Искусство схемотехники. Новинка

Описание

АННОТАЦИЯ:

Монография известных американских специалистов, уже знакомая нашему читателю по предыдущим изданиям, посвящена схемотехнике электронных систем. В ней приведены наиболее интересные технические решения, а также анализируются ошибки разработчиков аппаратуры; внимание читателя сосредоточивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем. Данное издание на русском языке представляет собой объединение тт. 1 и 2 предыдущего издания 1993 г. Книга содержит сведения об элементах схем, транзисторах, операционных усилителях, активных фильтрах, источниках питания, полевых транзисторах, прецизионных схемах и малошумящей аппаратуре, цифровых схемах, преобразователях информации. Для специалистов в области электроники, автоматики, вычислительной техники, а также студентов соответствующих специальностей вузов.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Введение.

Электроника имеет короткую, но богатую событиями историю. Первый ее период связан с простейшими передатчиками ключевого действия и способными воспринимать их сигналы приёмниками, которые появились в начале нашего века. Затем наступила эпоха вакуумных ламп, которая ознаменовала собой возможность претворения в жизнь самых смелых идей. Сейчас мы являемся свидетелями нового этапа развития электроники, связанного с появлением элементов на твёрдом теле и характеризующегося неиссякаемым потоком новых ошеломляющих достижений. Технология изготовления больших интегральных схем (БИС) даёт возможность производить такие кристаллы кремния, на основе которых создают калькуляторы, вычислительные машины и даже «говорящие машины» со словарным запасом в несколько сотен слов. Развитие технологии сверхбольших интегральных схем открывает возможность создания ещё более замечательных устройств.

Наверное, стоит сказать и о том, что в истории развития электроники наблюдается тенденция уменьшения стоимости устройств при увеличении объёма их производства. Стоимость электронной микросхемы, например, постоянно уменьшается по отношению к единице её первоначальной стоимости по мере совершенствования процесса производства. На самом деле зачастую панель управления и корпус прибора стоят дороже, чем его электронная часть.

Если вас заинтересовали успехи электроники и если у вас есть желание самостоятельно конструировать всевозможные хитроумные вещи, которые были бы надёжны, недороги, просты и красивы, то эта книга — для вас. В ней мы попытались раскрыть предмет электроники, показать, как он интересен и в чем состоят его секреты. Первую главу мы посвящаем изучению законов, практических правил и хитростей, составляющих в нашем понимании основу искусства электроники. Начинать всегда следует с самого начала, поэтому мы выясним, что такое напряжение, ток, мощность и из каких компонентов состоит электронная схема. На первых порах, пока вы не научитесь видеть, слышать, осязать и ощущать электричество, вам придётся столкнуться с определёнными абстрактными понятиями (их особенно много в гл. 1), а также увязать свои представления о них с показаниями таких визуальных приборов, как осциллографы и вольтметры. Первая глава содержит в себе много математики, больше, чем другие главы, несмотря на то что мы старались свести математические выкладки к минимуму и хотели бы способствовать развитию интуитивного понимания построения и работы электронных схем.

Раз уж мы занялись основами электроники, нам следует прежде всего начать с так называемых активных схем (усилителей, генераторов, логических схем и т. п.), благодаря которым электроника и вызывает к себе такой интерес. Читатель, у которого уже есть некоторые знания по электронике, может эту главу пропустить. Она предназначена для тех, кто прежде электроникой никогда не занимался. Итак, приступим к делу.



СОДЕРЖАНИЕ:

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Перевод О. Л. Соболевой

Введение
Напряжение, ток и сопротивление
1.01. Напряжение и ток
1.02. Взаимосвязь напряжения и тока: резисторы
1.03. Делители напряжения
1.04. Источники тока и напряжения
1.05. Теорема об эквивалентном преобразовании источников (генераторов)
1.06. Динамическое сопротивление
Сигналы
1.07. Синусоидальные сигналы
1.08. Измерение амплитуды сигналов
1.09. Другие типы сигналов
1.10. Логические уровни
1.11. Источники сигналов
Конденсаторы и цепи переменного тока
1.12. Конденсаторы
1.13. RC-цепи: изменения во времени напряжения и тока
1.14. Дифференцирующие цепи
1.15. Интегрирующие цепи
Индуктивности и трансформаторы
1.16. Индуктивности
1.17. Трансформаторы
Полное и реактивное сопротивление
1.18. Частотный анализ реактивных схем
1.19. RC-фильтры
1.20. Векторные диаграммы
1.21. «Полюсы» и наклон в пределах
1.22. Резонансные схемы и активные фильтры
1.23. Другие примеры использования конденсаторов
1.24. Обобщенная теорема Тевенина об эквивалентном преобразовании
Диоды и диодные схемы
1.25. Диоды
1.26. Выпрямление
1.27. Фильтрация в источниках питания
1.28. Схемы выпрямителей для источников питания
1.29. Стабилизаторы напряжения
1.30. Примеры использования диодов
1.31. Индуктивные нагрузки и диодная защита
Другие пассивные компоненты
1.32. Электромеханические элементы
1.33. Индикаторы
1.34. Переменные компоненты
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ. Перевод О. Л. Соболевой

