電子技術基礎

電子技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

韋抒,葉麗 編
圖書標籤:
  • 電子技術
  • 基礎
  • 電路
  • 模擬電子
  • 數字電子
  • 電子元件
  • 半導體
  • 電工學
  • 通信原理
  • 嵌入式係統
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齣版社: 北京理工大學齣版社
ISBN:9787564017262
版次:1
商品編碼:10582051
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2008-08-01
用紙:膠版紙
頁數:225
字數:355000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

《電子技術基礎》是根據高等院校《電子技術基礎》的教學基本要求編寫的。全書共分為15章,分彆為半導體二極管及應用電路、基本放大電路、交流放大器、場效應管放大器、運算放大器、正弦波振蕩器、直流穩壓電源、晶閘管及其應用、數字電路基礎、集成門電路、組閤邏輯電路、集成觸發器、時序邏輯電路、脈衝産生與變換、D/A與A/D轉換器。《電子技術基礎》除瞭有一定的原理分析以外,還介紹一些工程實例。另外,每一章後麵還附有相應的習題,供讀者思考與練習。
《電子技術基礎》具有很強的針對性和實用性,理論分析以適度、夠用為限,力求深入淺齣,突齣重點,分散難點,文字簡明通俗,便於自學。
《電子技術基礎》可作為高等院校、成人高校電子類:自動化類、電力類及相關專業的教材,也可以供職業培訓和工程技術人員參考。

目錄

Part1章 半導體二極管及應用電路
1.1 半導體與PN結
1.2 半導體二極管
1.3 二極管整流電路
1.4 濾波電路
本章小結
習題1

Part2章 基本放大電路
2.1 半導體三極管
2.2 三極管放大電路的組成
2.3 三極管放大電路靜態與動態分析
2.4 共集放大器與共基放大器
本章小結
習題2

Part3章 交流放大電路
3.1 多級放大器
3.2 反饋放大電路
3.3 功率放大器
本章小結
習題3

Part4章 場效應管放大電路
4.1 場效應管
4.2 場效應管放大電路
本章小結
習題4

Part5章 集成運算放大器
5.1 概述
5.2 差動放大器
5.3 集成運放主要技術指標及理想集成運放特性
5.4 集成運算放大器的綫性應用
5.5 集成運放的非綫性應用
本章小結
習題5

Part6章 正弦波振蕩器
6.1 概述
6.2 RC正弦波振蕩器
6.3 LC正弦波振蕩器
6.4 石英晶體振蕩器
本章小結
習題6

Part7章 直流穩壓電源
7.1 直流穩壓電源
7.2 串聯型穩壓電路
7.3 集成穩壓器
本章小結
習題7

Part8章 晶閘管及其應用
8.1 晶閘管
8.2 晶閘管整流電路
本章小結
習題8

Part9章 數字電路基礎
9.1 數字電路概述
9.2 數製與編碼
9.3 邏輯代數基礎
9.4 邏輯函數化簡
本章小結
習題9

Part10章 集成門電路
10.1 分立元件門電路
10.2 TTL集成門電路
10.3 CMOS集成門電路
本章小結
習題10

Part11章 組閤邏輯電路
11.1 組閤邏輯電路的分析與設計
11.2 加法器
11.3 編碼器
11.4 譯碼器
11.5 數據選擇器與數據分配器
11.6 比較器
11.7 組閤邏輯電路的競爭與冒險
本章小結

習題11
Part12章 集成觸發器
12.1 RS觸發器
12.2 同步觸發器
12.3 防止空翻觸發器
12.4 觸發器的轉換
本章小結
習題12

Part13章 時序邏輯電路
13.1 時序邏輯電路的基本概述
13.2 寄存器
13.3 計數器
本章小結
習題13

Part14章 脈衝産生與變換
14.1 多諧振蕩器
14.2 單穩態觸發器
14.3 施密特觸發器
14.4 555集成定時器及應用
本章小結
習題14

Part15章 D/A與A/D轉換器
15.1 D/A轉換器
15.2 A/D轉換器
本章小結
習題15
參考文獻

精彩書摘

第9章 數字電路基礎
9.1 數字電路概述
電子電路中的電信號可以分為模擬信號和數字信號,信號大小隨著時間連續變化的信號是模擬信號,而另一些信號是不連續的信號,這些信號在大小與時間上都是離散的,這些信號稱為數字信號。數字電路大緻包括信號的産生、放大、整形、傳送、控製、記憶、計數及運算等內容。
9.1.1 數字電路的特點與種類
數字電路工作信號是二進製的數字信號,在時間上和數值上是離散的(不連續),反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(即0和1兩個邏輯值)。在數字電路中,研究的主要問題是電路的邏輯功能,即輸入信號的狀態和輸齣信號的狀態之間的關係。對組成數字電路的元器件通常隻要求在工作時能夠可靠地區分0和1兩種狀態即可。
與模擬電路相比,數字電路的優點是:
(1)便於集成生産,通用性強,使用方便。如計算機技術中的大量電子芯片,其基本單元電路的機構簡單,有利於將眾多的基本單元電路集成在同一塊矽片上和進行批量生産;
(2)抗乾擾能力強,保密性能好;
(3)易於存儲、加密、壓縮、傳輸和再現。如光盤和數字通信,數據信息傳輸全透明,是建立語音、數據、傳真、圖像等多種業務的理想平颱;
(4)傳輸速率高,信道利用率高,網絡時延小。
數字電路根據分類方式的不同通常有以下三種分類方法。
1.按電路組成結構分類
數字電路按其電路的組成結構分類,可分為:分立組件和集成電路兩類。其中集成電路按集成度(在一塊矽片上包含的邏輯門電路或組件的數量)分為:小規模(SSI)、中規模(MSI)、大規模(LSI)和超大規模(VLSI)集成電路。
……

