電子電氣工程師必知必會(huì)

前言

　　本書(shū)不是嚴(yán)格意義上的專(zhuān)業(yè)書(shū)，而是一位資深電子電氣工程師及技術(shù)開(kāi)發(fā)部門(mén)的管理者，總結(jié)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)后寫(xiě)出的心得體會(huì)，它能夠幫助讀者強(qiáng)化電子電氣工程的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，指導(dǎo)讀者進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目管理、人際溝通。　　本書(shū)作者在科研和管理工作以及人員招聘的過(guò)程中，看到有太多的電子電氣工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生及工程師，由于沒(méi)有打牢基礎(chǔ)知識(shí)而常常碰壁，所以萌生了寫(xiě)作本書(shū)的念頭。如果去問(wèn)問(wèn)那些已經(jīng)畢業(yè)很多年的工程師們，我猜想，記不準(zhǔn)并聯(lián)電阻的求法、記不準(zhǔn)滑動(dòng)摩擦的定義者，恐怕大有人在。因此，為電子電氣工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生、工程師乃至老板們提供一本可以鞏固本學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的讀本，是十分必要的?！　‰娮与姎夤こ讨械母拍羁床坏健⒚恢?，其中的公式、原理比較抽象難懂。我在讀中學(xué)的時(shí)候，曾經(jīng)有這么一個(gè)想法：“如果有這樣的作家，能夠把我們學(xué)生要學(xué)的公式和原理，寫(xiě)成學(xué)生們愛(ài)讀、讀起來(lái)輕松愉快的類(lèi)似小說(shuō)的讀本，或者干脆就把這些知識(shí)巧妙、有機(jī)地融合在一本小說(shuō)里，讓我們?cè)谧x小說(shuō)、看故事的時(shí)候，順便就把這些難懂、難記、難學(xué)的知識(shí)學(xué)會(huì)了，那該有多好?！蔽也桓艺f(shuō)Darren Ashby先生的這本書(shū)完成了我的這個(gè)夢(mèng)想，但我認(rèn)為它確實(shí)是朝我夢(mèng)想的方向邁進(jìn)了一步，理由如下?！　∑湟?，作者自稱(chēng)“語(yǔ)文不太好”，所以在闡述電子電氣工程的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，采用了很多通俗、形象化的比喻，而沒(méi)有像許多大牌學(xué)者寫(xiě)書(shū)那樣，以為讀者什么都懂而采用大量晦澀難懂的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。這使得本書(shū)成了一本簡(jiǎn)單易讀的好書(shū)。在闡述電子電氣工程的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，他還穿插了一些自己的親身經(jīng)歷、故事及日常生活中一些人人都感興趣的話題，譬如《星球大戰(zhàn)》、《星際旅行》、（（呆伯特》等電影或卡通片中的人物、故事等，這就像老師給我們上了一堂生動(dòng)的課一樣，不僅有知識(shí)，還有笑話。

內(nèi)容概要

　　《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》從實(shí)際工作需要出發(fā)，總結(jié)了一名現(xiàn)代電子電氣工程師在日常工作中最為關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，從簡(jiǎn)單的R、L、C元件，到復(fù)雜的運(yùn)放、微處理器/微控制器、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電機(jī)、電源，再到元件的非理想性、電路的可靠性設(shè)計(jì)、仿真、焊接，以及電路和軟件的故障處理等，文字生動(dòng)幽默。此外，《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》還以較大的篇幅介紹了作者作為研發(fā)部門(mén)的管理者，在人際溝通、管理等方面的心得體會(huì)。　　《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》既可供電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高校師生參考，也適合電氣工程師閱讀。

