電子電氣工程師必知必會(第3版)

電阻1084.4.4 制動1324.10.3 示波器1435.1.3

內容介紹

成為一名合格的電子電氣工程師難嗎?
電子電氣工程師需要掌握的知識和技能之多之廣,所面對的問題之複雜,的確讓人望而生畏。然而,目前許多學生和從業人員之所以面對挑戰疲於應付,很大程度上是因為學校教育的錯誤方法所導致的基礎不牢、缺乏至關重要的直覺和解決問題的技巧和能力。用一本全面的參考書來填補學校理論與工作實踐之間的鴻溝已經迫在眉睫。
世界知名電子工程專家和高級經理Darren Ashby通過故事和自己的親身經歷和體會,使電路、電氣元件、運放等枯燥的專業知識變得生動有趣。閱讀本書,你一定會難以釋卷,欲罷不能,在輕鬆的氛圍中,深入理解那些被學校教學計畫遺漏了的或者你已經淡忘了的關鍵知識。而這些,正是電子電氣工程專業每個學生、工程師、經理乃至每個教師應對日常的各種挑戰都需要的。書中字裡行間閃爍著的真知灼見,不僅促使你改變對電子電氣工程專業的總體思考方式,更有可能使你職業生涯的軌跡從此不同。

作者介紹

作者簡介:
Darren Ashby
資深電子工程師和管理者,從事工程設計和管理工作已近20年。現任世界最大的健身器材企業ICON Fitness公司(也是世界最大的嵌入式晶片用戶之一)的電子產品線經理。畢業並曾任教於猶他州立大學。他也是業界活躍的技術專家,曾長期擔任chipcenter.com等媒體的專欄作者。
譯者簡介:
尹華傑
華中理工大學電氣工程系博士(1994年);美國伊利諾伊大學(UIUC)電磁計算中心(CCEM)訪問學者(1999年-2000年);華南理工大學電氣工程系副教授。主要從事電氣傳動控制、電力電子及工程電磁場數值計算等方向的科研與教學工作。曾主持完成國家自然科學基金一項、廣東省自然科學基金一項、“基於等效超級電容觀念的能量回饋型動態負荷群的性能分析與協調控制”的國家自然科學基金項:PSpice和SPICE3套用》、《套用電磁學基礎》等。

