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李涛，孙宏伟 编

图书标签:

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• 模拟电路
• 高等教育
• 理工科
• 工程技术
• 电路原理
• SPICE
• Multisim

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512418394

版次：1

商品编码：11769281

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：236

内容简介

　　电路分析与仿真本书基于“综合职业能力本位”的高职人才培养目标，在知识点处理上以“够用必需”为原则，删繁就简，通俗易学；在技能提升上引入Multisim仿真软件，将仿真测试和仿真设计充分结合；在内容安排上坚持生动趣味的原则，栏目形式多样，贴近生活，激发学习兴趣。《电路分析与仿真》分为９章：电路的基本概念、电阻电路的等效变换、电阻电路的一般分析方法、线性电路的基本定理、正弦交流电路、三相正弦交流电路、互感耦合电路、磁路与变压器、一阶动态电路。
　　本书可作为高职院校的电子信息技术、通信技术、应用电子技术、电气技术、自动控制技术、物联网技术、电力技术等专业电路课程的教材，也可作为广大工程人员的参考书。

目录

第1章　电路的基本概念
1．1　电路与电路模型
1．1．1　实际电路
1．1．2　电路模型与理想元件
1．1．3　电路的三种状态
1．1．4　电路分析
1．2　电路的基本物理量
1．2．1　电流及参考方向
1．2．2　电压、电位与电动势
1．2．3　电能与电功率
1．3　常用的电路元器件
1．3．1　电　阻
1．3．2　电　感
1．3．3　电　容
1．4　独立电源
1．4．1　理想电压源
1．4．2　理想电流源
1．4．4　受控电源
1．5　基尔霍夫定律
1．5．1　常用电路术语
1．5．2　基尔霍夫电流定律
1．5．3　基尔霍夫电压定律
练习题
【仿真设计】验证基尔霍夫定律
第2章　电阻电路的等效变换
2．1　电阻的串联、并联和混联
2．1．1　电阻的串联与分压
2．1．2　电阻的并联与及分流
2．1．3　电阻的混联及等效
2．2　△—Y电阻网络的等效变换
2．3　实际电源的两种模型及等效
2．3．1　实际电源的两种模型
2．3．2　实际电源的等效互换
2．4　端口输入电阻
习　题
【仿真设计】电阻电路等效变换验证
第3章　电阻电路的一般分析方法
3．1　支路变量分析法
3．1．1　2b 方程
3．1．2　支路电流法
3．2　网孔电流法
3．3　节点电压法
练习题
【仿真设计】电路基本分析方法验证
第4章　线性电路的基本定理
4．1　叠加定理
4．2　等效电源定理
4．2．1　戴维宁定理
4．2．2　诺顿定理
4．3　**大功率传输定理
练习题
【仿真设计】戴维宁定理及**大传输定理验证
第5章　正弦交流电路
5．1　正弦交流电的表示方法
5．1．1　正弦交流电的瞬时值表示
5．1．2　正弦量的向量表示
5．2　单一参数正弦交流电路的分析
5．2．1　纯电阻电路
5．2．2　纯电感电路
5．2．3　纯电容电路
5．2．4　电感与电容的连接
5．3　用向量法分析正弦交流电路
5．3．1　复阻抗与复导纳
5．3．2　基尔霍夫定律的向量形式
5．3．3　RLC串联的交流电路
5．4　功率因数的提高
5．5　谐振电路 122
5．5．1　串联谐振电路
5．5．2　并联谐振电路
5．5．3　谐振电路的频率特性
5．5．4　谐振电路的应用
习　题
【仿真设计】谐振电路的仿真验证
第6章　三相正弦交流电路
6．1　对称三相正弦交流电源
6．1．1　对称三相正弦交流电路的特征及数学表达式
6．1．2　对称三相正弦交流电源的产生及连接方式
6．1．3　对称三相电源的相序
6．2　对称三相正弦交流电路的计算
6．2．1　三相负载的连接方式
6．2．2　对称三相电路的计算
6．3　对称三相正弦交流电路的功率
6．3．1　对称三相电路的平均功率
6．3．2　对称三相电路的无功功率和视在功率
6．4　不对称三相正弦交流电路的分析
6．4．1　星形连接的不对称负载三相电路
6．4．2　三角形连接的不对称负载三相电路
6．5　三相正弦交流电路中功率的测量
6．5．1　三相四线制电路中功率的测量
6．5．2　三相三线制电路中功率的测量
6．5．3　利用multisim 对三相电路的仿真和测量
6．6　安全用电
6．6．1　触电的危险和预防
6．6．2　电气设备的接地与接零
习　题
【仿真设计】三相正弦交流电路的仿真验证
第7章　互感耦合电路
7．1　互　感
7．1．1　互感现象
7．1．2　互感系数M
7．1．3　耦合系数k
7．1．4　互感电压
7．1．5　互感线圈的同名端 175
7．2　互感线圈的串联、并联
7．2．1　互感线圈的串联
7．2．2　互感的线圈并联
7．2．3　T形等效电路
7．3　互感应用实例
习　题
第8章　磁路与变压器
8．1　磁路的基本性质
8．1．1　磁场的基本物理量
8．1．2　磁　路
8．2　铁磁材料的性能
8．2．1　铁磁物质的磁化
8．2．2　磁化曲线
8．2．3　铁磁材料的分类
8．2．4　交流铁芯线圈的损耗
8．3　磁路的基本定律
8．3．1　安培环路定理
8．3．2　磁路欧姆定理
8．4　变压器
8．4．1　变压器的用途及结构
8．4．2　变压器的工作原理
8．4．3　单相变压器的负载运行
8．4．3　三相变压器
8．5　变压器的运行特性
8．5．1　变压器的外特性和电压调整率
8．5．2　变压器的功率与效率
8．6　特殊变压器
8．6．1　自耦变压器
8．6．2　仪用互感器
8．6．3　电焊变压器
8．6．4　脉冲变压器
8．7　变压器的额定值
习　题
第9章　一阶动态电路
9．1　电路的过渡现象及换路定理
9．1．1　过渡现象 211
9．1．2　电容充放电仿真实验
9．1．3　换路定律
9．2　动态电路的初值及终值的计算
9．2．1　初值的计算
9．2．2　稳态值的计算
9．3　动态电路的微分方程
9．3．1　动态元件
9．3．2　一阶动态电路方程
9．3．3　二阶动态电路微分方程
9．4　直流一阶电路的全响应及三要素法
9．4．1　一阶微分方程的求解
9．4．2　三要素求解
9．5　一阶动态电路全响应的两种分解
9．5．1　暂态响应和稳态响应
9．5．2　零输入响应和零状态响应
习　题
【仿真设计】一阶动态电路的仿真验证
附　录　Multisim13仿真软件快速入门———仿真电路搭建的测量
参考文献

