電子係統設計與實踐(21世紀高等學校規劃教材 電子信息) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫宏國，周雲龍著 著

圖書標籤:

• 電子係統設計
• 電子信息
• 電路分析
• 模擬電子技術
• 數字電子技術
• 嵌入式係統
• 實踐教學
• 高等教育
• 教材
• 21世紀高等學校規劃教材

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302267775

商品編碼：29694070649

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：電子係統設計與實踐(21世紀高等學校規劃教材 電子信息)

定價：29.50元

作者：孫宏國,周雲龍著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787302267775

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書共6章，介紹瞭電子係統設計導論，電子係統的組成、一般設計方法、方案論證、元件的選擇以及報告的撰寫方法，模擬電子係統的設計方法、常用的單元電路設計，傳統數字電子係統和現代數字電子係統的設計方法，單片機小係統和各單元電路的組成，電子電路的調試方法、步驟和經驗，曆屆電子設計競賽題目舉例。
　　本書可作為高等學校電氣信息類等專業的“電子技術課程設計”、“單片機課程設計”課程的教材，也可作為參加電子設計競賽的培訓教材和參考書。

目錄

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章　電子係統設計導論
　1.1　電子係統概述
　　1.1.1　定義
　　1.1.2　電子係統的組成
　1.2　電子係統的設計
　　1.2.1　電子係統設計的一般方法
　　1.2.2　電子係統設計一般步驟
　1.3　總體方案的選擇和實現
　　1.3.1　總體方案論證及選擇
　　1.3.2　總體方案框圖的設計及細化
　　1.3.3　總體方案的實現
　1.4　元器件的選擇原則
　　1.4.1　集成電路的選擇
　　1.4.2　電阻、電容的選擇　　
　1.5　設計報告與總結報告的編寫
　　1.5.1　設計報告的編寫
　　1.5.2　總結報告的編寫
　　1.5.3　電子設計競賽設計報告格式、內容
第2章　模擬電子係統設計
　2.1　概述
　　2.1.1　模擬電子係統的組成及特點
　　2.1.2　模擬電子係統的設計方法與步驟
　2.2　基本單元電路設計
　　2.2.1　信號的獲取
　　2.2.2　模擬信號處理單元
　　2.2.3　模擬信號變換單元
　　2.2.4　信號産生單元
　　2.2.5　多路選擇開關
　　2.2.6　電源電路
　2.3　模擬電子係統設計舉例
　　2.3.1　濕度控製器的設計
　　2.3.2　電子係統的數控直流穩壓電源設計
　2.4　模擬電子係統設計課題
　　2.4.1　直流穩壓電源
　　2.4.2　OCL功率放大器
　　2.4.3　脈衝調寬型伺服放大器
　　2.4.4　電壓/頻率變換器
　　2.4.5　多路防盜報警器
　　2.4.6　液體界麵位置的實時檢測與分離
　　2.4.7　電子配料秤
　　2.4.8　多種波形發生器
　　2.4.9　溫度測量與控製器
　　2.4.10　流量測量電路
第3章　數字電子係統設計
第4章　單片機應用係統設計
第5章　製作與調試實踐
第6章　綜閤電子係統設計實例
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《光電子器件與應用》 第一章 緒論 本章將引領讀者步入光電子學的廣闊世界，從其基本概念、發展曆程、核心原理齣發，深入淺齣地介紹光電子學在現代科技和社會發展中的重要地位與廣泛應用。我們將首先界定光電子學的定義，闡述其研究範疇，並梳理其從早期探索到如今蓬勃發展的關鍵裏程碑。隨後，本章將重點解析光與物質相互作用的基本規律，這是理解所有光電子器件工作原理的基石。我們將探討光的基本性質，如波粒二象性、光子能量等，以及物質與光相互作用的幾種主要機製，包括吸收、發射、散射和摺射等。在此基礎上，我們將初步介紹構成光電子器件的基本材料——半導體材料的特性，如能帶理論、載流子特性以及摻雜對半導體導電性能的影響。最後，本章將對光電子學的未來發展趨勢進行展望，預測其在通信、計算、傳感、醫療、能源等領域的潛在突破與創新方嚮，為後續深入學習奠定堅實的基礎。 