前言/序言


《電磁波與通信係統》 第一章 緒論:信息時代的基石 本章將帶您深入探索信息時代賴以生存的兩種關鍵物理現象:電磁波的奧秘與通信係統的宏偉藍圖。我們將從宏觀視角齣發,勾勒齣信息傳播的整個生命周期,理解電磁波如何在無形的空間中傳遞信息,以及通信係統如何巧妙地組織和管理這一過程。 信息與通信的本質: 我們將首先闡述信息在現代社會中的核心地位,並引齣通信作為信息傳遞的手段的根本意義。這不僅僅是簡單的信號發送,而是信息經過編碼、傳輸、解碼,最終在接收端被理解的完整流程。 電磁波的發現與演進: 從法拉第的電磁感應定律到麥剋斯韋方程組的統一,再到赫茲的實驗驗證,我們將迴顧電磁波發現的輝煌曆程。理解電磁波的産生、傳播特性(如反射、摺射、衍射、散射)以及頻譜劃分,是掌握後續內容的基礎。我們將探討不同頻段電磁波的特性及其在通信中的應用。 通信係統的基本模型: 引入信息論的基礎概念,如信源、信宿、信道、編碼器、解碼器、調製器、解調器等。通過一個通用的通信係統框圖,清晰地展示信息從源頭到目的地所經曆的各個環節,以及每個環節的關鍵作用。 通信係統的發展曆程與未來趨勢: 簡要迴顧早期通信技術(如電報、電話)的發展,以及無綫通信、衛星通信、光縴通信等現代通信技術的飛躍。展望未來,我們將討論5G、6G、物聯網、人工智能等新興技術如何重塑通信係統的形態和能力,以及它們對社會發展的影響。 本書的研究範圍與結構: 明確本書將重點關注電磁波的傳播理論、各種通信係統的原理、關鍵技術及其在實際應用中的挑戰與創新。簡要介紹後續章節的安排,為讀者構建清晰的學習路徑。 第二章 電磁波的産生與傳播:無形信息之翼 本章將聚焦於電磁波的物理本質,深入剖析其産生機製、傳播規律以及影響傳播的各種因素。這是理解無綫通信、雷達、導航等領域不可或缺的理論基礎。 麥剋斯韋方程組與電磁場理論: 迴顧並解釋麥剋斯韋方程組在描述電磁現象中的核心地位。理解電場、磁場如何相互激發,形成在空間中傳播的電磁波。我們將從基本原理齣發,推導齣電磁波的波動方程。 電磁波的産生: 詳細介紹電荷的加速運動是産生電磁波的根本原因。我們將探討不同類型的天綫(如偶極子天綫、單極天綫、螺鏇天綫)如何將電信號轉化為電磁波,以及天綫的輻射特性。 電磁波的傳播模式: 空間波(自由空間傳播): 分析電磁波在理想自由空間中的傳播特性,包括波的強度衰減(與距離的平方成反比)、方嚮性等。 地麵波: 探討電磁波沿地球錶麵傳播的特性,包括其傳播距離受頻率、地球麯率和地麵導電性的影響。 天波(電離層反射): 深入分析電離層對中短波電磁波的反射作用,解釋天波傳播如何實現遠距離通信。我們將探討電離層特性(如高度、密度)對天波傳播的影響。 視綫傳播(直綫傳播): 描述微波和毫米波等高頻電磁波主要沿直綫傳播的特點,以及其傳播距離受地球麯率和障礙物的影響。 電磁波的傳播損耗: 自由空間損耗: 量化分析電磁波在傳播過程中因空間擴散造成的能量損失。 吸收損耗: 討論介質(如大氣、建築物)對電磁波的吸收作用,及其與頻率、介質性質的關係。 反射、摺射、衍射損耗: 分析電磁波在傳播路徑上遇到不同介質邊界時産生的能量損失和方嚮改變。 散射損耗: 解釋電磁波遇到不均勻介質(如雨滴、霧氣)時發生的散射現象及其對信號強度的影響。 多徑效應: 深入分析電磁波在傳播過程中由於反射、散射等原因形成多條路徑到達接收端,導緻信號疊加、衰落和失真。這是無綫通信中一個重要且普遍存在的挑戰。 電磁波的極化: 解釋電磁波的極化現象(綫極化、圓極化、橢圓極化),以及極化在通信中的作用,如提高抗乾擾能力和實現某些特定應用。 天綫理論基礎: 介紹天綫的等效電路模型,以及天綫的輻射電阻、效率、方嚮圖、增益、帶寬等關鍵參數。理解這些參數對於設計和選擇閤適的通信天綫至關重要。 第三章 模擬通信係統:信號的連續變奏 本章將聚焦於傳統的模擬通信係統,深入剖析信號的模擬調製、解調過程以及相關的技術挑戰。雖然數字通信已成為主流,但理解模擬通信對於掌握通信係統演進和某些特定應用仍然具有重要意義。 模擬信號的特性: 定義模擬信號,並分析其連續性、幅度和頻率的無限變化等特點。 調製的基本原理: 闡述調製(Modulation)的概念,即用低頻基帶信號去控製一個高頻載波信號的某個參數(幅度、頻率、相位)。解釋調製的主要目的: 頻率搬移: 將基帶信號的頻譜搬移到高頻段,以便於傳輸。 帶寬匹配: 使信號的帶寬與信道帶寬相匹配。 提高抗乾擾能力: 某些調製方式可以提升信號的抗噪聲性能。 多路復用: 允許不同用戶共享同一信道。 幅度調製(AM): 原理與模型: 詳細講解普通調幅(Double Sideband-AM, DSB-AM)、抑製載波雙邊帶(DSB)、殘留邊帶(VSB)和單邊帶(SSB)的産生過程和數學模型。 優點與缺點: 分析AM的簡單性、低成本等優點,以及其效率低、易受噪聲乾擾的缺點。 解調方法: 介紹包絡檢波、相乾解調等AM信號的解調技術。 角度調製(FM/PM): 頻率調製(FM): 原理與模型: 講解頻率調製的基本原理,即用基帶信號的瞬時幅度去改變載波的瞬時頻率。 帶寬估算: 介紹卡森法則(Carson's Rule)用於估算FM信號的帶寬。 優點與缺點: 分析FM的抗噪聲能力強、音質好等優點,以及其帶寬較寬、係統復雜度相對較高的缺點。 解調方法: 介紹斜率檢波、鎖相環(PLL)解調、比例積分(Foster-Seeley)鑒頻器等FM信號的解調技術。 相位調製(PM): 原理與模型: 講解相位調製的基本原理,即用基帶信號的瞬時幅度去改變載波的瞬時相位。 PM與FM的聯係與區彆: 探討PM和FM之間的相互轉換關係。 調幅/調頻組閤調製(AM-FM): 簡要介紹一些混閤調製方式及其應用。 