電子電氣工程師必知必會

前言

　　本書不是嚴格意義上的專業(yè)書，而是一位資深電子電氣工程師及技術(shù)開發(fā)部門的管理者，總結(jié)個人經(jīng)驗后寫出的心得體會，它能夠幫助讀者強化電子電氣工程的專業(yè)基礎(chǔ)知識，指導(dǎo)讀者進行科研開發(fā)、項目管理、人際溝通?！　”緯髡咴诳蒲泻凸芾砉ぷ饕约叭藛T招聘的過程中，看到有太多的電子電氣工程專業(yè)的學(xué)生及工程師，由于沒有打牢基礎(chǔ)知識而常常碰壁，所以萌生了寫作本書的念頭。如果去問問那些已經(jīng)畢業(yè)很多年的工程師們，我猜想，記不準并聯(lián)電阻的求法、記不準滑動摩擦的定義者，恐怕大有人在。因此，為電子電氣工程專業(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)知識的讀本，是十分必要的?！　‰娮与姎夤こ讨械母拍羁床坏?、摸不著，其中的公式、原理比較抽象難懂。我在讀中學(xué)的時候，曾經(jīng)有這么一個想法：“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，寫成學(xué)生們愛讀、讀起來輕松愉快的類似小說的讀本，或者干脆就把這些知識巧妙、有機地融合在一本小說里，讓我們在讀小說、看故事的時候，順便就把這些難懂、難記、難學(xué)的知識學(xué)會了，那該有多好?！蔽也桓艺fDarren Ashby先生的這本書完成了我的這個夢想，但我認為它確實是朝我夢想的方向邁進了一步，理由如下。　　其一，作者自稱“語文不太好”，所以在闡述電子電氣工程的基礎(chǔ)知識時，采用了很多通俗、形象化的比喻，而沒有像許多大牌學(xué)者寫書那樣，以為讀者什么都懂而采用大量晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語。這使得本書成了一本簡單易讀的好書。在闡述電子電氣工程的基礎(chǔ)知識時，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的課一樣，不僅有知識，還有笑話。

內(nèi)容概要

　　《電子電氣工程師必知必會(第2版)》從實際工作需要出發(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)鍵的知識點，從簡單的R、L、C元件，到復(fù)雜的運放、微處理器/微控制器、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電機、電源，再到元件的非理想性、電路的可靠性設(shè)計、仿真、焊接，以及電路和軟件的故障處理等，文字生動幽默。此外，《電子電氣工程師必知必會(第2版)》還以較大的篇幅介紹了作者作為研發(fā)部門的管理者，在人際溝通、管理等方面的心得體會?！　　峨娮与姎夤こ處煴刂貢?第2版)》既可供電氣信息類專業(yè)的高校師生參考，也適合電氣工程師閱讀。

