电路理论与电子技术基础/应用型本科信息大类专业“十三五”规划教材

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王海文 著,秦伟,王海文,葛敏娜 编
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  • 十三五规划
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出版社: 华中科技大学出版社
ISBN:9787568025751
版次:1
商品编码:12151650
包装:平装
丛书名: 应用型本科信息大类专业“十三五”规划教材
开本:16开
出版时间:2017-02-01
用纸:胶版纸
页数:420
字数:708000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可以作为高校教学的参考教材,也是一本可以供工程技术人员选用的参考资料。

本书作为电路理论与电子技术入门教材,一方面,内容由浅入深、通俗易懂,循序渐进地将各个知识点讲解清楚,以引导学生学习并掌握;另一方面,在章后附有习题,通过经典题型让学生掌握每章所讲授的基本内容,提高学生学习兴趣,进而达到使学生刻苦钻研、自觉学习的目的。本书的编写特点:传统性、实用性和先进性。一方面,将必要理论基础知识系统地组织在一起,满足基础要求;另一方面,结合实用、易学的特点,将不必要的理论推导摒弃,使内容精简,满足少学时要求。在传统理论的基础上,本书注重理论与实际的结合,加强了实际应用的内容。所建立的模型来源于实际的认识规律,阐述了理想元件与实际器件的辩证关系,同时本书还提供了一些实物图片。每章均附有习题,以帮助学生更好地掌握本章内容。

内容简介

本书电路理论部分主要讲述基尔霍夫定律和理想电路的基本元件、电阻电路的等效变换、电路分析的一般方法、网络定理、动态电路的时域分析、正弦稳态分析、三相电路、非正弦周期电流电路的稳态分析、二端口网络、变压器和电磁铁等;电子技术部分主要介绍了常见的半导体器件、各种放大电路、集成运算放大器、直流稳压电路、门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、存储器等内容。


本书作为电路理论与电子技术入门教材,一方面,内容由浅入深、通俗易懂,循序渐进地将各个知识点讲解清楚,以引导学生学习并掌握;另一方面,在章后附有习题,通过经典题型让学生掌握每章所讲授的基本内容,提高学生学习兴趣,进而达到使学生刻苦钻研、自觉学习的目的。

本书可以作为高校教学的参考教材,也是一本可以供工程技术人员选用的参考资料。


为了方便教学,本书配有电子课件等教学资源包,任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网(www.ibook4us.com)免费注册并浏览,或者发送邮件至hustpeiit@163.com免费索取。


目录

第1章 基尔霍夫定律和理想电路的基本元件
1.1 电路理论中的常用基本变量及基尔霍夫定律
1.1.1 常用变量、参考方向、关联参考方向及功率的判断
1.1.2 电路和电路模型
1.1.3 基尔霍夫定律
1.2 理想二端电阻元件及欧姆定律
1.2.1 二端电阻元件的广义定义
1.2.2 理想线性定常电阻元件的伏安特性
1.2.3 理想线性定常电阻的串联、并联、混联
1.3 理想独立电源与实际电源
1.3.1 理想独立电压源与实际电压源
1.3.2 理想独立电流源与实际电流源
1.3.3 实际电压源与实际电流源的等效变换
1.4 理想线性定常电容元件及理想线性定常电感元件
1.4.1 理想线性定常电容元件及其串并联
1.4.2 理想线性定常电感元件及其串并联
1.5 理想受控源
习题

第2章 电阻电路的等效变换
2.1 电桥电路
2.1.1 平衡电桥
2.1.2 非平衡电桥
2.2 纯电阻电路的Y-△等效变换
习题

第3章 电路分析的一般方法
3.1 标准支路方程及求解电路的一般原则
3.1.1 电路的26方程
3.1.2 电路的标准支路方程
3.2 支路电流法
3.3 节点电压法
3.4 回路电流法
3.5 网孔电流法
习题

第4章 网络定理
4.1 替代定理
4.2 叠加定理
4.3 戴维南定理和诺顿定理
4.3.1 戴维南定理
4.3.2 诺顿定理
4.4 最大功率传输定理
4.5 特勒根定理
4.5.1 特勒根定理1
4.5.2 特勒根定理2
4.6 互易定理
习题