模擬通信係統的噪聲與失真: 分析噪聲(如熱噪聲、散粒噪聲、外部乾擾)對模擬信號解調精度的影響。討論綫性失真(如幅度失真、相位失真)和非綫性失真(如諧波失真、互調失真)對信號質量的影響。 多路復用技術: 頻分復用(FDM): 解釋如何利用不同頻率的載波將多個基帶信號分隔開,從而實現共享同一信道。 時分復用(TDM): 介紹如何將時間劃分為若乾個時隙,將不同基帶信號輪流傳輸。 預加重與去加重: 講解在FM發送端對高頻分量進行預加重,在接收端進行去加重,以改善信噪比的技巧。 模擬通信係統的局限性: 總結模擬通信係統在抗噪聲能力、信息傳輸精度、復用效率、處理復雜信息(如數據)等方麵存在的不足,為數字通信的興起奠定基礎。 第四章 數字通信係統:信息的離散躍遷 本章將深入探討當今通信領域的核心——數字通信係統。我們將全麵解析數字信號的産生、編碼、調製、解調、譯碼以及與之相關的關鍵技術,揭示數字通信在信息時代不可替代的地位。 數字信號的優勢: 闡述與模擬信號相比,數字信號在抗乾擾能力強、傳輸保真度高、易於存儲和處理、便於實現各種復雜功能(如糾錯、加密)等方麵的顯著優勢。 數字通信係統的基本流程: 信源編碼(源編碼): 目的: 減少信息傳輸的冗餘度,提高傳輸效率,降低誤碼率。 無損編碼: 介紹香農-範諾編碼(Shannon-Fano Coding)、霍夫曼編碼(Huffman Coding)等,通過統計分析信源符號的概率來構建變長編碼。 有損編碼: 簡要提及PCM(脈衝編碼調製)等,用於音頻、視頻等信號的壓縮。 信道編碼(糾錯編碼): 目的: 在數字信號中添加冗餘信息,以便在接收端檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤。 綫性分組碼: 介紹漢明碼(Hamming Code)、捲積碼(Convolutional Code)等,用於提高信號的可靠性。 糾錯原理: 解釋校驗位、碼距等概念在錯誤檢測與糾正中的作用。 調製(數字調製): 目的: 將數字基帶信號映射到高頻載波信號上,以便於在帶限信道中傳輸。 基本數字調製方式: 振幅鍵控(ASK): 用不同幅度的載波代錶不同的二進製數字。 頻率鍵控(FSK): 用不同的載波頻率代錶不同的二進製數字。 相位鍵控(PSK): 用不同的載波相位代錶不同的二進製數字。 正交振幅調製(QAM): 結閤ASK和PSK,用幅度和相位組閤代錶多個二進製數字,提高頻譜利用率。 星座圖: 講解星座圖在可視化和分析數字調製方式中的作用。 基帶傳輸與帶通傳輸: 區分直接在基帶傳輸數字信號(如早期的調製解調器)和通過帶通傳輸(如無綫通信)。 數字通信係統的接收端: 解調(數字解調): 介紹從接收到的帶通信號中恢復數字基帶信號的方法,與調製方式一一對應(如相乾解調、非相乾解調)。 判決: 解釋接收端如何根據接收到的信號特性(如幅度、頻率、相位)來判斷原始的二進製數字。 信道譯碼(糾錯譯碼): 運用信道編碼時添加的冗餘信息,檢測並糾正傳輸過程中發生的錯誤。 信源譯碼(源譯碼): 將原始信息進行恢復,為用戶提供可理解的信息。 數字通信的噪聲與失真: 討論噪聲(如高斯白噪聲)對數字信號判決正確性的影響。分析采樣、量化過程中的量化噪聲。 多路復用技術(數字): 時分多址(TDMA): 在同一頻率上,通過分配不同的時間段給不同的用戶,實現通信。 碼分多址(CDMA): 為每個用戶分配一個特定的擴頻碼,允許多個用戶同時在同一頻率上傳輸,通過區分不同碼纔能接收到各自的信號。 正交頻分復用(OFDM): 將高速數據流分割成若乾個低速數據流,並在多個正交的子載波上並行傳輸,剋服多徑效應,提高頻譜利用率。 采樣與量化: 奈奎斯特采樣定理: 闡述為瞭無損地恢復連續信號,采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。 量化: 解釋將連續的幅度值離散化的過程,並討論量化級數對量化誤差的影響。 數據傳輸速率與帶寬: 定義比特率(bps)、波特率,以及信道容量(香農-哈特利定理)。 數字通信係統的性能指標: 誤碼率(BER)、信噪比(SNR)等。 第五章 無綫通信係統:無處不在的連接 本章將重點探討在當今社會扮演著至關重要角色的無綫通信係統。我們將從無綫電波的傳播特性齣發,深入剖析蜂窩通信、衛星通信、短距離無綫通信等不同類型無綫係統的原理、關鍵技術及其發展趨勢。 無綫通信的特點與挑戰: 總結無綫通信無需物理綫路、移動性強等優點,同時也麵臨著信號衰減、乾擾、帶寬限製、安全隱私等挑戰。 蜂窩通信係統: 基本原理: 介紹蜂窩網絡如何通過將服務區域劃分為多個蜂窩小區,並使用小區基站提供無綫覆蓋。 頻率復用: 深入講解同頻復用和鄰頻復用技術,以及如何通過頻率規劃來提高頻譜利用率和減少同信道乾擾。 小區切換(Handover): 描述移動用戶在不同小區之間移動時,通信信號如何無縫切換,保證通信不中斷。 多址技術(Mobile Access Technologies): FDMA(頻分多址): 將一個蜂窩小區內的帶寬劃分給不同的用戶。 TDMA(時分多址): 在同一頻率上,按時間片分配給不同的用戶。 CDMA(碼分多址): 允許所有用戶在同一時間、同一頻率上通信,通過擴頻碼區分用戶。 OFDMA(正交頻分多址): 作為4G/5G等現代蜂窩通信的核心技術,通過將通信帶寬劃分為大量正交的子載波,實現高效的數據傳輸和魯棒性。 移動通信標準演進: 簡要迴顧1G、2G、3G、4G,並重點介紹5G的關鍵技術(如大規模MIMO、波束賦形、網絡切片)及其帶來的性能提升(高速率、低時延、大連接)。 衛星通信係統: 衛星的軌道分類: 介紹近地軌道衛星(LEO)、中地球軌道衛星(MEO)和地球靜止軌道衛星(GEO)的特點及其對通信的影響。 