具體描述
基本信息
書名:數字電路讀圖100例
定價：29.00元
售價：19.7元,便宜9.3元,摺扣67
作者:瞿德福著
齣版社：中國標準齣版社
齣版日期：2013-09-01
ISBN：9787506672245
字數：
頁碼：
版次：2
裝幀：平裝
開本：大16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
瞿德福編著的《數字電路讀圖100例》是《數字集成電路新的讀看圖法》一書的姊妹篇，重點是讀圖，通過大量經典讀圖示例指導讀者正確畫圖。在本書前部分給齣三種檢索方法，以利讀者有針對性地快速檢索i00例中感興趣的示例。書中100個讀圖示例中應用瞭圖形符號6種讀圖方法是本書的一大特點；第二個特點是，除瞭一般數字電路器件的讀圖外，還有大量的鎖存器和觸發器以及多種總綫收發器的讀圖示例，這對讀者掌握較難的圖的讀圖方法很有幫助。
內容提要
《數字電路讀圖100例》作者(瞿德福)為新的“實用數字電路讀看圖法”的提齣者。
該方法以國傢標準GB／T 4728．12為邏輯符號和語言 ，具有快速正確的讀圖功效。
《數字電路讀圖100例》靈活運用6種新的實用數 字電路讀圖方法，深入淺齣地介紹瞭100個數字電路讀圖實例。除瞭一般的數 字電路 器件的讀圖外，還有大量的鎖存器和觸發器以及多種 總綫收發器的讀圖實例，對讀者掌握較難的數字電路讀圖方 法很有 幫助，是寶貴的技術參考資料。作者在100個精心選 編的實例中，將功能、圖和標準三者緊密結閤，並在例前和 例後分 設瞭便於查找所需器件實例的檢索方式和便於讀者自 學、練習的習題及答案，非常有助於讀者看圖能力的提高， 有利於 實際器件的應用。
本書是電子、電工、電信、航天航空、儀器儀錶 、自動控製和檢測、機電一體化和傢電等電氣領域中的工程 技術人 員和工人以及大專院校相關專業的師生解讀數字電路 圖的良 師益友。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《電路信號深度解析：理論與實踐的雙重奏》 概述 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的電路信號理解框架。我們跳齣對單一器件或模塊的孤立分析，而是聚焦於電路在不同工作狀態下，其內部信號傳遞、變換和交互的本質規律。通過係統性的理論闡述與貼近實際的案例分析，本書將帶領讀者逐步掌握解讀復雜電路行為的關鍵能力，從而能夠更自信地進行電路設計、調試和故障診斷。我們相信，真正的電路功力在於對“信號”的深刻洞察，而本書正是為此而生。 核心理念 本書的核心理念在於“信號流”和“信號域”的統一。我們認為，理解一個電路，歸根結底是要理解其內部信號在不同“域”（如時域、頻域、相域）中的錶現，以及這些信號如何從輸入端齣發，經過一係列的變換，最終到達輸齣端。每一個器件、每一個連接，都隻是信號流動的節點或通路。因此，本書將大量篇幅用於講解如何從不同維度觀察和分析信號，以及不同電路結構對信號産生的典型影響。 本書結構與內容詳解 本書共分為五個主要部分，每一部分都圍繞著信號展開，層層遞進： 第一部分：信號的本質與錶徵 第一章：信號的物理基礎迴顧 本章將簡要迴顧電子信號的物理本質，包括電壓、電流、電荷、能量等基本概念。我們將重點強調這些物理量的動態變化如何構成我們所說的“信號”。 內容詳述： 電荷與電流： 深入講解自由電子的運動如何形成電流，以及不同導體的導電特性對電流信號的影響。討論瞬時電流、平均電流的概念，以及它們在實際電路中的意義。 電壓與電勢差： 解釋電壓作為驅動電荷運動的動力源，強調電勢差的形成機製（如化學能、電磁感應等）。講解節點電壓、支路電壓、瞬態電壓的變化規律。 能量與功率： 分析電路中能量的存儲（電容、電感）和耗散（電阻），以及功率的産生和傳輸。理解信號的幅值與能量、功率之間的關係。 動態信號的特性： 引入信號的“動態”概念，區分靜態偏置和動態信號。討論信號的幅度、頻率、相位、波形等基本屬性，並初步介紹這些屬性的測量方法。 實際信號的非理想性： 探討真實世界信號存在的噪聲、失真、寄生效應等非理想因素，為後續章節的分析打下基礎。 第二章：信號的時域分析 時域分析是理解電路行為最直觀的方式。本章將聚焦於信號在時間軸上的變化規律。 內容詳述： 基本波形分析： 深入分析直流信號（DC）、方波（Square Wave）、三角波（Triangle Wave）、鋸齒波（Sawtooth Wave）、正弦波（Sine Wave）等基本波形的數學錶達式、特性及其在電路中的産生和應用。 瞬態響應： 詳細講解電路對階躍信號（Step Signal）、脈衝信號（Pulse Signal）等瞬態輸入的響應。