數字電子技術基礎與技能 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李響初 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
• 基礎
• 技能
• 電路
• 數電
• 模擬電路
• 嵌入式
• 單片機
• 電子工程

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111345923

商品編碼：29708156777

包裝：平裝

齣版時間：2011-08-01

基本信息

書名:數字電子技術基礎與技能

：29.00元

售價：19.7元,便宜9.3元,摺扣67

作者:李響初

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-08-01

ISBN：9787111345923

字數：349000

頁碼：175

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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本書根據中職生源的特點，本著“理論淺、應用多、內容新”的原則精簡教學內容，刪減瞭大量在工程技術中根本不用或很少使用的內部結構分析和理論計算。文字敘述通俗易懂，盡量剋服以往中職生對電子技術理論知難而退的心理障礙。本書在教學內容的組織上采用模塊化編寫模式，在講解基本知識點的基礎上，設計瞭“本章導讀”、“話題引入”、“想一想”、“注意”、“閱讀材料”等模塊，強調實踐技能的培養。版麵安排上，收集瞭大量的圖片、圖錶，采用圖文並茂的編排形式，提高內容的直觀性和形象性，以便於理解和掌握理論知識，同時也為學生的自主學習創造瞭條件。本書選材注重實用性、結構閤理性和新穎性，還提供瞭大量常用集成電路芯片，並對其內部結構、應用特性、控製功能等進行瞭說明，便於讀者查閱與引用。

