Электроника. Радиоэлектроника

В этой книге описываются методы высокоуровневого моделирования и валидации комплексных систем аппаратных средств и программного обеспечения, включая архитектуры с многоядерными процессорами. Читатели узнают, как избежать затрат времени и ошибок при всесторонней системной валидации, в том числе при моделировании систем и их отказов, а также об автоматической генерации специализированных тестов и эффективных методиках валидации с использованием подобных тестов и подтверждения работоспособности систем. Методологии, описанные в этой книге, помогут разработчикам улучшить качество валидации благодаря выполнению тестов на ранних стадиях проектирования при одновременном снижении стоимости этих процессов и усилий, направленных на валидацию систем в целом. Эта книга предназначена для студентов старших курсов, аспирантов, исследователей, разработчиков инструментов САПР, проектировщиков и менеджеров, заинтересованных в развитии эффективных инструментов и методов проектирования и валидации на системном уровне, генерации направленных тестов и функциональной валидации гетерогенных конструкций СнК.

Книга содержит весьма актуальные сведения по особенностям современных технологий СБИС, уровня 130-90 нм, которые необходимо знать и учитывать при проектировании. Эти сведения изложены в первом разделе (главы 1-3). Во втором разделе (главы 4—9) описаны соответствующие приемы проектирования на физическом уровне для схем смешанного сигнала и аналоговых компонентов, схем памяти, методов снижения потребляемой мощности, схем ввода/вывода и защиты от электростатического разряда, целостности сигнала с учетом длинных межсоединений. В третьем разделе (главы 10-11) рассмотрены приемы проектирования, обеспечивающие повышение выхода годных и учет вариаций технологического процесса. Следует заметить, что до появления этой книги системного и собранного в одну книгу пособия для разработчиков современных СБИС на транзисторном уровне просто не было. Книга будет весьма полезна не только конструкторам, но и инженерам-технологам, осуществляющим разработку новых технологий и соответствующих правил проектирования.

Работа посвящена проектированию пьезоэлектрических датчиков с использованием современных методов математического моделирования. Описаны критерии, алгоритмы и процедуры для рационального и целенаправленного выбора конструкции датчика, материалов и размеров деталей с помощью универсальных относительно геометрии изделия и способов приложения нагрузки численных пространственных электротермоупругих моделей. Это позволяет улучшить технические характеристики пьезоэлектрических датчиков за счет обоснованного выбора компромисса между информативностью и надежностью изделия в предполагаемых условиях эксплуатации. Эффективность предложенных методов подтверждается разработкой серии пьезоэлектрических датчиков с уникальными свойствами, нашедших широкое применение в вихревых и ультразвуковых расходомерах жидкости, газа и пара для систем промышленной автоматики, нашедших широкое применение в промышленности. Предназначена для специалистов, занимающихся проектированием и применением пьезоэлектрических преобразователей и датчиков в измерительных и управляющих системах, а также аспирантов и студентов технических вузов.

Изложены принципы функционирования, особенности архитектуры и приемы программирования микроконтроллеров Atmel AVR. Приведены готовые рецепты для программирования основных функций современной микроэлектронной аппаратуры: от реакции на нажатие кнопки или построения динамической индикации до сложных протоколов записи данных во внешнюю память или особенностей подключения часов реального времени. Особое внимание уделяется обмену данными микроэлектронных устройств с персональным компьютером, приводятся примеры программ.

В книге представлены теоретические основы и математические модели химических и биологических сенсоров различных типов: ферментативных, иммунных, термохимических, потенциометрических, полупроводниковых (химических), хемирезистивных, амперометрических, электрохимических (аффинных и нуклеино-кислотных), импедометрических, оптических (включая Рамановскую спектрометрию) и акустоволновых. Особое внимание уделено практическому аспекту проектирования и производства химических и биологических сенсоров на основе современных наноматериалов. Большой объем книги посвящен методам преобразования параметров химических и биологических сред в электронный сигнал. Поскольку химическая сенсорика представляет собой междисциплинарную область, книга будет полезна химикам, биохимикам, микробиологам и физикам, занимающимся исследованиями в области химических и биологических сенсоров, а также разработчикам микросистемотехнических устройств, преподавателям, аспирантам и студентам. Издание на русском языке планировалось к выпуску в 2013 году, однако в процессе подготовки перевода поступило предложение автора опубликовать в России сразу новое, второе издание, которое должно выйти в издательстве John Wiley & Sons, Ltd на английском языке лишь в 2016 году. Таким образом, по согласованию с правообладателем, вниманию русского читателя представлено 2-е издание монографии, исправленное и дополненное.

Изложены вопросы практического применения теории надежности и технической диагностики радиооборудования и средств автоматики для решения наиболее часто встречающихся типовых задач.

