Umění elektroniky: Paul Horowitz a Winfield Hill

Často se označuje jako Bible elektroniky. Je spravedlivé říci, že pokud si koupíte tento, nebudete na chvíli potřebovat další!

Obsah:

1. Základy

   • napětí a proud; pasivní součásti; signály; jednoduchá komplexní analýza.

2. Tranzistory

   • snadno použitelný model tranzistoru
   • rozsáhlá diskuse o užitečných dílčích obvodech, jako sledovače, spínače, zdroje proudu, proudová zrcadla, diferenciální zesilovače, push-pull, cascode.

3. Tranzistory s efektem pole

   • JFET a MOSFET: typy a vlastnosti; nízkoúrovňové a energetické aplikace; FET vs bipolární tranzistory; ESD.
   • jak navrhovat zesilovače, vyrovnávací paměti, zdroje proudu, řízení zesílení a logické přepínače.
   • vše, co jste chtěli vědět o analogovém přepínání – průchod a přeslech, šířka pásma a rychlost , vstřikování náboje, nelinearity, kapacita a odpor, latchup.

4. Zpětná vazba a operační zesilovače

   • „zlatá pravidla“ pro jednoduchý design s následným důkladným zpracováním skutečných op vlastnosti zesilovače.
   • obvod smorgasbord; navrhněte kompromisy a upozornění.
   • snadno srozumitelná diskuse o designu op-amp s jedním napájením a kompenzaci frekvence op-amp.
   • speciální témata, jako jsou aktivní usměrňovače, logaritmické převodníky, detektory špiček , dielektrická absorpce.

5. Aktivní filtry a oscilátory

   • zjednodušený design aktivních filtrů s tabulkami a grafy.
   • návrh filtrů s konstantním Q a konstantním BW, filtry se spínaným kondenzátorem, LPF s nulovým offsetem, laditelný zářez s jediným ovládáním.
   • oscilátory: relaxační, VCO, RF VCO, kvadraturní, spínaný kondenzátor, funkce generátor, vyhledávací tabulka, stavová proměnná, Weinův most, LC, parazitní, křemenný křišťál, vypalován.

6. Regulátory napětí a výkonové obvody

   • diskrétní a integrované regulátory, zdroje proudu a snímání proudu, páčidla, zemní mekky.
   • návrh napájení: paralelní provoz bipolárních a MOSFET tranzistorů, SOA, tepelný design a chlazení.
   • reference napětí: bandgap / zener: stabilita a šum; integrované / diskrétní.
   • vše o spínacích zdrojích: konfigurace, design a příklady.
   • létající kondenzátor, vysokonapěťové, nízkonapěťové a ultra stabilní napájecí zdroje.
   • úplná analýza komerčního přepínače napájeného z linky.

7. Přesné obvody a techniky s nízkou úrovní šumu

   • snadno použitelná část o přesném lineárním návrhu.
   • část o šumu, stínění a uzemnění.
   • jedinečná grafická metoda pro efektivní analýzu nízkošumových zesilovačů.
   • automatické zesilovače, přístrojové zesilovače, izolační zesilovače.

8. Digitální elektronika

   • kombinovaný a sekvenční design se standardními integrovanými obvody a s PLD.
   • vše chtěli jste vědět o načasování, logických závodech, impulzech běhu, taktování zkosení a metastabilních stavech.
   • monostabilní multivibrátory a jejich výstřednosti.
   • sbírka digitální logické patologie a co s ní dělat.

9. Digital Meets Analog

   • rozsáhlá diskuse o propojení mezi logickými rodinami a mezi logikou a vnějším světem.
   • podrobná diskuse o technikách převodu A / D a D / A.
   • generování digitálního šumu.
   • snadno pochopitelná diskuse o fázově uzamčených smyčkách, s příklady designu a aplikacemi.
   • optoelektronika: vysílače, detektory, vazební členy, displeje, optická vlákna.
   • hnací autobusy, kapacitní zátěže, kabely a vnější svět.

10. Mikropočítače

    • Rodina IBM PC a Intel: jazyk sestavení, signály sběrnice, propojení (s mnoha příklady).
    • programované I / O, přerušení, stavové registry, DMA.
    • kabely RS-232, které skutečně fungují.
    • sériové porty, ASCII a modemy.
    • SCSI, IPI, GPIB, paralelní porty.
    • místní sítě.

