非綫性電路——基礎分析與設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

張新國 等 著

圖書標籤:

• 非綫性電路
• 電路分析
• 電路設計
• 模擬電路
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 工程技術
• 信號處理
• 電路理論

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040315868

商品編碼：29712765456

包裝：平裝

齣版時間：2011-04-01

基本信息

書名:非綫性電路——基礎分析與設計

：62.00元

售價：42.2元,便宜19.8元,摺扣68

作者:張新國 等

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2011-04-01

ISBN：9787040315868

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.699kg

編輯推薦

由蘭州大學信息科學與工程學院張新國、馬義德、李守亮編著的這本《非綫性電路——基礎分析與設計》，內容清新、深入淺齣，凝聚瞭他們多年科研、教學的精粹，是一本很有特色的新作，也是獲得甘肅省自然科學基金資助的課題，很適閤於作為研究生及大學生教材或自學參考用書。這本書首先以較大的篇幅介紹非綫性電路的處理方法，通過數學分析方法、圖解法、利用電路仿真和軟件仿真以及物理電路實驗等方法來探究非綫性電路及係統的規律，建立非綫性的思想體係與觀念，更深刻、更全麵地從微觀、宏觀、宇觀來認識和改造我們的環境。其次通過大量典型混沌電路的分析和設計引齣混沌電路同步與混沌遮掩、混沌調製、混沌開關等混沌在保密通信工程中的運用。再次是介紹非綫性電路的分形基礎研究，神經網絡圖像處理技術，尤其是鑒於脈衝耦閤神經網絡PN圖像處理方法。*後是用MATLAB、VB等計算機軟件對非綫性電路的仿真。這本書雖然以非綫性電子電路為切入點，但是所采用的方法與結論都不失其普遍性，是非綫性電子學與神經網絡和計算機軟件技術的交叉與匯接，彆具一格。

內容提要

馬義德、李守亮等編著的《非綫性電路——基礎分析與設計》介紹非綫性電路基礎理論、分析和設計，內容包括靜態非綫性函數電路原理、動態非綫性電路分析方法、典型動態非綫性電路、自然界非綫性動力學係統與電路模擬、神經網絡混沌電路、混沌測量、混沌電路同步與混沌保密通信、非綫性單元電路設計方法、非綫性電路中的分形、非綫性電路仿真等。本書的非綫性電路實驗程序使用PROTEL、PSPICE、EWB、VB、MATLAB編寫，並以圖錶的方式顯示程序運行結果，便於讀者理解。
《非綫性電路——基礎分析與設計》可供高等院校電子類研究生、高年級本科生使用，也可供相關科技人員參考。

目錄

章 緒論
1.1 綫性與非綫性科學的曆史
1.1.1 人類早期對於混沌的認識
1.1.2 綫性科學統治的現代自然科學體係
1.1.3 20世紀混沌學研究
1.2 非綫性與混沌
1.2.1 非綫性問題與混沌
1.2.2 可預測性與不可預測性、信息丟失、同步問題
1.2.3 如何描述現實世界
1.3 非綫性電路的研究內容與範疇
1.3.1 現代非綫性電路的研究內容
1.3.2 非綫性電路研究的目的和意義
1.3.3 現代電子科學與其他學科的關係
1.3.4 現代電子科學與其他學科的比較
1.4 如何掌握非綫性電路知識體係
1.4.1 非綫性電路課程知識結構的特點
1.4.2 非綫性電路的多維知識結構和多維學習方法
習題
第2章 靜態非綫性函數電路原理
第3章 動態非綫性電路分析方法
第4章 典型動態非綫性電路
第5章 自然界非綫性動力學係統與電路模擬
第6章 神經網絡混沌電路
第7章 符號電路與混沌測量技術
第8章 混沌電路同步於混沌保密通信
第9章 非綫性單元電路設計方法
0章 非綫性電路上的分形
1章 非綫性電路仿真
2章 非綫性電路與其他學科的交叉
參考文獻
附錄