衛星通信鏈路: 分析地麵站到衛星(上行鏈路)和衛星到地麵站(下行鏈路)的信號傳輸過程。 應用領域: 探討衛星通信在遠洋通信、航空通信、偏遠地區通信、全球廣播、導航(如GPS)等方麵的應用。 衛星通信的挑戰: 討論信號延遲、大氣的衰減、星座管理(對於LEO/MEO)等問題。 短距離無綫通信: Wi-Fi(無綫局域網): 介紹Wi-Fi的工作原理、頻段(2.4GHz, 5GHz, 6GHz),以及其在傢庭、辦公室、公共場所的廣泛應用。 藍牙(Bluetooth): 講解藍牙技術的特點(低功耗、短距離、一對多連接),及其在消費電子、物聯網設備連接中的應用。 NFC(近場通信): 介紹NFC的超短距離通信能力,及其在支付、身份識彆、配對等方麵的應用。 Zigbee/LoRa等物聯網通信技術: 簡要介紹這些針對物聯網設備設計的低功耗、遠距離或低速率通信技術。 無綫通信中的關鍵技術: 天綫技術: 智能天綫、MIMO(多輸入多輸齣)技術,通過多根天綫來提升數據傳輸速率和係統容量。 信號處理技術: 均衡技術(剋服多徑效應)、信道估計、乾擾抑製等。 功耗管理: 在移動設備中實現高效的功耗管理,延長電池續航。 頻譜管理與共享: 討論有限的無綫頻譜資源如何高效利用,以及動態頻譜接入等技術。 無綫通信的未來發展: 探討6G的潛在技術方嚮(如太赫茲通信、AI賦能網絡、天地一體化通信),以及無綫通信與人工智能、區塊鏈等技術的融閤。 第六章 光縴通信係統:信息高速公路 本章將深入探索光縴通信係統,這是現代通信網絡中傳輸容量最大、速度最快的關鍵技術。我們將從光波的傳輸特性齣發,詳細解析光縴的結構、光信號的産生與接收、以及光縴通信網絡的組成與優勢。 光信號的優勢: 闡述光信號在傳輸容量、傳輸距離、抗乾擾能力、保密性等方麵遠超電信號的優勢。 光縴的原理與結構: 全內反射: 講解光縴傳輸的核心原理——光信號在光縴內部通過全內反射不斷傳播。 光縴的類型: 多模光縴(MMF): 介紹其芯徑較大,支持多種光模式傳播,適用於中短距離傳輸。 單模光縴(SMF): 介紹其芯徑極小,僅支持單一光模式傳播,損耗低、帶寬大,適用於長距離、大容量傳輸。 光縴的損耗: 吸收損耗: 光信號被光縴材料吸收。 散射損耗: 光信號在傳播過程中遇到不均勻介質産生的散射。 彎麯損耗: 光縴彎麯時,部分光信號會逸齣。 色散: 模間色散: 在多模光縴中,不同模式的光信號傳播速度不同,導緻信號展寬。 材料色散: 光縴材料對不同波長的光摺射率不同,導緻不同波長的光傳播速度不同。 波導色散: 光縴的波導結構對不同波長的光模式的導引能力不同。 光信號的産生與接收: 光源(發射端): 激光器(Laser): 介紹半導體激光器(LD)作為光縴通信中最常用的光源,其發齣的光具有高單色性、高方嚮性和高相乾性。 發光二極管(LED): 介紹LED作為一種成本較低的光源,但其光譜寬度和相乾性不如激光器。 光探測器(接收端): 光電二極管(PD): 介紹PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)作為常用的光探測器,它們將光信號轉換為電信號。 光縴通信係統的組成: 光端機(Optical Transceiver): 發射端將電信號轉換為光信號,接收端將光信號轉換為電信號。 光縴(Optical Fiber): 傳輸光信號的媒介。 光放大器(Optical Amplifier): 在光信號傳輸過程中,直接對光信號進行放大,無需進行光-電-光轉換,大大提高瞭傳輸距離和網絡容量。 光開關(Optical Switch): 實現光信號的路由和切換,構建靈活的光網絡。 中繼器(Repeater): 將衰減的光信號進行再生和放大,恢復信號的完整性(在早期的光通信係統中使用較多,現在逐漸被光放大器取代)。 光縴通信網絡的層次結構: 接入網(Access Network): 連接用戶終端到局域網或骨乾網。 匯聚網(Aggregation Network): 將接入網匯聚的數據流量傳送到骨乾網。 骨乾網(Core Network): 承載大容量、長距離的數據傳輸。 復用技術在光縴通信中的應用: 波分復用(WDM - Wavelength Division Multiplexing): 利用不同波長的光信號在同一根光縴中同時傳輸,大大提高瞭光縴的傳輸容量。 粗波分復用(CWDM): 間隔較大的波長通道。 密集波分復用(DWDM): 間隔較小的波長通道,傳輸容量極高。 光縴通信係統的優勢: 巨大的傳輸帶寬: 能夠支持極高的傳輸速率,滿足日益增長的數據需求。 長距離傳輸: 損耗低,信號衰減小,可以實現長距離傳輸而無需頻繁中繼。 抗電磁乾擾: 光縴不受電磁乾擾影響,信號傳輸穩定可靠。 高安全性: 光信號不易被竊聽。 體積小、重量輕: 相較於銅纜,光縴更易於布綫。 光縴通信技術的未來發展: 探討超大容量光傳輸技術、矽光子技術、光計算、光互連等前沿領域。 第七章 通信係統中的信號處理:信息的精雕細琢 本章將聚焦於通信係統中至關重要的信號處理技術,它們如同信息的“雕塑師”,在信號的産生、傳輸、接收和解碼過程中扮演著不可或缺的角色,確保信息的準確、高效和可靠。 信號處理在通信係統中的定位: 闡述信號處理是連接物理層和應用層的關鍵橋梁,是實現各種通信功能的基石。 傅裏葉變換與頻譜分析: 時域與頻域的轉換: 深入理解傅裏葉變換(FT)、離散傅裏葉變換(DFT)和快速傅裏葉變換(FFT)在分析信號頻率成分、理解信號頻譜特性中的核心作用。 頻譜泄漏與窗函數: 討論在實際應用中,有限長度的信號截斷會導緻頻譜泄漏,並介紹各種窗函數(如Hamming, Hanning, Blackman)的作用。 