知識邏輯線索圖 80
習題2 80
第3章 半導體器件基本知識 84
3.1 半導體的導電特性 84
3.1.1 本征半導體與本征激發 84
3.1.2 P型半導體和N型半導體 85
3.2 PN結與半導體二極管 86
3.2.1 PN結及其單向導電性 86
3.2.2 半導體二極管 87
3.2.3 穩壓二極管 89
3.3 半導體三極管(晶體管或BJT) 91
3.3.1 半導體三極管的結構與符號 91
3.3.2 半導體三極管的連接方法 91
3.3.3 半導體三極管的電流分配與
放大作用 92
3.3.4 半導體三極管的特性曲線 93
3.3.5 半導體三極管的主要參數 94
3.4 場效應管(FET) 95
3.4.1 結型場效應管的結構、符號與
工作原理 95
3.4.2 結型場效應管的特性曲線 97
3.4.3 結型場效應管的主要參數 98
3.4.4 絕緣柵場效應管 99
本章小結 102
本章知識邏輯線索圖 103
習題3 104
第4章 基本放大電路 107
4.1 放大電路的主要性能指標 107
4.2 晶體管共射極放大電路 108
4.2.1 放大電路的組成及各元件的作用 108
4.2.2 靜態與動態工作情況 109
4.3 共射極放大電路的分析方法 111
4.3.1 放大電路的圖解分析法 111
4.3.2 放大電路的微變等效電路分析法 113
4.4 共射極放大電路靜態工作點的穩定 117
4.4.1 溫度對靜態工作點的影響 117
4.4.2 分壓式偏置電路 117
4.5 場效應管放大電路 120
4.5.1 自偏壓電路 120
4.5.2 分壓式自偏壓電路 121
4.6 多級放大電路 121
4.6.1 多級放大電路的級間耦合方式 121
4.6.2 多級放大電路的性能分析 123
本章小結 124
本章知識邏輯線索圖 125
習題4 125
第5章 幾種常用的放大電路 129
5.1 負反饋放大電路 129
5.1.1 反饋的基本概念 129
5.1.2 負反饋放大電路的一般方框圖和
基本關系式 129
5.1.3 負反饋的四種基本組態與判別 130
5.1.4 負反饋對放大器性能的影響 132
5.1.5 負反饋放大電路的特例——
射極輸出器 134
5.2 直流放大電路 136
5.2.1 直接耦合電路靜態工作點的配置 136
5.2.2 抑制零點漂移的有效電路結構——
差動放大電路 138
5.3 功率放大電路 141
5.3.1 功率放大電路的分類 141
5.3.2 乙類互補對稱功率放大電路 142
5.3.3 交越失真與電路的改進措施 146
本章小結 147
本章知識邏輯線索圖 149
習題5 149
第6章 集成運算放大器 152
6.1 運放的基本結構和主要性能參數 152
6.1.1 運放的電路符號與基本結構 152
6.1.2 理想運放的特性 154
6.1.3 運放的主要性能參數 154
6.2 運放構成的基本電路 158
6.2.1 比例放大器 158
6.2.2 差分式放大器 160
6.3 運放在信號運算方面的應用 161
6.3.1 求和運算 161
6.3.2 積分運算 162
6.3.3 微分運算 164
6.3.4 對數運算 164
6.3.5 反對數運算 165
6.3.6 高級運算 165
6.4 運放其他應用示例 167
6.4.1 比較器 167
6.4.2 測量放大器 171
※6.4.3 有源濾波器 172
6.5 運放的調零與補償 173
6.5.1 調零 173
6.5.2 補償 173
本章小結 173
本章知識邏輯線索圖 174
習題6 175
第7章 正弦波振蕩電路 178
7.1 概述 178
7.1.1 自激振蕩的條件 178
7.1.2 自激振蕩的建立和振幅的
穩定過程 179
7.1.3 正弦波振蕩電路的組成 179
7.2 RC振蕩器 180
7.2.1 RC橋式振蕩器 180
7.2.2 RC移相振蕩器 182
7.3 LC振蕩器 183
7.3.1 LC并聯諧振回路的特性 183
7.3.2 變壓器反饋式振蕩器 184
7.3.3 電感三點式振蕩器 185
7.3.4 電容三點式振蕩器 186
7.4 石英晶體振蕩器 188
7.4.1 石英晶體諧振器的阻抗特性 188
7.4.2 典型石英晶體振蕩器 190
本章小結 190
本章知識邏輯線索圖 191
習題7 192
第8章 脈沖與脈沖電路 194
8.1 脈沖波形及其參數 194