作者介紹

文摘

序言

穿越時間之河的漣漪：探索《非綫性電路——基礎分析與設計》之外的世界 在我們對非綫性電路那一波瀾壯闊、充滿無限可能的世界進行深入探索之前，不妨先將目光投嚮那些構成瞭我們電氣工程基石，卻又與非綫性現象在邏輯上、方法論上截然不同的領域。這本書，顧名思義，將帶領我們進入一個由非綫性元件支配的復雜而迷人的國度，在那裏，輸齣與輸入的比例不再恒定，係統的行為呈現齣豐富多彩的動態。然而，在踏足這片奇妙的土地之前，理解其“鄰居”——那些綫性電路的嚴謹與和諧，能夠為我們的旅程打下更堅實的基礎，也讓我們更能體會到非綫性世界的獨特魅力。 一、綫性世界的秩序與和諧：歐姆定律與基爾霍夫定律的永恒迴響 在非綫性電路的復雜迷宮中穿行之前，我們必須先駐足於綫性電路的寜靜港灣。這裏，一切都遵循著簡單而優美的法則。電阻、電感和電容，這些綫性元件構成瞭綫性電路的基石。 電阻（Resistor）：作為最基礎的綫性元件，電阻遵循著“歐姆定律”——電流與電壓成正比，比例常數為電阻值。這意味著，在給定的電阻上，如果你施加兩倍的電壓，通過它的電流也會變成兩倍。電阻僅僅是將電能轉化為熱能，其特性不隨電壓或電流的變化而改變。這種綫性的關係，使得我們可以用數學上的直綫方程來精確描述它。在交流電路中，電阻的阻抗（Impedance）僅由其電阻值決定，且與頻率無關。 電感（Inductor）：電感元件儲存的是磁場能。它對電流的變化産生阻礙，其兩端的電壓與電流的變化率成正比，比例常數為電感值。這意味著，電流變化越快，電感兩端的電壓就越大。在直流電路中，一旦電流穩定，電感就像一個短路綫圈，幾乎沒有阻礙。但在交流電路中，電感對交流電呈現齣一種稱為“感抗”（Inductive Reactance）的阻礙，感抗的大小與交流電的頻率成正比。頻率越高，感抗越大，對交流電的阻礙作用越強。其電壓與電流的關係是微分關係，這是其綫性特性的體現。 電容（Capacitor）：電容元件儲存的是電場能。它對電壓的變化産生阻礙，通過它的電流與電壓的變化率成正比，比例常數為電容值。這意味著，電壓變化越快，流過電容的電流就越大。在直流電路中，電容一旦充滿電荷，就如同一個斷開的電路，電流將停止流動。但在交流電路中，電容對交流電呈現齣一種稱為“容抗”（Capacitive Reactance）的阻礙，容抗的大小與交流電的頻率成反比。頻率越高，容抗越小，對交流電的阻礙作用越弱。其電流與電壓的關係是微分關係，同樣體現瞭其綫性特徵。 綫性電路分析的核心是基爾霍夫定律（Kirchhoff's Laws）： 基爾霍夫電流定律（KCL）：在一個節點上，流入節點的電流之和等於流齣節點的電流之和。這個定律反映瞭電荷守恒的原理。 基爾霍夫電壓定律（KVL）：沿著任何一個閉閤迴路，所有電壓升之和等於所有電壓降之和。這個定律反映瞭能量守恒的原理。 正是基於歐姆定律和基爾霍夫定律，我們可以運用疊加原理（Superposition Principle）和節點分析法（Nodal Analysis）、網孔分析法（Mesh Analysis）等係統性的數學工具來解決綫性電路問題。疊加原理告訴我們，對於一個具有多個獨立電源的綫性電路，總的響應等於各個獨立電源單獨作用時響應的代數和。節點分析法通過確定電路中各節點的電壓，然後利用 KCL 列寫方程組來求解。網孔分析法則通過確定各網孔中的電流，然後利用 KVL 列寫方程組來求解。這些方法都建立在電路元件的響應與其輸入信號呈綫性關係的前提之上，它們為我們提供瞭理解電路行為的一套強大而精確的框架。 二、信號的本質：傅裏葉變換與拉普拉斯變換在描述與分析中的作用 在理解瞭綫性電路的運作機製後，我們還需要掌握描述和分析電路行為的強大工具。對於綫性電路而言，傅裏葉變換和拉普拉斯變換是不可或缺的利器。 傅裏葉變換（Fourier Transform）：它是一種將時域信號分解為一係列不同頻率的正弦波（及其餘弦波）之和的數學工具。這意味著，任何一個周期性或非周期性的信號，都可以被看作是許多不同頻率、不同幅度和不同相位的正弦波的疊加。傅裏葉變換能夠將信號從復雜的時間域轉換到頻率域，使我們能夠清晰地看到信號包含哪些頻率成分，以及它們的強度。這對於分析電路對不同頻率信號的響應至關重要，例如濾波器設計、頻譜分析等。它揭示瞭信號的“顔色”——其頻率構成。 拉普拉斯變換（Laplace Transform）：它是一種將時域函數轉換為復頻域（s域）函數的數學工具，其形式上是對傅裏葉變換的推廣。拉普拉斯變換在處理瞬態響應和係統穩定性方麵尤其強大。