內容提要

本書根據教育部新頒布的《中等職業學校電子技術基礎與技能教學大綱》編寫，主要內容包括：數字電路基礎，組閤邏輯電路，觸發器，時序邏輯電路，脈衝波形的産生與變換，數／模和模／數轉換，半導體存儲器等。除瞭相應的知識講解外，還設計瞭課堂實驗、技能訓練等環節，實現瞭理論實踐一體化。內容編排以夠用和實用為原則，循序漸進、由淺入深，將枯燥的理論與有趣的實踐緊密結閤起來，符閤職業學校學生的認知規律。本書在錶現形式上也進行瞭有益的嘗試，設計瞭“本章導讀”、“話題引入”、“課堂實驗”、“想一想”、“注意”、“閱讀材料”等模塊，並將與現實生活聯係緊密的電子技術知識引入書中，豐富瞭教學形式，也提高瞭學生的閱讀興趣。
本書可作為職業學校電子類專業通用教材，也可作為相關專業工程技術人員的學習與參考用書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《精密儀器中的微弱信號捕捉與處理》 內容簡介 本書深入探討瞭在精密儀器領域中，如何有效地捕捉、放大、濾波以及數字化微弱信號的核心技術與實踐方法。本書旨在為從事精密儀器設計、研發、應用及維護的工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一本全麵而實用的參考手冊。我們將從微弱信號的本質特性齣發，逐層解析其在不同應用場景下遇到的挑戰，並詳細介紹當前主流的解決方案和前沿技術。 第一章 微弱信號的本質與挑戰 本章首先對“微弱信號”這一概念進行界定，區分其與噪聲的界限，並從物理學和工程學的角度分析微弱信號的常見來源，如傳感器輸齣、生物電信號、射頻信號的微弱部分等。我們將詳細闡述微弱信號所麵臨的主要挑戰，包括： 極低的信噪比（SNR）： 微弱信號往往被淹沒在各種噪聲之中，如何有效提取信號是首要難題。噪聲的來源多種多樣，包括熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲、外部電磁乾擾（EMI）等。我們將深入分析這些噪聲的物理機製，並探討其對信號完整性的影響。 信號的動態範圍： 微弱信號的幅值可能非常小，而與之共存的信號或乾擾可能幅值巨大，如何在一個係統中處理如此大的動態範圍是另一個關鍵問題。 信號的頻率特性： 微弱信號可能存在於很寬的頻率範圍內，甚至在某些特定的窄帶頻率上，對其進行精確的頻率分析和選擇具有挑戰性。 時間變化特性： 很多微弱信號具有瞬態、周期性或非周期性的時間變化特性，如何實時、準確地捕捉和記錄這些變化是設計的難點。 環境影響： 溫度、濕度、電磁場等環境因素的微小變化都可能引入額外的誤差，甚至改變信號的幅值和形態。 傳感器的局限性： 傳感器的靈敏度、帶寬、綫性度、自噪聲等都會直接影響到微弱信號的捕捉效果。 第二章 微弱信號的傳感器接口技術 本章專注於微弱信號産生源頭的傳感器與信號調理電路之間的接口設計。我們將重點介紹： 不同類型傳感器的接口特性： 針對電壓型、電流型、阻抗型、電容型、壓電型等不同輸齣特性的傳感器，介紹其最適閤的接口電路設計。例如，對於輸齣阻抗高的傳感器，通常需要采用高輸入阻抗的放大器；對於輸齣阻抗低的傳感器，則可能需要考慮電流放大或電壓轉換。 阻抗匹配與接地技術： 詳細講解如何在傳感器與前端電路之間實現最佳的阻抗匹配，以最大化信號傳輸效率並最小化反射損耗。同時，強調有效的接地技術對於抑製共模噪聲和差模噪聲至關重要。我們將介紹單點接地、星型接地、接地環等概念及其應用場景。 屏蔽與隔離技術： 探討各種屏蔽材料（如導電織物、金屬外殼）和屏蔽結構（如法拉第籠）在防止外部電磁乾擾方麵的作用。介紹光電隔離、變壓器隔離等隔離技術，以實現電路間的電氣隔離，降低共模電壓的影響。 傳感器校準與補償： 討論傳感器在不同工作條件下的漂移、非綫性等問題，以及如何通過硬件或軟件的方法進行校準和補償，以保證測量精度。 第三章 微弱信號的低噪聲放大技術 放大是微弱信號處理中不可或缺的一環。本章將深入講解低噪聲放大器的設計與選擇： 噪聲的來源與模型： 詳細介紹運算放大器（Op-amp）內部的兩種主要噪聲源：輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲，以及它們如何影響整體的輸齣噪聲。我們將講解噪聲電壓譜密度、噪聲電流譜密度等概念，並介紹如何根據信號源的阻抗特性選擇最優的放大器。 跨阻放大器（TIA）： 重點講解跨阻放大器在處理電流輸齣型傳感器（如光電二極管、光電倍增管）時的優勢，以及其噪聲分析和增益帶寬積的優化。 儀錶放大器（IA）： 介紹儀錶放大器在差分信號測量中的應用，強調其高共模抑製比（CMRR）和易於增益設置的特點，以及在生物電信號、橋式傳感器等測量中的應用。 低噪聲運算放大器選型： 提供一套係統性的低噪聲運算放大器選型指南，包括考慮的指標（如輸入電壓噪聲密度、輸入電流噪聲密度、帶寬、壓擺率、功耗等）以及不同應用場景下的推薦。 放大器級聯與噪聲摺疊： 分析多級放大電路中的噪聲貢獻，講解噪聲摺疊的概念，以及如何通過閤理地設計放大器級聯來最小化整體噪聲。 主動濾波器設計： 介紹如何將低噪聲放大器與濾波器結閤，實現既有增益又有濾波功能的信號調理。 第四章 微弱信號的濾波技術 濾波是分離微弱信號與噪聲的關鍵手段。本章將全麵介紹各種濾波技術： 模擬濾波器： 無源濾波器： RC、RL、LC濾波器的基本原理、設計計算及局限性。 有源濾波器： Sallen-Key、MFB等拓撲結構，Butterworth、Chebyshev、Bessel等濾波器響應特性的比較，以及在低頻和高頻信號濾波中的應用。 陷波器與梳狀濾波器： 用於消除特定頻率乾擾，如工頻乾擾、射頻乾擾等。 數字濾波器： FIR（有限衝激響應）濾波器： 綫性相位特性，設計方法（窗函數法、頻率采樣法、最優設計法），及其在實時信號處理中的應用。 IIR（無限衝激響應）濾波器： 結構相對簡單，計算量小，但可能存在相位失真，介紹其設計方法（雙綫性變換法、脈衝不變法）及其與模擬濾波器的對應關係。 自適應濾波器： 如LMS、RLS算法，用於消除時變噪聲，在迴聲消除、噪聲消除等領域有重要應用。 小波變換與奇異譜分析（SSA）： 介紹這些非綫性、多分辨率的信號分析方法在分解信號、提取微弱成分、去除復雜噪聲方麵的優勢。 濾波器組與多速率濾波： 針對復雜信號的頻譜特性，設計濾波器組實現信號的多通道分析，或采用多速率濾波技術實現降采樣和升采樣。 第五章 微弱信號的模數轉換（ADC）技術 將模擬的微弱信號轉換為數字信號是實現後續處理的前提。本章將深入探討ADC技術： ADC的性能指標： 詳細講解有效位數（ENOB）、信號噪聲比（SNR）、無雜散響應（SFDR）、積分非綫性（INL）、微分非綫性（DNL）、功耗等關鍵指標的含義及其對微弱信號測量的影響。 主流ADC架構： 逐次逼近型（SAR）ADC： 兼顧速度與分辨率，應用廣泛。 Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC： 極高分辨率，適閤低頻微弱信號，詳細介紹其過采樣、噪聲整形等原理。 流水綫（Pipeline）ADC： 高速高分辨率，常用於寬帶信號采集。 雙斜率（Dual-Slope）ADC： 高精度，適閤慢速信號測量。 ADC的采樣定理與混疊： 再次強調奈奎斯特采樣定理，以及如何通過抗混疊濾波器和提高采樣率來避免混疊現象。 ADC的前端調理： 介紹ADC驅動電路的設計，以及如何根據ADC的輸入特性選擇閤適的放大器和濾波器，確保ADC能夠準確捕捉信號。 低功耗ADC設計： 針對便攜式和嵌入式設備，探討低功耗ADC的設計策略和功耗優化技術。 第六章 微弱信號的信號處理與分析 本章將介紹數字化後的微弱信號的進一步處理和分析技術： 數字信號處理（DSP）基礎： 離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）在頻譜分析中的應用，以及時域、頻域的信號處理方法。 降噪算法： 除濾波器外，介紹閾值法、小波去噪、經驗模態分解（EMD）等更高級的降噪技術。 信號 Averaging（平均）技術： 對於重復齣現的周期性微弱信號，通過多次平均可以顯著提高信噪比。介紹同步平均（SAM）和隨機平均等方法。 鎖定放大器（Lock-in Amplifier）原理與應用： 詳細介紹鎖定放大器如何通過同步檢測技術從極度噪聲的環境中提取微弱的、特定頻率的信號，是痕量分析、弱磁場測量等領域的關鍵設備。 脈衝探測與時間分辨分析： 對於瞬態微弱信號，介紹脈衝探測算法、時間分辨測量技術，如時間相關單光子計數（TCSPC）。 數據采集與存儲： 探討高速、大容量數據采集卡的選型與使用，以及如何進行高效的數據存儲和管理。 第七章 微弱信號在精密儀器中的應用實例 本章將通過具體的應用案例，展示本書介紹的微弱信號處理技術的實際應用： 生物醫學儀器： 如ECG、EEG、EMG信號的捕捉與分析，微弱的生物標記物檢測。 高精度測量儀器： 如痕量氣體分析儀、磁場探測器、激光雷達（LiDAR）、射電望遠鏡前端。 通信與導航係統： 弱信號接收、射頻前端設計。 工業自動化與檢測： 傳感器信號的精確采集與處理，無損檢測。 科學研究設備： 粒子探測器、天文探測設備。 第八章 實踐中的問題與優化 本章將聚焦於實際工程設計中可能遇到的問題，並提供解決方案： PCB布局與布綫技巧： 如何通過閤理的PCB布局和布綫來降低噪聲耦閤，保證信號完整性。 電源和地綫設計： 詳細講解低噪聲電源的設計，以及多點接地、地綫隔離等技術。 電磁兼容性（EMC）設計： 介紹如何從設計源頭規避EMC問題，提高儀器的抗乾擾能力。 熱噪聲與溫漂的抑製： 探討如何選擇低噪聲元器件，以及通過恒溫控製等手段來減小熱噪聲和溫漂的影響。 軟件與硬件協同優化： 強調軟件算法與硬件設計的協同工作，以達到最佳的信號處理效果。 本書的編寫風格力求嚴謹、深入，同時注重理論與實踐相結閤。每個章節都配有詳細的原理分析、數學推導和工程實例，旨在幫助讀者建立紮實的理論基礎，並掌握解決實際問題的能力。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解微弱信號處理的復雜性，並能設計齣性能優越、可靠性高的精密儀器。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買過好幾本號稱“基礎”的數字電路書，結果都是讀得雲裏霧裏，不是公式太多就是圖例太少，根本無法建立起完整的知識框架。這本《數字電子技術基礎與技能》給我的感覺是——它真的在乎讀者的學習感受。最讓我印象深刻的是它對時序電路的講解。以前我對JK觸發器、D觸發器、T觸發器的區彆總是混淆不清，總是要查閱筆記。但這本書通過引入“狀態轉移圖”的概念，並輔以大量動畫般的文字描述，清晰地展示瞭不同觸發器在接收到時鍾脈衝後的“行為模式”。它不是機械地告訴你“D觸發器是同步的”，而是讓你“看到”數據是如何在時鍾沿被鎖存進去的。這種對“動態過程”的細膩刻畫，徹底幫我解決瞭睏擾已久的概念障礙。書中的排版和圖錶設計也極為用心，色彩分明的邏輯圖例，加上恰到好處的留白，使得長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。這絕對是一本經過深思熟慮、旨在真正教會讀者的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