第5章 动态电路的时域分析
5.1 一阶电路
5.1.1 一阶电路的零输入响应
5.1.2 一阶电路的零状态响应
5.1.3 一阶电路的全响应
5.1.4 求解一阶电路的三要素法
5.1.5 阶跃响应与冲激响应
5.2 二阶电路
5.2.1 RI,C二阶电路的零输入响廊
5.2.2 零状态RLc并联电路对冲激激励的响应
习题

第6章 正弦稳态分析
6.1 正弦交流电路的基本概念
6.1.1 正弦量的三要素
6.1.2 正弦量的相位差
6.2 正弦量的有效值
6.3 阻抗、导纳及其相互关系
6.3.1 阻抗的定义
6.3.2 RLC串联电路的阻抗
6.3.3 阻抗的串联
6.3.4 导纳的定义
……

第七章 三相电路
第八章 非正弦周期电流电路的稳态分析
第九章 二端口网络
第十章 变压器和电磁铁
第十一章 半导体器件
第十二章 放大电路
第十三章 集成运算放大器
第十四章 直流稳压电路
第十五章 门电路和组合逻辑电路
第十六章 触发器和时序逻辑电路
第十七章 存储器

精彩书摘

第1章基尔霍夫定律和理想电路的基本元件




第1章



基尔霍夫定律和理想电路的基本元件










1.1电路理论中的常用基本变量及基尔霍夫定律


1.1.1常用变量、参考方向、关联参考方向及功率的判断


在电路理论中,一般常用变量为电压(降)、电流和电功率。有时也用到电位、电位能、电荷、磁通、磁通链等。电压用小写字母u或v表示,电流用小写字母i表示,电功率用字母P表示。


1. 电流


从物理学中我们已经知道,电荷质点的运动称为电流。在物理学中已经学过电流强度的概念。我们将单位时间内通过导体横截面积的电量定义为电流强度,用i表示,其方向规定为正电荷移动的方向。


i=dq(t)dt


式中,q的基本单位为库伦(C),t的基本单位为秒(s),电流强度i的基本单位为安培(A)。其中,10-3 A=1 mA(毫安),10-6 A=1 μA(微安),103 A=1 kA(千安),106 A=1 MA(兆安)。


电流强度i用于衡量电流的大小,简称电流。所以i既是物理现象又是强度(大小)的表示。电流就其成因来看大致可以分为以下三类。


(1) 传导电流。在金属导体中自由电子的有规则的运动,以及在电解质中正负离子的有规则的运动都称为传导电流。


(2) 运流电流。电子、离子甚至宏观带电体在空间做机械运动形成运流电流。


(3) 位移电流。由公式i=dq(t)dt可知,如果有交变电压加在电容器两极板上,由于电场的交变,在接有电容器的电路中导体各横截面的电量也随时间变化,电路中也会形成电流,这种电流称为位移电流。


电流的速度为电磁场建立的速度,也就是光速,即为c=3×108米/秒。


电流按其大小与方向是否随时间而变,又可以分为以下两种。


(1) 稳恒电流。电流的大小、方向都不随时间而变,是恒定不变的,这样的电流又称为直流电流,用大写字母I表示。它在测量仪表上的标志为DC(直流电流表)。


(2) 交变电流。大小、方向都随时间而变的电流,又称为交流电流,用i(t)表示。它在测量仪表上的标志为AC(交流电流表)。




注:

只改变大小,不改变方向的电流称为脉动电流,比如将正弦交变电流通过半波整流或全波整流后得到的电流,只改变大小,未改变方向,故为脉动电流;现将脉动电流归为交流电流。






电流的正方向规定为正电荷移动的方向,但是在复杂电路中如果未经计算,则很难判断电流的正方向,并且如果是交流电流,无法在图中标示出每一瞬间电流的方向。因此,有必要在电路图中预先规定各支路电流的参考方向。当真实方向与参考方向一致时,电流的代数值为正;当真实方向与参考方向相反时,电流的代数值为负。


图1��1与图1��2中i的方向都是假定方向或参考方向,但通过计算后得出图1��1中i1=3 A,说明其电流的真实方向与参考方向相同,确实是从a点流到b点的3 A电流。而计算后得出图1��2中i2=-5 A,说明其真实方向与参考方向相反,不是从c点流到d点,而是从d点流到c点,真实方向用虚线及i′1和i′2表示。