濾波技術: 目的: 濾除信號中的噪聲,提取有用的信號成分,或限製信號的帶寬。 濾波器類型: 低通濾波器: 允許低頻分量通過,阻擋高頻分量。 高通濾波器: 允許高頻分量通過,阻擋低頻分量。 帶通濾波器: 允許特定頻帶內的分量通過。 帶阻濾波器: 阻擋特定頻帶內的分量。 濾波器設計: 簡要介紹數字濾波器(FIR、IIR)和模擬濾波器(巴特沃斯、切比雪夫)的設計原理。 采樣與量化(再次強調其重要性): 奈奎斯特采樣定理: 重申其對於模擬信號數字化過程的決定性意義。 量化誤差與過采樣: 討論量化誤差的來源,以及過采樣和噪聲整形技術(如Sigma-Delta)如何減小量化噪聲的影響。 綫性捲積與相關: 捲積: 解釋捲積運算在係統響應、濾波等信號處理中的應用。 相關: 討論互相關和自相關在信號檢測、同步、模式識彆等方麵的應用。 數字信號的時域與頻域處理: 時域: 差分、積分、延遲、加權等基本操作。 頻域: 頻譜搬移、頻譜擴展(擴頻)、頻譜分析等。 自適應信號處理: 概念: 介紹自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其參數,以達到最優性能。 應用: 迴聲消除、噪聲抑製、信道均衡等。 譜估計: 目的: 估計信號的功率譜密度。 經典方法: 周期圖法。 現代方法: 改進的周期圖法、Welch法、Burg法等。 數字圖像與語音信號處理基礎(與通信的關聯): 圖像壓縮: DCT(離散餘弦變換)在JPEG壓縮中的應用。 語音編碼: LPC(綫性預測編碼)等。 這些技術在多媒體通信(如視頻會議、IP電話)中的重要性。 信號處理在通信係統各環節的應用: 基帶信號生成: 編碼、調製前的預處理。 信道均衡: 消除多徑效應引起的碼間串擾。 載波同步與定時恢復: 保證解調的準確性。 噪聲抑製與乾擾消除: 提高信號的信噪比。 解調與譯碼: 恢復原始信息。 算法與硬件實現: 討論信號處理算法在DSP(數字信號處理器)、FPGA、ASIC等硬件平颱上的實現,以及其對實時性和功耗的要求。 未來發展方嚮: 機器學習與深度學習在信號處理中的應用,如智能噪聲抑製、自適應調製解調、更高效的信道編碼等。 第八章 通信網絡架構與協議:信息流動的秩序 本章將帶領讀者走進通信網絡的宏觀世界,深入瞭解構成現代通信係統的復雜網絡架構、分層模型以及支撐其運作的關鍵通信協議。這將幫助我們理解信息是如何跨越地域、穿梭於不同設備之間,最終實現互聯互通的。 網絡的基本概念: 定義網絡、節點、鏈路、協議、拓撲結構等基本術語。 網絡拓撲結構: 星型拓撲: 所有節點連接到中心節點。 總綫型拓撲: 所有節點連接到同一根通信綫路上。 環型拓撲: 節點以環狀連接,數據沿一個方嚮傳輸。 網狀拓撲: 節點之間有多條連接路徑,可靠性高。 混閤型拓撲: 結閤以上幾種拓撲結構的優點。 OSI七層參考模型: 概念與意義: 詳細介紹OSI模型的每一層(物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、錶示層、應用層)的功能和職責,理解分層模型如何簡化網絡設計、實現互操作性。 各層關鍵功能: 物理層: 傳輸原始比特流。 數據鏈路層: 幀的封裝、MAC地址、差錯控製、流量控製。 網絡層: 邏輯地址(IP地址)、路由選擇、分組轉發。 傳輸層: 端到端連接、可靠性(TCP)、無連接(UDP)、端口號。 會話層: 建立、管理和終止會話。 錶示層: 數據格式轉換、加密、壓縮。 應用層: 為用戶應用程序提供網絡服務(如HTTP, FTP, SMTP)。 TCP/IP四層模型(實際應用模型): 介紹與OSI模型的對應關係: 重點講解TCP/IP模型(網絡接口層、網際層、傳輸層、應用層),以及它在互聯網中的主導地位。 關鍵協議: IP協議(Internet Protocol): 負責IP地址分配、路由尋址。 TCP協議(Transmission Control Protocol): 提供麵嚮連接、可靠的傳輸服務。 UDP協議(User Datagram Protocol): 提供無連接、不可靠但高效的傳輸服務。 HTTP(Hypertext Transfer Protocol): 用於Web訪問。 FTP(File Transfer Protocol): 用於文件傳輸。 SMTP(Simple Mail Transfer Protocol): 用於電子郵件發送。 DNS(Domain Name System): 用於域名解析。 路由技術: 靜態路由: 手動配置路由錶。 動態路由: 路由器之間通過路由協議交換路由信息,自動更新路由錶。 路由協議: RIP、OSPF、BGP等。 交換技術: 電路交換: 在通信雙方建立一條獨占的物理通路(如傳統電話)。 報文交換: 將信息分成報文,逐段存儲轉發。 分組交換: 將信息分成固定長度的數據包(分組),路由器根據分組頭部的地址進行轉發,是現代網絡的核心技術。 局域網(LAN)與廣域網(WAN): LAN: 覆蓋範圍小(辦公室、學校),傳輸速度快(以太網)。 WAN: 覆蓋範圍大(城市、國傢),傳輸速度相對較慢,連接多個LAN。 網絡安全基礎: 威脅與攻擊: 竊聽、篡改、拒絕服務攻擊等。 防護措施: 防火牆、加密技術(對稱加密、非對稱加密)、數字簽名。 移動通信網絡架構: 蜂窩網絡的層次: 核心網(Core Network)、無綫接入網(RAN - Radio Access Network)。 網絡功能虛擬化(NFV)與軟件定義網絡(SDN): 介紹這些新興技術如何使網絡更加靈活、可編程和高效。 物聯網(IoT)通信: 特點: 大連接、低功耗、低成本。 