前言/序言

　　电路分析与仿真
　　随着高等职业技术教育的深入发展，高职人才培养以“综合职业能力本位”为目标的建构日渐清晰。本书基于高职教育的人才培养目标，立足于高职学生的学习需求，充分考虑当今电子行业的发展方向，改进传统电路教材，充分引入Multisim仿真软件。本书特色主要有：
　　1．注重仿真，适应发展。本书的**大特色就是引入Multisim电路仿真，并实现电路设计与仿真设计的融合，原理图与仿真图的结合，理论计算与仿真验证的配合。Multisim虚拟实验的引入有助于理论知识的理解和满足后续学习需求，并有助于落实“理实一体”高职教育理念；理论加仿真的内容编排，有助于实现“学生主体，教师主导”的教学过程，达成“教、学、做合一”的教学模式。
　　2．注重概念，直观易学。本书从感性到理性系统地介绍了电路的基本概念、基本规律和基本分析方法。在体系安排上，先直流后交流，先稳态后暂态，由浅入深，循序渐进；在内容呈现上，轻公式推演，重公式应用，精选典型例题，帮助学生学习电路的多种分析方法。
　　3．注重基本，兼顾层次。本书以电路基本知识点为脉络，删繁就简，略去复杂难懂的次要内容，如复频域分析等；保证知识点“够用、必需”的同时，适当保留一些带“※”的难点，满足不同层次学生的自学需求。
　　4．注重引导，提升能力。本书在章节内设计清新的小栏目，借助“思一思”“小提示”等，以有趣应用、图中示意或形象点拨等方式，调动学生学习的兴奋点，提高学习效率；章节后面既配有练习题，可进行理论要点检验，又配有开放性仿真设计要求，可进行仿真能力检测。
　　全书由李涛、孙宏伟担任主编，陈晶瑾、汤素丽、徐恒任副主编。其中第1、2、3、4章由李涛编写，第5、7章由孙宏伟编写，第6、8章由汤素丽编写，第9章由陈晶瑾编写，附录由徐恒编写。
　　本书基本内容是按高职院校的电子信息技术、通信技术、应用电子技术、电气技术、自动控制技术、物联网技术、电力技术等专业的一般要求编写的。各校可依据培养目标灵活取舍。
　　为了帮助高职学生更好地理解和掌握该课程的基本内容、基本的分析方法和解题方法，提高分析问题和解决问题的能力，编配了？电路分析学习指导？(书号：9787512418400)一书，欢迎配套使用。
　　潜心尝试，志在改革；更新教材，意在利学；若有错漏，诚望指教。
　　编者
　　2015年7月