11. Mikroprocesory

    • Rodina 68 000: skutečné příklady designu a diskuse – jak je navrhnout do nástrojů a jak je vyrobit dělají, co chcete.
    • kompletní design nástroje pro všeobecné účely s programováním.
    • periferní čipy LSI; sériové a paralelní porty; Převaděče D / A a A / D.
    • paměť: jak ji vybrat, jak ji používat.

12. Techniky elektronické konstrukce

    • prototypové metody.
    • návrh tištěných obvodů a drátů, manuální i CAD.
    • konstrukce přístroje: základní desky, kryty, ovládací prvky, kabeláž, přístupnost, chlazení.
    • elektrické a konstrukční rady.

13. Vysokofrekvenční a vysokorychlostní techniky

    • tranzistorový vysokofrekvenční design je jednoduchý.
    • modulární RF komponenty – zesilovače, směšovače, hybridy atd.
    • modulace a detekce.
    • zjednodušená konstrukce vysokorychlostních spínacích obvodů.

14. Nízkoenergetický design

    • rozsáhlá diskuse o bateriích, solárních článcích a zdrojích „signálního proudu“.
    • reference a regulátory mikropříkonu.
    • analogové obvody s nízkým výkonem – diskrétní a integrované.
    • digitální obvody s nízkým výkonem, mikroprocesory a techniky převodu.

15. Měření a zpracování signálu

    • co můžete měřit a jak přesně a co dělat s údaji.
    • metody zúžení šířky pásma objasněny: průměrování signálu, vícekanálové škálování, blokovací zesilovače a analýza výšky pulzu.

Přečíst si vše vyžaduje trochu závazku, ale je to druh knihy, ze které si můžete vybrat. Matematika nebude nijak náročná.

Komentáře

• Myslím, že všechny knihy jsou zastaralé, jakmile je vazba nalepena na místo! Myslím však, že pokud dokážete tuto knihu absorbovat jako svoji základní výchozí pozici (a já ji absorbuji i po 12 měsících!), Jiné zdroje, jako je t ' internet, nemají tendenci zvracet příliš mnoho mimo vaši nově získanou slovní zásobu …
• Mnoho základních principů je nadčasových.
• Toto je rozhodně nejlepší obecná elektronická kniha, jakou jsem kdy narazil. Operační zesilovače jsem nikdy nepochopil na velmi základní úrovni, dokud jsem si nepřečetl část o operačních zesilovačích v této knize. Samotná cena za ten okamžik jasnosti. Pokud ' někdy učíte elektroniku a snažíte se vysvětlit virtuální půdu, je to místo, kde začít. Vždy studenty mátlo, když viděli jejich signál ' dissapear ' na vstupním kolíku operačního zesilovače.
• Zadávám návrh. Měli byste začít tím, že si přečtete pouze první (analogovou) část knihy. Digitální část je trochu zastaralá a IMHO vůbec nebyl tak skvělý.
• Myslím, že tato kniha je skvělá, pokud se chcete nakonec stát elektrotechnikem, ale není tak skvělá pro začátečníky . Souhlasím, že ' s bible EE, ale většina knihy nebude ' užitečná pro začátečníky, IMHO.

I když to není kniha, online Vše o Web Circuits je fantastický. Příklady jsou jednoduché a snadno se z nich lze naučit. Používám je ve spojení s některými dalšími knihami, které mám (které mají některé plusy / minusy):

• Paul Scherz Pratical Electronics for Inventors . Tuto knihu jsem zdědil po svém zesnulém bratranci. Velmi stručné, téměř příliš stručné, ale má směšné množství dat / informací, které jsou užitečné pro navrhování praktických obvodů. Vysvětlení konceptů snadno pochopitelným způsobem však není příliš dobré.To znamená, že tato kniha byla snadno použitelná v nouzi v RS, aby se dozvědělo dost o tranzistorech, aby vybrala některé pro projekt za 10 minut poté, co požádala o pomoc bezradného prodejce, a její datové tabulky mohou být užitečné. Skvělé jako reference, ale může být ohromující se od něj učit / učit se.

