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出版者:

作者:高吉祥

出品人:

頁數:423

译者:

出版時間:2002-3

價格:35.00元

裝幀:

isbn號碼:9787505367104

叢書系列:

圖書標籤:

• 電子技術
• 基礎實驗
• 課程設計
• 模擬電路
• 數字電路
• 電子元件
• 實驗教學
• 高等教育
• 理工科
• 電路分析

創新與實踐：麵嚮未來工程的電子係統設計與實現 圖書簡介 本書聚焦於現代電子技術的核心概念與應用實踐，旨在為讀者構建一個全麵、深入且極具實操性的電子係統設計與實現知識體係。不同於傳統的理論堆砌或單一側重於特定組件的教材，本書采取“係統思維驅動，項目實踐驗證”的編撰理念，引導讀者從工程實踐的視角理解和掌握復雜的電子學原理。 第一部分：微觀至宏觀的電子學基礎重塑 本部分將電子係統的基石——半導體器件的物理特性與電路行為進行深入剖析，但重點不在於繁復的物理推導，而在於工程應用中的“可預測性”和“可控性”。 1. 晶體管模型的精細化與廣義應用： 我們將探討雙極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）在不同工作狀態下的等效電路模型，並著重於如何利用這些模型來預測電路在高頻、大功率等極端條件下的性能錶現。深入分析溝道長度調製、米勒效應等對實際電路設計的影響。 2. 模擬信號處理的高級技巧： 重點講解運算放大器（Op-Amp）在非理想狀態下的行為建模，包括失調電壓、共模抑製比（CMRR）和增益帶寬積（GBWP）對精度設計的製約。內容涵蓋有源濾波器設計（如Sallen-Key, State-Variable結構）的頻率響應優化，以及跨導放大器（OTA）在集成電路中的設計權衡。此外，高精度數據轉換器（ADC/DAC）的工作原理、噪聲分析和綫性化技術將作為高級主題進行詳細闡述。 3. 功率電子學的能效革命： 本章側重於開關模式電源（SMPS）的拓撲選擇與瞬態響應分析。從Buck, Boost, Buck-Boost到更復雜的推挽（Push-Pull）和全橋（Full-Bridge）結構，探討磁性元件（電感與變壓器）的設計規範——包括磁芯材料的選擇、飽和磁通密度計算及繞組損耗的最小化。特彆強調熱管理在功率密度提升中的決定性作用。 第二部分：數字邏輯與嵌入式係統的融閤驅動 現代電子係統是模擬與數字的深度融閤。本部分緻力於打通這一關鍵壁壘。 1. 超大規模集成電路（VLSI）設計方法論導引： 介紹CMOS反相器到復雜組閤邏輯、時序邏輯電路的建立流程。不再停留於門級電路，而是深入到寄存器傳輸級（RTL）的描述，理解Verilog/VHDL在硬件描述語言（HDL）中的高級應用。重點討論時序分析，包括建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）裕量的計算，以及如何通過時鍾域交叉（CDC）來保證係統穩定。 2. 處理器架構與指令集交互： 剖析主流微處理器（如RISC-V或ARM Cortex係列）的流水綫結構、中斷處理機製和內存層次結構（Cache一緻性）。讀者將學習如何根據特定算法需求，選擇閤適的指令集擴展，以優化代碼執行效率，而非僅僅停留在匯編語言的簡單映射。 3. 實時操作係統（RTOS）的調度與資源管理： 探討多任務環境下的並發性問題。內容包括優先級反轉、死鎖檢測與避免策略。重點解析信號量、互斥鎖、消息隊列等同步原語在嵌入式係統魯棒性設計中的正確應用，指導讀者構建可預測的實時控製軟件。 第三部分：係統級集成與工程化挑戰 本部分將前兩部分的知識融會貫通，聚焦於復雜係統的架構設計、信號完整性以及可靠性保障。 1. 信號與電源完整性（SI/PI）的深度剖析： 闡述高速PCB設計中的關鍵難題。針對串擾（Crosstalk）、反射（Reflection）和電磁乾擾（EMI/EMC）問題，提供從層疊結構優化、傳輸綫阻抗匹配到去耦電容網絡設計的全流程解決方案。詳細分析皮膚效應和介質損耗在高頻信號衰減中的影響。 2. 傳感器接口與數據采集係統的優化： 關注如何從物理世界準確、可靠地獲取信息。涵蓋橋式傳感器激勵電路的設計、低噪聲前置放大器的選擇與噪聲源的識彆。重點介紹同步采樣技術、抗混疊濾波器的階數選擇，以及如何在有限的ADC動態範圍內最大化信息保真度。 3. 固件與硬件協同調試的工程實踐： 強調聯調階段的係統化方法論。介紹使用邏輯分析儀、示波器進行時序驗證的專業技巧，以及如何利用JTAG/SWD接口進行固件級斷點調試。探討故障注入（Fault Injection）在驗證係統容錯能力中的作用。 4. 模塊化設計與可測試性設計（DFT）： 引導讀者采用麵嚮對象的思想進行電子係統分解，實現功能模塊的獨立驗證與升級。講解邊界掃描（BScan）和內建自測試（BIST）的基本原理，確保産品在量産階段的低成本、高效率質量控製。 本書的特色： 本書摒棄瞭僅為應付考試而設計的簡化模型，而是緻力於培養工程師麵對真實世界復雜挑戰的能力。通過穿插大量的“設計陷阱與規避”案例分析、“跨領域技術協同”的綜閤項目探討，以及對“最新行業標準與設計規範”的解讀，確保讀者在掌握理論的同時，能夠熟練運用現代電子設計自動化（EDA）工具鏈，將概念迅速轉化為可靠、高性能的工程實體。本書是麵嚮高階本科生、研究生以及緻力於提升係統級設計能力的研發工程師的理想參考讀物。

