PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:约翰·奥凯尔·阿提拉

出品人:

页数:287

译者:张东辉

出版时间:2016-7

价格:95.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111537151

丛书系列:

图书标签:

电路仿真
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具体描述

《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》是原版书作者在从事电力电子教学与研究的基础上总结编写而成的。首部分（第1～3章）为PSpice软件的基本功能介绍；第二部分（第4章和第5章）为MATLAB软件简单功能讲解；第三部分（第6～8章）主要利用PSpice和MATLAB软件对半导体器件特性进行探索，对电子电路和电路系统进行综合分析。本书实例均附带PSpice和MATLAB仿真程序，读者可从机械工业出版社官方网站www.cmpbook.com获取配套仿真程序。前两部分适用于刚刚接触PSpice和MATLAB软件并且希望对其进行简单了解的学生和专业人员，第三部分适用于电子和电气工程专业学生及相关专业技术人员。另外，本书可为从事电力电子相关研究和应用的工程技术人员提供参考，也可作为高等院校相关专业学生的教材使用。

现代电子系统设计与前沿技术应用内容简介本书系统地梳理了当代电子信息技术领域的核心理论、关键技术及其在实际工程中的前沿应用。全书内容聚焦于高集成度、高性能化、智能化和绿色化的发展趋势，旨在为电子工程、通信工程、计算机科学及相关交叉学科的读者提供一套全面、深入且紧密结合产业需求的知识体系。全书共分为五个相互关联的宏观部分，详细探讨了从基础理论到尖端系统实现的完整链条。 --- 第一部分：超大规模集成电路（VLSI）设计与工艺进阶本部分深入剖析了现代半导体技术的核心——超大规模集成电路（VLSI）的设计流程、物理实现和先进制造工艺。 1.1 先进半导体器件物理与模型探讨了FinFET、GAAFET等下一代晶体管结构的工作原理、短沟道效应的抑制机制，以及基于这些器件的精确SPICE模型建立与参数提取方法。重点分析了低功耗设计中亚阈值泄漏电流的控制策略。 1.2 数字集成电路设计自动化（EDA）流程详细介绍了从系统级抽象（System-Level Abstraction）到物理版图（Physical Layout）的完整设计流程。内容涵盖逻辑综合、形式验证（Formal Verification）、静态时序分析（STA）、功耗分析（Power Analysis）和版图后处理（Post-Layout Simulation）。特别关注了高层次综合（HLS）在加速设计迭代中的应用，以及基于机器学习的布线优化算法。 1.3 模拟与混合信号IC设计原理本节侧重于高精度、高速度模拟模块的设计。内容包括运算放大器（Op-Amp）的频率补偿与噪声优化、高分辨率模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的架构选择（如Sigma-Delta、Pipeline、SAR），以及锁相环（PLL）的抖动（Jitter）抑制技术。重点剖析了PVT（工艺、电压、温度）变化下的电路鲁棒性设计。 1.4 先进封装与异构集成技术讨论了后摩尔时代的关键技术——Chiplet、2.5D/3D封装。涵盖了高密度互连（HDI）、TSV（硅通孔）技术，以及热管理和电磁兼容性（EMC）在多芯片系统集成中的挑战与解决方案。 --- 第二部分：高速通信系统与信号完整性分析本部分聚焦于信息传输的物理层挑战，特别是高频和高速数据传输中的信号质量保证。 2.1 传输线理论与电磁兼容性（EMC）系统阐述了特种传输线（如微带线、带状线）的特性阻抗控制、损耗分析（介质损耗与导体损耗）以及时域反射计（TDR）的应用。深入探讨了串扰（Crosstalk）、电源完整性（PI）与信号完整性（SI）的耦合效应分析方法。 2.2 高速串行接口（SerDes）设计详细解析了PCIe、USB 4.0、以太网等主流高速串行接口的均衡技术。内容包括发射端预加重（Pre-emphasis）、接收端判决反馈均衡（DFE）和线性均衡器（FFE）的设计原理、通道建模（IBIS-AMI模型）及眼图（Eye Diagram）的测量与优化。 2.3 无线通信中的射频（RF）电路设计覆盖了从基带到天线接口的射频系统架构。重点介绍了低噪声放大器（LNA）、混频器（Mixer）、压控振荡器（VCO）和功率放大器（PA）的非线性失真、效率与线性度之间的权衡。讨论了MIMO系统中的波束赋形（Beamforming）技术在硬件实现上的难点。 --- 第三部分：嵌入式系统与实时控制架构本部分关注如何构建高效、可靠、低延迟的计算与控制平台。 3.1 现代微处理器与异构计算架构对比分析了CISC、RISC-V等指令集架构的特点。深入探讨了GPU、FPGA以及专用加速器（如AI ASIC）在并行计算中的角色，以及如何通过片上网络（NoC）实现高效的资源互联。 3.2 实时操作系统（RTOS）与任务调度讲解了多任务环境下的同步、互斥机制（信号量、互斥锁、消息队列）和确定性调度算法（如EDF、RMS）。强调了中断延迟、上下文切换对系统实时性的影响评估。 3.3 传感器接口与数据采集系统侧重于物理世界与数字世界的接口技术。包括各种工业标准总线（CAN, EtherCAT, Modbus）的协议栈实现，以及高精度数据采集链（ADC, 信号调理电路）的设计要点，确保数据采集的时序正确性和精度。 --- 第四部分：前沿计算范式与算法实现硬件化本部分探索了人工智能、量子计算等新兴领域对传统电子系统设计提出的新要求。 4.1 神经网络加速器设计分析了深度学习模型（CNN, RNN, Transformer）的计算特性。重点讨论了低精度计算（INT8, BFLOAT16）对硬件资源和功耗的优化，以及脉冲神经网络（SNN）在事件驱动型硬件上的映射方法。 4.2 边缘计算与能效优化研究了如何在资源受限的边缘设备上部署复杂的AI模型。内容包括模型量化、剪枝、知识蒸馏技术，以及面向特定算法的定制化硬件加速器（Domain-Specific Architectures）的架构设计。 4.3 量子计算硬件基础简要介绍了超导、离子阱等主流量子比特技术的基本物理原理，以及控制量子比特所需的超高精度微波脉冲生成电路和低温电子学接口技术。 --- 第五部分：系统级建模、验证与调试方法论本部分提供了一套完整的、贯穿设计周期的验证和调试方法论，强调跨领域工具链的有效整合。 5.1 形式化验证与随机测试平台详细介绍了基于断言的验证（ABV）和模型检测在协议一致性验证中的应用。深入探讨了使用UVM（Universal Verification Methodology）构建复杂的、自校准的随机激励生成器和检查器的方法。 5.2 硬件描述语言（HDL）的高级应用除了Verilog/VHDL的基础语法，本章聚焦于SystemVerilog的面向对象特性及其在构建可重用验证环境中的应用。探讨了高层次抽象语言（如Chisel）在描述复杂数据路径时的优势。 5.3 故障注入与可靠性分析分析了系统在面对单粒子翻转（SEU）、工艺老化等随机/系统性故障时的脆弱性。介绍了在硬件描述层和系统运行层实施的冗余、纠错码（ECC）和错误检测机制的设计与验证。 5.4 虚拟原型与协同仿真讨论了如何利用虚拟平台（Virtual Platform）在软件开发早期介入硬件设计，实现硬件/软件协同验证。重点关注在系统级模型中对功耗、带宽、延迟等非功能性需求的早期预测和迭代优化。