图1��1电流的真实方向与假定方向相同




图1��2电流的真实方向与假定方向相反





由上述分析,可得出以下结论。


(1) 电路分析计算之前必须规定电流的参考方向,并在图中标示出来。


(2) 电流的真实方向由计算结果(代数值)与参考方向共同确定:代数值为正,说明电流的真实方向与参考方向相同;代数值为负,说明电流的真实方向与参考方向相反。


(3) 电流是标量,不是矢量。


2. 电压


两点间的电位之差称为电压。电压用u或U表示。


在库仑场中,由于库仑场是保守力场,故电荷处于电场中不同的位置将具有不同的电位能。电荷在电场中移动,电场力所做的功是电位能改变的量度,将试验电荷q0从a点移到b点,电场力做功为ΔWab。


ΔWab=Wa-Wb=q0∫baE�遜l��=q0∫∞aE�遜l��-q0∫∞bE�遜l��


式中,E�呶�电场强度,q0∫∞aE�遜l�呤莙0在电场中a点所具有的电位能,q0∫∞bE�遜l�呤莙0在电场中b点所具有的电位能。


单位电荷所具有的电位能称为电位,故a点的电位Ua=q0∫∞aE�遜l�遯0=∫∞aE�遜l�摺M�理,b点的电位Ub=∫∞bE�遜l�摺F渲校�无穷远点∞,称为参考电位点,其电位为零。


所以电位是电场的固有属性的表征,仅与产生电场的电荷有关,与试验电荷无关。


a点与b点之间的电压为


uab=Ua-Ub=Waq0-Wbq0=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��=∫baE�遜l��


uab仅与a、b两点的位置有关,与计算路径无关。如图1��3所示,a、b两点之间的电压仅仅取决于a、b两点,而与电荷移动路径是a→g→b还是a→f→b无关。这一结论可证明如下:




图1��3正电荷的移动路径


∫a→g→bE�遜l��=∫gaE�遜l��+∫bgE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞gE�遜l��+∫∞gE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��


=∫baE�遜l��=uab





∫a→f→bE�遜l��=∫faE�遜l��+∫bfE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞fE�遜l��+∫∞fE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��-∫∞bE�遜l��


=∫∞aE�遜l��+∫b∞E�遜l��


=∫baE�遜l��=uab


Uab=dwdq




式中:w表示能量,单位为焦耳(J);q表示电荷量,单位为库仑(C);uab表示a、b两点间的电压,单位为伏特(V)。


10-3 V=1 mV(毫伏),10-6 V=1 μV(微伏),103 V=1 kV(千伏), 106 V=1 MV(兆伏)。


电压按其大小、方向是否随时间而变可分为直流电压和交流电压两大类。


(1) 直流电压:大小、方向都不随时间而变,是恒定值,用大写字母U表示。


(2) 交流电压:大小、方向都随时间而变,是时间函数,用u(t)表示。


同样,在分析计算之前必须假定电压的参考方向(参考极性)。用“+”表示高电位端,用“-”表示低电位端,“+”“-”标示在元件或支路的两端。计算结果代数值为正,表明该段电路电压的真实极性与参考极性相同;如果代数值为负,则表明该段电路电压的真实极性与参考极性相反。如图1��4和图1��5所示,图1��4中uab为参考极性,计算结果uab=3 V,表明uab的真实极性与参考极性相同,确实是a端为高电位端,b端为低电位端,用u′ab表示;而图1��5中计算结果ucd=-5 V,表明该段电路电压的真实极性与参考极性相反,真实情况是d端为高电位端,c端为低电位端,用u′cd表示。



图1��4电压的真实极性与参考极性相同




图1��5电压的真实极性与参考极性相反







图1��6电压、电流的关联(参考)方向


当假定的电流从支路的高电位端流向低电位端时,电压、电流的参考方向称为关联参考方向,简称为关联方向,如图1��6所示。



3. 关联、非关联方向

由前面叙述可知,在电路分析时,既要为元件或电路中的电流假设参考方向,也要为它们标注电压的参考极性,二者是可以独立无关的、任意假定的。但为了下一步分析问题的方便,引入关联参考方向和非关联参考方向的概念。当电流的参考方向是从电压参考方向的正极流入、负极流出时,称电压和电流的参考方向是关联的(associated);反之,称电压和电流的参考方向是非关联的(no�瞐ssociated)。如图1��7(a)和图1��7(b)所示,图中N代表元件或电路的一个部分。关联与非关联一定是对某一个元件或电路而言的。如图1��7(c)所示,电压u、电流i的参考方向对A是非关联的,对B就是关联的。