• Umění elektroniky je konečný odkaz / vysvětlení. Je tam skoro všechno, co opravdu potřebujete vědět při navrhování obvodů. Ale to není moc dobré v učení knihy, spíše jako reference. Ale pokud potřebujete přemýšlet o všech aspektech designu, dostanou vás. Je to nutně nutné.

• Zjistil jsem, že kniha Začínáme s elektronikou od RS, je pravděpodobně nejhorší referencí, kterou vlastním. Má roztomilé obrázky, ale ve svých vysvětleních je extrémně strohý. Po absolvování kurzu elektroniky a opětovném prozkoumání knihy mi připadá užitečné pouze jako způsob, jak si probudit paměť při zapamatování vzorců, základních obvodů apod. Také se vzdává tradice: veškerý aktuální tok je označen nekonvenčně, což je při použití jeho odkazu s ostatními opravdu matoucí. To mě zmátlo, když jsem se učil o tranzistorech. To znamená, že je snadné ho najít a levně.

Komentáře

• Využívám praktickou elektroniku pro vynálezce. To byla kniha, kterou jsme použili pro třídu fyzických výpočtů na programu ITP NYU '. Studenti (neučení) se z této knihy učili základní elektroniku. Bylo to velmi efektivní.
• Komentáře na Amazonu k ' Praktické elektronice pro vynálezce ' si stěžují na četné překlepy.
• @TonyEnnis Vlastním druhé vydání knihy a většinu jsem si přečetl, ' si nepamatuji, že jsem viděl mnoho překlepů. Vydali také 3. vydání z ledna 2013.
• Webové stránky All About Circuits ' s učebnice elektroniky zrcadlí učebnice Tony R. Kuphaldta a video přednášky zrcadlí kurz Tim Fiegenbaum .

I don „t doporučit Začínáme s elektronikou Forrest M. Mims III . Snažil jsem se to použít k učení elektroniky jako dítě a myslím, že mě to více zavádělo, než učilo.

Vzpomínám si, že mě frustrovala moje neschopnost fungovat jednoduché obvody, a myslím, že za to mohou částečně i zjednodušené popisy této knihy. Některé příklady:

• Používá elektron proud ve všech popisech namísto konvenčního proudu. To opravdu není špatné, ale už to není správné a přidává zbytečnou vrstvu zmatek při pohledu na obvody kdekoli jinde. Konvenční proud není opakem elektronového proudu; je to abstrakce, která zahrnuje elektronové proudy, iontové proudy, proudy děr atd.
• „Mnoho bilionů elektronů může … cestovat vesmírem nebo hmotou rychlostí světla!“ Ani náhodou. V drátech (hmotě) se elektrony pohybují možná 1 mm / s . I ve vakuových trubicích (v prostoru) se pohybují pouze kolem 1% rychlosti světla . V obvodech opravdu záleží na vlnách , které procházejí elektronovou tekutinou, nikoli na samotné elektrony.
• „Mínusová strana našeho domácího kondenzátoru je nabitá elektrony téměř okamžitě.“ Takže proč ne ukládáme elektrony také na druhou desku a dostáváme dvakrát tolik? 🙂
• Výkresy ukazují malou karikaturu elektrony vyskočily z drátů, uvízly „uvnitř“ rezistorů, byly blokovány polem FET nebo uvízly na jedné straně tyristoru a nikdo se nemohl dostat na druhou stranu atd. Podobně „Když je bombardován světlem „teplo, elektrony a jiné formy energie, většina polovodičových krystalů bude vyzařovat viditelné nebo infračervené světlo.“ Elektrony nejsou a „formou energie „ a polovodič„ nebombardují “. Představil jsem si, že elektrony se dostaly do komponent, jako jsou žárovky nebo LED, „vyčerpaly“ se a změnily se na fotony, jako ilustrace v knize. Proč tedy potřebují druhý zpětný vodič, pokud už není co vrátit? A musíme dát rezistor před LED , správně, aby zpomalili elektrony a snížili jejich energii, než se k nim dostanou?
• „Tranzistory lze použít jako zesilovače“ … “Proto velmi malý emitorový proud způsobí mnohem větší emitor – kolektorový proud, který má proudit. „To mě přimělo myslet si, že křižovatka emitor-kolektor může zdrojovat proud. (Je to regulační ventil, ne zesilovač.V tranzistoru není žádný zdroj energie.) Žádný z mých tranzistorových obvodů nikdy nepracoval.
• „Zem“ je popsána jako „bod v obvodu s nulovým napětím, ať už je či není připojen k zemi „. Huh?“ Například minusovou (-) stranu baterie v obvodech výše … lze považovat za zem. “Co tedy způsobí, že je při nulovém napětí? Proč je minusová strana prvního uzemnění baterie , ale záporná strana druhé baterie není?