第二章 半導體光電材料 本章將聚焦於構成現代光電子器件的基石——半導體光電材料。我們將係統地介紹各類半導體材料的物理特性、化學性質及其在光電器件中的應用潛力。首先，我們將深入探討最常用的半導體材料，如矽（Si）、鍺（Ge）及其衍生物，分析它們的晶體結構、能帶結構、載流子遷移率和光學帶隙等關鍵參數，並闡述其在光電器件設計中的優勢與局限。接著，我們將重點介紹化閤物半導體材料，例如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）及其氮化物（如GaN）和碲化物（如CdTe）等。我們將詳細分析這些材料獨特的能帶結構，如直接帶隙與間接帶隙的差異，以及它們如何影響材料的光學發射效率和吸收特性。此外，本章還將討論量子點、量子阱等納米半導體材料的獨特光電性能，解釋量子尺寸效應如何賦予它們新穎的光學和電學行為，並展望其在下一代光電器件中的應用前景。最後，我們將探討新型光電材料的研發進展，包括有機半導體、鈣鈦礦材料等，並分析它們在柔性電子、低成本光伏等新興領域的潛力。 第三章 光電器件基礎 本章將深入剖析構成光電子係統的基本單元——各類光電器件的工作原理。我們將從半導體PN結理論齣發，詳細講解其在二極管、三極管等器件中的應用，並在此基礎上構建起對光電器件理解的框架。首先，我們將詳細介紹光電二極管（Photodiode）和光電探測器（Photodetector）的結構、工作原理、性能指標（如靈敏度、響應速度、噪聲等）以及不同類型（如PIN光電二極管、雪崩光電二極管APDs）的特點與應用場景。我們將深入分析光子如何被吸收並産生電子-空穴對，以及這些載流子如何被電場分離並形成光電流。隨後，本章將轉嚮光源器件，重點介紹發光二極管（LED）和激光二極管（LD）的結構、工作機製、電緻發光和受激輻射原理，以及影響其發光效率、光譜特性和輸齣功率的關鍵因素。我們將區分LED和LD在相乾性、單色性和方嚮性上的差異，並探討它們在照明、顯示、通信等領域的廣泛應用。此外，本章還將簡要介紹光電耦閤器（Optocoupler）的工作原理，闡述其如何實現電信號的光學隔離，以及其在安全防護和信號傳輸中的重要作用。 第四章 光學傳感器與探測係統 本章將聚焦於如何利用光電器件構建功能強大的光學傳感器與探測係統，實現對外界物理量的精確測量與信息獲取。我們將從傳感器的工作原理齣發，闡述其如何將非電信號轉化為可測量的電信號，並在此基礎上介紹各種典型光學傳感器的設計與應用。首先，我們將深入研究光電探測器在不同應用中的具體實現，包括其在可見光、紅外、紫外等不同波段的探測能力。我們將重點介紹成像傳感器，如CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器，詳細闡述其像素結構、信號采集與讀齣機製，以及它們在數字相機、安防監控、醫學成像等領域的關鍵作用。接著，我們將探討非成像類光學傳感器，如光敏電阻、光電開關、接近傳感器等，分析其工作原理、靈敏度特性以及在自動化控製、工業檢測、環境監測等方麵的應用。本章還將深入介紹激光雷達（LiDAR）和光學雷達（Lidar）等基於激光的測距與成像技術，闡述其工作原理、測量精度以及在自動駕駛、地形測繪、三維建模等前沿領域的應用。此外，我們還將討論光學傳感器的集成化與智能化趨勢，包括多功能傳感器融閤、微型化傳感器設計以及基於機器學習的信號處理技術。 第五章 光通信係統 本章將深入探討光通信係統的核心組成部分、工作原理及其在現代信息傳輸中的決定性作用。我們將從信息編碼、調製解調到光信號傳輸與接收，全麵解析光通信的整個流程。首先，我們將介紹光縴通信的基本原理，包括光縴的結構、全反射原理以及光信號在光縴中傳輸損耗和色散等影響傳輸質量的因素。我們將區分單模光縴和多模光縴的特點與應用場景。接著，我們將重點分析光通信係統中的關鍵器件，包括光源（如激光器）和探測器（如光電二極管）的選擇與優化，以及如何通過調製技術（如幅度調製、頻率調製、相位調製）將電信號轉化為可傳輸的光信號。本章還將深入探討光信號的接收與解調過程，包括如何利用光電探測器將光信號轉換迴電信號，以及如何通過解調技術恢復原始信息。我們將介紹不同類型的光調製格式（如NRZ、RZ、PAM4）及其在提升傳輸速率和頻譜效率方麵的優勢。此外，本章還將簡要介紹光網絡的架構，包括點對點連接、總綫型網絡、環形網絡以及光交叉連接（OXC）等概念，並分析其在構建大規模通信基礎設施中的作用。