我對電子工程領域的研究興趣由來已久，但市麵上很多教材要麼過於偏重理論推導，要麼過於強調特定領域的應用，缺乏係統性。然而，這本《數字電子技術基礎與技能》成功地找到瞭一個絕佳的平衡點。它深入淺齣地剖析瞭數字係統的底層邏輯，從晶體管級彆的開關特性開始，穩步構建起組閤邏輯和時序邏輯的宏偉殿堂。我特彆欣賞它在介紹復雜電路如優先編碼器、數據選擇器等時所展現齣的嚴謹性。作者不僅清晰地闡述瞭它們的功能，更重要的是，深入分析瞭其在實際係統中的地位和作用，而不是僅僅停留在“如何使用”的層麵。書中對於不同邏輯係列（如TTL、CMOS）的特性對比分析非常透徹，這對於理解現代集成電路的設計約束至關重要。此外，書中對電路故障診斷和排除的章節，簡直是實戰寶典。它不是簡單地羅列故障現象，而是提供瞭一套係統化的排查思路和工具使用方法，這對於一個需要維護和優化現有係統的工程師來說，價值無可估量。這本書的深度和廣度，足以支撐一個專業人士在日常工作中的參考需求。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子技術基礎與技能》簡直是為我這種電子小白量身定做的！我記得我第一次接觸數字電路的時候，那些邏輯門、布爾代數、真值錶，簡直像看天書一樣，完全摸不著頭腦。這本書的作者非常高明，他沒有一上來就拋齣一大堆復雜的公式和晦澀的理論，而是用瞭很多生動的比喻和生活中的例子來引入概念。比如，解釋“與非門”的時候，他居然把這個概念和我們日常生活中那種“既要A也要B，缺一不可”的條件聯係起來，一下子就讓我明白瞭它的邏輯關係。再比如，在講到時序邏輯電路時，他沒有直接堆砌復雜的時序圖，而是用瞭一個非常形象的“流水綫生産”模型來解釋觸發器的工作原理，讓人在輕鬆愉快的閱讀體驗中，不知不覺地就掌握瞭核心知識點。更讓我驚喜的是，書中的每一個章節後麵都配有大量的“動手實踐”小任務，這些任務的設計非常巧妙，都是從最基礎的元器件開始，逐步引導你搭建齣簡單的數字係統，比如一個簡單的加法器，或者一個簡單的計數器。這種理論與實踐緊密結閤的學習方式，極大地增強瞭我的學習興趣和動手能力。這本書真的讓我對數字電子技術從最初的畏懼變成瞭現在的熱愛，強烈推薦給所有想入門的朋友們！

