Wkrocz w fascynujący świat elektroniki!
Książka, napisana z myślą o początkujących, powstała na podstawie wykładów i zajęć laboratoryjnych prowadzonych przez autora dla studentów kierunków nieelektrycznych. Składa się z trzynastu rozdziałów zgrupowanych w trzech częściach: repetytoria, elektronika analogowa i elektronika cyfrowa.
Pierwszą, "powtórkową" część publikacji wypełniają niezbędne informacje z matematyki, wykraczające nieco poza program szkoły średniej. Celem jest przypomnienie takich zagadnień jak różniczkowanie, całkowanie, liczby zespolone, a także podstawowej wiedzy o prądzie elektrycznym, by przejść od fundamentalnych pojęć fizyki i elektrodynamiki do tych, które tworzą elementarny język elektrotechniki. Jest tu więc mowa o absolutnych podstawach elektroniki - prawach Kirchhoffa i Ohma w ujęciu zarówno mikro-, jak i makroskopowym.
To, co stanowi trzon drugiej części, czyli omówienie układów zawierających elementy czynne - tranzystory bipolarne i unipolarne, poprzedzono niezbędnymi do pełnego zrozumienia tych zagadnień podstawami elektrotechniki ze szczególną rolą sygnałów zmiennoprądowych i obwodów z elementami nieliniowymi. Nie mogło zabraknąć wstępu do uniwersalnej techniki scalonej, w tym tak ważnych układów ze wzmacniaczami operacyjnymi.
Ostatnia część jest poświęcona elektronice cyfrowej. Oprócz klasycznych układów kombinacyjnych i sekwencyjnych omówiono w niej główne idee i przykłady zastosowania systemów wbudowanych.
W zamyśle Marcina Olszewskiego podręcznik stanowi jedynie wprowadzenie w świat elektroniki. Trudniejsze kwestie autor pozostawił dla dociekliwych jako zadanie domowe.
Dzięki książce między innymi:
- zamienisz pojęcia znane z lekcji fizyki w szkole średniej na język elektrotechniki
- poznasz podstawy elektrotechniki w zakresie niezbędnym do rozumienia elektroniki
- zrozumiesz zasadę działania elementów czynnych i podstawowych układów tranzystorowych
- poznasz zastosowanie uniwersalnych układów scalonej techniki, w tym wzmacniaczy operacyjnych
- zdobędziesz podstawową wiedzę o pracy układów cyfrowych
Elektronika dla informatyków - od podstaw!
Spis treści:
WstępCZĘŚĆ I. Repetytoria
- Rozdział 1. Powtórka z matematyki
- Rózniczkowanie i całkowanie
- Fizyczna interpretacja pochodnych i całek
- Obliczanie pochodnych
- Obliczanie całek
- Wzory przyblizone
- Liczby zespolone
- Liczby zespolone jako para
- Postac kanoniczna
- Graficzna prezentacja
- Postac wykładnicza
- Dzielenie liczb zespolonych
- Rózniczkowanie i całkowanie
- Rozdział 2. Podstawowe informacje o prądzie elektrycznym
- Od fizyki do elektroniki
- Pierwotne pojęcia elektrodynamiki
- Ładunki i pola
- Natezenie pola elektrycznego
- Potencjał pola elektrycznego
- Przewodniki i izolatory
- Prąd elektryczny
- Prawo Ohma
- Siła elektromotoryczna
- Moc prądu elektrycznego
- Prawa Kirchhoffa
- I prawo Kirchhoffa
- II prawo Kirchhoffa
- Uwagi odnośnie do nazewnictwa
- Podsumowanie
CZĘŚĆ II. Elektronika analogowa
- Rozdział 3. Minimum elektrotechniki
- Elementy obwodów
- Łączenie obwodów
- Rezystory
- Prawo Ohma dla elektroników
- Wartosci i szeregi
- Zapis skrótowy wartosci i kod paskowy
- Moc strat
- Inne parametry rezystorów
- Potencjometry
- Dwójniki i rezystancja zastępcza
- Połaczenie szeregowe rezystorów
- Połaczenie równoległe rezystorów
- Połaczenie mieszane
- Dzielnik napięcia
- Nieobciazony dzielnik
- Dzielnik regulowany
- Dzielnik obciazony
- Kompensacyjny pomiar napiecia*
- Dwa dzielniki = mostek*
- Zródła napięć i prądów
- Zródła idealne
- Symbole zródeł na schematach
- Zasilanie i masa układu