作者簡(jiǎn)介

　　Darren Ashby，資深電子工程師和管理者，從事工程設(shè)計(jì)和管理工作已近20年?，F(xiàn)任世界最大的健身器材企業(yè)ICON Fitness公司（也是世界最大的嵌入式芯片用戶之一）的電子產(chǎn)品線經(jīng)理。畢業(yè)并曾任教于猶他州立大學(xué)。他也是業(yè)界活躍的技術(shù)專(zhuān)家，曾長(zhǎng)期擔(dān)任 chipcenter.com等媒體的專(zhuān)欄作者。除本書(shū)外，他還與人合著了Circuit Design： Know It All一書(shū)?！　∽g者簡(jiǎn)介：　　尹華杰，華中理工大學(xué)電氣工程系博士，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)電磁計(jì)算中心訪問(wèn)學(xué)者，華南理工大學(xué)電氣工程系副教授。主要從事電氣傳動(dòng)控制、電力電子及工程電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算等方向的科研與教學(xué)工作。曾主持完成國(guó)家自然科學(xué)基金一項(xiàng)、廣東省自然科學(xué)基金一項(xiàng)，目前正主持“基于等效超級(jí)電容觀念的能量回饋型動(dòng)態(tài)負(fù)荷群的性能分析與協(xié)調(diào)控制”的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。譯著有《開(kāi)關(guān)電容電路：從入門(mén)到精通》、《開(kāi)關(guān)電源仿真——PSpice和SPICE3應(yīng)用》和《應(yīng)用電磁學(xué)基礎(chǔ)》等。

