步进电机应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:坂本正文

出品人:

页数:162

译者:王自强

出版时间:2010-5

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787030272119

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现代电子设计中的关键技术：从原理到实践的深度解析 书籍名称： 现代电子设计中的关键技术：从原理到实践的深度解析 内容简介： 本书旨在为电子工程领域、机电一体化专业以及对现代嵌入式系统和自动化技术有浓厚兴趣的读者，提供一套全面、深入且实用的技术指导。我们不再局限于单一元件的讲解，而是聚焦于当前电子系统设计中最为核心、相互关联的技术栈——高速数字信号处理、先进的电源管理架构以及复杂系统的集成与验证。 本书的结构设计遵循“理论先行，实践驱动”的原则，共分为五个紧密相连的部分，共计三十章，旨在构建一个扎实的知识体系，使读者不仅知其然，更能知其所以然。 --- 第一部分：高速信号完整性与电磁兼容（SI/EMC）的工程化挑战 在现代电子设备，特别是面向5G通信、物联网（IoT）和高性能计算的系统中，信号的传输速度已成为制约系统性能的瓶颈。本部分深入探讨了信号完整性（Signal Integrity, SI）和电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）的工程实践。 第1章：高速PCB设计基础与阻抗控制 本章详细阐述了传输线理论在实际PCB设计中的应用，包括特性阻抗的精确计算、层叠结构的选择对信号质量的影响。重点分析了串扰（Crosstalk）的物理机制，并提供了降低耦合效应的布局策略，如源端终结、接收端补偿等。 第2章：时序分析与抖动管理 高速系统对时序的要求极为苛刻。本章深入研究了时钟抖动（Jitter）的来源（如相位噪声、随机抖动和确定性抖动），以及它们如何影响系统误码率（BER）。我们引入了眼图（Eye Diagram）的精确测量与分析方法，指导工程师如何通过优化驱动和接收电路来改善眼图裕度。 第3章：PCB的电磁辐射与抗干扰设计 EMC是产品能否成功进入市场的关键环节。本章从电磁场理论出发，解析了PCB上电流回流路径不连续性导致的辐射源。内容涵盖了地平面设计的重要性、屏蔽罩（Shielding Can）的选型与安装、以及如何使用差模/共模扼流圈来抑制噪声传导。针对高频应用，详细介绍了封装引线电感对系统稳定性的负面影响及对策。 --- 第二部分：高效能电源管理与转换技术 电源系统不再是简单的电压供给单元，而是决定整个设备功耗、热设计和瞬态响应的核心。本部分聚焦于现代电源架构的效率优化和动态响应提升。 第4章：开关电源拓扑学的高级应用 本章超越了基础的Buck和Boost结构，重点分析了面向高功率密度应用的反激（Flyback）、半桥（Half-Bridge）和全桥（Full-Bridge）拓扑的优缺点。特别关注了LLC谐振转换器，探讨其高效率实现的原理及其在服务器和数据中心电源中的部署。 第5章：磁性元件的设计与优化 电感器和变压器是开关电源的核心。本章详细讲解了磁芯材料（如铁氧体、粉末合金）的选择标准，并教授如何利用有限元分析（FEA）软件来精确建模磁通密度和温升。内容包括绕线工艺对趋肤效应和邻近效应的控制。 第6章：动态负载下的瞬态响应控制 现代处理器对电流的需求变化极快。本章侧重于如何设计输出滤波网络（LC滤波器）和反馈环路，以最小化电压过冲和下冲（Overshoot/Undershoot）。内容包括PID控制器的设计、补偿网络的优化，以及引入前馈控制技术以提升瞬态性能。 --- 第三部分：嵌入式系统中的高性能数据采集与处理 本部分转向系统层面，探讨如何在高噪声环境中，实现高精度、高速度的数据采集和高效能的计算。 第7章：模数转换器（ADC）的选型与误差分析 本章深入剖析了不同ADC架构（如SAR、Sigma-Delta、Pipeline）的内部工作机制。重点解析了影响实际精度的关键参数，如有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL），并指导读者如何根据采样定理和噪声频谱选择合适的采样率和前端信号调理电路。 第8章：FPGA在实时信号处理中的应用 针对需要并行化和极低延迟处理的应用，本章详细介绍了现场可编程门阵列（FPGA）的硬件描述语言（VHDL/Verilog）编程实践。内容侧重于流水线设计、资源映射优化以及如何利用DSP Slice进行快速傅里叶变换（FFT）等核心算法的加速。 第9章：内存系统与总线架构 本章分析了DDRx内存（如DDR4/5）的电气特性要求，包括源同步/端同步数据对（DQS/DQ）的匹配、训练序列的理解。同时，对片上总线架构（如AXI、PCIe）进行了深入的协议分析，指导读者设计高效的数据传输链路。 --- 第四部分：传感器接口与物理层通信 本部分关注如何可靠地将物理世界的信号转化为数字信息，并实现系统间的稳定通信。 第10章：高精度模拟前端设计 针对应变计、热电偶等微弱信号源，本章详细讲解了仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的选择、共模抑制比（CMRR）的提升技巧，以及如何设计低噪声的前置放大电路，特别是如何应对1/f噪声的挑战。 第11章：有线与无线物理层协议的深度解析 本章对比分析了工业控制中常用的有线协议（如RS-485, CAN FD）的物理层驱动器设计。同时，对新兴的低功耗无线通信标准（如LoRa, Zigbee）的调制解调机制、链路预算计算和网络拓扑构建进行了实战演练。 第12章：光电耦合与隔离技术 在需要高压隔离和强抗干扰的环境中，隔离技术至关重要。本章详述了数字隔离器（如基于电容耦合和磁耦合技术）的工作原理，指导读者在不同应用场景下选择合适的隔离解决方案，确保人身安全和设备可靠性。 --- 第五部分：系统集成、测试与可靠性工程 系统的最终成功取决于其在真实环境下的稳定运行能力。本部分提供了一套完整的系统级验证方法论。 第13章：热管理与散热设计 电子设备热失控是失效的主要原因之一。本章介绍基于传导、对流和辐射的散热设计原理。重点教授如何利用热仿真工具（如FloTHERM或ANSYS Icepak）对复杂PCB和封装的热行为进行建模，并优化热沉（Heat Sink）和热管（Heat Pipe）的性能。 第14章：系统级故障注入与可观测性 介绍现代电子系统调试中“白盒测试”的概念。内容涵盖边界扫描（JTAG/Boundary Scan）的应用，以及如何利用逻辑分析仪、示波器的先进触发模式对偶发性问题进行捕获。引入故障注入测试（Fault Injection Testing）的概念，以提高系统的鲁棒性。 第15章：可制造性设计（DFM）与可靠性评估 设计必须能够被高效制造和长期使用。本章指导读者遵循SMT工艺对PCB设计规则的限制，优化过孔设计和元件布局。同时，引入加速寿命试验（HALT/HASS）的方法论，帮助工程师量化和提升产品的MTBF（平均故障间隔时间）。 --- 本书的特点在于其高度的实践导向。每一章都配有详细的工程案例分析，涵盖从原理图设计、元件选型到最终测试验证的全流程。我们不提供任何预设的、简化的模型，而是要求读者直面现代电子设计中那些真实存在的、复杂的工程权衡与挑战。本书是为追求卓越性能、致力于解决前沿电子工程难题的工程师和高级技术人员而准备的案头必备工具书。