《数字电路设计与FPGA实现》 内容概要 本书深入探讨数字电路设计的原理、方法与实践，聚焦于利用现场可编程门阵列（FPGA）实现复杂的数字系统。从基础的逻辑门和组合逻辑电路，到时序逻辑电路、状态机设计，再到更高级的微处理器架构、存储器接口和通信协议，本书层层递进，为读者构建起完整的数字电路设计知识体系。 核心章节详述 第一部分：数字电路基础 第一章：数字系统导论 数字信号与模拟信号的本质区别：量化、离散化、编码。 数字电路的优势：抗干扰能力强、精度高、易于存储与处理。 数字系统构成：输入/输出接口、控制器、数据通路。 数制转换：二进制、十进制、十六进制之间的相互转换，以及补码、原码、反码等表示方法在计算机运算中的作用。 逻辑门电路：AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR门的逻辑功能、真值表、符号表示，以及它们作为构建更复杂电路的基本单元。 布尔代数定律：交换律、结合律、分配律、德摩根定理等，及其在逻辑化简中的应用。 卡诺图（Karnaugh Map）化简法：四变量、五变量卡诺图的绘制与化简，实现最小项或最大项表达式，减少电路复杂度。 组合逻辑电路设计：加法器（半加器、全加器）、减法器、编码器、译码器、多路选择器、分配器等典型组合逻辑电路的设计原理与实现。 竞争与险象：在实际电路中产生的延时差异可能导致的瞬时错误，以及如何通过硬件设计（如添加滤波电路）或逻辑设计（如引入寄存器）来消除。 第二章：时序逻辑电路 触发器（Flip-Flop）：SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的工作原理、状态转移图、时序波形。 同步与异步时序电路：时钟信号的作用、同步电路与异步电路的特点及优缺点。 寄存器（Register）：移位寄存器（串入串出、串入并出、并入串出、并入并出）、并行加载寄存器的功能与结构。 计数器（Counter）：异步计数器（行波进位计数器）与同步计数器（行波进位计数器、闪速计数器）的设计，模N计数器（二进制、BCD）的实现。 状态机（Finite State Machine, FSM）：状态转移图（State Transition Diagram）、状态转移表（State Transition Table）、状态编码（一次编码、顺序编码、最小化编码）的绘制与分析。 摩尔（Moore）型与米利（Mealy）型状态机：输出信号与状态或输入信号的关系，各自的特点与适用场景。 第二部分：FPGA设计与实现 第三章：FPGA基础与开发环境 FPGA（Field Programmable Gate Array）概述：可编程逻辑器件（PLD）家族（CPLD, FPGA）的演进，FPGA的内部结构（查找表LUT, 寄存器，布线资源，I/O块）。 主流FPGA厂商与器件：Xilinx（Spartan, Artix, Kintex, Virtex系列）、Intel/Altera（Cyclone, Arria, Stratix系列）的特点与选型。 硬件描述语言（HDL）：Verilog HDL和VHDL的语法基础、数据类型、运算符、行为级描述、寄存器传输级（RTL）描述、结构级描述。 FPGA开发流程：设计输入（HDL代码编写）、综合（Synthesis）、实现（Implementation，包括布局Place与布线Route）、仿真（Simulation）、下载（Programming）与调试。 开发工具链：Xilinx Vivado、Intel Quartus Prime等集成开发环境（IDE）的安装与基本操作。 第四章：Verilog HDL在FPGA中的应用 Verilog语法精讲：模块（module）、端口（port）、信号（wire, reg）、赋值（assign, always）、过程块（always, initial）。 组合逻辑电路的Verilog描述：使用assign语句描述门级逻辑、使用always@(posedge clk)描述行为级组合逻辑。 时序逻辑电路的Verilog描述：使用always@(posedge clk)描述触发器、寄存器、计数器。 状态机的Verilog实现：使用case语句或if-else语句描述状态转移，区分摩尔型与米利型状态机的Verilog实现。 参数化设计（Parameterization）：使用`parameter`关键字提高代码的可重用性，例如设计可配置位宽的加法器。 任务（task）与函数（function）：用于代码模块化和复用的高级特性。 任务实例化与同步：在FPGA设计中实现任务的调用与同步。 第五章：FPGA设计实例 LED流水灯：简单的时序控制，使用计数器控制LED亮灭顺序。 按键消抖：利用触发器和延时来消除按键过程中产生的多次触发。 8位加法器/减法器：实现算术运算单元，理解RTL级设计。 串行通信接口（UART/SPI）的FPGA实现：学习掌握通信协议的硬件实现，理解时序匹配。 基于FPGA的简单微控制器（CPU）设计：简化的ALU、控制器、寄存器组的构建，展示CPU的基本工作原理。 SDRAM/DDR接口控制器设计：学习访问外部高速存储器的复杂时序控制。 第三部分：高级数字系统与工程实践 第六章：数字信号处理（DSP）基础 数字信号处理概念：采样、量化、编码、离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）。 滤波器设计：FIR（有限冲激响应）滤波器和IIR（无限冲激响应）滤波器的原理与FPGA实现。 乘法器与累加器（MAC）单元：DSP核心运算单元在FPGA上的高效实现。 CORDIC算法：一种不需要乘法器的计算三角函数、对数等复杂函数的算法，在FPGA上的实现。 FPGA在DSP应用中的优势：并行处理能力，硬件加速。 