S těmito popisy jsem bojoval léta. Až když jsem se dostal na vysokou školu, začal jsem se tyto věci konečně učit, místo abych se do nich hrabal temnota a naděje, že věci fungují.

Myslím si, že stránky Williama Beatyho Electricity Misconceptions jsou mnohem lepší, když vysvětlují elektřinu intuitivně, ale přesný způsob, a pomohl „odnaučit“ všechny nesprávné věci, které jsem se naučil z jiných zdrojů.

Další kniha don „t doporučení je Sedra & Smithovy mikroelektronické obvody . Jejich metoda výuky pro tranzistory je například velmi neintuitivní a nepraktická. Pokud si chcete zapamatovat spoustu rovnic, aniž byste se naučili cokoli, co můžete použít k vytváření obvodů, je to kniha pro vás.

Umění elektroniky dělá mnohem lepší práci při výuce tranzistorových obvodů. Je to dobré a praktické.

Komentáře

• když jsem se poprvé učil zesilovače, lidé mi stále říkali, že pro malý vstupní proud existuje velký , Byl jsem velmi ztracen, dokud jsem konečně nezjistil, že stále musí existovat zdroj energie.
• @Kaz: Nesouhlasím s tím, že jsou ' re minoritní. Pokud ' nerozumíte tomu, jak funguje elektřina, vaše pokusy o budování obvodů budou vždy vypadat jako vúdú, které někdy funguje a někdy ' t . Zde ' je příklad toho, jak tato kniha vede k mylným závěrům o tom, jak stavět obvody.
• @endolith Nemyslím si ' že z této knihy můžete vytvořit obvod. ' neposkytuje takové informace navrhnout cokoli i mírně komplikovaného. Poskytuje velmi široké " jak věci fungují " přehled velkého počtu zařízení, což je užitečné: fóliové elektroskopy přes mikrofony až po triaky až po logické brány. Teď se dívám na tu otázku, ' ale nemohu najít, kde v knize tvrdí, že musí být zapnutý odpor LED ' anoda. Ve skutečnosti ukazuje " indikátor polarity " sestávající ze zadní LED ' s, s rezistorem, který je na jedné ' s anodě a druhé ' s katodě.
• @Kortuk : Stejná dohoda zde – nakonec jsem se zeptal učitele na vysoké škole; " Poslouchejte, druhý zákon termodynamiky je VĚC, takže odkud pochází všechna tato síla? " a dostala skutečnou odpověď. Zjevně se po celou dobu předpokládalo, že to všichni věděli.
• @endolith +1 pro nejlepší odpověď a skvělé rady. Tyto základní pojmy jsou nejdůležitější věcí, kterou se musíte naučit.

Pokud právě začínáte, doporučuji obojí

Začínáme s elektronikou

a

Značka: Electronics: Learning Through Discovery

Kniha Začínáme s elektronikou se stala ve světě elektroniky standardem od jejího počátečního vydání v 80. letech. Je snadno čitelný a sledovatelný a naučil elektroniku mnoha lidí.

Značka: Elektronika je o něco více praktická a seznámí vás s teoriemi při budování skutečných obvodů. Je to zábavná kniha, ale varujte se, abyste získali všechny části, které ke knize potřebujete, nakonec utratíte asi dvě stě dolarů. Nenechte se tím vystrašit, protože pokud se chcete naučit elektroniku, budete mít trochu investovat peníze, abyste získali základní věci, které tato kniha od vás žádá, abyste je v určitém okamžiku získali. Přitom vám to alespoň pomůže získat seznam věcí, které budete společně potřebovat. Není to tak prokázané jako Založeno v knize o elektronice, ale myslím, že to bude další standard pro kohokoli, kdo začne za pár let.

Umění elektroniky, které zmínila jiná osoba, je dobrá kniha, ale pro lidi to může být technické právě začíná.