最後，我們將展望光通信技術的未來發展，包括相乾光通信、空分復用（SDM）等技術如何進一步提升傳輸容量與效率。 第六章 光電器件的製造工藝 本章將深入剖析光電器件從設計到成品的製造過程，揭示實現高性能光電器件的關鍵技術與工藝流程。我們將從材料準備齣發，詳細介紹各種半導體材料的外延生長、薄膜沉積、光刻、刻蝕、摻雜等核心工藝步驟，並闡述這些工藝如何影響器件的性能與可靠性。首先，我們將詳細介紹外延生長技術，如液相外延（LPE）、氣相外延（VPE）和分子束外延（MBE），以及如何通過這些技術精確控製材料的成分、晶體質量和薄膜厚度，以滿足不同光電器件的設計需求。接著，我們將重點講解光刻技術，包括光刻膠的選擇、曝光工藝和顯影過程，以及如何利用光刻實現器件結構的高精度圖形化轉移。隨後，我們將深入探討刻蝕技術，包括乾法刻蝕（如反應離子刻蝕RIE）和濕法刻蝕，以及如何選擇閤適的刻蝕工藝來精確地去除材料並形成器件的三維結構。本章還將詳細介紹摻雜技術，包括擴散和離子注入，以及如何通過精確控製摻雜濃度和分布來調節半導體的電學特性。此外，我們將探討金屬化、鈍化、封裝等關鍵工藝步驟，以及它們對光電器件性能、穩定性和可靠性的影響。最後，本章將簡要介紹當前光電器件製造領域的新技術與趨勢，如納米加工技術、三維集成技術等，以及它們在推動光電器件嚮更小尺寸、更高性能和更低成本方嚮發展中的作用。 第七章 光電器件在現代科技中的應用 本章將係統地展示光電器件如何在各個現代科技領域發揮至關重要的作用，並深入剖析其在具體應用中的獨特價值與創新貢獻。我們將從信息技術齣發，詳細闡述光電器件在光通信、光計算、信息存儲等方麵的應用。在光通信領域，我們將聚焦於光縴通信、光模塊、光交換等關鍵技術，以及它們如何支撐起互聯網、移動通信等現代信息網絡的龐大需求。在光計算方麵，我們將探討光信號處理、光存儲介質以及未來光計算機的潛在可能性。接著，我們將轉嚮能源領域，重點關注光電器件在太陽能電池（光伏器件）中的應用，分析其工作原理、能量轉換效率以及對可再生能源發展的重要性。我們將介紹不同類型的太陽能電池，如晶體矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、有機太陽能電池等，並分析它們的優缺點及發展前景。此外，本章還將廣泛介紹光電器件在傳感與測量領域的應用，包括各種光學傳感器在環境監測、工業自動化、醫療診斷、精密測量等方麵的具體實例，例如用於氣體檢測的光學傳感器、用於生物信號監測的光電傳感器、用於距離測量的激光傳感器等。最後，我們將展望光電器件在人工智能、生物技術、航空航天等前沿領域的未來應用潛力，以及它們如何推動科技進步和人類社會的發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性簡直是無可挑剔，它真正做到瞭理論聯係實際，讓人感覺學到的知識可以立即投入到工程實踐中。不同於一些學院派著作，本書非常注重“動手能力”的培養。每一個核心概念的講解之後，幾乎都能緊跟著一個詳盡的實例分析，這些實例往往來源於真實的工程案例，而非虛擬的、過於理想化的場景。書中對仿真工具的使用指導也十分到位，它沒有簡單地提供操作步驟，而是教你如何利用這些工具去驗證設計假設、調試潛在錯誤，真正做到用軟件來輔助設計決策。我發現自己很多過去在項目中感到棘手的問題，通過迴顧書中對應章節的分析方法，都能迎刃而解。對於初入職場的工程師而言，這本書無異於一本“救命稻草”，它填補瞭課堂教學與真實工作環境之間的巨大鴻溝。這種高度的工程化導嚮，使得這本書在工具書的行列中占據瞭非常重要的地位。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的深度和廣度給我留下瞭極為深刻的印象，它絕非那種浮於錶麵的入門讀物。作者在闡述基本原理時，深入挖掘瞭背後的物理機製和數學模型，讓你明白“為什麼”是這樣，而不是僅僅停留在“是什麼”。例如，在討論某類特定電路的設計優化時，書中不僅給齣瞭成熟的解決方案，還細緻地分析瞭不同設計選擇之間的權衡（Trade-offs），這種辯證的思維方式，對於培養工程師的係統性思維至關重要。我尤其欣賞作者在介紹新興技術模塊時所展現的敏銳洞察力，他們似乎總能走在行業前沿，將最新的研究成果巧妙地融入到教學體係中。閱讀過程中，你會發現自己不斷地在挑戰自己的認知邊界，時常需要停下來，對照其他資料進行二次確認，但這恰恰是深度學習的標誌。這種挑戰性，讓這本書的價值遠超一般教材，更像是一部技術手冊與前沿研討的結閤體。

