《電子系統(tǒng)設計與專題制作》以電路系統(tǒng)的設計制作為主線,以全國大學生電子設計競賽的重要賽點、知識點和實際應用能力培養(yǎng)為導向,參考全國大學生電子設計競賽賽題類型,包含5個部分,共I5章。
《電子系統(tǒng)設計與專題制作》首部分電源系統(tǒng)設計,包括電源系統(tǒng)技術基礎,穩(wěn)壓電源的設計應用,“電源類”賽題分析與獲獎作品選;第二部分測量系統(tǒng)設計,包括測量系統(tǒng)設計基礎,測量系統(tǒng)常用電路設計,“測量系統(tǒng)類”賽題分析與獲獎作品選;第三部分FPGA系統(tǒng)設計,包括FPGA電路設計基礎,基于FPGA的常用數(shù)字模塊設計,基于FPGA的賽題分析與獲獎作品選;第四部分通信系統(tǒng)設計,包括通信系統(tǒng)中的射頻電路設計基礎,通信系統(tǒng)中常用的射頻電路,“通信類”賽題分析與獲獎作品選;第五部分控制系統(tǒng)設計,包括控制系統(tǒng)基礎,控制系統(tǒng)常用模塊設計,“控制類”賽題分析與獲獎作品選。全書突出實用性、工程性、可操作性,所講解知識針對性強,具體、詳細、可實現(xiàn)。
《電子系統(tǒng)設計與專題制作》盡量選擇通俗易懂的語言描述,選擇由淺入深的知識原理。在各章的最后,設計了相應的訓練題目,供電子設計指導教師參考。
《電子系統(tǒng)設計與專題制作》也可以作為電子技術業(yè)余愛好者的入門教材。
全國大學生電子設計競賽是教育部和工業(yè)和信息化部共同主辦的學科競賽,從1994年開始至今已成功舉辦了十四屆,經(jīng)過二十多年的發(fā)展,吸引了來自全國七百多所院校、四萬多名學生積極踴躍參加,其知識面涵蓋了電子類專業(yè)的核心課程,很好地將理論知識與實踐應用結合在一起,成為參賽高校培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的重要平臺,也為參賽高校課程改革和課程建設提供了豐富的資源。2017年中國高等教育學會“高校競賽評估與管理體系”專家工作組研究發(fā)布的全國普通高校學科競賽排行榜中,全國大學生電子設計競賽被列為其19項賽事之一,使得這一競賽的影響力得到進一步增強,成為檢驗高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)質量的重要標準之一。
電子科技大學從全國大學生電子設計競賽的第一屆起,每屆都組織學生參加該項賽事。電子設計競賽教練組的老師們在不斷總結學生培訓和參賽經(jīng)驗的基礎上,充分借鑒兄弟高校的相關經(jīng)驗和成果,將對學生電子設計能力的培養(yǎng)常態(tài)化、課程化,形成與理論課程培養(yǎng)體系相對獨立的工程教育與實踐創(chuàng)新通識課程體系——電子工程設計,使得學生既在學中做,又在做中學,從兩個不同的思維方向并行培養(yǎng)學生分析和解決復雜工程問題的能力。電子工程設計分四個階段,設置為四門課程:電子設計基礎、最小微控制器系統(tǒng)設計與應用、高頻電路設計與工程制作、電子系統(tǒng)設計與專題制作。本書正是針對這一系列課程中的“電子系統(tǒng)設計與專題制作”課程而編寫的,旨在培養(yǎng)學生的電子系統(tǒng)設計能力和工程制作能力。
本書側重于電子系統(tǒng)的設計能力,分為五個部分,分別按照五個專題來培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設計與工程制作能力。
第一部分是電源系統(tǒng)設計。首先講述了電源系統(tǒng)技術基礎,然后詳述了穩(wěn)壓電源的設計應用,最后對歷年全國大學生電子設計競賽中“電源類”賽題的主要知識點和訓練要點進行了分析與總結,給出了“雙向DC-DC變換電路”和“微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)”兩個“電源類”獲獎作品的實例點評。
第二部分是測量系統(tǒng)設計。首先講述了測量系統(tǒng)設計基礎,然后詳述了測量系統(tǒng)常用電路設計,最后對歷年全國大學生電子設計競賽中“測量系統(tǒng)類”賽題的主要知識點和訓練要點進行了分析與總結,給出了“寬帶直流放大器設計”和“遠程幅頻特性測試裝置設計”兩個“測量系統(tǒng)類”獲獎作品的實例點評。
第一部分 電源系統(tǒng)設計
第1章 電源系統(tǒng)技術基礎
1.1 電源概述
1.1.1 電源類型
1.1.2 直流穩(wěn)定電源基本功能和要求
1.1.3 直流穩(wěn)壓電源分類
1.2 直流穩(wěn)壓電源的主要技術指標及測量
1.2.1 電源技術指標的含義及定義
1.2.2 直流穩(wěn)壓電源參數(shù)的測量
1.3 線性穩(wěn)壓電源基本電路及工作原理
1.3.1 直流穩(wěn)壓電源基本組成
1.3.2 直流穩(wěn)壓電源單元電路
1.3.3 穩(wěn)壓電路
1.4 線性穩(wěn)壓電路
1.5 開關穩(wěn)壓電源的原理及基本電路
1.5.1 開關穩(wěn)壓電源電路組成及工作原理
1.5.2 開關穩(wěn)壓電源的特點
1.5.3 非隔離型開關穩(wěn)壓電源
1.5.4 隔離型開關穩(wěn)壓電源電路分析
1.5.5 開關電源磁心特性與應用
1.5.6 開關穩(wěn)壓電源的控制電路
1.6 逆變器
1.6.1 概述
1.6.2 逆變器主電路
1.6.3 逆變器的控制
1.6.4 SPWM波調制
1.6.5 逆變電路實例
1.7 新技術電源
1.7.1 軟開關技術
1.7.2 功率因數(shù)校正技術
1.7.3 數(shù)字穩(wěn)壓電源
1.8 穩(wěn)壓電源的保護電路
1.8.1 安全保護
1.8.2 其他保護電路
第2章 穩(wěn)壓電源的設計應用
2.1 穩(wěn)壓電源工藝設計
2.1.1 直流穩(wěn)壓電源的設計步驟
2.1.2 電路設計
2.1.3 印制電路板工藝設計
2.2 電源方案設計與器件選型案例
2.2.1 方案設計
2.2.2 元件選型
2.3 電源專用集成穩(wěn)壓器及其應用
2.3.1 線性三端集成穩(wěn)壓器
2.3.2 脈寬調制器開關集成穩(wěn)壓器
2.3.3 單片開關式集成穩(wěn)壓器
第3章 “電源類”賽題分析與獲獎作品選
3.1 全國大學生電子設計競賽“電源類”賽題分析
3.1.1 歷屆“電源類”賽題
3.1.2 歷屆“電源類”賽題分析
3.1.3 “電源類”賽題的主要知識點
3.1.4 “電源類”賽題的訓練
3.2 “電源類”賽題獲獎作品選
3.2.1 賽題1——雙向DC/DC變換電路(2015年,本科組A題)
3.2.2 賽題1解析
3,2.3 賽題1獲獎作品
3.2.4 賽題1獲獎作品點評
3.2.5 賽題2-微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)(2017年,本科A題)
3.2.6 賽題2解析
3.2.7 賽題2獲獎作品
3.2.8 賽題2獲獎作品點評
訓練題1
……
第二部分 測量系統(tǒng)設計
第三部分 FPGA系統(tǒng)設計
第四部分 通信系統(tǒng)設計
第五部分 控制系統(tǒng)設計