作品目錄

目錄
第0章 電到底是什麼1
0.1  雞與蛋1
0.2  電到底為何物1
0.3  原子2
0.4  還有啥呢4
0.5  節目預告7
0.6  它僅僅是看似神奇而已8
第1章  必知必會的知識點9
1.1  單位的重要性9
1.1.1  單位代數9
1.1.2  有時“幾乎”就是“足夠好”10
1.2  使電氣元件可視化11
1.2.1  電氣元件的機械等效12
1.2.2  電阻等效於阻尼12
1.2.3  電感等效於質量13
1.2.4  電容等效於彈簧14
1.2.5  儲能電路14
1.2.6  較複雜的電路15
1.3  直覺的方法——直覺信號分析15
1.4 “積木”工程——構件18
第2章 基本理論20
2.1  基本原理20
2.1.1  歐姆定律20
2.1.2  分壓原理23
2.1.3  電容阻礙電壓的變化24
2.1.4  電感阻礙電流的變化27
2.1.5  元件的串聯和並聯28
2.1.6  戴維南定理30
2.2  這些與頻率有關34
2.2.1  AC/DC與一個小秘密34
2.2.2  恆定電壓源與恆定電流源35
2.2.3  直流35
2.2.4  交流36
2.2.5  回到電容和電感37
2.2.6  低通濾波器38
2.2.7  高通濾波器40
2.2.8  有源濾波器41
2.3  磁場與電場43
2.3.1  磁場43
2.3.2  電場45
2.4  保持在控制之中47
2.4.1  系統的概念47
2.4.2  階躍輸入49
2.4.3  反饋49
2.4.4  開環增益和閉環增益50
第3章 電氣器件51
3.1  部分導電51
3.1.1  半導體51
3.1.2  二極體51
3.1.3  電晶體53
3.1.4  FET56
3.1.5  PCB57
3.1.6  一些不常見的半導體器件57
3.2  功率和發熱管理58
3.2.1  結溫58
3.2.2  外殼溫度58
3.2.3  散熱器59
3.2.4  輻射59
3.2.5  對流59
3.2.6  傳導60
3.2.7  利用PCB散熱60
3.2.8  熱擴散61
3.3  神奇的運放61
3.3.1  正確使用運放61
3.3.2  運放的原理61
3.4  負反饋64
3.5  正反饋67
3.6  這就是邏輯70
3.6.1  二進制數70
3.6.2  邏輯72
3.7  微處理器/微控制器基礎79
3.7.1  微控制器原理80
3.7.2  結構81
3.7.3  算法程式83
3.7.4  乘法84
3.7.5  除法85
3.7.6  關於I/O(輸入或輸出)的注意事項85
3.7.7  以簡單模組為起點86
3.8  程式語言一覽87
3.9  輸入和輸出89
3.9.1  輸入89
3.9.2  模擬感測器92
3.9.3  接地92
3.9.4  感測器阻抗93
3.9.5  輸入阻抗93
3.9.6  輸出94
3.9.7  復用技術96
3.9.8  白熾燈97
3.9.9  電晶體97
3.9.10  線圈97
第4章 真實世界99
4.1  相互轉換99
4.1.1  模擬與數字99
4.1.2  先有模擬量100
4.1.3  然後有數字量101
4.1.4  綜合兩個世界的優點101
4.2  A到D的轉換及反向過程101
4.2.1  A表示模擬量101
4.2.2  D代表數字量101
4.3  ADC離不開DAC102
4.4  當元件不理想時106
4.4.1  無處不在的R、L、C106
4.4.2  誤差源:理想與實際107
4.4.3  電阻108
4.4.4  電容108
4.4.5  電感108
4.4.6  半導體109
4.4.7  電壓源109
4.4.8  總結110
4.5  可靠性設計110
4.5.1  外部世界與內部世界110
4.5.2  學會適應112
4.5.3  模組化設計113
4.5.4  預見變化113
4.5.5  過猶不及114
4.6  我所偏愛的一些電路114
4.6.1  組合達林頓對管115
4.6.2  DC電平移位器115
4.6.3  虛擬地116
4.6.4  電壓跟隨器116
4.6.5  AC放大器116
4.6.6  反相振盪器117
4.6.7  恆流源117
4.7  積累你自己的電路集117
4.8  供電121
4.8.1  電壓的需求121
4.8.2  線性電源121
4.8.3  開關電源123
4.8.4  幾點最後的考慮124
4.9  讓物體動起來——機電的世界125
4.10  速度維持130
4.10.1  轉矩控制132
4.10.2  制動132
4.10.3  不是什麼秘密133
4.10.4  一個小細節134
4.10.5  再生制動並不是太難134
4.10.6  改變轉向135
4.10.7  結論135
4.11  其他DC電機135
4.11.1  無刷DC電機136
4.11.2  步進電機137
4.11.3  交流及通用電機137
4.11.4  螺線管138
4.11.5  繼電器139
4.11.6 “捕蠅器”139
第5章 工具141
5.1  讓不可見的可見141
5.1.1  萬用表141
5.1.2  示波器143
5.1.3  邏輯分析儀145
5.2  仿真器146
5.2.1  理論與實際146
5.2.2  功能強大的工具147
5.2.3培養直覺147
5.3  電烙鐵148
5.3.1  4個基本條件148
5.3.2  焊絲149
5.3.3  SMT150
5.3.4  拆焊150
5.4 “人際”工具152
5.4.1  生產廠家152
5.4.2  銷售代表152
5.4.3  分銷商153
5.4.4  現場套用工程師153
5.4.5  設計採用154
5.4.6  直購154
5.4.7  總結154
第6章 故障排除155
6.1  排查故障前的準備155
6.1.1  科學鳥槍方法155
6.1.2  排除故障不難學習156
6.1.3  始於易156
6.1.4  跳出專業看問題156
6.1.5  注意細節157
6.1.6  對比排查157
6.1.7  再談估算158
6.1.8  故障重現158
6.1.9  根源158
6.1.10  問題分類159
6.1.11  消除故障159
6.2  機器中的幽靈——EMI160
6.2.1  EMI的本質160
6.2.2  魔鬼的招數160
6.2.3  傳導的EMI161
6.2.4  輻射的EMI161
6.2.5  處理EMI163
6.2.6  用破壞來證明你能夠修復163
6.3  時機就是一切164
6.4  壓力之下164
6.5  要為意外做好心理準備164
6.5.1  不是每個元器件都產自同一個模子165
6.5.2  控制環境165
6.5.3  窮人的EMI試驗165
6.5.4  記錄解決方案,積累經驗166
6.5.5  空中的EMI166
6.5.6  導線中的EMI167
6.5.7  小電流信號更易受干擾167
6.5.8  找出天線並予以破壞167
6.5.9  結論168
6.6  消除漏洞的對策169
6.6.1  無漏洞的軟體也許不存在169
6.6.2  大量而全面的測試170
6.6.3  重現問題170
6.6.4  設定追蹤器170
6.6.5  代碼審查170
6.6.6  再次破壞171
6.6.7  捉蟲171
第7章 人際溝通172
7.1  人際關係技巧172
7.1.1  上級172
7.1.2  同級174
7.1.3  下級175
7.1.4  行政助理176
7.2  做一個外向的內向者177
7.2.1  一切都取決於你的觀點177
7.2.2  想像178
7.2.3  自我暗示179
7.2.4  打破自己的“殼”180
7.2.5  反覆練習180
7.3  交流技巧181
7.3.1  口語181
7.3.2  寫作182
7.3.3  切中要害183
7.4  給經理的寄語184
7.4.1  做服務者184
7.4.2  做緩衝者184
7.4.3  做激勵者184
7.4.4  要理解工程師們184
7.4.5  最好的經理在多數時候都是對的185
7.4.6  在平凡之輩中找出“射擊”能手185
7.5  給雇員的寄語188
7.5.1  如何得到一份工作188
7.5.2  最後一點考慮189
7.5.3  如何保有一份工作189
7.5.4  最後一點慎重考慮190
7.6  如何製造一個偉大的產品191
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