評分☆☆☆☆☆

作者的敘事風格著實高明，讀起來完全沒有傳統技術書籍那種枯燥乏味的感覺，更像是一位經驗豐富的前輩在耐心地嚮你傳授畢生所學。行文流暢自然，即便是處理那些邏輯性極強的技術流程時，作者也總能找到巧妙的比喻或類比，使得原本晦澀難懂的概念變得生動起來。我特彆留意到，本書在講解復雜算法或設計流程時，會不時穿插一些曆史性的背景介紹，解釋這些技術是如何一步步發展演變而來的。這種“講故事”的方式，極大地增強瞭閱讀的連貫性和趣味性，讓你在不知不覺中吸收瞭大量信息。它成功地平衡瞭學術的嚴謹性與閱讀的愉悅性，使得長時間的深入研讀也變得可以忍受，甚至期待。這種娓娓道來的講述方式，是許多技術作者難以企及的境界，體現瞭深厚的文字功底和對教學藝術的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀簡直是教科書中的一股清流，拿到手裏就讓人忍不住想翻閱。那種略帶磨砂質感的封麵，配上清晰的字體設計，讓人感覺這是一本經過精心打磨的作品。內頁的紙張質量也相當不錯，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到疲勞。更值得稱贊的是，全書的結構劃分邏輯性極強，每一章的過渡都如同水到渠成一般自然。目錄清晰明瞭，讓你在查找特定知識點時，能夠迅速定位。書中的插圖和示意圖，繪製得非常專業，不僅美觀，而且準確地傳達瞭復雜的電路概念。我特彆喜歡它在細節處理上的用心，比如一些關鍵公式的突齣顯示，以及術語的首次齣現時的加粗處理，這些都極大地便利瞭學習者的理解和記憶。整體來看，這本書的“顔值”和“內涵”是完美結閤的典範，讓人在學習之餘，也能享受到閱讀的愉悅。對於那些注重閱讀體驗和書籍質感的讀者來說，這本書絕對能滿足你的期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和輔助材料無疑是其整體價值的重要組成部分，極大地提升瞭學習的完整性和有效性。我發現書中提到的所有例程和實驗代碼，都能在配套的在綫資源庫中找到，而且代碼的注釋詳盡到幾乎不需要額外解釋。更貼心的是，作者似乎預料到瞭讀者在學習過程中可能遇到的各種“卡點”，為每一個難點都準備瞭擴展閱讀或補充說明，這些附加信息雖然沒有塞進正文，但對於希望進行更深層次探索的學習者來說，簡直是寶藏。這種體係化的支持，意味著讀者不僅僅是在購買一本靜態的書籍，而是在獲取一個動態的、不斷完善的學習生態係統。它鼓勵讀者不僅要看書，還要動手操作、去查閱更廣闊的資料，從而構建起一個多維度的知識網絡。這種對學習者負責任的態度，使得這本書在眾多技術教材中脫穎而齣，成為一個真正意義上的學習夥伴。