Jsou zde moje 2 centy.Hodně štěstí při učení a bavte se,

Komentáře

• Seconding " Značka: Electronics: Learning Prostřednictvím Discovery " – pomohlo mnoho věcí kliknout na mě. Je to ' dobře ilustrované a plné příkladů.

Moc se mi líbilo Praktická elektronika pro vynálezce od Paul Sherz.

Je snadno čitelný a zábavný, aniž by byl zjednodušující a glosoval důležité detaily. Jak název napovídá, je zaměřen spíše na praktickou elektroniku než na někoho, kdo studuje na EE. Například existuje stránka porovnávající typy kondenzátorů, které jsou k dispozici, a jak je rozpoznat. Má spoustu podrobností, aniž by byla suchá a učebnicová.

V tomto článku není mnoho podrobností o moderních mikrokontrolérech. rezervovat, ale nenechte se tím zastavit, pokud máte zájem, vezměte si jinou knihu věnovanou tomuto tématu. Abyste co nejvíce využili používání mikrokontrolérů, budete se muset v této knize dozvědět, co je.

Komentáře

• Souhlasím. Je to dobrá úvodní kniha. Bohužel mu chybí laboratorní experimenty. Kromě toho je zjevně plný chyb. Zde je seznam errata: eg.bucknell.edu/physics/ph235/errata.pdf
• Nedávno jsem zakoupil 3. vydání ( 2013). Bohužel v tomto jinak skvělém textu stále existuje obrovské množství chyb.
• Chci se dozvědět více o pracovním postupu při programování SoC používaných v telefonech a firmwarech základní desky. Stejně jako u JTag a čtení on-chip NAND přes USB. Nějaká doporučení?
• Vlastním ji sám, ' je to velmi dobrá kniha pro začátek. Poskytuje mnoho základních obvodů, které jsou velmi užitečné pro začátečníky

Za prvé, „ Značka: Electronics “ then „ The Art of Electronics “ (2. vydání), autor: Horowitz and Hill.

Komentáře

• +1 Děkuji. ' Začnu se učit elektroniku s knihou Make: Electronics, následovanou The Art of Electronics. Skvělá doporučení!

tronixstuff doporučil „The Art of Electronics“. Myslím, že by byla užitečná také související příručka pro studenty. Má 23 laboratoří, 20 zpracovaných příkladů, poznámky navíc a přidružené úkoly ke čtení mimo hlavní text. Zde je neformální recenze studentské příručky na YouTube:

http://www.youtube.com/watch?v=yCk56XPKw9g

Vím, že se moc nepokoušíte číst, ale domnívám se, že nemůže ublížit, když uvedete odkazy, které vám mohou připadat užitečné.

Přednášky:

• LearnersTV: http://www.learnerstv.com
• Kurzy EE Times: http://www.eetimes.com/electrical-engineers/education-training/courses

Knihy:

• Jednoduché Příroda (fyzika s kalkulem): http://www.lightandmatter.com/area1sn.html

• HyperPhysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hph.html

• Knihy zdarma podle tématu: http://www.freebookcentre.net

• lekce v elektrických obvodech: http://www.openbookproject.net/electricCircuits
• DSP pro vědce a inženýry: http://www.dspguide.com
• Softwarový design: http://www.htdp.org/2003-09-26/Book

Články & Návody:

• Recenze elektroniky: http://mysite.du.edu/~etuttle/electron/elecindx.htm
• Odkazy na elektroniku & Výukové programy: http://www.101science.com/eleclinks.htm
• Kondenzátory : http://my.execpc.com/~endlr/index.html
• Senzory: http://www.sensorsportal.com/HTML/Sensor.htm
• FPGA: http://www.fpga4fun.com/FPGAinfo1.html
• PSpice: http://denethor.wlu.ca/PSpice/pspice_tutorial.html
• VHDL: http://esd.cs.ucr.edu/labs/tutorial

applety & Simulace:

• Fyzika & Matematika: http://www.falstad.com/mathphysics.html
• Elektronika: http://www.falstad.com/circuit/e-index.html
• Mapy Karnaugh: http://courseware.ee.calpoly.edu/~rsandige/KarnaughExplorer.html

Komentáře

• Četl jsem prvních 250 stránek umění elektroniky.“ < „5f26819808″>