- Rzeczywiste zródła napiec i pradów
- Modelowanie zródeł rzeczywistych
- Równowaznosc zródeł pradowych i napieciowych
- Charakterystyki wyjsciowe zródeł
- Moc zródeł rzeczywistych
- Twierdzenie Thevenina
- Twierdzenie Nortona
- Dzielnik obciazony raz jeszcze
- Rezystancja wewnetrzna theveninowskiego zródła
- Rezystancja wejsciowa i wyjsciowa
- Pomiar wielkości elektrycznych
- Dokładnosc przyrzadów pomiarowych
- Rzeczywiste i idealne przyrzady pomiarowe
- Techniczny pomiar rezystancji
- Rozwiązywanie obwodów
- Wykorzystanie praw Kirchhoffa
- Wykorzystanie twierdzenia Thevenina
- Przekształcanie zródeł
- Elementarne składanie
- Zasada superpozycji
- Inne metody
- Czwórniki - ogólniej*
- Skale decybelowe
- Rozdział 4. Obwody prądów zmiennych
- Sygnały
- Sygnały okresowe
- Charakterystyki sygnałów okresowych
- Składowa stała
- Sygnały nieokresowe
- Szumy
- Sygnały modulowane
- Analiza fourierowska
- Widmo sygnału
- Znaczenie techniczne analizy fourierowskiej
- Rozszerzenie na sygnały nieokresowe
- Kondensatory i cewki
- Fizyczna realizacja kondensatorów i cewek
- Rzeczywiste parametry kondensatorów
- Rzeczywiste parametry cewek
- Elektrotechniczna definicja pojemnosci i indukcyjnosci
- Ładowanie i rozładowanie kondensatora
- Cewka w układach przełaczajacych
- Cewki i kondensatory w obwodach prądów sinusoidalnych
- Szeregowy obwód RLC
- Liczby zespolone w analizie obwodów pradów sinusoidalnych
- Uogólniony dzielnik napiecia
- Moc w obwodach z kondensatorami i cewkami
- Proste filtry
- Rodzaje filtrów
- Czestotliwosci graniczne
- Filtr dolnoprzepustowy
- Filtr górnoprzepustowy
- Rzad filtru
- Inne rodzaje filtrów
- Układy całkujace i rózniczkujace
- Pojemnosci i indukcyjnosci pasozytnicze
- Kondensatory sprzegajace
- Kondensatory blokujace
- Transformatory
- Przekaźniki
- Sygnały
- Rozdział 5. Elementy nieliniowe
- Charakterystyki statyczne elementów nieliniowych
- Analiza obwodów z elementami nieliniowymi
- Wykorzystanie praw Kirchhoffa
- Metoda graficzna
- Metody przyblizone
- Parametry mało- i wielkosygnałowe
- Moc w obwodach z elementami nieliniowymi
- Dioda półprzewodnikowa
- Niezbedna ilosc teorii
- Dioda prostownicza
- Wazne parametry diod
- Dzielnik z dioda prostownicza
- Diody elektroluminescencyjne
- Dioda Zenera
- Dzielnik napiecia z dioda tunelowa*
- Inne diody w elektronice
- Układy diodowe
- Prostowniki
- Detektory
- Ogranicznik
- Zabezpieczenie przeciwprzepieciowe
- Zniekształcenia nieliniowe
- Rozdział 6. Tranzystory bipolarne
- Podstawowy model tranzystora
- Tranzystor dwójnikowo
- Najprostszy tranzystor
- Charakterystyki statyczne tranzystorów
- Stany pracy tranzystora
- Wazne parametry tranzystora
- Najprostsze układy tranzystorowe
- Obwód bazy i kolektora
- Uwagi odnosnie do indeksowania napiec i pradów
- Sterowanie obciazeniem
- Tranzystorowe zródło pradowe
- Wzmacniacz tranzystorowy
- Układy pracy tranzystora
- Ustalenie punktu pracy
- Wtórnik emiterowy
- Układ wspólnego emitera
- Tranzystor dynamicznie
- Pojemnosci złaczowe
- Efekt Millera*
- Parowanie tranzystorów
- Podstawowy model tranzystora
- Rozdział 7. Układy tranzystorowe
- Zródła prądowe
- Podstawowy układ z tranzystorem
- Zródło pradowe z dioda Zenera
- Zwierciadło pradowe
- Zasilanie
- Zwiekszanie obciazalnosci dzielnika napieciowego
- Układ Darlingtona
- Dzielnik z dioda Zenera
- Stabilizator ze sprzezeniem zwrotnym
- Wzmacniacz róznicowy
- Mostek dwóch wzmacniaczy OE
- Podstawowy układ wzmacniacza róznicowego
- Asymetryczny wzmacniacz róznicowy
- Wzmacniacz róznicowy ze zródłem pradowym
- Wzmacniacz przeciwsobny