8.2 RC電路的過渡過程 195
8.2.1 電容的充放電現象 195
8.2.2 RC電路的應用 196
8.3 晶體管的開關特性 199
8.3.1 晶體二極管的開關特性 199
8.3.2 二極管開關特性的應用 200
8.3.3 三極管開關特性 202
8.3.4 場效應管的開關特性 202
※8.4 非正弦信號的頻譜及選頻網絡 203
8.4.1 非正弦周期信號的頻譜分析 203
8.4.2 RC低通、高通濾波網絡 204
本章小結 204
本章知識邏輯線索圖 205
習題8 205
第9章 數字變量與邏輯函數 207
9.1 數制與編碼 207
9.1.1 數制 207
9.1.2 編碼與碼制 210
9.1.3 定點數與浮點數 211
9.1.4 計算機中的編碼 212
9.2 邏輯函數和基本邏輯門電路 215
9.2.1 邏輯變量和邏輯函數 215
9.2.2 邏輯函數及其表示方法 218
9.3 邏輯代數的基本定律和運算規則 220
9.4 邏輯函數的化簡法 221
9.4.1 邏輯函數的公式化簡法 222
9.4.2 邏輯函數化簡的卡諾圖法 223
9.4.3 具有無關項邏輯函數的化簡 225
9.4.4 多輸出邏輯函數的化簡 226
9.5 邏輯函數的門電路實現 227
9.5.1 TTL門電路 227
9.5.2 MOS金屬半導體場效應管門電路 233
9.5.3 TTL集成電路和MOS集成電路的
系列、性能比較及使用方法 234
9.6 集成門電路在脈沖電路中的應用 243
9.6.1 單穩態觸發器 243
9.6.2 多諧振蕩器 244
9.6.3 施密特觸發器 246
9.6.4 555定時器 247
9.6.5 555定時器構成的單穩態觸發器 249
9.6.6 555定時器構成多諧振蕩器 250
9.6.7 555定時器構成施密特觸發器 251
本章小結 252
本章知識邏輯線索圖 252
習題9 253
第10章 組合邏輯電路 257
10.1 組合邏輯電路的定義及特點 257
10.1.1 組合邏輯電路的定義 257
10.1.2 組合邏輯電路的特點 257
10.2 組合邏輯電路的分析 257
10.3 組合邏輯電路的設計 258
10.4 組合邏輯電路中的競爭險象 259
10.5 常見的組合邏輯電路 260
10.5.1 編碼器和優先編碼器 260
10.5.2 譯碼器 262
10.5.3 數據選擇器 266
10.5.4 數值比較器 267
10.5.5 加法器 269
10.6 中規模集合組合邏輯電路(MSI)
的應用 270
10.6.1 用一位全加器MSI構成多位
加法器 271
10.6.2 用MSI設計組合電路的
一般方法 272
本章小結 276
本章知識邏輯線索圖 277
習題10 277
第11章 時序邏輯電路 279
11.1 時序邏輯電路的定義和特點 279
11.1.1 時序邏輯電路的定義 279
11.1.2 時序邏輯電路的特點 279
11.2 觸發器 280
11.2.1 基本觸發器 280
11.2.2 時鐘觸發器 283
11.2.3 主從觸發器 285
11.2.4 邊沿觸發器 286
11.2.5 RS觸發器構成其他邏輯功能的
觸發器 288
11.3 時序邏輯電路分析 292
11.3.1 時序邏輯電路的功能描述方法 292
11.3.2 同步時序電路分析 292
11.3.3 異步時序電路分析 294
11.3.4 常用時序電路 295
本章小結 302
本章知識邏輯線索圖 303
習題11 303
第12章 數字信息采集與處理 309
12.1 多路轉換單元 309
12.1.1 多路選擇器 309
12.1.2 多路分配器 311
12.2 D/A轉換器 313
12.2.1 轉換器的基本原理 313
12.2.2 D/A轉換器的分類、特點、用途 314
12.2.3 D/A轉換器的應用 315
12.3 采樣保持和模-數轉換單元(A/D) 316
12.3.1 采樣保持單元 316
12.3.2 A/D轉換器及其應用 317
12.4 數據存儲單元——存儲器 323
12.4.1 隨機存儲器(RAM) 323
12.4.2 隨機存儲器RAM容量的擴展 326
12.4.3 只讀存儲器 328
本章小結 329
本章知識邏輯線索圖 329
習題12 330
參考文獻 331
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