第七章：片上系统（SoC）与嵌入式设计 SoC（System on a Chip）概念：将CPU、GPU、DSP、内存控制器、外设接口等集成到单个芯片上的设计。 软核处理器（Soft-core Processor）：如NIOS II (Altera) 和 MicroBlaze (Xilinx)，在FPGA上实现的CPU核。 硬核处理器（Hard-core Processor）：如ARM Cortex-A系列，集成在FPGA内的专用处理器。 外设接口设计：GPIO、UART、SPI、I2C、USB、Ethernet等常用接口的FPGA实现。 中断控制器设计：处理外部事件和异常。 内存管理单元（MMU）：支持虚拟内存和内存保护。 AXI总线协议：ARM AMBA AXI（Advanced eXtensible Interface）协议，SoC内部组件之间通信的标准接口。 第八章：验证与测试 仿真技术：功能仿真、时序仿真。 测试平台（Testbench）设计：使用HDL编写激励信号，验证设计功能。 断言（Assertions）：在仿真过程中进行逻辑检查。 形式验证（Formal Verification）：数学方法证明设计正确性。 硬件调试技术：逻辑分析仪、ChipScope/SignalTap II等片上调试工具的使用。 功耗分析与优化：在设计阶段考虑功耗，使用低功耗设计技术。 时钟域交叉（Clock Domain Crossing, CDC）问题：不同时钟域之间信号传输时的潜在问题及解决方案（如握手协议、异步FIFO）。 附录 常用Verilog HDL语法速查表 FPGA开发常用命令参考 推荐阅读与资源 适用读者 本书适合于电子工程、计算机科学、自动化等专业的本科生、研究生，以及从事数字电路设计、FPGA开发、嵌入式系统设计、SoC集成等领域的工程师。具备一定的数字逻辑基础和C/C++语言编程基础者阅读效果更佳。 本书特点 理论与实践结合紧密： 在介绍数字电路理论知识的同时，紧密结合FPGA的实现技术，提供大量实例，帮助读者将理论知识转化为实践能力。 循序渐进，结构清晰： 从基础概念到高级应用，由浅入深，逻辑严谨，适合不同基础的学习者。 重点突出，内容翔实： 深入讲解了FPGA开发流程、HDL语言应用、DSP原理、SoC设计等核心内容，并涵盖了验证、测试等工程实践中的重要环节。 贴近工业界应用： 采用主流的FPGA开发工具和设计方法，介绍当前业界广泛应用的接口协议和技术。 可读性强： 语言通俗易懂，配以大量的图示和代码示例，便于读者理解和消化。 通过学习本书，读者将能够掌握数字电路设计的核心原理，熟练运用FPGA进行复杂数字系统的开发，为进一步深入研究数字信号处理、嵌入式系统、SoC设计等领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是和一位经验丰富的老教授在进行一对一的深入交流。他并非直接灌输知识，而是善于引导我思考，让我自己去发现规律。在阐述基尔霍夫电压定律和电流定律时，作者没有简单地给出公式，而是先通过剖析实际电路中的能量守恒和电荷守恒原理，让我从根本上理解定律的来源。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，极大地激发了我学习的兴趣。书中对节点电压法和网孔电流法的讲解更是细致入微，他不仅给出了详细的解题步骤，还分析了不同方法在不同电路结构下的优劣势，并提供了大量的典型例题，每道例题都附有详尽的解题思路和过程，让我能够举一反三。我尤其欣赏书中关于“电路模型”的章节，它教会我如何根据实际情况，选择合适的等效模型来简化复杂的电路，这对于工程实践来说是极为宝贵的经验。而且，作者在讨论一些高级主题，比如二端口网络和频率响应时，并没有直接跳跃到复杂的数学推导，而是先铺垫必要的数学基础，并通过直观的图形和图表来辅助理解，让我这个对数学不甚精通的读者也能逐渐跟上思路。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到《电路分析与仿真》这本书时，我并没有抱太高的期望，以为只是一本泛泛而谈的教材。但事实证明，我的想法大错特错了。这本书在内容的深度和广度上都远超我的想象。它不仅覆盖了电路分析的基础知识，还触及了一些非常实用的进阶内容，比如滤波器设计、信号的傅里叶分析以及一些模拟集成电路的基本原理。作者在讲解时，总是能从不同的角度切入，同一个概念，可能会用几种不同的方式去解释，确保每一个读者都能找到适合自己的理解路径。我特别喜欢书中关于“暂态分析”的部分，它不仅仅是介绍充电和放电的公式，而是深入探讨了RLC电路的响应特性，并提供了如何利用仿真软件来观察这些动态过程的指导。这让我深刻理解了电容和电感在电路中的动态行为，对于我理解许多电子设备的工作原理非常有帮助。另外，书中对不同元器件的特性分析也十分到位，比如对二极管、三极管、运算放大器等，都进行了详细的特性曲线分析和应用场景介绍，这让我能够更准确地选择和使用这些元器件。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《电路分析与仿真》这本书带给我的不仅仅是知识的增长，更是一种解决问题的能力的提升。它不仅仅是一本“告诉”我怎么做书，更是一本“教”我如何思考如何解决问题的书。作者在讲解的过程中，始终强调要培养独立分析问题和解决问题的能力。例如，在介绍故障诊断时，他并没有给出固定的“套路”，而是提供了一套系统的分析框架，让我学会如何根据现象去推断原因，如何有效地排除故障。这种方法论的教学，对于我日后在实际工作中会产生深远的影响。书中关于“系统辨识”的章节，更是让我耳目一新，它教我如何通过对系统输入输出数据的分析，来推断出系统的内部模型，这在很多工程领域都有广泛的应用。此外，书中还穿插了许多历史故事和行业发展趋势的介绍，让我对电路技术的演进有了更深的认识，也对未来的学习方向有了更清晰的规划。这种将技术知识与人文情怀相结合的方式，使得阅读过程既充实又有趣。