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這本書最讓我感到“貼心”的地方，在於它對實驗中常見錯誤的分析和排查指導。在電子實驗中，電路不工作是常有的事，真正考驗人的是如何快速定位問題所在。這本書在每個實驗的末尾，都會設置一個“故障排除與討論”的部分。它會列舉齣一些最容易犯的錯誤，比如虛焊、元件反接、電源噪聲乾擾等，並給齣相應的排查步驟和判斷依據。比如，當一個放大電路輸齣的是一個平坦的直流電壓時，書裏會提示首先檢查晶體管的偏置點，然後檢查耦閤電容，最後核對反饋網絡。這種實戰經驗的總結，比單純的理論教學要寶貴得多。它相當於一位經驗豐富的工程師在旁邊指導你，讓你在遇到“死機”狀態時，知道該從哪裏入手去“救活”你的電路。可以說，這本書不僅教會瞭我如何“做對”，更教會瞭我如何“找錯”並改正。

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這本書的排版和內容組織簡直是教科書級彆的典範。我拿到很多技術書籍，內容要麼過於陳舊，要麼就是印刷質量堪憂，圖文模糊不清。但《電子技術基礎實驗與課程設計》在這方麵做得非常齣色。電路圖、波形圖的繪製都極其專業和規範，每一次翻閱都像是在欣賞一份精美的工程藍圖。更重要的是，作者在知識的呈現上非常有條理。比如，在介紹完一個基礎模塊（如運放）的理論後，緊接著就會給齣與之匹配的實驗內容，實驗的難度設置也考慮到瞭學習的漸進性。從搭建一個簡單的非門，到實現一個復雜的四選一譯碼器，每一步的學習目標都非常明確，讓人心中有數。對於那些基礎相對薄弱的同學來說，這種清晰的邏輯結構簡直是救星，它減少瞭學習過程中的迷茫感，讓我們可以專注於理解核心概念，而不是被復雜的圖錶搞得暈頭轉嚮。

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這本《電子技術基礎實驗與課程設計》簡直是為我們這些初入電子工程領域的學生量身定做的教材啊！我記得我拿到這本書時，首先被它清晰的結構吸引住瞭。不僅僅是理論知識的堆砌，它更像是手把手地帶著你走進實際操作的世界。書中的每一個實驗項目都設計得非常巧妙，從最基礎的元器件識彆、麵包闆搭建，到復雜的數字邏輯電路設計與實現，環環相扣，層層遞進。我最欣賞的一點是，它並沒有停留在教科書上那些抽象的公式推導，而是將這些理論知識與實際的電路搭建緊密結閤起來。比如，在講解放大電路時，書裏會詳細說明如何選擇閤適的晶體管型號、如何計算偏置電阻，然後緊接著就是如何在實驗颱上搭建一個能正常工作的共射極放大電路，並指導我們如何使用示波器觀察波形，分析失真情況。這種“理論指導實踐，實踐驗證理論”的學習方式，極大地提升瞭我對電子學這門學科的理解深度和動手能力。即便是初次接觸示波器和萬用錶的同學，也能很快上手，因為書裏的操作步驟描述得非常詳盡，配圖清晰易懂。

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說實話，我以前總覺得實驗課就是照著手冊把東西接起來，然後讓它“亮”起來就算完事瞭。但這本書徹底顛覆瞭我的這種看法。它對“課程設計”這部分的重視程度令人印象深刻。不再是簡單的完成實驗，而是要求我們將所學的知識綜閤運用起來，解決一個更貼近實際應用的小項目。比如，書裏可能會引導我們設計一個簡單的信號發生器或者一個智能控製模塊。這個過程充滿瞭挑戰，但也正是這個過程，讓我真正體會到瞭電子工程的魅力所在。書中的課程設計環節，往往會提供一些開放性的思路，鼓勵我們去探索不同的解決方案，去思考如何優化電路的性能、降低功耗，或者如何用更少的元器件實現更復雜的功能。這種培養獨立思考和解決復雜工程問題的能力，對於我們未來步入職場至關重要。它教會我的不僅僅是知識本身，更是一種工程思維。

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我對這本書的實用性給予最高的評價。它不僅僅局限於傳統的模擬電路和數字電路的基礎講解，還巧妙地融入瞭一些現代電子技術的前沿概念，但又不會讓初學者感到壓力過大。例如，在數字邏輯部分，書中對CMOS和TTL邏輯係列的對比分析非常到位，不僅停留在邏輯電平的高低判斷，還深入探討瞭功耗和速度的權衡，這在實際的電路設計中是必須考慮的因素。此外，書中還包含瞭一些基礎的傳感器接口和數據采集的初步介紹，雖然篇幅不多，但為我們後續深入學習嵌入式係統或物聯網打下瞭堅實的基礎。很多大學教材往往會固守傳統，但這本書顯然具有與時俱進的眼光，它讓我們的知識體係能夠跟上技術發展的步伐，而不是學瞭一堆過時的理論。對於希望將理論知識轉化為實際産品原型的人來說，這本書提供瞭絕佳的起點。

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