- Wtórnik emiterowy z ujemnym zasilaniem
- Wzmacniacz przeciwsobny klasy B
- Wzmacniacz klasy AB
- Kilka uwag o wzmacniaczach mocy
- Sprzężenie zwrotne i generatory
- Ogólnie o sprzezeniu zwrotnym
- Ujemne sprzezenie zwrotne emiterowe i kolektorowe
- Sprzezenie zwrotne w układach generacyjnych
- Tranzystor bipolarny jako przełącznik
- Inwerter
- Multiwibrator astabilny
- Przerzutnik Schmitta
- Zródła prądowe
- Rozdział 8. Tranzystory unipolarne
- Podstawy działania tranzystorów unipolarnych
- Fizyczne podstawy działania FET
- Klasyfikacja i symbole tranzystorów unipolarnych
- Charakterystyki tranzystorów unipolarnych
- Parametry katalogowe tranzystorów polowych
- Wzmacniacze z tranzystorami unipolarnymi
- Punkt pracy
- Wtórnik zródłowy
- Wzmacniacz o wspólnym zródle
- Układy przełączajace z tranzystorami polowymi
- Sterowanie obciazeniem
- Inwertery nMOS i CMOS
- Mostek H
- Sterowanie PWM
- Klucze analogowe
- Podstawy działania tranzystorów unipolarnych
- Rozdział 9. Technika scalona
- Wzmacniacze operacyjne
- Idealny wzmacniacz operacyjny
- Podstawowe układy wzmacniajace
- Wzmacniacz róznicowy
- Sumator
- Realizacja funkcji nieliniowych
- Zródła pradowe
- Układ całkujacy i rózniczkujacy
- Praca z niesymetrycznym zasilaniem
- Parametry rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych
- Komparatory
- Komparator drabinkowy
- Komparator okienkowy
- Przerzutnik Schmitta
- Scalone trójkoncówkowe stabilizatory napięcia
- Regulacja napiecia wyjsciowego
- Zwiekszenie obciazalnosci
- Zródło pradowe
- Układ czasowy 555
- Budowa wewnetrzna
- Generator przebiegu prostokatnego
- Układy scalone na schematach
- Wzmacniacze operacyjne
CZĘŚĆ III. Elektronika cyfrowa
- Rozdział 10. Podstawy, techniki
- Wprowadzenie
- System binarny
- Systemy liczenia
- Dwójkowy system liczenia
- Inne systemy liczbowe w elektronice cyfrowej
- Kody liczbowe
- Popularne kody
- Kodery, dekodery, transkodery
- Liczby ujemne*
- Liczby stało- i zmiennoprzecinkowe*
- Podstawy cyfrowej logiki
- Zapis funkcji logicznych
- Elementarne funktory
- Podstawy algebry Boole'a
- Bramki wielowejsciowe
- Techniki wykonania układów cyfrowych
- Wazne parametry bramek
- Serie 7400 i 4000
- Technika bipolarna
- Technika unipolarna
- Układy posredniczace
- Klasyfikacja układów cyfrowej elektroniki
- Rozdział 11. Układy kombinacyjne
- Zapis funkcji na podstawie tablicy stanów
- Przykład projektowy
- Optymalizacja układów kombinacyjnych
- Multipleksery, demultipleksery
- Przełacznik cyfrowy
- Transmisja szeregowa
- Realizacja dowolnych układów kombinacyjnych za pomoca multiplekserów
- Złożone układy kombinacyjne
- Implementacja za pomoca bloków funkcjonalnych
- ALU
- Układy programowalne
- Hazard
- Kontrola parzystosci
- Zapis funkcji na podstawie tablicy stanów
- Rozdział 12. Układy sekwencyjne
- Przerzutniki
- Jak zapamietac?
- Przerzutnik RS
- Tłumienie drgan styków
- Przerzutniki synchroniczne
- Przerzutnik JK
- Przerzutnik D
- Przekształcanie przerzutników
- Pamięci
- Rejestry
- Pamieci o swobodnym dostepie
- Klasyfikacja pamieci
- Liczniki
- Liczniki asynchroniczne
- Liczniki synchroniczne
- Projektowanie liczników
- Ogólna charakterystyka układów sekwencyjnych
- Przerzutniki
- Rozdział 13. Systemy wbudowane
- Charakterystyka systemów wbudowanych
- Architektura systemów wbudowanych
- Układy mikroprocesorowe
- Dwie główne metody programowania systemów wbudowanych
- Przycisk maszynowy
- Przykład Arduino
- Przykład Raspberry Pi
- Analogowy świat
- Przetworniki AD i DA
- Sterowanie jasnoscia swiecenia diody
- Charakterystyka systemów wbudowanych
- Indeks