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《步进电机应用技术》这本书的价值，在我看来，远不止于基础知识的普及。它更像是一本指引我深入探索步进电机世界的“地图”。书中对于一些高级话题的探讨，比如步进电机与伺服电机的性能对比，以及在特定应用场景下的优劣势分析，都让我受益匪浅。作者并没有回避步进电机的局限性，而是积极探讨如何通过先进的控制算法和硬件设计来克服这些挑战。我尤其欣赏书中关于如何进行系统集成和调试的指导，它不仅仅关注电机本身，还强调了与其他组件（如PLC、传感器、上位机软件）的协同工作。这让我意识到，在实际应用中，步进电机技术并非孤立存在，而是整个复杂系统中的一个重要组成部分。这本书为我提供了一个全新的视角，让我能够站在更高的层面去理解和应用步进电机技术。

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我是一位对工业自动化充满好奇的学习者，《步进电机应用技术》这本书可以说是为我量身定做的。它不像某些枯燥的理论书籍，而是通过大量实际案例，将抽象的概念形象化。我记得其中一个章节，详细讲解了如何利用步进电机搭建一个小型自动化流水线，从物料的输送、识别到最终的包装，每一步都清晰可见，让我感受到了技术的力量。书中对于不同工况下的电机选型和参数调整的建议，更是实战性极强，让我避免了在实际项目中可能遇到的各种坑。尤其是关于如何在高负载、高温等恶劣环境下保证步进电机稳定运行的讨论，让我觉得作者不仅有理论深度，更有丰富的实践经验。它让我明白，步进电机不仅仅是一个简单的执行器，更是整个自动化系统中的一个核心节点，其性能的优劣直接关系到整个系统的成败。

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这本《步进电机应用技术》真是让我大开眼界！我一直对自动化和精密控制领域充满兴趣，但苦于找不到一本既理论扎实又实践性强的入门书籍。读完这本书，我感觉自己像是找到了宝藏。书中对步进电机的基本原理讲解得非常透彻，从电磁力如何驱动转子，到不同类型的步进电机（比如永磁式、混合式、反应式）的结构特点和工作方式，都用清晰的图示和生动的语言进行了阐述。尤其让我印象深刻的是，作者并没有停留在理论层面，而是花了大量的篇幅讲解了如何选择合适的步进电机，以及在实际应用中需要考虑的关键参数，比如扭矩、转速、分辨率、步距角等等。书中的案例分析也十分详尽，涵盖了数控机床、3D打印、机器人手臂等多个热门应用场景，让我能够直观地理解步进电机在这些复杂系统中的作用和调试方法。更棒的是，书中还深入探讨了步进电机驱动器的工作原理，以及如何通过驱动器来优化电机的性能，比如微步进技术、电流控制策略等等。这些内容对于我这种初学者来说，简直是及时雨，让我能够避开很多不必要的弯路，快速掌握核心技术。

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《步进电机应用技术》这本书给我的感觉，就像是在一个经验丰富的老工程师身边学习。作者在书中分享的不仅仅是知识，更是他多年来在步进电机领域摸爬滚打的宝贵经验。我特别喜欢书中关于步进电机常见故障排除的章节，它列举了各种可能出现的问题，并给出了系统性的分析和解决方案，这对于解决实际生产和研发中的难题非常有帮助。比如，书中详细分析了因驱动电路不稳定、电源干扰、机械负载过大等原因导致的丢步、振动、发热等问题，并提供了相应的检测和改进方法。此外，书中还对步进电机的选型、匹配和优化进行了深入探讨。作者强调了根据具体应用场景的需求，合理选择步进电机的类型、规格以及与之匹配的驱动器和控制器，并提出了多种优化方案，以提高系统的整体性能和可靠性。这些内容让我受益匪浅，让我能够更全面、更深入地理解步进电机在复杂工程系统中的地位和作用。

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这本书的专业性毋庸置疑，但让我惊喜的是，它在叙述方式上却相当地接地气。《步进电机应用技术》中的很多概念，即使是初学者也能通过书中的图解和例子轻松理解。我尤其欣赏作者在讲解复杂算法和控制策略时，所采用的由浅入深的逻辑。例如，在介绍闭环控制在步进电机应用中的优势时，作者首先从开环控制的局限性入手，逐步引出编码器的作用以及PID控制器的基本原理，并最终展示了如何通过这些技术实现更高的精度和鲁棒性。书中的代码示例虽然不多，但都非常精炼且具有代表性，能够帮助我快速上手，将理论知识转化为实践。我一直对如何精确控制电机的运动轨迹感到好奇，而这本书则为我打开了一扇新的大门，让我看到了步进电机在高级运动控制领域的巨大潜力。从简单的脉冲发送，到复杂的路径规划，这本书都给出了清晰的思路和可行的方案。

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