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第一部分 直流稳压电源设计2

第1章 直流稳压电源电路基础2

1.1直流稳压电源分类2

1.2直流稳压电源的技术参数及测量3

1.2.1直流稳压电源的技术指标3

1.2.2直流稳压电源参数的测量5

1.3线性稳压电源的基本电路及工作原理7

1.3.1直流稳压电源电路8

1.3.2二极管稳压电路17

1.3.3串联反馈稳压电路20

1.3.4集成稳压器23

1.4开关稳压电源的原理及基本电路23

1.4.1开关稳压电源的基本工作原理23

1.4.2开关稳压电源的原理电路24

1.4.3开关稳压电源的特点24

1.4.4典型开关稳压电源的拓扑25

1.4.5开关电源磁芯特性与应用30

1.4.6开关稳压电源的保护电路38

第2章 稳压电源设计应用基础40

2.1直流稳压电源工艺设计40

2.1.1电路设计40

2.1.2印制电路板工艺设计40

2.1.3直流稳压电源的设计步骤49

2.2集成稳压器及其应用50

2.2.1线性三端集成稳压器51

2.2.2脉宽调制器开关集成稳压器65

2.2.3单片开关式稳压器72

第3章 电源类赛题分析与获奖作品选77

3.1全国大学生电子设计竞赛“电源类”赛题分析77

3.1.1全国大学生电子设计竞赛“历届赛题”分类77

3.1.2全国大学生电子设计竞赛历届“电源类”赛题分析79

3.1.3“电源类”赛题的主要知识点80

3.1.4“电源类”赛题的训练80

3.2“电源类”赛题获奖作品选82

3.2.1赛题——开关稳压电源（第八届，2007年E题）82

3.2.2赛题解析83

3.2.3获奖作品1（本作品获得国家一等奖、四川赛区一等奖）84

3.2.4赛题——电能收集充电器【第十届，2009年，E题，本科组】93

3.2.5赛题解析94

3.2.6获奖作品2（本赛题获得国家一等奖、四川赛区一等奖）95

第二部分 测量系统设计104

第4章 测量系统设计基础104

4.1测量系统分类104

4.2时域参数测量系统104

4.2.1示波器104

4.2.2示波器的主要指标105

4.3时域参数测量系统106

4.3.1频谱分析仪106

4.3.2频谱分析仪主要指标107

4.4元件参数测量系统108

4.4.1伏安法108

4.4.2谐振法109

4.4.3电桥法109

4.4.4现代数字测量法110

第5章 测量系统常用电路设计111

5.1模拟电路与数字电路111

5.1.1小信号放大电路111

5.1.2仪表放大电路117

5.1.3程控可调增益放大电路119

5.1.4滤波电路121

5.1.5转换电路123

5.1.6触发电路135

5.1.7检波电路142

5.1.8有效值测量电路146

5.1.9过压保护电路149

5.2控制电路150

5.2.1 A/D控制电路151

5.2.2 D/A控制电路155

5.2.3自动增益控制电路159

5.2.4数据存储器控制电路161

5.3显示电路165

5.3.1 LED显示驱动电路165

5.3.2 LCD驱动电路168

5.3.3 CRT驱动电路172

5.3.4 LED点阵显示驱动电路174

第6章 测量系统赛题获奖作品选177

6.1宽带直流放大器设计（2009年，特等奖）177

6.1.1宽带直流放大器赛题解析177

6.1.2宽带直流放大器获奖报告177

6.2简易频谱分析仪设计（2005年，一等奖）184

6.2.1简易频谱分析仪赛题解析184

6.2.2简易频谱分析仪获奖报告184

第三部分 数字电路与FPGA设计194

第7章 数字电路设计194

7.1组合电路设计194

7.1.1基本门电路194

7.1.2常用组合电路195

7.2时序电路设计201

7.2.1基本存储电路202

7.2.2同步时序电路205

7.2.3异步时序电路208

7.3 VHDL和Verilog-HDL程序设计基础210

7.3.1 VHDL基础210

7.3.2 Verilog-HDL基础215

第8章 基于FPGA的常用数字模块218

8.1串行通信模块218

8.1.1曼彻斯特编解码218

8.1.2不归零编解码221

8.1.3不归零反转编解码221

8.1.4 RS-232223