图1��7关联、非关联方向




4. 电功率


在单位时间内电场力所做的功,或者单位时间所转换的电能,称为电功率,用P表示。


由uab=dwdq可知,dw=uab·dq


于是有


P=dwdt=uabdqdt=iuab


式中,P表示电功率,单位为瓦特(W)。其中,10-3 W(瓦)=1 mW(毫瓦);10-6 W(瓦)=1 μW(微瓦),103 W(瓦)=1 kW(千瓦),106 W(瓦)=1 MW(兆瓦)。


显然,该式中uab与i的方向是关联方向。在i、uab关联方向下,若uab>0,i>0,P>0,则说明电压的真实方向与假定的参考方向相同,电流的真实方向与参考方向也相同,正电荷从高电位移到低电位,电场力做功,电能减少,该段电路吸收功率(吸收能量),如图1��8所示。q0为正试验电荷或任意正电荷。





P=iuab<0,仍然在关联方向下,若i>0,则说明电流的真实方向与参考方向一致,电流是从a点流向b点的;因为uab<0,说明uab的真实方向与参考方向相反,应该是Ub为高电位,b为“+”极,Ua为低电位,a为“-”极,如图1��9所示。现在正电荷从负极流向正极,不可能是正电荷产生的电场力做功,只可能是外电场力或非电场力做功才能把正电荷推向正极。正试验电荷q0从低电位移动到高电位,电位能增加了,可以对外做功,相当于电源,如图1��10所示。




图1��8正试验电荷q0从高电位移向低电位




图1��9正试验电荷q0从低电位移向高电位





图1��10正电荷电位能增加






在关联方向下,由P=ui可知:


若P>0,则该段电路吸收功率;


若P<0,则该段电路发出功率。


若u、i的方向为非关联方向,则计算功率时要增加一个负号,即P=-ui。

判断其是吸收功率还是发出功率的方法与判断u、i的方向是否为关联方向的方法相似:P>0,为吸收功率;P<0,为发出功率。


前言/序言

本书是根据教育部“电工与电子技术”课程教学的基本要求及本科人才培养的规格和特点,结合现代电工与电子技术的发展趋势而编写的。


本书的编写特点:传统性、实用性和先进性。一方面,将必要理论基础知识系统地组织在一起,满足基础要求;另一方面,结合实用、易学的特点,将不必要的理论推导摒弃,使内容精简,满足少学时要求。在传统理论的基础上,本书注重理论与实际的结合,加强了实际应用的内容。所建立的模型来源于实际的认识规律,阐述了理想元件与实际器件的辩证关系,同时本书还提供了一些实物图片。每章均附有习题,以帮助学生更好地掌握本章内容。



本书结构和体系设计的特点如下。前面章节为电路理论部分,基尔霍夫定律和理想电路基本元件为全书奠定基础;电路分析的一般方法不但适用于直流电路,而且适用于交流电路;三相电路、非正弦周期电流电路的稳态分析属于交流电路的范畴。电子部分介绍了组成电路的常用半导体器件特性分析、各种放大电路的工作原理、集成运算放大器、为各种电路提供电源的直流稳压电路等模电基础知识。最后是数字电子部分,包括常见的门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路及存储器等数电知识。


本书在编写时,力求突出重点,基本概念明确清晰,努力贯彻教材要少而精和理论联系实际的精神。在章末都附有一定数量的习题,帮助学生加深对课程内容的理解。在习题的选择上充分考虑其针对性、启发性和实用性,充分体现出教学要求。使学生能够学、练结合,以帮助学生进一步正确消化、理解和巩固所学理论知识,增强应用能力。部分习题有一定的深度,以使学生在深入掌握课程内容的基础上扩展知识,能够分层次逐步把理论与实际应用紧密结合起来,既能帮助学生提高理解能力,又能培养学生的学习兴趣。


全书由大连工业大学秦伟、王海文及大连工业大学艺术与信息工程学院葛敏娜担任主编,广东技术师范学院天河学院陈朝大、大连工业大学艺术与信息工程学院李世涛和王虹元担任副主编。全书共17章,其中,秦伟编写第2、8、14、17章,王海文编写第1、3、9章,葛敏娜编写第10、15、16章,陈朝大编写第5章,李世涛编写第11、12、13章,王虹元编写第4、6、7章。朱琳、黄婷婷、庞瑞、王艺菲协助进行资料的整理工作。