В монографии представлены результаты исследований и разработок по реализации «Основ политики Российской Федерации в области развития электронной компонентной базы на период до 2010 г. и дальнейшую перспективу», утвержденным президентом Российской Федерации. Сформулированы основные принципы и методы управления техническим уровнем при реализации системной организации по проектированию, моделированию и технологическому обеспечению изготовления СБИС типа «система на кристалле», разработана концепция построения инфраструктуры сквозного проектирования сложно-функциональных СБИС от системного уровня до топологии кристалла, выбора технологического базиса для изготовления СБИС с учетом обеспечения специальных требований по радиационной стойкости, организации процесса изготовления фотошаблонов и микросхем, последующего их тестирования, сборки, испытаний и применения.

Данная книга представляет собой исчерпывающее руководство по микроконтроллерам семейства PIC компании Microchip, являющегося промышленным стандартом в области встраиваемых цифровых устройств. В книге подробно описывается архитектура и система команд 8-битных микроконтроллеров PIC, на конкретных примерах изучается работа их периферийных модулей. В первой части излагаются основы цифровой схемотехники, математической логики и архитектуры вычислительных систем. Вторая часть посвящена различным аспектам программирования PIC-микроконтроллеров среднего уровня: описывается набор команд, рассматривается написание программ на ассемблере и языке высокого уровня (Си), а также поддержка подпрограмм и прерываний. В третьей части изучаются аппаратные аспекты взаимодействия микроконтроллера с окружающим миром и обработки прерываний. Рассматриваются такие вопросы, как параллельный и последовательный ввод/вывод данных, временные соотношения, обработка аналоговых сигналов и использование EEPROM. В заключение приводится пример разработки реального устройства. На этом примере также демонстрируются простейшие методики отладки и тестирования, применяемые при разработке реальных устройств. Книга рассчитана на самый широкий круг читателей — от любителей до инженеров, при этом для понимания содержащегося в ней материала вовсе не требуется каких-то специальных знаний в области программирования, электроники или цифровой схемотехники. Эта книга будет также полезна студентам, обучающимся по специальностям «Радиоэлектроника» и «Вычислительная техника», которые смогут использовать ее в качестве учебного пособия при прослушивании соответствующих курсов или выполнении курсовых проектов.

Автомобильные сигнализации различной степени сложности в России и странах СНГ установлены почти на каждый личный автомобиль. Велосипеды, мопеды, самокаты и чопперы до последнего времени не имели такой возможности. Но времена меняются: сегодня любое механическое средство передвижения, включая детскую коляску, оставленную у поликлиники на время визита к доктору, можно снабдить простым электронным устройством с очень громким, привлекающим внимание звуком и оповещением по сотовой связи. То же касается и современных частных домов, коттеджей, в которых, в отличие от построек прошлого, имеются все инженерные системы (газ, вода, электричество, системы автоматики и дистанционного управления) и оборудование. В эпоху научно-технического прогресса необходимо держать все эти дорогостоящие активы в доме под постоянным контролем, а его внутреннее пространство защитить от проникновения злоумышленников. Здесь рассказывается о том, как применить современные средства сигнализации против проникновения и обеспечить своевременное оповещение владельца движимого и недвижимого имущества. Книга состоит из пяти глав, объединенных общей темой — описание принципа работы, вариантов применения и доработки сигнализаций. Проанализированы наиболее популярные сигнализации для дома, в том числе загородного, автомобиля, велосипеда и чоппера. В пятой главе книги даны практические примеры разработки и создания своими руками устройств звуковой и световой охранной сигнализации — из дискретных радиоэлементов и готовых электронных блоков. Особенность книги — в описании результатов тестирования электронных устройств в различных условиях. Даны рекомендации по усовершенствованию образцов и адаптации устройств в различных нешаблонных условиях. Для широкого круга читателей, интересующихся радиоэлектроникой.

Данная книга открывает серию сборников с практическими примерами применения микроконтроллеров. В ней рассмотрены десять завершенных устройств на базе микроконтроллеров AVR, которые можно легко собрать в домашних условиях и применять в быту или профессиональной деятельности: генератор световых эффектов; счетчик событий, музыкальный звонок; индикатор уровня звука; повышающий преобразователь, схема управления шаговым двигателем; цифровой термометр и др. Благодаря подробному анализу аппаратной и программной части устройств, книга будет интересна и полезна как начинающим, так и опытным радиолюбителям, желающим изучить методы эффективного применения микроконтроллеров.

