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《电子技术/普通高等教育“十二五”规划教材》特色:
《电子技术/普通高等教育“十二五”规划教材》以“注重基础,覆盖全面,内容精炼”为宗旨,在模拟电子技术部分,强调基本概念、基本原理的描述,避免复杂的数学推导过程,简化电路的分析和计算。
在数字电子技术部分,以逻辑器件为主线,凝练归类知识点,按基本单元到逻辑电路再到数字系统的顺序,循序渐进地介绍常用逻辑部件的功能和典型应用。
内容简介
《电子技术/普通高等教育“十二五”规划教材》以“注重基础,覆盖全面,内容精炼”为宗旨,在模拟电子技术部分,强调基本概念、基本原理的描述,避免复杂的数学推导过程,简化电路的分析和计算:在数字电子技术部分,以逻辑器件为主线,凝练归类知识点,按基本单元到逻辑电路再到数字系统的顺序,循序渐进地介绍常用逻辑部件的功能和典型应用。
《电子技术/普通高等教育“十二五”规划教材》共9章。主要内容包括常用半导体器件、基本放大电路、集成运算放大器及其负反馈放大电路、集成运算放大器应用电路、直流稳压电源、数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路和数字系统及其应用。每章均以“内容提要”作为一章内容的引导,以“本章小结”作为一章的结束,纲目清晰。
《电子技术/普通高等教育“十二五”规划教材》可作为高等工科院校机电类、信息物理工程类、能源动力类、冶金类、材料类、交通运输类等专业的课程教材,也可作为从事电子技术的工程技术人员和广大电子技术爱好者的参考书。
内页插图
目录
前言
第1章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识
1.1.1 半导体材料及其导电特性
1.1.2 杂质半导体
1.1.3 PN结及其单向导电性
1.2 半导体二极管
1.2.1 二极管的结构与类型
1.2.2 二极管的伏安特性和主要参数
1,2.3 稳压二极管
1.2.4 二极管应用举例
1.3 双极型晶体管
1.3.1 晶体管概述
1.3.2 晶体管的工作原理
1.3.3 晶体管的共射特性曲线和工作区
1.3.4 晶体管的主要参数及温度的影响
1.3.5 晶体管的简化小信号模型
1.3.6 晶体管分析举例
1.4 辅修内容
1.4.1 半导体光电器件
1.4.2 绝缘栅场效应三极管
本章小结
习题1
第2章 基本放大电路
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
2.1.1 放大电路的作用
2.1.2 放大电路的性能指标
2.2 共射放大电路
2.2.1 基本放大电路的组成
2.2.2 共射放大电路的图解分析法
2.2.3 共射放大电路的等效电路分析法
2.3 共集电极放大电路
2.4 多级放大电路
2.4.1 多级放大电路的耦合方式
2.4.2 多级放大电路分析举例
2.5 差动放大电路
2.5.1 差动放大电路概述
2.5.2 典型差动放大电路的分析
2.6 功率放大电路
2.6.1 功放电路概述
2.6.2 互补对称功率放大电路
2.6.3 改进型OCL功率放大电路
2.7 辅修内容
2.7.1 场效应管放大电路
2.7.2 共基极放大电路分析
2.7.3 集成功率放大电路
本章小结
习题2
第3章 集成运算放大器及其负反馈电路
3.1 集成电路概述
3.2 集成运算放大器
3.2.1 集成运算放大器的基本结构
3.2.2 集成运放的电压传输特性及理想运放的分析依据
3.2.3 集成运算放大器的主要技术指标
3.3 运算放大器电路中的负反馈
3.3.1 反馈的基本概念和反馈组态
3.3.2 负反馈放大电路的方框图及一般表达式
3.3.3 负反馈对放大电路性能影响及引入负反馈一般原则
3.4 辅修内容
3.4.1 集成运放F007简介