作者简介

目录信息

译者序
原书前言
致谢
作者简介
第1章OrCADPSpiceCapture基础知识1
1.1简介1
1.2 PSpice原理图绘制1
1.2.1启动OrCADCapture1
1.2.2 OrCAD原理图绘制3
1.3直流分析6
1.3.1静态工作点计算6
1.3.2直流扫描分析8
1.4屏幕图形显示(PROBE)10
1.5瞬态分析12
1.6交流分析15
本章习题19
参考文献21
第2章PSpice基本功能23
2.1简介23
2.1.1元件描述语句23
2.1.2分析设置语句26
2.2直流分析27
2.3瞬态分析30
2.3.1瞬态分析信号源30
2.4交流分析35
2.5打印和绘图36
2.6转移函数命令38
2.7直流灵敏度分析43
2.8温度分析47
2.9屏幕图形显示47
本章习题50
参考文献55
第3章PSpice高级功能56
3.1元件模型56
3.1.1电阻模型58
3.1.2电容模型59
3.1.3电感模型59
3.1.4二极管模型62
3.1.5晶体管模型64
3.1.6场效应晶体管模型66
3.2库文件的使用68
3.3元件参数值设置(PARAM、STEP)70
3.3.1PARAM语句70
3.3.2STEP通用参数扫描分析72
3.4函数定义(FUNC、INC)75
3.4.1FUNC语句75
3.4.2INC语句77
3.5子电路(SUBCKT、ENDS)77
3.6模拟行为模型80
3.6.1VALUE功能81
3.6.2TABLE功能83
3.6.3FREQ功能85
3.6.4LAPLACE功能87
3.7蒙特卡洛分析（MS）89
3.7.1蒙特卡洛分析中的元件容差设置90
3.7.2电路仿真91
3.8灵敏度和最坏情况分析(WCASE)93
3.9傅里叶分析(FOUR)100
3.9.1通过PROBE进行傅里叶分析102
3.9.2有效值和谐波失真103
本章习题106
参考文献112
第4章MATLAB基础知识114
4.1 MATLAB基本运算114
4.2矩阵运算116
4.3数组运算118
4.4复数运算120
4.5冒号122
4.6 for循环123
4.7 if语句125
4.8图形函数129
4.8.1 x-y坐标图与标注130
4.8.2对数与Plot3函数132
4.8.3子窗口与屏幕控制134
4.8.4柱状图136
4.8.5直方图137
4.8.6火柴杆图137
4.9输入/输出命令139
本章习题142
参考文献146
第5章MATLAB函数147
5.1 M文件147
5.1.1脚本文件147
5.1.2函数文件147
5.2数学函数149
5.3数据分析函数151
5.4微分函数（diff）154
5.5积分函数（quad、quad8、trapz）156
5.6曲线拟合(polyfit、polyval)159
5.7多项式函数（roots、poly、polyval和fzero）161
5.7.1多项式的根(roots、poly、polyval)161
5.7.2求零点函数(fzero)与求非零元素函数(find)162
5.7.3传递函数的频率响应(freqs)163
5.8保存、加载和文本读取函数165
5.8.1保存和加载命令166
5.8.2读文件函数168
5.9Spice与MATLAB接口技术171
本章习题173
参考文献178
第6章二极管电路179
6.1二极管179
6.2整流184
6.3二极管整流电路仿真191
6.4齐纳二极管电压调整电路193
6.5峰值检测电路199
6.6二极管限幅器204
本章习题207
参考文献211
第7章运算放大器213
7.1反相和同相放大器213
7.1.1反相放大器213
7.1.2同相放大器217
7.2摆率和全功率带宽220
7.3利用Capture对运算放大器电路进行仿真225
7.4有源滤波器电路226
7.4.1低通滤波器226
7.4.2高通滤波器230
7.4.3带通滤波器233
7.4.4带阻滤波器241
本章习题244
参考文献248
第8章晶体管特性及电路设计250
8.1双极型晶体管特性250
8.2 MOSFET特性254
8.2.1截止区254
8.2.2放大区（可变电阻区）254
8.2.3饱和区255
8.3BJT偏置电路257
8.3.1温度效应260
8.4 MOSFET偏置电路263
8.5晶体管放大电路的频率响应267