Сегодня проектирование импульсных источников питания является ключевым направлением силовой электроники. Автор книги, имеет многолетний опыт проектирования подобных устройств, в таких известных компаниях как Siemens. National Semiconductor Frecscale Semiconductor. На страницах книги, наглядно, в доступной для новичка форме им рассмотрены все вопросы, связанные с разработкой современных импульсных источников питания.

В справочнике представлены электрические параметры мощных (в том числе на карбиде кремния) и сверхмощных диодов и модулей диодов; мощных полевых, биполярных транзисторов и модулей транзисторов для применения в радиоэлектронных и электротехнических устройствах бытовой, промышленной и специальной аппаратуры. Приведены типы корпусов, 25 изготовителей приборов, зарубежные аналоги. Рассмотрены также условные обозначения отечественных и зарубежных приборов, требования зарубежных стандартов к создаваемым приборам для защиты окружающей среды от электромагнитных помех, использовании экологически чистых материалов, вопросы охлаждения и область применения приборов. Справочник рассчитан на специалистов, студентов и радиолюбителей, занимающихся разработкой, наладкой и ремонтом мощной аппаратуры, а также будет полезен разработчикам и изготовителям мощных приборов, интересующихся номенклатурой и уровнем параметров серийно выпускаемых приборов.

В книге приведены сведения об элементной базе электроники. Рассмотрены элементы аналоговых и цифровых устройств. Изложены элементы преобразовательной техники. Приведены примеры использования электроники в сельском хозяйстве. Излагаемый материал ориентирован для практического использования.

Микросхемы в эпоху их изобретения воплощали идею интеграции множества радиоэлектронных компонентов в единый универсальный кубик — заготовку для дальнейшего создания широкого круга конструкций. Однако уже ранние реализации микросхем заставили разработчиков отказаться от принципов универсальности, в результате чего переход к разработке специализированных микросхем узкопрофильного назначения стал более чем обоснован. Книга систематизировано освещает вопросы практического использования аналоговых микросхем: операционных усилителей и схем на их основе, усилителей и генераторов низких (звуковых) и высоких частот, компараторов, таймеров, аналоговых коммутаторов и мультиплексоров, электронных потенциометров, фильтров, преобразователей частоты и т.д. Книга содержит свыше 500 схем и может оказаться полезной в практической деятельности радиолюбителям и профессионалам различного уровня подготовки.

Книга посвящена применению матричной системы MATLAB в радиотехнических расчетах и в моделировании радиоэлектронных устройств и систем. Описаны новейшие версии MATLAB с пакетами расширения Simulink, Signal Processing Toolbox, Filter Design Toolbox, RF Toolbox и Blockset, Wavelet Toolbox, Control Systems, SimPowerSystems и др. Также в книге рассказывается о новейших пакетах Simscape и SimElectronics моделирования электронных схем. Наряду с функциями командного режима работы описан интерактивный и визуально-ориентированный инструментарий пакетов c графическим интерфейсом пользователя GUI и математическое моделирование систем и устройств в среде Simulink. Описана интеграция MATLAB с современными цифровыми радиоизмерительными приборами и виртуальными лабораториями для управления приборами и обработки реальных осциллограмм. Для научных работников, инженеров в области обработки и фильтрации сигналов и изображений, студентов и преподавателей университетов и вузов.

В книге обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований физико-химических свойств тонких пленок, наносимых на кристаллы, рассмотрены базовые элементы корпусов и выводных рамок БИС, особенности технологического процесса микромонтажа кристаллов, описан состав и особенности функционирования используемого при микромонтаже технологического оборудования. Книга написана простым и понятным языком и, несомненно, найдёт признание среди специалистов по микроэлектронике, поскольку издания по представленному профилю являются достаточно редкими и весьма востребованными как в отечественной печати, так и за рубежом.

В книге рассматривается широкий круг вопросов, связанных с практическим применением популярных микроконтроллеров 8051 и их расширений в системах управления и контроля. Основной упор сделан на практические аспекты разработки цифровых и аналоговых интерфейсов, использования таймеров, визуализации результатов измерений в системах сбора информации. Значительная часть материала посвящена практическому программированию в популярной среде разработки Keil uVision. Приводятся многочисленные примеры разработки несложных аппаратно-программных систем сбора аналоговой и цифровой информации, измерительных систем, систем управления внешними устройствами и т.д. Все приведенные в книге проекты разработаны и проверены на отладочном модуле Rita-51 фирмы Rigel Corp. и могут служить основой при разработке собственных проектов.