Введение
2.01. Первая модель транзистора: усилитель тока
Некоторые основные транзисторные схемы
2.02. Транзисторный переключатель
2.03. Эмиттерный повторитель
2.04. Использование эмиттерны повторителей в качестве стабилизаторов напряжения
2.05. Смещение в эмиттерном повторителе
2.06. Транзисторный источник тока
2.07. Усилитель с общим эмиттером
2.08. Схема расщепления фазы с единичным коэффициентом усиления
2.09. Крутизна
Модель Эберса-Молла для основных транзисторных схем
2.10. Улучшенная модель транзистора: усилитель с передаточной проводимостью
2.11. Еще раз об эмиттерном повторителе
2.12. Еше раз об усилителе с общим эмиттером
2.13. Смещение в усилителе с обшим эмиттером
2.14. Токовые зеркала
Некоторые типы усилительных каскадов
2.15. Двухтактные выходные каскады
2.16. Составной транзистор (схема Дарлингтона)
2.17. Следящая связь
2.18. Дифференциальные усилители
2.19. Емкость и эффект Миллера
2.20. Полевые транзисторы
Некоторые типичные транзисторные схемы
2.21. Стабилизированный источник напряжения
2.22. Терморегулятор
2.23. Простая логическая схема на транзисторах и диодах
Схемы не требующие пояснений
2.24. Удачные схемы
2.25. Негодные схемы
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ. Перевод Б.П. Бронина

Введение
3.01. Характеристики полевых транзисторов
3.02. Типы ПТ
3.03. Общая классификация ПТ
3.04. Выходные характеристики ПТ
3.05. Производственный разброс характеристик ПТ
Основные схемы на ПТ
3.06. Источники тока на ПТ с p-n - переходом
3.07. Усилители на ПТ
3.08. Истоковые повторители
3.09. Ток затвора ПТ
3.10. ПТ в качестве переменных резисторов
Ключи на ПТ
3.11. Аналоговые ключи на ПТ
3.12. Недостатки ПТ - ключей
3.13. Несколько схем на ПТ - ключах
3.14. Логические и мощные ключи на МОП - транзисторах
3.15. Необходимые предосторожности в обращении с МОП - транзисторами
Схемы, не требующие пояснений
3.16. Удачные схемы
3.17. Негодные схемы

ГЛАВА 4 ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ. Перевод О. Л. Соболевой

Введение
4.01. Предварительные сведения об обратной связи
4.02. Операционные усилители
4.03. Важнейшие правила
Основные схемы включения операционных усилителей
4.04. Инвертирующий усилитель
4.05. Неинвертирующий усилитель
4.06. Повторитель
4.07. Источники тока
4.08. Основные предостережения по работе с ОУ
Калейдоскоп схем на операционных усилителях
4.09. Линейные схемы
4.10. Нелинейные схемы
Подробный анализ работы операционных усилителей
4.11. Отличие характеристик идеального ОУ от реального
4.12. Эффекты ограничений ОУ на работу схем на их основе
4.13. Микромощные и программируемые ОУ
Подробный анализ работы некоторых схем на операционных усилителях
4.14. Логарифмический усилитель
4.15. Активный пиковый детектор
4.16. Выборка - запоминание
Диэлектрическое поглощение
4.17. Активный ограничитель
4.18. Схема выделения модуля абсолютного значения сигнала
4.19. Интеграторы
4.20. Дифференциаторы
Работа ОУ с одним источником питания
4.21. Смещение усилителей переменного тока, использующих один источник питания
4.22. Операционные усилители с одним источником питания
Компараторы и триггер Шмитта
4.23. Компараторы
4.24. Триггер Шмитта
Обратная связь и усилители с конечным усилением
4.25. Уравнение для коэффициента усиления
4.26. Влияние обратной связи на работу усилителей
4.27. Два примера транзисторных усилителей с обратной связью
Некоторые типичные схемы с операционными усилителями
4.28. Лабораторный усилитель общего назначения
4.29. Генератор, управляемый напряжением
4.30. Линейный переключатель на полевом транзисторе с p-n - переходом, с компенсацией Rвкл
4.31. Детектор нуля для ТТЛ - схем
4.32. Схема измерения тока в нагрузке
Частотная коррекция усилителей с обратной связью
4.33. Зависимость коэффициента усиления и фазового сдвига от частоты
4.34. Методы коррекции усилителей
4.35. Частотная характеристика цепи обратной связи
Схемы, не требующие пояснений
4.36. Некоторые полезные идеи
4.37. Негодные схемы
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ. Перевод М.И. Микшиса