为了方便教学,本书配有电子课件等教学资源包,任课教师和学生可以登录“我们爱读书”网(www.ibook4us.com)免费注册并浏览,或者发送邮件至hustpeiit@163.com免费索取。


由于编者水平有限,书中难免存在不妥和错误之处,敬请使用本书的教师、学生以及其他读者批评指正。





编者


2016年12月



《现代电子系统设计与实现》 内容简介 本书旨在为信息类应用型本科专业的学生提供一套系统、深入的现代电子系统设计与实现知识体系。在信息技术飞速发展的今天,电子技术已成为支撑各种智能应用和信息处理的基石。本书紧密结合当前行业发展趋势和实际工程需求,从基础原理出发,逐步深入到复杂系统的设计与实践,力求培养学生扎实的理论功底、敏锐的工程思维和出色的实践能力。 第一部分:核心电子器件与电路分析 本部分将为读者打下坚实的电子学基础。我们将从最基础的半导体器件入手,详细讲解二极管、三极管(BJT)和场效应管(MOSFET)的物理特性、工作原理、主要参数及其在不同电路中的应用。重点将放在理解这些器件如何作为放大器、开关等基本单元,为后续复杂电路设计奠定基础。 接着,我们将系统性地回顾和深化电路分析方法。这包括直流电路和交流电路的基尔本定律、节点电压法、网孔电流法等经典分析技术,并引入更现代的工具,如线性电路的叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理,以简化复杂电路的分析过程。对于包含电容、电感等动态元件的电路,将重点阐述其暂态响应和稳态响应的分析方法,以及如何运用拉普拉斯变换等数学工具来处理更复杂的动态电路。 此外,本部分还将涵盖运算放大器(Op-amp)这一核心模拟集成电路。我们将深入剖析理想运放的特性,并在此基础上讲解各种经典运放电路,如反相放大器、同相比例放大器、加法器、减法器、积分器、微分器以及滤波器等。通过对这些电路的分析,读者将深刻理解运放作为高性能模拟信号处理模块的强大能力。 第二部分:数字逻辑与集成电路基础 数字电子技术是现代信息系统的另一大支柱。本部分将从最基础的数制、逻辑门电路开始,逐步构建起数字系统的逻辑基础。我们将详细讲解布尔代数及其化简方法,以及各种基本逻辑门(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)的工作原理和逻辑特性。 在此基础上,我们将引入组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计与分析。组合逻辑电路部分将涵盖编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等基本逻辑模块,以及如何使用卡诺图等方法进行逻辑函数的优化。时序逻辑电路部分将重点讲解触发器(RS, JK, D, T)的工作原理,以及由触发器构成的寄存器、计数器(同步计数器、异步计数器)等基本存储和时序控制单元。 本部分还将介绍常用的数字集成电路系列(如TTL和CMOS系列)的基本特点和选型原则。此外,我们将引入可编程逻辑器件(PLD)的概念,如PLA、PAL和FPGA,并初步介绍其基本结构和工作原理,为读者接触和掌握现代数字系统设计工具打下基础。 第三部分:信号处理与通信基础 信息系统离不开信号的处理和传输。本部分将聚焦于信号的基本概念、分类以及信号在电子系统中的处理。我们将介绍连续时间信号和离散时间信号的特性,如周期性、偶偶性、能量和功率。傅里叶级数和傅里叶变换是分析信号频谱特性的重要工具,本部分将深入讲解其原理及其在电路分析中的应用,帮助读者理解信号的频率成分。 滤波器是信号处理中不可或缺的部分,我们将讲解不同类型的滤波器,包括低通、高通、带通和带阻滤波器,并介绍其分类(如巴特沃斯、切比雪夫等)和设计的基本原则。读者将学习如何根据信号特性和应用需求选择和设计合适的滤波器。 对于通信基础,我们将介绍模拟调制技术(如AM, FM, PM)和数字调制技术(如ASK, FSK, PSK, QAM)的基本原理和应用。我们将探讨信号的带宽、信噪比等关键参数,以及它们对通信质量的影响。此外,还将简要介绍采样定理、量化和编码等数字信号处理在通信系统中的作用。 第四部分:微控制器与嵌入式系统设计 微控制器(MCU)和嵌入式系统是现代电子产品中的核心组成部分,也是本书实践性最强的一部分。