3.4.2 集成运放选择及使用
3.4.3 深度负反馈放大电路的分析
本章小结
习题3
第4章 集成运算放大器应用电路
第5章 直流稳压电源
第6章 数字逻辑基础
第7章 组合逻辑电路
第8章 时序逻辑电路
第9章 数字系统及应用
前言/序言
“电子技术”是工科院校工科类专业的一门重要的技术基础课,是研究各种电子器件、模拟电路及其应用、数字电路及其应用的课程。本书是该课程使用的配套教材,适用学时数为64~80学时。为了适应电子技术的飞速发展和21世纪工程技术人才培养的需要,根据教学内容的改革和多年的教学实践经验,我们编写了本教材。本教材具有以下特点:
(1)注重基础,精选内容,力求少而精,以符合教学基本要求为准;
(2)在保证电子技术传统内容的基础上,适当引入新概念、新器件、新技术,便于学生了解电子技术的新发展;
(3)重视电子器件的外部特性,力求简化分析推导过程,重在其功能和使用方法,为学生以后学习专业课程打下基础;
(4)加大电子集成电路的比例,简明分析内部结构和工作原理,着重介绍集成电路的应用方法,利于学生理论联系实际;
(5)由于内容多学时少,为解决各专业基本要求与不同专业特殊要求的矛盾,本教材在每一章的最后均设置一节辅修内容,便于教师和学生取舍;
(6)每章均以“内容提要”作为一章内容的引导,以“本章小结”作为一章的结束,纲目清晰,便于学生把握学习内容及其重点。
全书共9章。第1章常用为半导体器件,介绍构成电子电路的基本器件,如PN结、半导体二极管、三极管、场效应管的基本特性;第2章为基本放大电路,介绍基本放大电路的构成、分析方法和放大参数的计算方法;第3章为集成运算放大器及其负反馈放大电路,介绍集成运算放大器的构成及其特性,负反馈放大电路的构成及其作用;第4章为集成运算放大器的应用电路,包括运算电路、正弦波振荡电路、电压比较器等;第5章为直流稳压电源,介绍直流稳压电源的各个组成部分电路;第6章为数字逻辑基础,介绍逻辑代数和逻辑函数及其化简方法以及门电路;第7章为组合逻辑电路,介绍组合逻辑电路的特点、组合逻辑电路的分析与设计方法、常见的中规模组合逻辑电路及其应用;第8章为时序逻辑电路,先介绍触发器的电路结构和逻辑功能,然后阐述时序逻辑电路的分析与设计方法,最后介绍若干常用的中规模时序逻辑电路芯片及其应用;第9章为数字系统及其应用,分别介绍555集成定时器组成的各种脉冲电路、半导体存储器ROM、RAM结构和应用、可编程逻辑器件的原理及应用、A/D及D/A转换器的工作原理及电路。每章末均有小结、习题。
通过本课程的学习,使学生掌握必备的电子技术的基本理论、基本原理和基本方法,为今后学习专业技术和从事实际操作打下扎实基础。
本书是在总结中南大学信息科学与工程学院电工电子基础教学与实验中心教师多年教学实践经验的基础上完成的。本书由覃爱娜、李飞任主编,罗桂娥、罗群任副主编。其中,覃爱娜负责编写第7、8章,李飞负责编写第6、9章,罗桂娥负责编写第1、2章,罗群负责编写第3、4、5章。最后,由覃爱娜统稿定稿。
本书以满足工科类专业的需要为前提,可作为高等工科院校机电类、信息物理工程类、能源动力类、冶金类、材料类、交通运输类等专业的技术基础教材,也可作为高等职业技术学院的参考教材。
本书在编写过程中,宋学瑞、陈革辉、张静秋、张亚鸣、刘献如等同志给予了大力支持并提出了许多宝贵的意见,在此表示诚挚的谢意。
由于编者水平有限,书中难免有不妥和错误之处,殷切期望读者批评指正。