作者簡介

　　Darren Ashby，資深電子工程師和管理者，從事工程設(shè)計和管理工作已近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)專家，曾長期擔任 chipcenter.com等媒體的專欄作者。除本書外，他還與人合著了Circuit Design： Know It All一書。　　譯者簡介：　　尹華杰，華中理工大學(xué)電氣工程系博士，美國伊利諾伊大學(xué)電磁計算中心訪問學(xué)者，華南理工大學(xué)電氣工程系副教授。主要從事電氣傳動控制、電力電子及工程電磁場數(shù)值計算等方向的科研與教學(xué)工作。曾主持完成國家自然科學(xué)基金一項、廣東省自然科學(xué)基金一項，目前正主持“基于等效超級電容觀念的能量回饋型動態(tài)負荷群的性能分析與協(xié)調(diào)控制”的國家自然科學(xué)基金項目。譯著有《開關(guān)電容電路：從入門到精通》、《開關(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 必知必會的知識點1.1 單位的重要性1.1.1 單位代數(shù)1.1.2 有時“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 儲能電路1.2.6 較復(fù)雜的電路1.3 直覺的方法——直覺信號分析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 磁場與電場2.3.1 磁場2.3.2 電場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 負反饋2.4.6 開環(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 對流3.2.6 傳導(dǎo)3.2.7 利用PCB散熱3.2.8 熱擴散3.3 神奇的運放3.3.1 正確使用運放3.3.2 運放的原理3.4 負反饋3.5 正反饋3.6 這就是邏輯3.6.1 二進制數(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3.7.7 以簡單模塊為起點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 綜合兩個世界的優(yōu)點4.2 A到D的轉(zhuǎn)換及反向過程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DAC4.4 讓物體動起來——機電的世界4.5 速度維持4.5.1 轉(zhuǎn)矩控制4.5.2 制動4.5.3 簡單的秘密4.5.4 一個小細節(jié)4.5.5 再生制動并不是太難4.5.6 改變轉(zhuǎn)向4.5.7 結(jié)論4.6 其他DC電機4.6.1 無刷DC電機4.6.2 步進電機4.6.3 交流及通用電機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 開關(guān)電源4.7.4 幾點最后的考慮4.8 當元件不理想時4.8.1 無處不在的R、L、C4.8.2 誤差源：理想與實際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4.9.1 外部世界與內(nèi)部世界4.9.2 學(xué)會適應(yīng)4.9.3 模塊化設(shè)計4.9.4 預(yù)見變化4.9.5 過猶不及4.10 我所偏愛的一些電路4.10.1 組合達林頓對管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 讓不可見的可見5.1.1 萬用表5.1.2 示波器5.1.3 邏輯分析儀5.2 仿真器5.2.1 理論與實際5.2.2 功能強大的工具5.2.3 培養(yǎng)直覺5.3 電烙鐵5.3.1 4個基本條件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 銷售代表5.4.3 分銷商5.4.4 現(xiàn)場應(yīng)用工程師5.4.5 設(shè)計采用5.4.6 直購5.4.7 總結(jié)第6章 故障排除6.1 排查故障前的準備6.1.1 科學(xué)鳥槍方法6.1.2 排除故障不難學(xué)習6.1.3 始于易6.1.4 跳出專業(yè)看問題6.1.5 注意細節(jié)6.1.6 對比排查6.1.7 再談估算6.1.8 故障重現(xiàn)6.1.9 根源6.1.10 問題分類6.1.11 消除故障6.2 機器中的幽靈——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 用破壞來證明你能夠修復(fù)6.3 時機就是一切6.4 壓力之下6.5 要為意外做好心理準備6.5.1 不是每個元器件都產(chǎn)自同一個模子6.5.2 控制環(huán)境6.5.3 窮人的EMI試驗6.5.4 記錄解決方案，積累經(jīng)驗6.5.5 空中的EMI6.5.6 導(dǎo)線中的EMI6.5.7 小電流信號更易受干擾6.5.8 找出天線并予以破壞6.5.9 結(jié)論6.6 消除漏洞的對策6.6.1 無漏洞的軟件也許不存在6.6.2 大量而全面的測試6.6.3 重現(xiàn)問題6.6.4 設(shè)置追蹤器6.6.5 再次破壞6.6.6 捉蟲第7章 人際溝通7.1 人際關(guān)系技巧7.1.1 上級7.1.2 同級7.1.3 下級7.1.4 行政助理7.2 做一個外向的內(nèi)向者7.2.1 一切都取決于你的觀點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7.3 交流技巧7.3.1 口語7.3.2 寫作7.3.3 切中要害7.4 給經(jīng)理的寄語7.4.1 做服務(wù)者7.4.2 做緩沖者7.4.3 做激勵者7.4.4 要理解工程師們7.4.5 最好的經(jīng)理在多數(shù)時候都是對的7.4.6 在平凡之輩中找出“射擊”能手7.5 給雇員的寄語7.5.1 如何得到一份工作7.5.2 最后一點考慮7.5.3 如何保有一份工作7.5.4 最后一點慎重考慮7.6 如何制造一個偉大的產(chǎn)品詞匯表