8.6晶体管电路的绘制与仿真274
8.7反馈放大电路276
本章习题282
参考文献286
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，实在是太扎实了，看得我直呼过瘾！作为一名对模拟电路设计有着浓厚兴趣的爱好者，我一直被理论知识与实际操作之间的鸿沟困扰。而《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，就像一座坚实的桥梁，将抽象的电路理论与生动的仿真实践完美地连接在了一起。 PSpice部分，我印象最深刻的是作者对各种高级仿真功能的讲解。除了基础的瞬态和交流分析，书中还深入剖析了噪声分析、瞬态噪声分析以及AC扫描等内容。特别是对于滤波器设计，书中通过PSpice模拟，直观地展示了不同滤波器类型（如巴特沃斯、切比雪夫）的频率响应特性，以及各种参数（如截止频率、带宽）对滤波效果的影响，这让我对滤波器设计有了前所未有的清晰认识。 MATLAB部分，则让我看到了数据分析的无限可能。书中不仅展示了如何利用MATLAB对PSpice的仿真数据进行可视化处理，例如绘制更精美的Bode图、Nyquist图，还教会了我如何进行参数拟合，如何通过数值方法求解复杂的电路方程。我特别喜欢其中关于非线性电路分析的部分，通过MATLAB的数值积分和迭代算法，我得以窥见一些PSpice难以直接输出的深层信息。这本书最让我惊喜的是它对两种工具的“化学反应”的阐述。作者通过巧妙的脚本编写，实现了PSpice与MATLAB之间数据的无缝传递，使得仿真过程更加自动化、智能化。例如，书中提供了一个实例，演示如何利用MATLAB来自动调整PSpice中元件的参数，以找到满足特定性能指标的电路配置。这种“智能仿真”的概念，极大地激发了我对电路设计自动化领域的探索兴趣。总而言之，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，不仅是一本技术手册，更是一位循循善诱的导师。它让我不仅学会了工具的使用，更学会了如何运用工具去思考、去解决问题。这本书的深度和广度，让我受益匪浅，也让我对未来在电子工程领域的研究充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的冲击，远超我的预期！作为一个在学术界摸爬滚打多年的研究人员，我深知理论与实践相结合的重要性，尤其是在复杂的电路分析领域。《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，无疑是我近年来读到的最令人兴奋的一本。 PSpice的讲解，细腻入微，深入骨髓。作者对各种仿真引擎的工作原理进行了深入剖析，例如SPICE的基本算法、模型参数的提取方法等。这不仅仅是简单的软件操作教程，更是对仿真底层机制的深度揭示。我尤其喜欢书中关于“寄生效应”仿真的章节，通过PSpice，我得以看到PCB板上的走线电感、电容等寄生参数对电路性能造成的细微影响，这对于高频电路设计至关重要。 MATLAB部分，则将我的分析能力提升到了一个全新的维度。书中关于“频率域分析”的讲解，不仅仅停留在绘制Bode图，更是深入到如何利用MATLAB的复数运算和矩阵分析来理解系统的稳定性条件，例如根轨迹分析、Nyquist判据等。这让我能够从更本质的层面去理解电路的行为，而不仅仅是停留在表面的响应。而这本书最大的价值，在于它将PSpice的“直观性”与MATLAB的“严谨性”进行了完美的结合。作者通过大量精心设计的案例，展示了如何利用MATLAB来验证PSpice仿真的结果，如何通过MATLAB编写定制化的分析脚本，来提取PSpice无法直接给出的关键参数。例如，书中有一个关于振荡器稳定性的分析，作者利用MATLAB的线性化方法，来近似计算振荡器的固有频率和阻尼因子，并与PSpice的仿真结果进行对比，极大地加深了我对该分析方法的理解。总而言之，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，不仅仅是一本技术书籍，更是一本思想的启迪之书。它让我看到了PSpice和MATLAB结合所能产生的强大化学反应，也让我对如何进行更科学、更深入的电路分析有了全新的认识。