對於含有微分和積分運算的綫性微分方程，通過拉普拉斯變換可以將其轉化為代數方程，極大地簡化瞭求解過程。係統的傳遞函數（Transfer Function）通常是在拉普拉斯域中定義的，它描述瞭係統輸齣與輸入之間的關係，並且與係統本身的特性（如元件值、結構）有關，而與輸入信號無關。通過拉普拉斯變換，我們可以方便地分析綫性係統的極點（Poles）和零點（Zeros），進而判斷係統的穩定性和動態響應特性，例如係統的阻尼、上升時間等。 掌握瞭這些工具，即使是最復雜的綫性電路，我們也能通過係統性的數學推導，精確地預測其在各種輸入信號下的行為。這種對信號在不同域（時域、頻域、s域）的轉換和分析能力，為我們深入理解電路的工作原理提供瞭可能。 三、信息傳輸的基石：通信係統與調製解調的基本原理 當我們將綫性電路的分析方法和信號處理工具相結閤，就能夠構建起現代信息社會不可或缺的通信係統。 信息源與信道：通信係統的基本任務是將信息從一個點傳輸到另一個點。信息源産生原始信號，例如語音、圖像、數據等。這些原始信號需要通過各種調製（Modulation）技術，纔能適應信道（Channel）的傳輸特性。信道可以是電纜、光縴，甚至是空氣，它會引入噪聲和失真，對信號的質量造成影響。 調製與解調：調製是將原始信號（基帶信號）的某些參數（如幅度、頻率、相位）按照原始信號的變化規律來改變載波信號（Carrier Signal）的過程。其目的是為瞭有效地傳輸信號，使其能夠更好地適應信道的特性，以及實現多路復用（Multiple Access），即在同一信道中同時傳輸多個信號。常見的調製方式包括幅度調製（AM）、頻率調製（FM）和相位調製（PM）等。而在接收端，解調（Demodulation）則是將接收到的已調信號恢復成原始基帶信號的過程，它與調製過程相對應。 綫性調製與解調：在許多基礎的通信係統中，特彆是早期的通信技術和一些特定的應用領域，綫性調製和解調技術占有重要地位。例如，雙邊帶（DSB）和單邊帶（SSB）幅度調製就是典型的綫性調製方式。在這些係統中，原始信號與載波的乘積直接決定瞭已調信號的幅度。解調過程也通常涉及綫性電路，例如包絡檢波器（Envelope Detector）可以用於解調AM信號。理解這些綫性通信原理，對於我們認識信息是如何被編碼、傳輸和解碼的，以及各種乾擾和失真是如何影響通信質量的，都至關重要。 四、控製的藝術：反饋與穩定性在係統中的應用 除瞭信號的分析與傳輸，綫性電路的原理也廣泛應用於控製係統（Control Systems）的設計。 反饋（Feedback）：反饋是控製係統的核心概念。它指的是將係統的輸齣信號的一部分或全部，通過一個反饋通路，重新送迴到係統的輸入端，與原始輸入信號進行比較，從而影響係統的輸齣。負反饋（Negative Feedback）能夠提高係統的穩定性、減小對非綫性和參數變化的敏感性，並能夠擴展係統的帶寬。而正反饋（Positive Feedback）則可能導緻係統不穩定，在某些振蕩器電路中被利用。 穩定性（Stability）：一個控製係統是否穩定，是其能否正常工作的關鍵。在綫性係統中，係統的穩定性通常與其傳遞函數中的極點位置有關。如果所有極點都位於復平麵的左半平麵，則係統是穩定的。反之，如果存在右半平麵的極點，係統就會不穩定，輸齣信號會隨時間指數增長。奈奎斯特穩定性判據（Nyquist Stability Criterion）和根軌跡法（Root Locus Method）是分析綫性係統穩定性的經典方法。 PID控製器（Proportional-Integral-Derivative Controller）：PID控製器是工業界應用最廣泛的控製器之一。它通過比例（P）、積分（I）和微分（D）三個部分的組閤，根據當前誤差、曆史誤差以及未來誤差的變化趨勢來調整控製器的輸齣，以達到期望的控製目標。PID控製器及其參數的整定，是綫性控製理論中的一個重要研究方嚮。 結語 在即將翻開《非綫性電路——基礎分析與設計》的扉頁之前，我們得以從綫性電路的嚴謹邏輯、信號處理的數學工具、通信係統的傳輸奧秘以及控製理論的反饋藝術中，窺見電氣工程更為廣闊的圖景。這些綫性世界的秩序與和諧，恰恰襯托齣非綫性世界之所以迷人——其豐富性、復雜性和預測的挑戰性。理解這些綫性基礎，不僅能為我們深入掌握非綫性電路打下堅實的地基，更能讓我們在麵對那些“不像直綫一樣”的信號和係統時，擁有更深刻的洞察力，並為設計齣更高效、更可靠的電子設備和係統，打下堅實的理論根基。現在，讓我們帶著這份對全局的認識，懷揣著對未知的好奇，一同踏入非綫性電路那充滿無限可能的奇妙旅程。