8.2数字滤波器227

8.2.1 S域到Z域的变换228

8.2.2 Z函数的实现228

8.2.3基本低通滤波器模型232

8.2.4 FIR滤波器235

8.3数据采集模块236

8.3.1数据采集基础236

8.3.2数据采集模块中常用基本模块239

第9章 基于FPGA的全国电子大赛赛题详解248

9.1获奖作品1（简易数字信号传输性能分析仪，2011年国家一等奖）248

9.1.1题目解析248

9.1.2设计任务与要求248

9.1.3选题知识背景250

9.1.4系统方案论证250

9.1.5理论分析与计算251

9.1.6电路与程序设计252

9.1.7测试方案与测试结果262

9.2获奖作品2（数字幅频均衡功率放大器，2009年国家一等奖）264

9.2.1题目解析264

9.2.2设计任务与要求265

9.2.3选题知识背景266

9.2.4系统方案论证266

9.2.5理论分析与计算268

9.2.6电路与程序设计270

9.2.7测试方案与测试结果277

第四部分 通信系统设计280

第10章 通信系统设计基础280

10.1引言281

10.1.1发射机和接收机概述281

10.1.2发射机设计281

10.1.3接收机设计284

10.2通信系统的基本参数293

10.2.1接收机的主要指标293

10.2.2发射机的主要技术指标303

第11章 通信系统常用的电路306

11.1低噪声放大器306

11.1.1 LNA的主要性能指标306

11.1.2常见LNA电路307

11.2滤波器308

11.2.1滤波器的分类308

11.2.2常见的滤波器电路309

11.3混频器312

11.3.1混频器的干扰312

11.3.2常见的混频器电路312

11.4频率合成器316

11.4.1频率合成器分类316

11.4.2频率合成器的主要性能指标317

11.4.3 Σ-△小数频率合成器的电路组成318

11.5功率放大器321

11.5.1高频功率放大器的分类321

11.5.2常见功率放大器电路321

11.6调制与解调电路326

11.6.1常见调制电路326

11.6.2常见解调电路328

第12章 通信系统设计案例329

12.1单工无线呼叫系统329

12.1.1题目解析329

12.1.2设计任务与要求329

12.1.3方案比较与论证330

12.1.4系统硬件设计331

12.1.5软件设计336

12.1.6系统测试338

12.2无线环境监测模拟装置338

12.2.1题目解析338

12.2.2设计任务与要求339

12.2.3系统方案340

12.2.4方案论证与选择340

12.2.5理论分析与计算343

12.2.6电路设计与软件设计345

12.2.7测试方案与测试结果346

12.2.8测试仪器348

12.2.9总结348

第五部分 控制系统设计350

第13章 控制系统设计基础350

13.1控制系统的基本概念350

13.1.1开环控制系统350

13.1.2闭环控制系统351

13.2电机伺服控制352

13.2.1电机伺服控制基础352

13.2.2 PID控制器353

第14章 控制系统应用设计357

14.1控制系统中的电机控制357

14.1.1步进电机及其驱动控制357

14.1.2步进电机驱动与控制应用电路介绍362

14.1.3直流电机及其驱动控制365

14.1.4舵机371

14.1.5减速器373

14.2控制系统中的常见传感器及其应用电路375

14.2.1温度传感器应用介绍375

14.2.2光电传感器应用设计380

14.2.3压力传感器应用设计382

14.2.4超声波传感器应用设计385

14.2.5霍尔传感器应用设计387

14.2.6加速度传感器应用设计390

14.2.7颜色传感器应用设计392

14.2.8旋转编码器应用设计395

第15章 电子设计竞赛控制类获奖作品选398

15.1电动跷跷板（2007年本科组F题-获全国二等奖）398

15.1.1题目介绍398

15.1.2获奖作品解析400

15.2基于自由摆的平板控制系统（2011年本科组B题-获全国一等奖）414

15.2.1题目介绍414

15.2.2获奖作品解析417