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出版者:For Dummies

作者:Peter D. Hipson

出品人:

页数:864

译者:

出版时间:2009-06-29

价格:USD 34.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780470147047

丛书系列:

图书标签:

电子学
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具体描述

Take your electronics skills to the next level! If you're looking for a solitary resource that covers everything you need to know about electronics, then look no further. This friendly-and-straightforward guide introduces the basics of electronics and enhances your learning experience by debunking and explaining concepts such as circuits, analog and digital, schematics, voltage, safety concerns, and more. Packed with nearly 900 pages of detailed information, this book shows you how to develop your own breadboard, design your own circuit, and get savvy with schematics. * Covers the basics of electronics and demystifies a variety of electronics concepts* Encourages you to dive in and design a variety of fun and interesting entertainment electronics, mobile, and automotive projects* Offers troubleshooting advice for common electronics challenges* Reviews circuits, schematics, voltage, safety concerns, and much more So, get plugged in and start your next electronics project today with this book by your side!

《实用电子学基础与进阶：从元件到系统设计》图书简介在这个技术飞速迭代的时代，电子学已不再是少数专业人士的专属领域，它渗透于我们日常生活的方方面面——从智能手机的精密电路到家庭能源管理系统，无处不闪耀着电子技术的智慧光芒。然而，面对浩如烟海的专业术语、复杂的电路图以及不断更新的器件规格，许多渴望深入理解电子世界的人士常常感到无从下手。《实用电子学基础与进阶：从元件到系统设计》正是为填补这一知识鸿沟而精心打造的权威性参考手册。本书旨在系统、深入且通俗易懂地阐述现代电子学的核心概念、关键技术及其在实际工程中的应用。它不是一本针对特定软件或特定产品线的操作指南，而是一本构建扎实电子学理论基础和培养系统设计思维的工具书。第一部分：电子学世界的基石——基础理论的深度解析本书伊始，我们将打下坚不可摧的理论基础。我们不会止步于简单的欧姆定律和基尔霍夫定律的罗列，而是深入剖析这些定律在不同电路拓扑结构下的动态行为。 1. 深入理解电磁场与电路耦合：详细探讨电、磁场的相互作用原理，解释电容和电感元件的本质特性，并阐述如何利用麦克斯韦方程组的简化模型来分析高频电路中的传输线效应。内容涵盖了集总元件模型和分布元件模型的适用边界，帮助读者理解为何在某些情况下必须考虑电磁兼容性（EMC）。 2. 模拟电路的精髓：模拟电路部分涵盖了晶体管（BJT与MOSFET）的物理工作原理，从PN结的形成到跨导、输出阻抗的精确计算。我们对放大器设计进行了系统化的讲解，包括共源、共射、共集等基本组态的增益、带宽和输入/输出阻抗的综合分析。特别地，书中用大量篇幅探讨了运算放大器（Op-Amp）的非理想特性，如失调电压、共模抑制比（CMRR）和压摆率（Slew Rate）对系统性能的实际影响，并提供了基于这些参数的精确反馈网络设计方法。 3. 数字逻辑与时序分析：数字部分超越了简单的逻辑门操作。我们详细讲解了CMOS、TTL等主流逻辑家族的电气特性、功耗模型以及噪声容限。重点内容在于同步与异步逻辑设计的差异，以及如何通过时序约束（建立时间、保持时间）来确保高速数字系统的可靠运行。对于组合逻辑与时序逻辑电路（如锁存器、触发器、有限状态机FSM）的设计，书中提供了从真值表到状态图，再到实际硬件描述语言（如VHDL/Verilog的概念性映射）的完整设计流程指导。第二部分：关键子系统的构建与优化在掌握了基础理论后，本书引导读者进入实际工程中最为关键的几个子系统模块的学习与设计。 1. 信号调理与数据转换：本章聚焦于模拟信号如何被精确地数字化。详细对比了逐次逼近寄存器（SAR）、Sigma-Delta $(SigmaDelta)$、流水线（Pipelined）等不同类型模数转换器（ADC）的工作原理、优缺点及其适用场景。对于数模转换器（DAC），我们深入分析了单极性、双极性转换以及码型的影响。此外，书中还包含抗混叠滤波器（Anti-Aliasing Filter）的设计准则，包括巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器的幅频特性与相位延迟的权衡。 2. 电源管理与能量效率：现代电子设备的核心挑战之一是高效的功率传输与管理。本书全面覆盖了线性稳压器（LDO）与开关模式电源（SMPS）的设计。对于SMPS，我们深入探讨了降压（Buck）、升压（Boost）和降压-升压（Buck-Boost）拓扑的传递函数、控制环路稳定性（使用波特图分析相频裕度和增益裕度），并提供了电感器和输出电容的精确选型指南，以控制纹波电压和瞬态响应。磁性元件的选择，如铁氧体磁芯的饱和特性和损耗计算，亦是重点讨论的内容。 3. 射频（RF）与通信基础：本部分为初学者构建了理解无线电通信系统的桥梁。内容包括阻抗匹配网络（Smith圆图的应用）、低噪声放大器（LNA）的设计目标（噪声系数NF与增益G的平衡）、混频器（Mixer）的隔离度与变频损耗分析。我们解释了S参数如何描述高频电路的性能，并详细解析了反射损耗（$S_{11}$）与回波损耗的关系，为读者理解射频前端设计打下坚实基础。第三部分：系统集成与设计实践真正的电子工程是将各个模块有机结合起来形成稳定、可靠的系统。本书的最后一部分着眼于系统层面的考量。 1. 电路板级设计（PCB Layout Considerations）：深入讨论了信号完整性（SI）和电源完整性（PI）在PCB布局中的体现。内容涵盖了关键信号的阻抗控制、串扰的最小化（如走线间距与耦合效应）、电源层与地层的设计（去耦电容的有效放置与旁路策略），以及热管理的重要性。本书强调，优秀的电路设计必须以精良的物理实现为依托。 2. 嵌入式系统接口与通信协议：探讨了微控制器（MCU）与外部世界的交互机制。详细分析了通用异步收发传输器（UART）、串行外设接口（SPI）和I2C等基础通信协议的时序图和仲裁机制。对于更高速的数据传输，本书介绍了通用串行总线（USB）和以太网的物理层接口要求，帮助读者理解协议栈的层次结构。 3. 可靠性与测试工程导论：电子产品要投入实际使用，必须通过严格的测试。本书介绍了基本的故障注入测试、环境应力测试（如温湿度循环、振动测试）的概念，并概述了设计可测试性（DFT）的重要性，强调了在设计初期就应考虑可维护性和故障诊断的策略。面向读者《实用电子学基础与进阶：从元件到系统设计》适合于：电子工程、通信工程、自动化等相关专业的学生，作为系统学习和复习的参考教材。希望从硬件层面深入理解现有电子设备工作原理的工程师或技术人员。致力于跨界学习，希望构建扎实电子学知识体系的爱好者和自学者。本书以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，致力于提供一个全面、深入且高度实用的电子学知识图谱，助您在复杂的电子世界中游刃有余，将理论知识转化为创新的工程实践。