電子電氣工程師必知必會

第0章 電到底是什麼
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 節目預告
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
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 電感等效于質量
1.2.4 電容等效于彈簧
1.2.5 儲能電路
1.2.6 較復雜的電路
1.3 直覺的方法--直覺信號分析
1.4 \〃積木\〃工程--構件
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 元件的串聯和並聯
2.1.6 戴維南定理
2.2 這些與頻率有關
2.2.1 AC/DC與一個小秘密
2.2.2 恆定電壓源與恆定電流源
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 開環增益和閉環增益
第3章 電氣器件
3.1 部分導電
3.1.1 半導體
3.1.2 二極管
3.1.3 晶體管
3.1.4 FET
3.1.5 一些不常見的半導體器件
3.2 功率和發熱管理
3.2.1 結溫
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
3.2.7 利用PCB散熱
3.2.8 熱擴散
3.3 神奇的功效
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
3.6.2 邏輯
3.7 微處理器/微控制器基礎
3.7.1 微控制器原理
3.7.2 結構
3.7.3 算法程序
3.7.4 乘法
3.7.5 除法
3.7.6 關于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 復用技術
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 相互轉換
4.1.1 模擬與數字
4.1.2 先有模擬量
4.1.3 然後有數字量
4.1.4 綜合兩個世界的優點
4.2 A到D的轉換及反向過程
4.2.1 A表示模擬量
4.2.2 D代表數字量
4.3 ADC離不開DAC
4.4 讓物體動起來——機電的世界
4.5 速度維持
4.5.1 轉矩控制
4.5.2 制動
4.5.3 簡單的秘密
4.5.4 一個小細節
4.5.5 再生制動並不是太難
4.5.6 改變轉向
4.5.7 結論
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 交涉及通用電機
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 開關電源
4.7.4 幾點最後的考慮
4.8 當元件不理想時
4.8.1 無處不在的R、L、C
4.8.2 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 半導體
4.8.7 電壓源
4.8.8 總結
4.9 可靠性設計
4.9.1 外部世界與內部世界
4.9.2 學會適應
4.9.3 模塊化設計
4.9.4 預見變化
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 恆流源
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 培養直覺
5.3 電烙鐵
5.3.1 4個基本條件
5.3.2 焊絲
5.3.3 SMT
5.3.4 拆焊
5.4 “人際”工具
5.4.1 生產廠家
5.4.2 銷售代表
5.4.3 分銷商
5.4.4 現場應用工程師
5.4.5 設計采用
5.4.6 直購
5.4.7 總結
第6章 故障排除
6.1 排查故障前的準備
6.1.1 科學鳥槍方法
6.1.2 排除故障不難學習
6.1.3 始于易
6.1.4 跳出專業看問題
6.1.5 注意細節
6.1.6 對比排查
6.1.7 再談估算
6.1.8 故障重現
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——EMI
6.2.1 EMI的本質
6.2.2 魔鬼的招數
6.2.3 傳導的EMI
6.2.4 輻射的EMI
6.2.5 處理EMI
6.2.6 用破壞來證明你能夠修復
6.3 時機就是一切
6.4 壓力之下
6.5 要有意外做好心理準備
6.5.1 不是每個元器件都產自同一個模子
6.5.2 控制環境
6.5.3 窮人的EMI試驗
6.5.4 記錄解決方案，積累經驗
6.5.5 空中的EMI
6.5.6 導線中的EMI
6.5.7 小電流信號更易受干擾
6.5.8 找出天線並予以破壞
6.5.9 結論0
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 重現問題
6.6.4 設置追蹤器
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 做一個外幣的內向者
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“亮”
7.2.5 反復練習
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 給經理的寄語
7.4.1 做服務者
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 最好的經理在多數時候都是對的
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 最後一點考慮
7.5.3 如何保有一份工作
7.5.4 最後一點慎重考慮
7.6 如何制造一個偉大的產品
詞匯表

本書不是嚴格意義上的專業書，而是一位資深電子電氣工程師及技術開發部門的管理者，總結個人經驗後寫出的心得體會，它能夠幫助讀者強化電子電氣工程的專業基礎知識，指導讀者進行科研開發、項目管理、人際溝通。

本書作者在科研和管理工作以及人員招聘的過程中，看到有太多的電子電氣工程專業的學生及工程師，由于沒有打牢基礎知識而常常踫壁，所以萌生了寫作本書的念頭。如果去問問那些已經畢業很多年的工程師們，我猜想，記不準並聯電阻的求法、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的學生、工程師乃至老板們提供一本可以鞏固本學科基礎知識的讀本，是十分必要的。

電子電氣工程中的概念看不到、摸不著，其中的公式、原理比較抽象難懂。我在讀中學的時候，曾經有這麼一個想法︰“如果有這樣的作家，能夠把我們學生要學的公式和原理，寫成學生們愛讀、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、難學的知識學會了，那該有多好。”我不敢說Darren 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者寫書那樣，以為讀者什麼都懂而采用大量晦澀難懂的專業術語。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知識時，他還穿插了一些自己的親身經歷、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》、《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。

其二，本書介紹的電子電氣工程知識沒有局限在某一門課程，而是覆蓋了電子電氣工程的大量基礎和專業課程，包括電路原理、模擬電路、數字電路、電機、電力電子、開關電源、自動控制、電磁兼容等，其內容從簡單的R. L.C元件，到復雜的運放、微處理器，微控制器、數模/模數轉換器、電機、電源，再到元件的非理想性、電路的可靠性設計、仿真、焊接，以及電路和軟件的故障處理等，這些都是現代電子電氣工程師需要經常用到的知識。對于這些內容，作者不是像教材一樣一一介紹，而是從自身的實踐，用盡可能淺顯的語言，寫出了自己對這些內容的心得體會。

其三，本書不僅具有上述豐富內容，還為讀者提供了一些新穎的思維方法，例如書中介紹的單位代數、元件可視化、直覺分析法、積木工程法等，都是令讀者豁然開朗，開擴視野，避免死記硬背的巧記、巧學、巧算、巧用的好方法。

其四，本書還介紹了作者作為技術開發部門的管理者，在項目管理、人員管理、人員招聘與解聘等方面的經驗，對于指導人們如何進行科研開發、如何做好一名電子電氣工程師及科研管理者、如何與同事及上下級協調相處等，提供了寶貴的建議。

最後，作者還將全書所述的內容，歸納成了簡單易記的“經驗法則”。

閱讀本書，Darren先生近20年在電子電氣工程領域中積累起來的豐富知識和經驗會使讀者受益匪淺，這不能不說是Darren先生送給大家的一份厚禮。

本書的翻譯工作得到了許多同事和研究生的幫助，在此不一一具名。對于他們的協助，譯者表示衷心感謝。

由于譯者才疏學淺，譯詞失當、疏漏之處在所難免，敬請讀者不吝指正。