对于任何希望在电路领域有所建树的研究者和工程师来说，这本书都将是不可多得的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本精心烹制的饕餮盛宴，对于我这种渴望深入理解电路的“食客”来说，简直是视觉和智力上的双重享受。我是一名从事嵌入式系统开发的工程师，虽然日常工作中接触的更多是数字逻辑，但对模拟电路的底层原理始终抱有强烈的好奇心。《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，恰好满足了我对深度学习的需求。 PSpice部分的叙述，逻辑清晰，层次分明。作者并没有直接跳入复杂电路的仿真，而是从最基本的元器件模型入手，逐一讲解了各种分析方法的原理和应用。我尤其欣赏书中对“失真分析”的详尽阐述，通过PSpice，我得以直观地观察到非线性电路对信号产生的谐波失真，并学会了如何量化和评估这些失真。这对于理解某些信号处理电路的性能极限至关重要。 MATLAB部分的精彩之处在于它提供了超越传统可视化工具的强大分析能力。书中关于“灵敏度分析”和“蒙特卡洛仿真”的章节，让我眼前一亮。我之前一直认为这类分析非常复杂，需要大量的编程知识。但通过书中清晰的案例讲解，我发现利用MATLAB结合PSpice，可以非常方便地实现对电路参数不确定性对输出性能影响的评估。这对于在实际产品设计中进行可靠性分析非常有价值。最令我印象深刻的是，作者将PSpice和MATLAB的应用场景进行了巧妙的融合，为读者展现了“仿真驱动设计”的强大威力。书中提到如何利用MATLAB的信号生成能力，为PSpice仿真提供更复杂的激励信号，以及如何通过MATLAB对PSpice仿真输出的瞬态信号进行降噪和滤波处理。这种双向互动的仿真模式，极大地提升了仿真效率和结果的可信度，让我看到了未来更智能化的电路设计流程。总而言之，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，为我提供了一个全面且深入的工具集，让我能够从理论到实践，从宏观到微观，全方位地掌握电路仿真的精髓。这本书的内容极具启发性，让我对电子工程的理解上升到了一个新的高度，绝对是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我大开眼界！作为一名初涉电子工程领域的研究生，我一直在寻找一本能够系统性地讲解电路仿真和分析的书籍，而《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》无疑是我的理想选择。这本书最大的亮点在于它将PSpice强大的电路仿真能力与MATLAB精湛的数学分析工具完美结合，为读者提供了一个无与伦比的学习平台。从PSpice的部分来看，作者循序渐进地介绍了PSpice的各项功能，从基本的元件模型、电路搭建，到复杂的瞬态分析、交流分析，再到AC扫描、参数扫描等高级技巧，都讲解得十分透彻。我尤其喜欢书中通过大量实例来演示PSpice的操作过程，这让枯燥的理论变得生动有趣。特别是当书中涉及到非线性元件的仿真时，PSpice所展现出的强大建模和求解能力，让我对电路仿真的魅力有了更深的认识。而MATLAB部分则更侧重于理论的深化和结果的后处理。作者并没有仅仅停留在PSpice输出的波形图上，而是巧妙地引导读者利用MATLAB对仿真结果进行更深层次的分析，例如计算傅里叶变换来分析信号的频谱特性，或者利用MATLAB的优化工具箱来寻找最优的电路参数。这种结合方式，让我能够从更宏观的角度理解电路的本质，而不仅仅是停留在“好看的波形”。更难能可贵的是，书中对PSpice和MATLAB的融合进行了深入的探讨。作者详细讲解了如何将PSpice的仿真结果导入MATLAB进行处理，以及如何通过MATLAB脚本控制PSpice进行参数化仿真。这种跨平台的联动，极大地提升了电路分析的效率和灵活性。我发现，通过这种方式，我可以轻松地对电路进行蒙特卡洛仿真，评估参数不确定性对电路性能的影响，这在实际工程设计中是至关重要的。总而言之，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书为我打开了一扇通往高效、深入电路分析的大门。它不仅提供了详实的理论知识，更通过实践操作和案例分析，让我能够真正掌握PSpice和MATLAB这两大神器的强大威力。无论是初学者还是有一定经验的工程师，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