章節(jié)摘錄

　　到底是先有雞還是先有蛋？當我靜下心來寫作本書第一版的時候，就遇到了類似的困惑。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)的基本觀點和概念，而這些基本的觀點和概念又是建立在擁有L定知識的假定之上的。另一方面我又意識到，如果人們先了解了這些基本概念，那么所需的知識將更易于理解——這就是我所遇到的雞和蛋的困惑局面?！　】梢哉f，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）。說實話，這有點自欺欺人①。此外我也從未指望第一版會取得巨大的成功。實際情況是，有很多人想更多地了解我們周圍這個日益繁榮的電子世界。因此，對于這個新的改進版本，我將先離題一下，盡我所能來解釋到底什么是“蛋”。如果你對這方面的內(nèi)容②已有所了解，那么可以跳過這一部分，不過你也可以選擇在這里逗留一會兒，看看我對電為何物的解釋到底有沒有高明之處?！　?.2電到底為何物　　電子是什么呢？盡管從來沒有人見過電子，但人們發(fā)明了很多方法來檢測成群的電子。各種電表、示波器以及探測器都可以告訴我們電子是如何移動的、它們在干什么。人們也發(fā)明了很多方法依靠電子來使電機運轉(zhuǎn)、使燈泡發(fā)光，為移動電話和計算機及其他成千上萬的酷極了的東西供電。

媒體關(guān)注與評論

　　“作者從工作實際出發(fā)，強調(diào)大局觀和直覺，這對于我們這些專業(yè)人員有著不可估量的重要性。強烈推薦本書?！?　　——Rick Nelson，Test & Measurement World雜志主編　　“本書彌補了學(xué)校教育的缺陷。多么希望我上學(xué)的時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(第2版)》教會你大學(xué)里沒學(xué)到而工作中至關(guān)重要的知識和技能　　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和技能之多，所面對的問題之復(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)專業(yè)、如今卻成為世界知名電子工程專家和高級經(jīng)理的《電子電氣工程師必知必會(第2版)》作者Darren Ashby用自己的經(jīng)歷回答：“并沒有那么難!”他敏銳地指出，目前許多學(xué)生和從業(yè)人員之所以面對挑戰(zhàn)疲于應(yīng)付，很大程度上是因為學(xué)校教育方法不當，導(dǎo)致學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握不牢，對問題缺乏至關(guān)重要的直觀理解，從而缺少解決問題的技巧和能力。他深感需要盡快寫一《電子電氣工程師必知必會(第2版)》來填補學(xué)校理論與工作實踐之間的鴻溝?！　　峨娮与姎夤こ處煴刂貢?第2版)》就是作者交出的答卷。書中的語言妙趣橫生，覆蓋了廣泛的主題：電路與信號的直覺分析法，電氣元件的直觀理解，電路、電磁場和基本控制理論的重新認識，數(shù)模轉(zhuǎn)換，電源和可靠性設(shè)計，示波器、萬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……　　作者在講解問題時處處從實際需要出發(fā)，善于運用圖表和比喻化繁為簡，并通過故事和自己的親身經(jīng)歷和體會，使枯燥的知識變得生動有趣。閱讀《電子電氣工程師必知必會(第2版)》，你一定會難以釋卷，在輕松的氛圍中，深入理解那些被學(xué)校教學(xué)計劃遺漏了的或者你已經(jīng)淡忘了的關(guān)鍵知識。而這些，正是電子電氣工程專業(yè)每個學(xué)生、工程師、經(jīng)理乃至教師應(yīng)對13常的各種挑戰(zhàn)所必需的?！　　峨娮与姎夤こ處煴刂貢?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，內(nèi)容更加豐富充實。

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