重點分析RC、RL、RLC電路的瞬態響應特性，包括充電、放電過程，以及時間常數（Time Constant）在其中的作用。 穩態響應： 探討電路在長時間運行後，其信號行為趨於穩定的狀態。講解在不同輸入信號下，電路輸齣信號的穩態特徵。 波形測量與解讀： 介紹示波器（Oscilloscope）的基本原理和使用方法，如何通過示波器觀察、測量和分析信號的幅值、周期、占空比、上升/下降時間等關鍵參數。 傅裏葉級數與傅裏葉變換初步： 初步介紹如何將復雜周期信號分解為一係列正弦信號的疊加（傅裏葉級數），以及如何用傅裏葉變換來錶示非周期信號的頻譜特性。這為進入頻域分析做好鋪墊。 第三章：信號的頻域分析 頻域分析提供瞭一種看待信號的全新視角，揭示瞭信號中包含的各種頻率成分及其強度。 內容詳述： 頻譜概念： 詳細解釋信號的頻譜（Spectrum）是什麼，即信號在不同頻率上的能量分布。理解周期信號的離散頻譜和非周期信號的連續頻譜。 傅裏葉變換的深入： 詳細講解傅裏葉變換（Fourier Transform）及其逆變換，如何從時域信號得到頻域錶示，反之亦然。討論其在信號分析中的強大應用。 濾波器（Filter）的頻率響應： 重點分析低通濾波器（Low-Pass Filter, LPF）、高通濾波器（High-Pass Filter, HPF）、帶通濾波器（Band-Pass Filter, BPF）、帶阻濾波器（Band-Stop Filter, BSF）的頻率響應麯綫，理解它們如何選擇性地允許或阻止特定頻率的信號通過。 頻譜分析儀（Spectrum Analyzer）： 介紹頻譜分析儀的基本原理和使用，如何通過它觀察和測量信號的頻譜特性，識彆信號中的諧波（Harmonics）、噪聲和乾擾。 拉普拉斯變換（Laplace Transform）與Z變換（Z-Transform）： 引入拉普拉斯變換（用於連續時間係統）和Z變換（用於離散時間係統），講解它們在分析係統頻率響應和穩定性方麵的優勢，以及與傅裏葉變換的關係。 第四章：信號的相位與相乾性 除瞭幅度和頻率，信號的相位信息在許多應用中至關重要，尤其是在同步、調製和信號疊加等場景。 內容詳述： 相位（Phase）的定義與測量： 詳細解釋信號的相位，尤其是在正弦信號中，相位錶示信號在時間軸上的偏移。討論相位差（Phase Difference）的概念。 相乾性（Coherence）： 定義信號的相乾性，理解相乾信號之間的相位關係是固定不變的。討論相乾信號在乾涉、全息等現象中的作用。 相位失真（Phase Distortion）： 分析在信號傳輸過程中，不同頻率分量發生相位偏移（相位失真）對信號波形的影響，以及如何評估和避免相位失真。 鎖相環（Phase-Locked Loop, PLL）： 深入介紹鎖相環的工作原理，它如何通過跟蹤輸入信號的相位來産生一個與其同步的輸齣信號。討論PLL在頻率閤成、時鍾恢復等領域的應用。 信號的同步： 探討在通信係統、數字係統等領域，信號同步的重要性，以及實現信號同步的各種技術。 第二部分：模擬電路信號分析 第五章：放大器信號特性 放大器是模擬電路的核心。本章將分析放大器如何處理輸入信號，産生放大或衰減的輸齣。 內容詳述： 直流和交流增益： 區分放大器的直流增益和交流增益，分析不同類型放大器（如共射、共集、共基）的增益特性。 頻率響應與帶寬（Bandwidth）： 詳細講解放大器的頻率響應麯綫，理解其帶寬的定義以及對信號的影響。分析低頻和高頻響應的限製因素（如耦閤電容、寄生電容）。 瞬態響應： 講解放大器對階躍信號、脈衝信號的瞬態響應，包括上升時間、下降時間、過衝（Overshoot）和振鈴（Ringing）。 失真分析： 深入分析放大器産生的各種失真，包括非綫性失真（諧波失真、互調失真）和瞬態失真（壓擺率限製）。 噪聲（Noise）： 講解放大器産生的內部噪聲（熱噪聲、散粒噪聲等）如何影響輸齣信號的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）。 第六章：信號濾波與信號調理 本章聚焦於使用無源和有源元件實現對信號的濾波和優化。 內容詳述： 無源濾波器設計與分析： 詳細分析RC、RL、LC濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的電路結構、傳遞函數（Transfer Function）和頻率響應。 有源濾波器（Active Filters）： 講解使用運算放大器（Operational Amplifier, Op-Amp）構建有源濾波器的優勢，包括增益、阻抗匹配和級聯設計。分析Sallen-Key、MFB等結構。 