Активные фильтры
5.01. Частотная характеристика RC-фильтров
5.02. Идеальный рабочий режим LC-фильтров
5.03. Введение в активные фильтры: обзор
5.04. Критерии режима работы фильтра Ки
5.05. Типы фильтров
Схемы активных фильтров
5.06. Схемы на ИНУН
5.07. Проектирование фильтров на ИНУН с использованием наших упрощенных таблиц
5.08. Фильтры, построенные на основе метода переменных состояния
5.09. Двойной Т-образный фильтр - пробка
5.10. Построение фильтров на гираторах
5.11. Фильтры на переключаемых конденсаторах
Генераторы
5.12. Введение
5.13. Релаксационные генераторы
5.14. Классическая ИС таймера - 555
5.15. Генераторы, управляемые напряжением
5.16. Квадратные генераторы
5.17. Мостовые генераторы Вина и LC-генераторы
5.18. LС-генераторы
5.19. Генераторы с кварцевыми резонаторами
Схемы, не требующие пояснении
5.20. Удачные схемы
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 6. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ. Перевод АН. Коротова

Базовые схемы стабилизаторов на основе классической ИМС 723
6.01. ИМС стабилизатора 723
6.02. Стабилизатор положительного напряжения
6.03. Стабилизаторы с большими выходными токами
Проектирование теплоотвода мощных схем
6.04. Мощные транзисторы и отвод тепла
6.05. Ограничители тока с обратным наклоном характеристики
6.06. Защита от больших напряжении
6.07. Специальные вопросы проектирования сильноточных источников питания
6.08. Программируемые источники питания
6.09. Пример схемы источника питания
6.10. Другие ИМС стабилизатора
Нестабилизированные источники питания
6.11. Компоненты линии переменного тока
6.12. Трансформаторы
6.13 Элементы схемы, работающие на постоянном токе
Источники опорного напряжения
6.14. Стабилитроны
6.15. Источник опорного напряжения на Uбэ - стабилитроне
Трехвыводные и четырехвыводные стабилизаторы
6.16. Трехвыводные стабилизаторы
6.17. Трехвыводные регулируемые стабилизаторы
6.18. Дополнительные замечания относительно трехвыводных стабилизаторов
6.19. Импульсные стабилизаторы и преобразователи постоянного тока
Источники питания специального назначения
6.20. Высоковольтные стабилизаторы
6.21. Источники питания с малым уровнем помех и малым дрейфом
6.22. Микромощные стабилизаторы
6.23. Преобразователи напряжения с переключаемыми конденсаторами (зарядовый насос)
6.24. Источники стабилизированного постоянного тока
6.25. Коммерческие модули источников питания
Схемы, не требующие пояснений
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 7. ПРЕЦИЗИОННЫЕ СХЕМЫ И МАЛОШУМЯЩАЯ АППАРАТУРА. Перевод Б.П. Бронина

Разработка прецизионной аппаратуры на операционных усилителях
Дифференциальные и измерительные усилители
Шумы усилителей
Измерение шума и источники шума
Помехи: экранирование и заземление
Схемы не требующие пояснений
Дополнительные упражнения

ГЛАВА 8. ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ. Перевод Ю.В. Чечёткиа

Основные логические понятия
Логические уровни
ТТЛ и КМОП
Комбинационная логика
Последовательная логика
Моностабильные мультивибраторы
Последовательные функции, реализуемые на стандартных ИМС
Некоторые типовые цифровые схемы
Патология в логических схемах
Схемы, не требующие пояснений
Дополнительные упражнения

ГЛАВА9. СОПРЯЖЕНИЕ ЦИФРОВЫХ и АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ. Перевод В.Л. Поспелова

Сопряжение логических КМОП- и ТТЛ-элементов
Цифровые сигналы и длинные цепи
Аналого-цифровое преобразование
Примеры А/Ц - преобразования
Схемы фазовой автоподстройки частоты
Псевдослучайные двоичные последовательности и генераторы шума
Схемы, не требующие пояснений
Дополнительные упражнения