读完《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，我感觉自己仿佛打开了一扇通往电路世界全新视角的大门！作为一名刚刚接触到复杂电路仿真这个领域的新手，我常常感到无从下手，理论知识似乎与实际操作之间存在着一道难以逾越的鸿沟。然而，这本书以其独特而高效的方式，彻底改变了我的认知。 PSpice的部分，对于初学者来说，简直是福音。作者并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从最基础的元件库、电路图的绘制开始，一步步引导我们熟悉PSpice的操作界面和基本功能。我特别喜欢书中对于“瞬态分析”的讲解，通过对各种典型电路（如RC、RLC电路）的仿真，我得以直观地看到电容、电感在不同激励下的充电、放电过程，以及电路的阻尼特性，这比单纯的数学公式理解起来要深刻得多。 MATLAB部分的引入，让整个学习过程充满了惊喜。我之前一直认为MATLAB只是一个数据分析和绘图工具，但通过这本书，我才了解到它在电路分析中扮演着如此重要的角色。书中关于“信号处理”的章节，让我学会了如何利用MATLAB对PSpice的仿真输出信号进行滤波、采样，以及进行频谱分析。这让我能够从更宏观的角度去理解电路的功能，而不仅仅是关注单一点的波形。最让我感到惊艳的是，作者并没有将PSpice和MATLAB割裂开来讲解，而是巧妙地将它们“编织”在了一起。书中大量篇幅展示了如何利用MATLAB脚本来自动进行PSpice的参数扫描，从而实现对电路性能的优化。我尝试了书中关于“元件参数优化”的例子，发现通过MATLAB的迭代算法，可以非常高效地找到满足特定设计要求的元件参数组合，这极大地提升了我对电路设计的效率和准确性。总而言之，《PSpice和MATLAB综合电路仿真与分析》这本书，为我这个初学者提供了一条清晰、高效的学习路径。它不仅教会了我如何使用PSpice进行仿真，更教会了我如何利用MATLAB来深入分析仿真结果，从而真正理解电路的内在逻辑。这本书的实用性和启发性，让我对未来的学习和工作充满了信心，绝对是一本不可多得的学习资料。

评分☆☆☆☆☆