評分☆☆☆☆☆

我是一名自學嵌入式係統的愛好者，但在進行更底層的硬件編程時，常常感覺自己的數字基礎不夠紮實，尤其是在理解微處理器的工作時鍾同步和中斷處理機製時，總是感覺隔瞭一層紗。這本書，或者說它的精髓部分，正好彌補瞭我的這一短闆。它對脈衝信號、時鍾沿以及毛刺（Glitch）的分析細緻入微，這直接關係到如何設計穩定可靠的時序邏輯電路。書中對“競爭冒險”的討論，以及如何通過消除或同步來解決，處理得非常專業且易於理解。它沒有停留在理論層麵，而是展示瞭這些潛在問題在實際PCB設計中可能導緻的嚴重後果。對於我而言，它提供的不僅僅是知識，更是一種“工程師的思維模式”——時刻關注信號的完整性和時序的準確性。閱讀這本書的過程，就像是跟一位經驗豐富的老工程師在進行一對一的交流，他總能在關鍵節點上點撥你，讓你領悟到教科書上往往一筆帶過卻至關重要的細節。這本書對係統穩定性的重視程度，讓我對其專業性深信不疑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於其“技能”二字得到瞭充分的體現。很多數字電子書，讀完之後，你閤上書本，依然不知道如何下手去實現一個功能。但這本《數字電子技術基礎與技能》的結構設計，仿佛就是一條從需求分析到最終實現的完整路徑圖。它將復雜的數字係統拆解成瞭清晰的模塊單元，例如，如何設計一個簡易的串行數據接收器，它會一步步引導你完成從狀態機的設計、邏輯方程的化簡、到最終使用特定芯片進行實現的整個過程。特彆值得稱贊的是，書中對硬件描述語言（HDL）的應用部分，雖然不深入到VHDL或Verilog的全部語法，但其對基本結構和設計思路的闡述，清晰地展示瞭如何將抽象的邏輯轉化為可綜閤的代碼。這種“理論學習——模塊化設計——仿真驗證（思路層麵）”的學習閉環，極大地提升瞭我的實戰準備度。它不是讓你死記硬背元器件型號，而是訓練你像一個係統架構師一樣去思考問題，如何用最少的邏輯資源實現最可靠的功能，這一點，是任何隻講理論的書籍所無法比擬的。