通信協議: MQTT, CoAP等。 未來網絡發展趨勢: 軟件定義網絡、網絡功能虛擬化、人工智能在網絡管理和優化中的應用、下一代互聯網(如IPv6)。 第九章 通信係統中的信息安全與管理:守護數字世界的脈絡 本章將深入探討在日益依賴通信係統的今天,信息安全和網絡管理的重要性。我們將剖析通信係統麵臨的各種安全威脅,以及相應的防護策略和管理手段,確保信息的保密性、完整性和可用性。 通信信息安全的重要性: 闡述在數字化時代,信息安全是通信係統得以可靠運行的基石,關乎個人隱私、商業機密乃至國傢安全。 通信係統麵臨的安全威脅: 竊聽(Eavesdropping): 未經授權獲取通信內容。 篡改(Tampering): 非法修改通信內容。 欺騙(Spoofing): 冒充閤法用戶或設備。 拒絕服務攻擊(DoS/DDoS): 癱瘓通信服務,使其無法正常工作。 惡意軟件(Malware): 病毒、蠕蟲、特洛伊木馬等,破壞係統或竊取信息。 物理安全威脅: 物理設備被盜、被破壞。 弱密碼與身份驗證繞過。 信息安全的保障技術: 加密技術: 對稱加密: 加密和解密使用同一密鑰(如AES, DES)。 非對稱加密: 加密使用公鑰,解密使用私鑰(如RSA)。 混閤加密: 結閤對稱加密和非對稱加密的優點。 身份認證: 確保通信方的閤法性。 密碼認證。 數字證書。 生物特徵認證(指紋、麵部識彆)。 數字簽名: 保證信息的完整性和來源的不可否認性。 訪問控製: 限製用戶對資源的訪問權限。 防火牆(Firewall): 監控和控製網絡流量,阻止未經授權的訪問。 入侵檢測係統(IDS)與入侵防禦係統(IPS): 監測網絡異常活動並采取相應措施。 安全協議: SSL/TLS(Secure Sockets Layer/Transport Layer Security): 為Internet通信提供加密和身份認證。 IPsec(Internet Protocol Security): 為IP通信提供安全保障。 物理安全措施: 機房安全、設備訪問控製。 通信網絡管理: 目的: 保證網絡的可靠運行、高效性能和資源的最優利用。 網絡管理功能(FCAPS模型): 故障管理(Fault Management): 檢測、診斷和糾正網絡故障。 配置管理(Configuration Management): 配置網絡設備和軟件。 計費管理(Accounting Management): 記錄網絡使用情況,用於計費。 性能管理(Performance Management): 監控網絡性能指標(如吞吐量、時延),進行優化。 安全管理(Security Management): 實施安全策略,監控安全事件。 網絡管理協議: SNMP(Simple Network Management Protocol): 用於網絡設備的監控和管理。 網絡監控與診斷工具: Ping, Traceroute, Wireshark等。 通信係統的隱私保護: 數據匿名化和去標識化。 差分隱私。 閤規性與法規: GDPR、數據安全法等。 通信安全與管理的發展趨勢: 人工智能在安全領域的應用: 智能威脅檢測、自動化響應。 零信任安全模型。 區塊鏈在身份認證和數據安全中的應用。 端到端加密的普及。 日益嚴格的數據隱私法規。 第十章 通信係統的應用與未來展望:連接無限可能 本章將整閤前文所述的各項技術,展示通信係統在現實世界中的廣泛應用,並展望其未來發展的前景,描繪一個更加互聯、智能的數字世界。 通信係統在各行各業的應用: 商業與金融: 電子交易、網上銀行、遠程辦公、供應鏈管理。 教育: 在綫學習、遠程教育、數字圖書館、虛擬現實教室。 醫療: 遠程醫療、遠程診斷、健康監測、電子病曆。 交通: 智能交通係統、車聯網(V2X)、導航係統、自動駕駛。 媒體與娛樂: 流媒體服務、在綫遊戲、社交媒體、虛擬現實(VR)/增強現實(AR)。 工業: 工業物聯網(IIoT)、智能製造、遠程控製、自動化生産。 科研: 大數據分析、分布式計算、科學模擬。 公共服務: 智慧城市、應急通信、災難響應。 現代通信技術的融閤與創新: 5G與 beyond 6G: 討論5G在超高速、低時延、大連接方麵的突破,以及對未來6G通信的設想(如太赫茲通信、人工智能原生網絡、天地一體化)。 物聯網(IoT): 傳感器網絡、智能傢居、智慧城市、工業物聯網的蓬勃發展。 人工智能(AI)與通信的結閤: AI在網絡優化、故障預測、智能調度、用戶體驗提升等方麵的應用。 雲計算與邊緣計算: 數據處理的分布式部署,實現更快的響應速度和更低的延遲。 區塊鏈技術在通信中的潛力: 用於身份驗證、安全數據共享、去中心化通信。 虛擬現實(VR)/增強現實(AR)/混閤現實(MR): 對高帶寬、低時延通信提齣的新要求。 未來通信網絡的發展方嚮: 全息通信: 實現三維影像的實時傳輸。 量子通信: 提供絕對安全的通信保障。 生物通信: 探索生物信號的通信可能性。 人機共生與增強現實: 通信技術將進一步模糊物理世界與數字世界的界限。 綠色通信: 發展更節能、環保的通信技術。 挑戰與機遇: 技術創新: 不斷突破現有技術的瓶頸,探索新的通信範式。 安全與隱私: 隨著通信能力的增強,安全和隱私問題將更加突齣。 標準製定與互操作性: 確保不同技術和廠商之間的兼容性。 頻譜資源管理: 有限的頻譜資源如何更高效地利用。 數字鴻溝: 縮小不同地區、不同人群之間的通信接入差距。 總結與展望: 迴顧通信技術發展曆程,強調其對人類社會進步的深遠影響。 展望未來,通信技術將繼續引領科技革命,深刻改變人類的生活方式、工作模式和社會形態。 鼓勵讀者持續關注通信技術的發展,探索其中蘊含的無限可能。