評分☆☆☆☆☆

從排版和語言風格上看，這本書無疑走的是學院派的嚴謹路綫，甚至可以說有點“冷峻”。行文幾乎沒有多餘的修飾詞或煽情色彩，每一個句子都像是在陳述一個不可辯駁的定理。我猜想，作者在撰寫時，腦海中始終有一位極其挑剔的審稿人在監督。這種風格的好處是信息密度極高，翻閱時很少有時間浪費在無關緊要的敘述上；但缺點也顯而易見，對於那些需要循序漸進、通過生動比喻來理解抽象概念的初學者來說，可能需要更多的耐心和毅力。我個人傾嚮於將它視為一本“工具書”或“參考手冊”，而不是入門讀物。每當我在工作中遇到某個棘手的非綫性現象時，翻開這本書，總能找到精確的數學框架和相應的分析工具來應對，它更像是一個冷靜可靠的智者，而非一個和藹可親的導師。

評分☆☆☆☆☆

對於工程實踐者而言，最怕的就是理論和實際脫節的書籍。然而，這本書的第三部分，專注於設計應用，完全打消瞭我的疑慮。作者似乎深諳“做中學”的道理，他沒有給齣大而全的通用設計流程，而是聚焦於幾個關鍵的非綫性模塊，比如限幅器、運算放大器的飽和區應用、以及開關電源中的電流模式控製。他展示的不僅僅是“怎麼做”，更重要的是“為什麼這樣做比彆的方法好”。比如，在設計一個快速響應的反饋係統時，他對電流反饋結構和電壓反饋結構的非綫性特性差異進行瞭細緻對比，用仿真結果佐證瞭理論推導的準確性。書中大量的圖錶和仿真波形，清晰地展示瞭設計參數微小變化如何導緻係統性能的巨大差異，這種對細節的執著，對於需要將産品推嚮市場的工程師來說，是極其寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我剛翻瞭沒幾頁，就被它那種深入骨髓的嚴謹性給鎮住瞭。說實話，市麵上講電路的書汗牛充棟，但大多都是淺嘗輒止，或者過於偏重實驗操作而忽略瞭背後的理論支撐。這位作者顯然不是這麼想的。他似乎鐵瞭心要把那些看似抽象的“非綫性”概念，用一種近乎幾何學的美感展現齣來。比如，在討論某個復雜開關狀態下的瞬態響應時，他沒有直接拋齣一個復雜的微分方程組讓讀者去解，而是先構建瞭一個物理模型，然後用圖形化的方式逐步推導齣係統的相軌跡，那種感覺，就像是在看一幅精心繪製的星空圖，每一個軌跡的彎麯、每一次突變，都蘊含著深刻的物理意義。初學者可能會覺得吃力，但我認為，對於那些想真正理解電路“靈魂”的工程師和研究人員來說，這種對數學工具的精妙運用和對物理直覺的培養，簡直是無價之寶。他似乎在不斷提醒我們：數學是工具，但物理直覺纔是王道。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我認為體現在它對“不完美”世界的深刻洞察上。綫性電路分析之所以簡單，是因為我們假設所有元件都是理想的，響應與輸入成正比。但現實世界充斥著飽和、截止、閾值、遲滯這些非綫性的“瑕疵”。這本書的高明之處，就在於它將這些“瑕疵”提升到瞭分析的主體地位。我特彆欣賞作者在討論器件模型簡化時的審慎態度，他會明確指齣在何種頻率範圍、何種激勵強度下，某個常用的簡化模型會失效，並給齣修正的思路。這使得讀者在應用書中的理論時，能夠時刻保持一種批判性的思維，而不是盲目地將模型套用到所有場閤。總而言之，這不是一本教你如何快速搭建電路的書，而是一本教你如何深入理解電路在真實物理約束下如何“思考”的書，對提升設計者的底層邏輯能力助益良多。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個下午，纔勉強消化瞭關於穩態分析那一章。我必須承認，作者對分析方法的選擇和呈現方式，體現瞭一種極高的教學智慧，但也同時對讀者的基礎知識提齣瞭近乎苛刻的要求。他沒有繞彎子，直接切入瞭問題的核心——如何處理那些在特定工作點附近纔有效的綫性化近似，以及如何判斷這些近似的適用邊界。最讓我印象深刻的是他對滯後現象的處理，不是簡單地引用教科書上的公式，而是結閤實際的磁滯迴綫，詳細闡述瞭能量耗散是如何在時間尺度上産生不可逆變化的。這讓我對那些含有鐵磁材料的變壓器和電感器有瞭全新的認識，不再把它們僅僅看作是理想的L或M元件。書中的例題設計得極其巧妙，常常需要你跨越不同章節的知識點進行綜閤運用，考驗的不僅僅是你會不會套公式，更是你對整個係統邏輯鏈條的把控能力。