电路设计工程计算基础

　　本书将器件选型参数计算与工程设计实践相结合，通过理论指导实践，实现容差设计、电压容限分析，从而达到精确量化掌握器件选型的目标。本书的目的是通过讲述工程设计中哪些参数需要做计算，利用哪些数学知识，如何计算，并通过计算如何发现电路的设计隐患，搭建起理论与工程实践的桥梁。

　　武晔卿，瑞迪航科（北京）技术有限公司总经理，船载同步轨道卫星天线稳定跟踪系统 项目经理 主任设计师；麻醉机 呼吸机 输注泵 研发总监。出版著作：《嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析》北航出版社；《电子电路设计伴侣》机械出版社。

第1章　数学基础 （1）

1．1　基础代数应用 （1）

1．1．1　求极值 （1）

1．2　三角函数应用 （2）

1．3　微积分应用 （3）

1．4　复变函数 （9）

1．4．1　拉氏变换 （10）

1．4．2　Z变换 （11）

1．5　泰勒级数 （12）

1．6　傅里叶级数与傅里叶变换 （13）

1．6．1　傅里叶级数 （14）

1．6．2　傅里叶变换 （14）

1．6．3　傅里叶变换与工程应用 （15）

1．7　统计过程控制与正态分布 （16）

1．8　PID控制数学基础 （21）

1．9　电路设计机理 （25）

1．9．1　电子工程数学应用机理 （25）

1．9．2　工程设计判据 （30）

第2章　系统设计通用计算技术 （33）

2．1　应力计算 （35）

2．1．1　过渡过程应力 （35）

2．1．2　温度应力 （37）

2．1．3　基础器件隐含特性分析 （38）

2．2　降额 （44）

2．2．1　降额总则 （45）

2．2．2　电阻降额 （47）

2．2．3　电容降额 （51）

2．2．4　集成电路降额 （53）

2．2．5　分立半导体元件降额 （58）

2．2．6　电感降额 （61）

2．2．7　继电器降额 （62）

2．2．8　开关降额 （63）

2．2．9　功率开关器件降额 （64）

2．2．10　连接器降额 （64）

2．2．11　导线与电缆降额 （65）

2．2．12　保险丝降额 （66）

2．2．13　晶体降额 （66）

2．2．14　电机降额 （67）

2．2．15　降额设计补充规范与案例 （67）

2．3　热设计计算 （68）

2．3．1　传导散热计算 （70）

2．3．2　风冷对流散热计算 （73）

2．4　精度分配 （75）

2．4．1　最坏电路情况分析法 （75）

2．4．2　偏微分法 （76）

2．5　可靠性量化评估 （78）

2．5．1　MTBF理论基础 （78）

2．5．2　可靠性串/并联模型 （80）

2．5．3　可靠度评估公式 （82）

2．6　阻抗匹配 （83）

2．6．1　放大电路阻抗匹配 （84）

2．6．2　功率驱动电路阻抗匹配 （87）

2．6．3　高频电路阻抗匹配 （88）

2．7　蒙特卡罗分析方法 （91）

2．7．1　概述 （91）

2．7．2　设计分析案例 （92）

第3章　分立元件应用计算 （96）

3．1　电阻 （97）

3．1．1　放大电路电阻选型计算 （98）

3．1．2　上拉电阻选型计算 （101）

3．1．3　电阻耐压选型 （103）

3．1．4　电阻功率计算 （104）

3．1．5　电阻串/并联使用计算 （105）

3．1．6　0 ?电阻的应用 （106）

3．2　电容 （107）

3．2．1　电容的参数指标 （108）

3．2．1　储能电容应用计算 （117）

3．2．2　退耦滤波电容选型计算 （119）

3．2．3　运算电容选型计算 （120）

3．2．4　隔离电容选型计算 （121）

3．3　电感 （122）

3．4　磁珠 （127）

3．5　插头插座 （128）

3．6　导线 （129）

3．6．1　金属线缆 （129）

3．6．2　PCB布线 （134）

3．7　保险丝 （135）

3．8　TVS （138）

3．9　压敏电阻 （142）

3．10　气体放电管 （146）

3．11　散热片 （147）

3．12　风扇 （149）

3．13　晶振 （151）

3．14　二极管 （153）

第4章　集成器件应用计算 （156）

4．1　数字IC （156）

4．2　AD （161）

4．2．1　ADC选型参数 （161）

4．2．2　ADC软件运算精度 （167）

4．2．3　ADC抗干扰措施 （168）

4．3　运算放大器 （169）

4．3．1　运算放大器参数指标分析 （171）

4．3．2　单端输入运算放大电路计算 （179）

4．3．3　双端差分输入运算放大电路计算 （183）

4．3．4　集成运放技巧 （186）

4．4　电源滤波器 （190）

4．5　传感器 （194）

4．5．1　阻抗匹配 （194）

4．6　LDO电源模块 （196）

4．6．1　LDO模块热设计 （196）

4．7　功率开关管 （197）

4．7．1　功率开关管失效机理 （197）

4．7．2　功率开关管防护设计 （199）

4．8　软件计算 （202）

第5章　电子产品统计过程控制（SPC） （203）

5．1　选点及数据采集 （205）

5．1．1　选点 （205）

5．1．2　数据采集 （205）

5．2　控制图的制作 （206）

5．2．1　直方图的制作 （206）

5．2．2　均值极差图制作 （208）

5．2．3　均值标准差图的制作 （209）

5．2．4　不合格品数np图的制作 （210）

5．2．5　不合格品数c图的制作 （210）

6．3　过程能力指数的计算 （211）

5．3．1　过程能力指数的计算 （211）

5．3．2　提高过程能力指数的方法 （212）

5．4　统计控制状态 （212）

5．4．1　控制图判断准则 （213）

附录A　（表A-1）：过程能力指数与不合格率的关系表 （216）

附录B　（表B-1）：过程能力指数Cp值的评价参考表 （217）

附录C　SPC统计过程控制实例 （218）

C．1　设备验收测试数据统计分析质控方法 （218）

C．4　结论 （225）