書(shū)籍目錄

第0章 電到底是什么0.1 雞與蛋0.2 電到底為何物0.3 原子0.4 還有啥呢0.5 節(jié)目預(yù)告0.6 它僅僅是看似神奇而已第1章 必知必會(huì)的知識(shí)點(diǎn)1.1 單位的重要性1.1.1 單位代數(shù)1.1.2 有時(shí)“幾乎”就是“足夠好”1.2 使電氣元件可視化1.2.1 電氣元件的機(jī)械等效1.2.2 電阻等效于阻尼1.2.3 電感等效于質(zhì)量1.2.4 電容等效于彈簧1.2.5 儲(chǔ)能電路1.2.6 較復(fù)雜的電路1.3 直覺(jué)的方法——直覺(jué)信號(hào)分析1.4 “積木”工程——構(gòu)件第2章 基本理論2.1 基本原理2.1.1 歐姆定律2.1.2 分壓原理2.1.3 電容阻礙電壓的變化2.1.4 電感阻礙電流的變化2.1.5 元件的串聯(lián)和并聯(lián)2.1.6 戴維南定理2.2 這些與頻率有關(guān)2.2.1 AC/DC與一個(gè)小秘密2.2.2 恒定電壓源與恒定電流源2.2.3 直流2.2.4 交流2.2.5 回到電容和電感2.2.6 低通濾波器2.2.7 高通濾波器2.2.8 有源濾波器2.3 磁場(chǎng)與電場(chǎng)2.3.1 磁場(chǎng)2.3.2 電場(chǎng)2.4 保持在控制之中2.4.1 系統(tǒng)的概念2.4.2 階躍輸入2.4.3 反饋2.4.4 正反饋2.4.5 負(fù)反饋2.4.6 開(kāi)環(huán)增益和閉環(huán)增益第3章 電氣器件3.1 部分導(dǎo)電3.1.1 半導(dǎo)體3.1.2 二極管3.1.3 晶體管3.1.4 FET3.1.5 一些不常見(jiàn)的半導(dǎo)體器件3.2 功率和發(fā)熱管理3.2.1 結(jié)溫3.2.2 外殼溫度3.2.3 散熱器3.2.4 輻射3.2.5 對(duì)流3.2.6 傳導(dǎo)3.2.7 利用PCB散熱3.2.8 熱擴(kuò)散3.3 神奇的運(yùn)放3.3.1 正確使用運(yùn)放3.3.2 運(yùn)放的原理3.4 負(fù)反饋3.5 正反饋3.6 這就是邏輯3.6.1 二進(jìn)制數(shù)3.6.2 邏輯3.7 微處理器/微控制器基礎(chǔ)3.7.1 微控制器原理3.7.2 結(jié)構(gòu)3.7.3 算法程序3.7.4 乘法3.7.5 除法3.7.6 關(guān)于I/O(輸入或輸出)的注意事項(xiàng)3.7.7 以簡(jiǎn)單模塊為起點(diǎn)3.8 輸入和輸出3.8.1 輸入3.8.2 模擬傳感器3.8.3 接地3.8.4 傳感器阻抗3.8.5 輸入阻抗3.8.6 輸出3.8.7 復(fù)用技術(shù)3.8.8 白熾燈3.8.9 晶體管3.8.10 線圈第4章 真實(shí)世界4.1 相互轉(zhuǎn)換4.1.1 模擬與數(shù)字4.1.2 先有模擬量4.1.3 然后有數(shù)字量4.1.4 綜合兩個(gè)世界的優(yōu)點(diǎn)4.2 A到D的轉(zhuǎn)換及反向過(guò)程4.2.1 A表示模擬量4.2.2 D代表數(shù)字量4.3 ADC離不開(kāi)DAC4.4 讓物體動(dòng)起來(lái)——機(jī)電的世界4.5 速度維持4.5.1 轉(zhuǎn)矩控制4.5.2 制動(dòng)4.5.3 簡(jiǎn)單的秘密4.5.4 一個(gè)小細(xì)節(jié)4.5.5 再生制動(dòng)并不是太難4.5.6 改變轉(zhuǎn)向4.5.7 結(jié)論4.6 其他DC電機(jī)4.6.1 無(wú)刷DC電機(jī)4.6.2 步進(jìn)電機(jī)4.6.3 交流及通用電機(jī)4.6.4 螺線管4.6.5 繼電器4.6.6 “捕蠅器”4.7 供電4.7.1 電壓的需求4.7.2 線性電源4.7.3 開(kāi)關(guān)電源4.7.4 幾點(diǎn)最后的考慮4.8 當(dāng)元件不理想時(shí)4.8.1 無(wú)處不在的R、L、C4.8.2 誤差源：理想與實(shí)際4.8.3 電阻4.8.4 電容4.8.5 電感4.8.6 半導(dǎo)體4.8.7 電壓源4.8.8 總結(jié)4.9 可靠性設(shè)計(jì)4.9.1 外部世界與內(nèi)部世界4.9.2 學(xué)會(huì)適應(yīng)4.9.3 模塊化設(shè)計(jì)4.9.4 預(yù)見(jiàn)變化4.9.5 過(guò)猶不及4.10 我所偏愛(ài)的一些電路4.10.1 組合達(dá)林頓對(duì)管4.10.2 DC電平移位器4.10.3 虛擬地4.10.4 電壓跟隨器4.10.5 AC放大器4.10.6 反相振蕩器4.10.7 恒流源4.11 積累你自己的電路集第5章 工具5.1 讓不可見(jiàn)的可見(jiàn)5.1.1 萬(wàn)用表5.1.2 示波器5.1.3 邏輯分析儀5.2 仿真器5.2.1 理論與實(shí)際5.2.2 功能強(qiáng)大的工具5.2.3 培養(yǎng)直覺(jué)5.3 電烙鐵5.3.1 4個(gè)基本條件5.3.2 焊絲5.3.3 SMT5.3.4 拆焊5.4 “人際”工具5.4.1 生產(chǎn)廠家5.4.2 銷(xiāo)售代表5.4.3 分銷(xiāo)商5.4.4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師5.4.5 設(shè)計(jì)采用5.4.6 直購(gòu)5.4.7 總結(jié)第6章 故障排除6.1 排查故障前的準(zhǔn)備6.1.1 科學(xué)鳥(niǎo)槍方法6.1.2 排除故障不難學(xué)習(xí)6.1.3 始于易6.1.4 跳出專(zhuān)業(yè)看問(wèn)題6.1.5 注意細(xì)節(jié)6.1.6 對(duì)比排查6.1.7 再談估算6.1.8 故障重現(xiàn)6.1.9 根源6.1.10 問(wèn)題分類(lèi)6.1.11 消除故障6.2 機(jī)器中的幽靈——EMI6.2.1 EMI的本質(zhì)6.2.2 魔鬼的招數(shù)6.2.3 傳導(dǎo)的EMI6.2.4 輻射的EMI6.2.5 處理EMI6.2.6 用破壞來(lái)證明你能夠修復(fù)6.3 時(shí)機(jī)就是一切6.4 壓力之下6.5 要為意外做好心理準(zhǔn)備6.5.1 不是每個(gè)元器件都產(chǎn)自同一個(gè)模子6.5.2 控制環(huán)境6.5.3 窮人的EMI試驗(yàn)6.5.4 記錄解決方案，積累經(jīng)驗(yàn)6.5.5 空中的EMI6.5.6 導(dǎo)線中的EMI6.5.7 小電流信號(hào)更易受干擾6.5.8 找出天線并予以破壞6.5.9 結(jié)論6.6 消除漏洞的對(duì)策6.6.1 無(wú)漏洞的軟件也許不存在6.6.2 大量而全面的測(cè)試6.6.3 重現(xiàn)問(wèn)題6.6.4 設(shè)置追蹤器6.6.5 再次破壞6.6.6 捉蟲(chóng)第7章 人際溝通7.1 人際關(guān)系技巧7.1.1 上級(jí)7.1.2 同級(jí)7.1.3 下級(jí)7.1.4 行政助理7.2 做一個(gè)外向的內(nèi)向者7.2.1 一切都取決于你的觀點(diǎn)7.2.2 想象7.2.3 自我暗示7.2.4 打破自己的“殼”7.2.5 反復(fù)練習(xí)7.3 交流技巧7.3.1 口語(yǔ)7.3.2 寫(xiě)作7.3.3 切中要害7.4 給經(jīng)理的寄語(yǔ)7.4.1 做服務(wù)者7.4.2 做緩沖者7.4.3 做激勵(lì)者7.4.4 要理解工程師們7.4.5 最好的經(jīng)理在多數(shù)時(shí)候都是對(duì)的7.4.6 在平凡之輩中找出“射擊”能手7.5 給雇員的寄語(yǔ)7.5.1 如何得到一份工作7.5.2 最后一點(diǎn)考慮7.5.3 如何保有一份工作7.5.4 最后一點(diǎn)慎重考慮7.6 如何制造一個(gè)偉大的產(chǎn)品詞匯表