信號調理（Signal Conditioning）： 討論在傳感器信號接入主處理電路前，需要進行的信號調理技術，如放大、衰減、隔離、濾波、基準電壓調整等。 采樣與保持（Sample-and-Hold）： 介紹采樣與保持電路的作用，在模數轉換（ADC）過程中如何捕獲瞬時信號值。 第三部分：數字電路信號分析 第七章：邏輯門與時序信號 數字電路的核心是邏輯門，其信號是離散的電平。本章將分析數字信號在邏輯門中的轉換。 內容詳述： 邏輯門（Logic Gates）的輸入輸齣特性： 詳細分析AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR門電路的邏輯功能，以及它們的輸入輸齣電壓範圍（高電平、低電平）。 邏輯電平與噪聲容限（Noise Margin）： 解釋數字信號的邏輯高、低電平定義，以及噪聲容限對係統穩定性的重要性。 建立時間（Setup Time）與保持時間（Hold Time）： 深入分析時序電路（如觸發器、寄存器）對輸入信號的時序要求，包括建立時間和保持時間的概念，以及違反時序可能導緻的鎖存錯誤。 時鍾信號（Clock Signal）的分析： 講解時鍾信號在同步數字電路中的核心作用，包括時鍾頻率、占空比、上升/下降時間對電路工作的影響。 競爭與冒險（Race Condition and Hazards）： 分析在組閤邏輯電路中，由於門電路延遲差異導緻信號路徑競爭，可能産生短暫的錯誤輸齣（冒險），以及如何消除冒險。 第八章：時序邏輯與狀態轉換 時序邏輯電路是數字電路的核心，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於過去的輸入（狀態）。 內容詳述： 觸發器（Flip-Flops）與寄存器（Registers）： 詳細講解SR, D, JK, T型觸發器的結構、工作原理和狀態轉換錶。分析寄存器如何組閤多個觸發器實現數據存儲。 時序分析（Timing Analysis）： 重點介紹時序分析的概念，包括時鍾周期、傳播延遲（Propagation Delay）、時鍾到輸齣延遲（Clock-to-Output Delay）、建立/保持時間裕量（Setup/Hold Margin）。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）： 介紹Mealy型和Moore型有限狀態機的概念，如何使用狀態圖（State Diagram）和狀態轉移錶（State Transition Table）來描述和設計時序邏輯。 移位寄存器（Shift Registers）： 分析各種移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIPO）的工作原理，以及它們在串並轉換、數據延遲等方麵的應用。 計數器（Counters）： 講解異步計數器（Ripple Counter）和同步計數器（Synchronous Counter）的原理，以及它們在分頻、定時等方麵的應用。 第九章：總綫信號與接口傳輸 現代數字係統通常通過總綫進行數據傳輸，本章將關注總綫信號的特性和接口設計。 內容詳述： 總綫（Bus）結構與協議： 分析單嚮總綫、雙嚮總綫、三態門（Tri-state Buffer）在總綫結構中的作用。介紹常見的總綫協議（如I2C, SPI, UART）的基本原理和信號時序。 信號完整性（Signal Integrity）： 討論在高頻總綫傳輸中，信號完整性問題的重要性，包括反射（Reflection）、串擾（Crosstalk）、衰減（Attenuation）等，以及如何通過阻抗匹配、串聯電阻等方式改善。 數據編碼與解碼（Data Encoding and Decoding）： 介紹常用的數據編碼方式（如Manchester編碼、NRZ編碼）及其在信號傳輸中的作用，以及相應的解碼器設計。 接口電路設計： 分析TTL、CMOS等不同邏輯電平標準之間的接口設計，以及如何通過電平轉換電路實現兼容。 總綫驅動器與接收器（Bus Drivers and Receivers）： 講解總綫驅動器和接收器的功能，以及它們在高帶寬、長距離傳輸中的作用。 第四部分：混閤信號電路信號分析 第十章：模數轉換（ADC）與數模轉換（DAC） 混閤信號電路是連接模擬世界和數字世界的橋梁，ADC和DAC是其中的核心。 內容詳述： ADC工作原理： 詳細介紹不同類型的ADC（如逐次逼近型SAR ADC, 雙積分型Integrator ADC, 流水綫型Pipeline ADC, Sigma-Delta ADC）的工作原理，包括采樣、量化、編碼過程。 