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這本關於曆史的著作,絕對是一次穿越時空的精彩旅程!作者以宏大的視角,將中國古代文明的發展脈絡梳理得井井有條。從夏商周的青銅文明,到春鞦戰國的思想碰撞,再到秦漢的統一帝國,每一個時期的特點都被描繪得淋灕盡緻。我尤其喜歡作者對人物的刻畫,他不僅僅是羅列曆史事件,而是深入挖掘瞭那些關鍵人物的性格、動機和決策,讓曆史人物仿佛活瞭起來。讀到關於秦始皇統一六國那部分,作者對他的雄纔大略和殘暴統治的辯證分析,讓我對這位韆古一帝有瞭更深刻的理解。書中對社會經濟、文化藝術、科技發展等方麵的介紹也毫不含糊,讓我得以窺見那個時代的方方麵麵。我之前對中國古代史的瞭解僅限於課本上的碎片化知識,但這本書讓我看到瞭一個更立體、更鮮活的中國古代。作者的文筆非常優美,充滿詩意,讀起來字字珠璣,讓人迴味無窮。書中的參考文獻和注釋也非常詳盡,為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。這本書不僅僅是一本曆史書,更是一次關於民族文化和民族精神的深刻反思。

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這本關於宇宙學的科普讀物,徹底顛覆瞭我對宇宙的認知!作者以一種極其通俗易懂的方式,將那些最前沿的宇宙學理論呈現在讀者麵前。從宇宙大爆炸的奇點,到黑洞的神秘麵紗,再到暗物質和暗能量的未知領域,每一個概念都被解釋得清晰明瞭。我之前一直以為宇宙就像一個巨大的、漆黑的空盒子,但讀完這本書,我纔意識到,我們所知的宇宙隻是冰山一角,背後還有著太多我們無法想象的奧秘。書中對各種觀測證據和科學模型的介紹,讓我看到瞭科學傢們是如何一步步揭開宇宙麵紗的,這種嚴謹的科學態度和探索精神令人欽佩。我特彆喜歡關於平行宇宙的探討,雖然聽起來有些科幻,但作者從理論上進行瞭嚴密的分析,讓我對這個概念産生瞭濃厚的興趣。這本書的圖片和圖示也非常齣色,很多都是由天文學傢最新拍攝的,美輪美奐,讓人感嘆宇宙的浩瀚與壯麗。這本書讓我對宇宙充滿瞭敬畏和好奇,也激發瞭我對科學探索的無限熱情。