本部分将深入讲解微控制器的体系结构,包括CPU、内存、存储器接口、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC接口、通信接口(如UART, SPI, I2C)等关键模块。 我们将以一种主流的微控制器系列(例如,ARM Cortex-M系列)为例,详细讲解其指令集、寻址方式以及程序执行流程。在软件开发方面,我们将介绍C语言在嵌入式系统开发中的应用,并结合集成开发环境(IDE)和调试工具,指导读者完成代码编写、编译、下载和调试的全过程。 本部分将强调动手实践,通过一系列精心设计的实验项目,让读者掌握如何利用微控制器实现各种功能,例如:LED的驱动与控制、按键输入检测、LCD显示、传感器数据采集(温度、湿度、光照等)、电机驱动控制、以及简单的通信协议实现。这些实验将帮助读者将理论知识转化为实际的工程应用能力。 第五部分:传感器技术与应用 传感器是电子系统感知外部世界的“眼睛”和“耳朵”。本部分将系统介绍各类常用传感器的原理、特性、选型和应用。我们将涵盖以下几类传感器: 温度传感器: 如热敏电阻、热电偶、集成温度传感器(如LM35, DS18B20)等。 湿度传感器: 如电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器。 光传感器: 如光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光敏集成电路。 力与压力传感器: 如应变片、压阻式传感器、压电传感器。 位移与角度传感器: 如电位器、编码器、霍尔传感器、超声波传感器。 声音传感器: 如麦克风、声音传感器模块。 气体传感器: 如MQ系列气体传感器。 对于每种传感器,我们将分析其工作原理、输出信号特性(模拟或数字)、精度、响应时间、工作温度范围等关键参数。同时,我们将重点讲解如何将这些传感器接入微控制器,进行信号调理(如放大、滤波),以及如何通过软件读取和处理传感器数据,实现环境监测、状态识别等功能。 第六部分:电源技术与电磁兼容性(EMC) 稳定的电源是所有电子系统正常工作的保障。本部分将介绍直流稳压电源和交流电源的基本原理。我们将深入讲解线性稳压器和开关电源(Buck, Boost, Buck-Boost)的设计与工作原理,重点分析其效率、纹波、负载调整率和线性调整率等关键指标。此外,还将讨论过压保护、过流保护等电源安全设计。 随着电子设备集成度的不断提高和工作频率的加快,电磁兼容性(EMC)问题日益突出。本部分将介绍EMC的基本概念,包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感性。我们将分析常见的EMI产生源和耦合途径(如传导、辐射),并介绍相应的抑制措施,如滤波、屏蔽、接地、PCB布局优化等。理解和掌握EMC设计原则对于开发可靠、高性能的电子产品至关重要。 第七部分:现代电子系统设计流程与实践 本部分将对前几个部分的内容进行整合,并从工程实践的角度,引导读者了解现代电子系统的设计流程。我们将介绍从需求分析、系统框图设计、详细电路设计、PCB布局布线、元器件选型、原型制作、调试验证到最终产品实现的完整过程。 我们将探讨当前电子系统设计中常用的EDA(Electronic Design Automation)工具,如原理图绘制软件、PCB设计软件(如Altium Designer, Eagle, KiCad)和仿真软件(如SPICE)。读者将了解如何使用这些工具来提高设计效率和准确性。 最后,本书将通过一个或多个综合性的案例项目,展示如何将所学知识融会贯通,设计并实现一个完整的电子系统。这些案例将涵盖从硬件选型、嵌入式软件开发到系统集成和测试的全过程,旨在帮助读者树立完整的工程设计理念,为未来从事相关领域的研发工作打下坚实的基础。 总结 《现代电子系统设计与实现》是一本内容全面、体系完整、理论与实践紧密结合的教材。它不仅为信息类应用型本科专业的学生提供了学习电子系统设计所需的关键知识和技能,也为有志于深入了解和掌握现代电子技术的研究生和工程技术人员提供了宝贵的参考。通过对本书的学习,读者将能够理解、设计和实现各类复杂的电子系统,为信息技术的发展贡献力量。