ADC性能指標： 講解ADC的關鍵性能指標，如分辨率（Resolution）、采樣率（Sampling Rate）、量化誤差（Quantization Error）、非綫性度（Non-linearity）、信噪比（SNR）、有效位數（ENOB）。 DAC工作原理： 詳細介紹不同類型的DAC（如電阻網絡型R-2R Ladder DAC, 權電流型Weighted Current DAC）的工作原理，包括參考電壓、轉換電流、輸齣電壓的生成。 DAC性能指標： 講解DAC的關鍵性能指標，如分辨率、轉換時間、單調性（Monotonicity）、差分非綫性（DNL）、積分非綫性（INL）。 數字信號對模擬輸齣的影響： 分析數字輸入的微小變化如何通過DAC産生模擬輸齣的變化，以及數字噪聲如何影響模擬輸齣。 第十一章：運算放大器（Op-Amp）應用中的信號 運算放大器作為核心模擬器件，其信號處理能力在混閤信號電路中至關重要。 內容詳述： 理想與實際運放的信號模型： 分析理想運放和實際運放的特性差異，如輸入阻抗、輸齣阻抗、開環增益、帶寬限製、輸入失調電壓（Input Offset Voltage）、輸入偏置電流（Input Bias Current）。 運放作為信號處理器： 重點分析運放在各種電路中的信號處理能力，如反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器、微分器。 運放的穩定性問題： 講解運放電路可能齣現的振蕩（Oscillation）現象，分析其産生原因（如頻率補償不足、正反饋），以及如何通過補償技術解決。 比較器（Comparator）與遲滯（Hysteresis）： 分析比較器的工作原理，以及如何引入遲滯（施密特觸發器 Schmitt Trigger）來增強抗噪聲能力，改善輸齣信號波形。 第五部分：信號分析的實踐與進階 第十二章：實際電路中的信號乾擾與抑製 本章將聚焦於實際電路設計和調試中最常見的信號乾擾問題，並提供解決方案。 內容詳述： 電磁乾擾（EMI）與電磁兼容（EMC）： 詳細講解EMI的産生源（傳導、輻射），以及EMC的基本原則。 接地（Grounding）與布綫（Layout）： 分析良好的接地和閤理的PCB布綫對信號完整性和抗乾擾的重要性。講解星型接地、單點接地、多點接地等不同接地方式的適用場景。 屏蔽（Shielding）與濾波（Filtering）： 介紹金屬屏蔽、濾波電容、濾波電感等對抗乾擾的常用手段。 差分信號（Differential Signaling）： 詳細講解差分信號的工作原理，以及它在抑製共模噪聲（Common-Mode Noise）方麵的優勢，並分析差分對的布綫要求。 電源去耦（Power Supply Decoupling）： 講解在電源綫上添加旁路電容的作用，以濾除電源噪聲，保證數字電路和模擬電路的穩定工作。 第十三章：故障診斷中的信號分析 本書的最終目標是幫助讀者解決實際問題。本章將以故障診斷為切入點，展示信號分析的實戰價值。 內容詳述： 典型故障的信號特徵： 分析常見的電路故障（如短路、開路、元件失效、參數漂移）在電路信號上錶現齣的特徵。 示波器在故障診斷中的應用： 結閤實際案例，演示如何利用示波器觀察輸入信號、輸齣信號、中間節點信號，通過對比正常與異常信號來定位故障。 邏輯分析儀（Logic Analyzer）的應用： 講解邏輯分析儀在診斷復雜數字係統故障時的優勢，如何捕捉和分析總綫信號、控製信號的時序。 信號注入與響應測試： 介紹通過嚮電路注入已知信號（如脈衝、正弦波），然後觀察響應，來判斷電路功能是否正常的診斷方法。 從宏觀到微觀的診斷思路： 強調在診斷過程中，應從係統整體入手，逐步縮小範圍，最終定位到具體的故障器件或連接。 學習建議 本書的編寫力求循序漸進，但由於內容涉及多個方麵，建議讀者： 理論與實踐相結閤： 在閱讀理論章節的同時，積極動手進行電路仿真（如使用LTspice, Proteus等軟件）或搭建實際電路進行驗證。 多用工具： 熟練掌握示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等工具的使用，它們是理解和分析信號的得力助手。 關注細節： 電路分析的關鍵在於對細節的把握，每一個電阻、每一個電容、每一次信號的跳變都可能隱藏著重要的信息。 建立模型： 在分析復雜電路時，嘗試建立簡化的模型，抓住問題的本質。 結語 信號是電路的語言，理解信號的流動、變換和交互，是成為一名優秀電路工程師的必經之路。《電路信號深度解析：理論與實踐的雙重奏》緻力於成為您在這條道路上的可靠嚮導。我們希望通過本書，您不僅能夠掌握一套分析信號的工具和方法，更能培養齣對電路信號的敏銳洞察力，從而在您的電路設計和開發生涯中遊刃有餘。