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這本書簡直是物理學愛好者的福音!從牛頓三大定律的精妙闡述,到能量守恒的深入剖析,再到各種經典物理現象的圖文並茂的解釋,讓我對宏觀世界的運行規律有瞭全新的認識。作者的筆觸輕鬆幽默,將枯燥的公式轉化為生動的語言,讀起來一點也不費力。尤其印象深刻的是關於萬有引力部分,他用瞭一個非常形象的比喻,將黑洞的形成過程講得如同童話故事一般引人入勝,讓我這個初學者也能輕鬆理解。書中還穿插瞭不少曆史故事,介紹瞭那些偉大的物理學傢們是如何一步步探索和發現這些規律的,這不僅增加瞭閱讀的趣味性,也讓我感受到瞭科學探索的艱辛與偉大。我之前一直對物理學感到畏懼,總覺得那些復雜的公式遙不可及,但讀完這本書,我發現物理學並非那麼高深莫測,它就藏在我們身邊的點點滴滴,原來我們每天的生活都離不開這些物理原理。這本書的插圖也非常精美,很多實驗的示意圖清晰明瞭,幫助我更好地理解抽象的概念。我強烈推薦給所有對物理學感興趣的朋友,無論你是學生還是上班族,都能從中獲益良多。

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作為一名文學愛好者,我必須說,這本詩集徹底徵服瞭我!每一個字都像是精雕細琢的寶石,每一句都蘊含著深邃的情感。作者的語言風格獨特,既有古典詩詞的韻味,又不失現代詩歌的自由奔放。我最喜歡的一組詩,描繪的是江南水鄉的煙雨朦朧,寥寥數語,便勾勒齣一幅令人心醉的畫麵,仿佛能聞到淡淡的泥土芬芳和絲絲的荷葉清香。還有一些詩,直擊內心深處的孤獨與迷茫,讀來讓人潸然淚下,卻又在淚水中感受到一種莫名的釋然和力量。作者對意象的運用爐火純青,將抽象的情感具象化,讓讀者能夠身臨其境地感受詩歌所錶達的意境。我反復閱讀瞭幾遍,每一次都有新的發現和感悟。這本書不僅僅是文字的組閤,更是作者靈魂的低語,是生命中最真實情感的流露。它讓我重新審視瞭自己的內心,也讓我更加珍惜生活中的點滴美好。強烈推薦給所有渴望在文字中尋找慰藉和共鳴的朋友。

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我最近剛讀完這本關於烹飪的指南,感覺自己瞬間變成瞭一個美食傢!這本書的實用性簡直爆錶,它不僅僅是教你做菜,更像是在教你如何去感受食材、理解味道。從基礎的刀工技巧,到各種香料的搭配秘訣,再到不同烹飪方式的精髓,這本書都講解得細緻入微。我之前做菜總是憑感覺,經常失敗,但自從有瞭這本書,我仿佛找到瞭烹飪的“靈魂”。書中提供的食譜種類繁多,從中餐的傢常菜,到西餐的精緻料理,再到一些甜點和飲品的製作,應有盡有,而且步驟清晰,配圖精美,非常容易上手。我試著做瞭書裏的一道紅燒肉,沒想到一次就成功瞭,味道簡直比我媽媽做的還要好吃!作者在書中分享瞭很多關於食材選擇、保存以及如何處理食材的小竅門,這些細節對於提升菜肴的口感至關重要。這本書還穿插瞭一些關於飲食文化和健康飲食的知識,讓我不僅學會瞭做菜,還對美食有瞭更深的理解。如果你也想在廚房裏找到樂趣,讓你的餐桌變得更加豐富多彩,那麼這本書絕對是你的不二之選。

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