用户评价

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这本书的编写风格非常适合我们这类应用型本科生,它没有像一些理论性很强的书籍那样,上来就抛出一堆复杂的数学公式和定理,而是循序渐进,将内容分解成易于理解的模块。从最基础的直流电路分析,到交流电路的相量法,再到非线性电路的分析,作者都用了非常形象的比喻和通俗易懂的语言来解释。例如,在讲解电容和电感在交流电路中的作用时,书中用“蓄水池”和“惯性”来类比,这让我一下子就抓住了核心概念。而且,书中非常注重知识点的串联和递进,确保我们在掌握了前一个知识点之后,能够更轻松地理解下一个更深层次的概念。我尤其喜欢书中在讲解运算放大器时,没有直接给出大量的公式推导,而是从基本应用(如反相放大器、同相放大器)入手,然后逐步引入更复杂的差分放大器、积分器等。书中还穿插了大量的例题,这些例题的难度适中,并且覆盖了各个章节的重点和难点,解答过程也十分详细,我可以通过跟着例题做,来巩固和检验自己的学习成果。

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这本书最大的亮点在于它紧扣“应用型”的定位,理论知识的讲解总是与实际的电子产品设计和应用相结合。在分析集成电路(IC)的工作原理时,作者并没有仅仅停留在芯片内部的晶体管层面,而是着重于如何利用这些IC来实现具体的功能,比如在通信模块中的信号调制解调,或者在电源管理中的电压稳定。书中关于数字信号处理(DSP)基础的介绍,也让我对信号的数字化处理过程有了初步的了解,这对于理解现代通信和多媒体技术非常有帮助。我特别赞赏书中关于PCB(Printed Circuit Board)设计基础知识的讲解,包括走线规则、地线设计等,这些内容虽然看似基础,但在实际的项目开发中却至关重要,能够避免很多潜在的信号干扰和稳定性问题。我曾经因为PCB布线不当而导致项目失败,这本书的出现,让我在今后的设计中能够避免同样的错误。

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作为一名“十三五”规划教材,这本书在内容的前沿性和实用性上都做得相当出色。它涵盖了从经典的模拟电路到基础的数字电路,再到一些与信息技术紧密相关的应用领域。我尤其欣赏书中在讲解通信原理时,对不同调制方式和编码技术的介绍,这让我对无线通信和网络传输有了更深入的理解。此外,书中关于嵌入式系统基础的概述,也为我打开了另一扇门,让我对单片机、FPGA等硬件平台有了初步的认识,这对于我未来从事软硬件结合的开发非常有益。这本书的参考文献也很有价值,我经常会根据书中提到的相关文献,去深入了解一些我特别感兴趣的课题。总而言之,这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的工程师,在循循善诱地引导着我们去探索电子技术的奇妙世界。

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这本书给我留下了极其深刻的印象,尤其是其在理论深度和实际应用之间的巧妙平衡。作为一名信息技术领域的学生,我常常在学习抽象的电路原理时感到力不从心,而这本书则以一种极其生动和贴近实际项目的方式,将那些复杂的概念一一拆解。书中对于不同电子元件的工作原理,例如晶体管的放大特性、运算放大器的各种应用,以及数字逻辑门电路的组合逻辑设计,都进行了详尽的阐述。更让我惊喜的是,它并没有止步于理论的陈述,而是花了大量篇幅去讲解这些理论是如何在实际的电子系统中得以实现的。书中提供的案例分析,从简单的LED闪烁电路到更为复杂的数模混合信号处理系统,都让我对理论知识的应用有了更直观的认识。特别是关于信号滤波和放大电路的设计,书中给出的步骤清晰,并且附带了仿真电路图,这对于我进行课程设计和毕业设计提供了极大的帮助。我曾尝试按照书中的方法搭建一个简易的音频放大器,过程中遇到的问题,如噪声抑制和频率响应优化,都能在书中找到对应的解答和改进思路。这种理论与实践的无缝衔接,极大地增强了我学习电子技术的信心和兴趣。

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对于我们这些非电子专业背景但又需要掌握基础电子技术的信息类学生来说,这本书无疑是一本救星。我一直觉得电子技术离我们很遥远,但这本书的出现彻底改变了我的看法。它并没有要求我们成为电子工程师,而是着重于那些我们作为信息技术从业者必须了解的电子基础知识。书中在讲解模数转换和数模转换时,就非常清晰地说明了它们在数据采集和信号处理中的作用,这直接与我们的编程和算法设计紧密相关。对于微控制器接口的讲解,也让我明白了硬件是如何与软件交互的,这对于理解嵌入式系统的开发至关重要。书中还包含了一些关于传感器原理和应用的部分,这对于我未来在物联网、智能硬件等领域的工作非常有启发。我曾参与过一个关于智能家居的小项目,其中涉及到温度传感器的数据读取和处理,这本书中关于传感器接口和信号调理的部分,为我提供了宝贵的参考。

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