《现代通信系统原理与设计》 一、引言 在信息爆炸的时代,通信技术的发展日新月异,深刻地改变着我们的生活和工作方式。从最初的电报、电话,到如今的高速互联网、移动通信,通信系统已经渗透到社会的每一个角落。理解现代通信系统的基本原理、掌握其关键技术、并具备独立设计和优化通信系统的能力,对于从事相关领域工作的工程师、研究人员以及相关专业学生而言,显得尤为重要。《现代通信系统原理与设计》一书应运而生,旨在为读者提供一个系统、深入、实用的通信系统学习平台,帮助读者构建坚实的理论基础,掌握前沿的设计方法,并培养解决实际问题的能力。 本书并非对已有通信技术进行简单的罗列,而是着眼于通信系统最核心、最本质的原理,从信号的产生、传输、接收到信息解码的全过程进行深入剖析。同时,本书强调理论与实践相结合,在讲解基本原理的同时,引入了大量实际系统设计中的考量和挑战,力求使读者能够学以致用,真正具备设计和分析现代通信系统的能力。 二、本书结构与内容概览 本书共分为十二章,循序渐进地引导读者深入了解现代通信系统的奥秘。 第一章:通信系统概述 本章将为读者勾勒出通信系统的宏观图景。我们将从通信的定义、发展历程出发,介绍通信系统的基本组成部分(信源、信宿、调制器、解调器、传输媒质等)以及它们在整个系统中的作用。在此基础上,我们将探讨通信系统的主要分类,如模拟通信与数字通信、基带传输与带通传输、有线通信与无线通信等,并简要介绍几种典型的现代通信系统(如蜂窝移动通信、卫星通信、光纤通信等),为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章:信号分析基础 信号是通信系统的基本载体,对信号的深入理解是掌握通信原理的关键。本章将系统介绍信号的基本概念,包括信号的分类(周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等)、信号的时域和频域表示。我们将重点讲解傅里叶级数和傅里叶变换,阐述它们如何将信号分解成不同频率的成分,从而揭示信号的频谱特性。此外,本章还将介绍信号的能量和功率计算,以及一些重要的信号函数(如单位阶跃函数、冲激函数、矩形脉冲函数等),为后续的信号传输和处理奠定理论基础。 第三章:信道模型与噪声 通信信号在传输过程中会受到信道的衰减和噪声的干扰,这是影响通信系统性能的关键因素。本章将详细介绍各种典型的信道模型,包括加性高斯白噪声(AWGN)信道、衰落信道(如瑞利衰落、莱斯衰落)等,并分析它们对信号传输的影响。我们将深入探讨噪声的产生机制、噪声的统计特性(如功率谱密度、概率密度函数等),以及如何量化噪声对通信质量的影响,例如信噪比(SNR)和误码率(BER)等。理解信道特性和噪声的影响,是设计鲁棒通信系统的基础。 第四章:模拟通信系统 尽管数字通信已成为主流,但模拟通信的原理仍然是理解通信系统不可或缺的一部分。本章将详细介绍各种基本的模拟调制技术,包括调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。我们将深入分析这些调制方式的原理、频谱特性、优缺点以及它们在实际中的应用。此外,本章还将讨论模拟解调器的设计,以及模拟通信系统中抗噪声的措施,例如调频的抗噪声性能优势等。 第五章:数字基带传输 数字通信是现代通信系统的核心。本章将聚焦于数字信号在无衰减、无噪声的理想基带信道上的传输。我们将介绍数字基带信号的表示方法,包括脉冲幅度调制(PAM)、脉冲位置调制(PPM)等。重点将放在奈奎斯特定理的推导和应用,阐述其在避免码间串扰(ISI)方面的作用。我们将讨论各种脉冲成形滤波器(如矩形滤波器、升余弦滤波器)的设计,以及它们对提高传输速率和抑制ISI的影响。 第六章:带通数字调制 在实际通信系统中,数字信号通常需要通过带通信道进行传输。本章将介绍几种关键的带通数字调制技术,包括数字幅度调制(ASK)、数字频率调制(FSK)和数字相位调制(PSK),并进一步探讨其组合方式,如正交幅度调制(QAM)。我们将深入分析这些调制方式的原理、星座图、频谱效率和抗噪声性能。此外,本章还将介绍相干解调和非相干解调的基本原理,以及它们在不同调制方式下的适用性。 第七章:数字信号的接收与检测 在存在噪声的实际信道中,接收端需要从带有噪声的信号中准确地恢复出原始的数字信息。本章将深入探讨最优接收器的设计,即维纳滤波器和最大似然检测器的原理。我们将分析它们在不同信噪比条件下的性能,并引入误码率(BER)这一关键性能指标。