评分☆☆☆☆☆

阅读《电路分析与仿真》的过程，对我来说是一次从“害怕”到“热爱”的转变。我之前总觉得电路是枯燥乏味的，充满了复杂的数学公式，而这本书却以一种非常友好的姿态，将这些挑战性的内容变得易于接受。作者在描述物理现象时，善于运用类比和可视化，例如在讲解电磁场与电路的关系时，他会用类似“磁感线穿过线圈”的比喻来帮助理解感应电动势的产生。这种生动的讲解方式，极大地降低了我的阅读门槛。书中的仿真部分更是亮点，它不是简单地罗列软件功能，而是将仿真软件作为分析工具，与理论知识紧密结合。我通过软件模拟，能够直观地看到不同参数对电路性能的影响，比如改变电阻值会如何影响电流，改变电容值会如何影响充放电速度，这些可视化操作让我对抽象的理论有了具象化的理解。这本书让我认识到，电路分析并非只是死记硬背公式，而是一个充满探索和发现的过程，充满了逻辑的严谨和设计的智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本《电路分析与仿真》真是让我大开眼界！虽然我之前对电路的了解仅限于基础的公式和一些简单的元器件，但这本书却以一种非常系统且循序渐进的方式，带领我深入到电路世界的奥秘之中。作者在讲解基本概念时，用了大量生动形象的比喻，比如将电流比作水流，电压比作水压，电阻比作管道的粗细，这让我这个初学者立刻就能抓住问题的核心。最让我印象深刻的是，书中不仅仅停留在理论层面，而是非常注重实际应用。每一个章节的理论讲解后，都会紧跟着实际的电路设计案例，而且这些案例都非常有代表性，涵盖了从简单的直流电路到复杂的交流电路，甚至是传感器接口和放大电路等。更重要的是，它详细介绍了各种仿真软件的使用方法，通过虚拟的实验环境，我能够亲手搭建电路，进行参数调整，观察结果，这对于加深理解和掌握知识起到了至关重要的作用。书中的图示清晰直观，公式推导也详细严谨，标注的每一个符号都解释得很清楚，让我阅读起来毫无压力。我感觉自己真的像是在一个专业的实验室里进行着一次次精彩的实验，收获颇丰。