章節(jié)摘錄

　　到底是先有雞還是先有蛋？當(dāng)我靜下心來(lái)寫(xiě)作本書(shū)第一版的時(shí)候，就遇到了類(lèi)似的困惑。我發(fā)現(xiàn)人們?yōu)榱烁钊氲乩斫庵黝}，往往先獲得一些相關(guān)的基本觀點(diǎn)和概念，而這些基本的觀點(diǎn)和概念又是建立在擁有L定知識(shí)的假定之上的。另一方面我又意識(shí)到，如果人們先了解了這些基本概念，那么所需的知識(shí)將更易于理解——這就是我所遇到的雞和蛋的困惑局面?！　】梢哉f(shuō)，第一版解釋了“雞”（這里的“雞”就是跟電的利用有關(guān)的一切），它實(shí)質(zhì)上假定讀者已經(jīng)知道了“蛋”是什么（“蛋”就是要了解電是什么）。說(shuō)實(shí)話，這有點(diǎn)自欺欺人①。此外我也從未指望第一版會(huì)取得巨大的成功。實(shí)際情況是，有很多人想更多地了解我們周?chē)@個(gè)日益繁榮的電子世界。因此，對(duì)于這個(gè)新的改進(jìn)版本，我將先離題一下，盡我所能來(lái)解釋到底什么是“蛋”。如果你對(duì)這方面的內(nèi)容②已有所了解，那么可以跳過(guò)這一部分，不過(guò)你也可以選擇在這里逗留一會(huì)兒，看看我對(duì)電為何物的解釋到底有沒(méi)有高明之處?！　?.2電到底為何物　　電子是什么呢？盡管從來(lái)沒(méi)有人見(jiàn)過(guò)電子，但人們發(fā)明了很多方法來(lái)檢測(cè)成群的電子。各種電表、示波器以及探測(cè)器都可以告訴我們電子是如何移動(dòng)的、它們?cè)诟墒裁?。人們也發(fā)明了很多方法依靠電子來(lái)使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、使燈泡發(fā)光，為移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)及其他成千上萬(wàn)的酷極了的東西供電。