Написанное простым и доступным языком о сложном мире импульсных источников питания, это издание позволит радиолюбителям легко разобраться в схемотехнике и самим стать конструкторами источников питания для собственных задач. В книге рассматривается принцип действия импульсных источников питания, сравниваются функциональные возможности различных промышленных и самодельных ИИП, подробно обсуждается оптимизация уже готовых устройств и узлов, дающая основную экономию бесценного времени! Вы научитесь правильно конструировать «импульсники» для самых разных ситуаций, а практические примеры и рекомендации дадут возможность использовать их в своей практической деятельности для питания электронных устройств — от маломощных адаптеров для сотовых телефонов и источников питания энергосберегающих ламп до ИИП с током потребления более 25 А. В приложениях даны справочные данные и другая полезная информация. Книга предназначена для широкого круга читателей.

В книге приведены перспективные, оригинальные и простые в исполнении практические схемы с применением популярных микросхем серий К561, КР1006, NE556 и многих других. Описанные устройства могут принести практическую пользу дома, на даче, в автомобиле и легко могут быть изготовлены самостоятельно, без применения специального оборудования и с использованием минимума измерительных приборов. Часть устройств разработана и испытана специально для использования в условиях сельской местности, где напряжение в осветительной сети и телефонной линии не всегда стабильно. Эти устройства призваны защищать бытовые электроприборы и компьютерную технику от перепадов напряжения, а также от грозовых разрядов.

Перед вами четвертая книга из серии сборников с практическими примерами применения микроконтроллеров AVR. В ней основной упор сделан на модели роботов. В частности, подробно рассмотрены семь завершенных мини-роботов на базе микроконтроллеров AVR, которые можно собрать в домашних условиях. Дополнительно даны три оригинальных примера применения микроконтроллеров AVR: создание манипулятора типа «клешня», генератора видео и электронной зимней удочки. Каждому устройству посвящена отдельная глава, где подробно описаны все этапы создания модели и программ. Кроме того, в части I книги рассмотрены важные практические аспекты роботостроения, а именно: электродвигатели, импульсные стабилизаторы, повышающие стабилизаторы напряжения, сервоприводы, изготовление печатных плат и др.

В справочнике дано описание параметров и характеристик современных светоизлучающих диодов. Представлена четкая классификация приборов, используемых для индикации, сигнализации, подсветки, отображения информации и освещения. Показаны все разновидности приборов, выпускаемых как отечественными предприятиями, так и зарубежными фирмами; приведены чертежи конструкций с габаритными размерами и указаны особенности применения приборов. Данные о параметрах и предельных режимах по каждой серии светодиодов сведены в таблицы, по которым можно делать сравнительные оценки приборов различных производителей. Сделано подробное описание современного уровня параметров и особенностей конструкций для наиболее актуальных классов: мощных и SMD-диодов. Даны рекомендации по использованию этих приборов. Справочник предназначен для разработчиков радиоэлектронной аппаратуры и различных видов приборов энергосберегающего освещения; для специалистов по ремонту и эксплуатации электрических сетей, видеоаппаратуры и осветительных систем: уличных, производственных и ЖКХ; для преподавателей и студентов технических вузов и колледжей. Также полезен для сравнительной оценки при закупке импортных приборов.

Это книга, написанная простым и доступным языком о сложном мире импульсных источников питания. Рассматривается принцип действия импульсных источников питания, сравниваются функциональные возможности различных промышленных и самодельных ИИП, подробно обсуждается оптимизация уже готовых устройств и узлов, дающая основную экономию бесценного времени! Большое количество практических примеров и рекомендаций даст возможность сразу же использовать их в своей практической деятельности. Автор демонстрирует наиболее распространенные ошибки при проектировании импульсных источников питания и показывает, как их избежать. Книга насыщена практическими электронными схемами для всех сфер радиолюбительского применения. В Приложениях представлены справочные данные и другая полезная информация. Книга для широкого круга читателей.

Мечтаете ли вы конструировать собственные электронные штучки? Хотите ли вы знать, как работают транзисторы, конденсаторы и другие ингредиенты электронной «кухни»? Интересно ли вам научиться паять или самостоятельно разводить печатные платы? Значит — эта книга для вас! Она станет для вас ключиком, с помощью которого вы сможете приоткрыть дверь в захватывающий и удивительный мир современной электроники. Здесь вы не встретите выдержек из толстых фолиантов сухих и нудных лекций — эта книга представляет собой руководство, содержащее только те сведения, которые действительно понадобятся вам для того, чтобы научиться изготавливать и настраивать собственные электронные поделки.

В книге представлена информация о принципах работы и основных технических характеристиках базовых элементов силовой электроники. На практических примерах рассмотрены основные аспекты проектирования и изготовления элементов силовой электроники, особенности их применения в различных типах энергосберегающих приборов и электронных устройств для осветительной техники, автоэлектроники, управления электродвигателями и источниками питания. Книга ориентирована на широкий круг читателей — ученых, инженерно-технических работников, студентов, инженеров-разработчиков радиоэлектронной аппаратуры.