本章还将讨论线性码和非线性码的概念,以及它们在提高通信系统可靠性方面的作用。 第八章:信道编码理论 为了克服噪声和干扰对通信质量的影响,信道编码技术被广泛应用于提高通信系统的可靠性。本章将系统介绍信道编码的基本原理,包括纠错码和检错码。我们将重点讲解两种重要的纠错码:线性分组码(如汉明码、循环码)和卷积码。通过对这些编码方案的原理、编码和译码过程的详细阐述,读者将能够理解它们如何增加信号的冗余度,从而实现对错误的检测和纠正。 第九章:多路复用技术 在通信网络中,为了有效地利用有限的传输资源,多路复用技术是必不可少的。本章将介绍几种重要的多路复用技术,包括频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和码分多路复用(CDM)。我们将深入分析它们的原理、实现方式以及在不同通信系统中的应用场景,例如在传统的电话网络和现代的无线通信系统中,多路复用技术是如何被巧妙应用的。 第十章:现代通信系统实例分析 理论知识的学习需要与实际应用相结合。本章将选取几种典型的现代通信系统进行深入的实例分析,例如蜂窝移动通信系统(如GSM、LTE)、卫星通信系统、光纤通信系统等。我们将结合前面章节所学的原理,分析这些系统的核心技术、关键组成部分、性能指标以及面临的挑战,例如在蜂窝移动通信中,我们将讨论其频率规划、切换技术、数据传输的特点;在光纤通信中,我们将关注其传输特性、光源、探测器等。通过这些实例分析,读者将能够更直观地理解通信原理在实际系统中的应用,并从中获得设计和优化的启发。 第十一章:通信系统的性能评估与优化 通信系统的性能评估和优化是工程设计中的重要环节。本章将系统介绍常用的通信系统性能评估指标,包括信息传输速率、频谱效率、可靠性(误码率、误话率)、时延等。在此基础上,我们将讨论各种优化策略,例如功率控制、均衡技术、自适应调制编码(AMC)等,以提升通信系统的整体性能。我们将分析这些优化技术如何在不同的系统场景下发挥作用,以及它们对系统设计带来的影响。 第十二章:未来通信技术展望 通信技术的发展永无止境。本章将对未来通信技术的发展趋势进行展望,包括5G及 beyond(6G)的演进、人工智能在通信领域的应用、物联网(IoT)通信、天地一体化通信网络等。我们将探讨这些新兴技术将如何改变通信系统的格局,以及它们对我们生活和社会发展带来的深远影响。本章旨在激发读者的思考,鼓励读者关注行业前沿,为未来的通信技术发展贡献力量。 三、本书特色与读者定位 特色: 1. 理论体系严谨,逻辑清晰: 本书遵循从基础到高级、从原理到应用的逻辑顺序,力求构建一个完整、严谨的理论体系,帮助读者逐步掌握通信系统的核心知识。 2. 内容全面深入,覆盖广泛: 涵盖了现代通信系统涉及的绝大多数关键技术和理论,包括信号处理、信道特性、调制解调、编码、多路复用等。 3. 注重实践应用,贴近工程: 在讲解理论的同时,融入了大量实际系统设计中的考量、挑战和优化方法,力求使读者具备将理论知识应用于实际工程问题的能力。 4. 语言生动易懂,辅以图示: 采用清晰、准确、易于理解的语言,并配以大量的图表、示意图和实例,帮助读者更好地理解抽象的通信原理。 5. 紧跟时代步伐,展望未来: 关注通信技术的最新发展动态,并在最后展望未来技术趋势,激发读者的学习兴趣和研究热情。 读者定位: 本书适用于: 高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业的本科生和研究生。 从事通信系统设计、研发、测试、维护等工作的工程师。 对通信技术感兴趣的科研人员和技术爱好者。 四、结语 《现代通信系统原理与设计》是一本旨在为读者打开通信技术大门的钥匙。通过对本书的学习,读者不仅能够建立起扎实的通信系统理论基础,更能够掌握分析和解决实际通信工程问题的能力。我们相信,本书将成为读者在通信领域学习和探索的宝贵伙伴。