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　“作者從工作實(shí)際出發(fā)，強(qiáng)調(diào)大局觀和直覺(jué)，這對(duì)于我們這些專(zhuān)業(yè)人員有著不可估量的重要性。強(qiáng)烈推薦本書(shū)?！?　　——Rick Nelson，Test & Measurement World雜志主編　　“本書(shū)彌補(bǔ)了學(xué)校教育的缺陷。多么希望我上學(xué)的時(shí)候就能掌握這些訣竅！”　　——Amazon.com

編輯推薦

　　《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》教會(huì)你大學(xué)里沒(méi)學(xué)到而工作中至關(guān)重要的知識(shí)和技能　　成為一名合格的電子電氣工程師難嗎？　　眾所周知，電子電氣工程師需要掌握的知識(shí)和技能之多，所面對(duì)的問(wèn)題之復(fù)雜，的確讓人望而生畏。然而。曾經(jīng)被大學(xué)老師建議轉(zhuǎn)專(zhuān)業(yè)、如今卻成為世界知名電子工程專(zhuān)家和高級(jí)經(jīng)理的《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》作者Darren Ashby用自己的經(jīng)歷回答：“并沒(méi)有那么難!”他敏銳地指出，目前許多學(xué)生和從業(yè)人員之所以面對(duì)挑戰(zhàn)疲于應(yīng)付，很大程度上是因?yàn)閷W(xué)校教育方法不當(dāng)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢，對(duì)問(wèn)題缺乏至關(guān)重要的直觀理解，從而缺少解決問(wèn)題的技巧和能力。他深感需要盡快寫(xiě)一《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》來(lái)填補(bǔ)學(xué)校理論與工作實(shí)踐之間的鴻溝。　　《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》就是作者交出的答卷。書(shū)中的語(yǔ)言妙趣橫生，覆蓋了廣泛的主題：電路與信號(hào)的直覺(jué)分析法，電氣元件的直觀理解，電路、電磁場(chǎng)和基本控制理論的重新認(rèn)識(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換，電源和可靠性設(shè)計(jì)，示波器、萬(wàn)用表和電烙鐵的正確使用，還有至關(guān)重要的人際溝通技巧……　　作者在講解問(wèn)題時(shí)處處從實(shí)際需要出發(fā)，善于運(yùn)用圖表和比喻化繁為簡(jiǎn)，并通過(guò)故事和自己的親身經(jīng)歷和體會(huì)，使枯燥的知識(shí)變得生動(dòng)有趣。閱讀《電子電氣工程師必知必會(huì)(第2版)》，你一定會(huì)難以釋卷，在輕松的氛圍中，深入理解那些被學(xué)校教學(xué)計(jì)劃遺漏了的或者你已經(jīng)淡忘了的關(guān)鍵知識(shí)。而這些，正是電子電氣工程專(zhuān)業(yè)每個(gè)學(xué)生、工程師、經(jīng)理乃至教師應(yīng)對(duì)13常的各種挑戰(zhàn)所必需的?！　　峨娮与姎夤こ處煴刂貢?huì)(第2版)》第2版繼承了初版特色，并增添了初版讀者的一些建設(shè)性意見(jiàn)，內(nèi)容更加豐富充實(shí)。

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