Electronics Explained: The New Systems Approach to Learning Electronics

Front Cover......Page 1
Electronics Explained: The New Systems Approach to Learning Electronics......Page 4
Copyright Page......Page 5
Contents......Page 8
List of Figures......Page 16
Preface......Page 28
Introduction......Page 30
What\'s in It for You?......Page 31
Electronics: The Big Picture......Page 32
Control......Page 33
How the Electronics Industry Works......Page 34
Electricity versus Electronics......Page 35
The Painful Truth......Page 36
Computers......Page 37
Robots......Page 40
Project 1.1. How Much Electronics Do You Own?......Page 41
Project 1.3. Decisions, Decisions......Page 42
Electricity and Electronics......Page 44
Charge, Voltage, and Current......Page 45
Dynamic Electricity and Current Flow......Page 47
Magnetic Fields......Page 49
Electromagnetism......Page 50
Electromagnetic Induction......Page 52
DC Voltages......Page 53
AC Voltages......Page 55
DC Voltage Sources......Page 58
Analog and Digital Signals......Page 62
Project 2.1. Getting Familiar with a Multimeter......Page 64
Project 2.3. Magazines of Interest......Page 65
Project 2.4. Measuring Voltages......Page 66
Why Systems and Not Circuits?......Page 68
Switches......Page 72
Resistors......Page 73
Capacitors......Page 76
Transformers......Page 78
Transistors......Page 79
Integrated Circuits......Page 82
Project 3.1. Setting Up a Simple Lab......Page 84
Project 3.2. Light-Emitting Diode......Page 86
Project 3.3. Capacitors......Page 87
Project 3.4. Transistor Switch......Page 89
Linear Circuits......Page 90
Amplifiers......Page 91
Classifying Amplifiers......Page 92
Amplifier Specifications......Page 98
Filters......Page 102
Oscillators......Page 104
Mixers......Page 105
Phase Detector......Page 106
Phase-Locked Loops......Page 107
Frequency Synthesizers......Page 109
Power Supplies......Page 111
Project 4.1. Build a Kit......Page 117
Introduction......Page 118
Binary-to-Decimal Conversions......Page 119
Decimal-to-Binary Conversions......Page 120
Maximum Decimal Value for N Bits......Page 121
BCD and ASCII......Page 122
Parallel and Serial Data......Page 127
Inverter......Page 129
AND Gate......Page 130
OR Gate......Page 131
Exclusive OR Gate......Page 133
Flip-Flops......Page 135
Storage Registers......Page 136
Shift Registers......Page 137
Counters......Page 138
Demultiplexer......Page 139
Arithmetic Circuits......Page 140
RAM......Page 141
ROM......Page 143
Programmable Logic Devices......Page 145
Analog-to-Digital Conversion......Page 147
Resolution and Sampling Interval......Page 149
Project 5.1. Digging Deeper into Digital......Page 151
Concepts and Definitions......Page 152
Computer Organization and Operation......Page 155
Registers and the ALU......Page 158
Control Unit......Page 160
Instruction-Word Formats......Page 161
Program Execution Example......Page 162
Microcomputer Buses......Page 164
Popular Micros......Page 165
8- and 16-Bit Microcontrollers......Page 166
32- and 64-Bit Processors......Page 168
A Word about Software......Page 170
Programming Languages......Page 171
Digital Signal Processing......Page 173
Project 6.2. Learn More about DSP......Page 174
Radio Communication Systems......Page 176
Three Basic Ways of Communications......Page 178
Electric and Magnetic Fields......Page 179
Signal Speed......Page 180
Signal Strength......Page 181
Electromagnetic Frequency Spectrum......Page 182
Low and Medium Frequencies......Page 185
High Frequencies......Page 186
VHF, UHF, and Microwaves......Page 187
Sidebands......Page 188
Bandwidth......Page 189
Frequency Modulation......Page 190
Digital Modulation......Page 191
Transmitters......Page 193
Receivers......Page 194
ISM Band Transceiver......Page 197
Yagi......Page 199
Other Antennas......Page 200
Microwave Antennas and Waveguides......Page 201
Two-Way Radio......Page 204
Amateur Radio......Page 205
Marine......Page 206
Satellites......Page 207
Radio Telescopes......Page 208
Project 7.5. Experience CB or FRS......Page 211
Can You Hear Me Now?......Page 212
The Cellular Concept......Page 213
What\'s Inside a Cell Phone?......Page 216
What Type of Cell Phone Do You Have?......Page 218
Quadrature Amplitude Modulation......Page 220
Orthogonal Frequency Division Multiplexing......Page 222
Multiple Input Multiple Output......Page 225
Spectral Efficiency......Page 226
Access Methods and Duplexing......Page 227
A Look Inside a 3G Cell Phone......Page 229
Smartphones......Page 230
Femtocells......Page 231
Mobile TV......Page 232
Project 8.2. Check Out the Latest Handsets, Features, and Services......Page 233
Project 8.5. Relevant Websites......Page 234
Is Everything Networked?......Page 236
Personal Area Networks......Page 237
Network Relationships......Page 238
Network Interconnection Methods......Page 239
Types of Cables......Page 240
How Is Ethernet Used?......Page 242
Sonet......Page 245
How the Internet Works......Page 246
Wi-Fi......Page 249
Bluetooth......Page 251
ZigBee......Page 252
WiMAX......Page 253
Radio Frequency Identification and Near-Field Communications......Page 254
Cable TV Connectivity......Page 255
Wireless Broadband......Page 256
Project 9.1. Become More Familiar with Wireless Data Protocols......Page 257
The Nature of Sound......Page 258
Speakers......Page 259
Digital Audio......Page 260
Past Recording Media......Page 261
Digitizing Sound......Page 262
Digital Compression......Page 263
The Compact Disc......Page 265
AV Receiver......Page 268
Surround Sound......Page 271
Musical Instruments......Page 272
Noise-Canceling Earphones......Page 273
Hearing Aids......Page 274
Project 10.2. Test Your Hearing Response......Page 275
Video Fundamentals for the Impatient......Page 276
Aspect Ratio......Page 277
Analog TV......Page 279
Digital TV......Page 281
Color Video Principles......Page 283
Video Compression......Page 284
TV Transmission......Page 287
TV Screen Technology......Page 289
Summary of Screen Technologies......Page 292
3D TV......Page 293
Cable Television......Page 294
Satellite TV......Page 298
Cell Phone TV......Page 300
Closed-Circuit TV......Page 301
How a DVD Player Works......Page 303
A Word about Blu-ray......Page 304
Project 11.3. Try Over-the-Air TV......Page 305
Open- and Closed-Loop Control......Page 306
Closed-Loop Control......Page 307
Controllers......Page 309
Sensors......Page 310
Temperature Sensors......Page 311
Pressure Sensors......Page 312
Switches......Page 313
Photoelectric Sensors......Page 314
Relays......Page 318
Solenoids......Page 324
Motors......Page 325
DC Motors......Page 326
Thyristors......Page 327
Silicon-Controlled Rectifier......Page 328
Triac......Page 330
Programmable Logic Controllers......Page 332
Organization......Page 334
Operation......Page 335
Programming......Page 336
Project 12.1. Build a Robot......Page 337
Appendix: Book References......Page 338
A......Page 340
B......Page 341
C......Page 342
D......Page 344
F......Page 346
G......Page 347
I......Page 348
L......Page 349
M......Page 350
O......Page 351
P......Page 352
R......Page 353
S......Page 354
T......Page 356
V......Page 357
Z......Page 358