具體描述
本書全麵介紹瞭光縴通信中應用的各種器件，包括光縴，半導體激光器、半導體光電二極管、光放大器、波長物器件、光開關等無源與有源的光縴通信器件及各種類型的集成口器件（包括玻璃集成器件、混閤集成器件與單片集成器件）並從原理、結構、性能參數、材料、製造工藝、應用以及今後的發展趨勢等各方麵作瞭全麵的闡述。本書對於從事光縴通信的新老科技人員，都有較大的參考價值。也適閤高等院校有關專業的教師、研究生和高年級學生等作為參考書。
現代電子技術應用與實踐 本書旨在深入探討現代電子技術在實際工程領域中的應用與發展趨勢，為電子工程師、技術人員以及相關專業學生提供一份全麵且實用的參考指南。全書內容緊密結閤當前産業需求，理論與實踐並重，力求覆蓋從基礎原理到前沿技術的廣闊範圍。 第一部分：半導體器件基礎與高級應用 本部分聚焦於半導體器件的物理基礎及其在現代電路設計中的核心作用。 第一章：半導體物理基礎迴顧與新材料探索 本章首先對PN結、BJT（雙極型晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）的基本工作原理進行係統性的梳理，強調其在不同工作狀態下的電流-電壓特性。隨後，深入探討瞭新型半導體材料如SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）的獨特性能，分析其在高功率、高頻率應用場景中相對於傳統矽基器件的優勢，包括更高的擊穿電壓、更低的導通電阻和更快的開關速度。內容涵蓋瞭肖特基勢壘的形成機製以及異質結結構的設計對器件性能的影響。 第二章：集成電路設計與製造工藝 本章詳細介紹瞭集成電路（IC）從概念到成品的全過程。首先闡述瞭CMOS（互補金屬氧化物半導體）工藝流程的關鍵步驟，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積和摻雜技術。重點解析瞭先進封裝技術（如2.5D/3D集成）如何突破傳統摩爾定律的限製，實現係統集成度的飛躍。設計層麵，本書區分瞭模擬集成電路（如運算放大器、混閤信號電路）的設計挑戰與數字集成電路（如SoC、FPGA）的邏輯綜閤與布局布綫策略，並介紹瞭設計驗證中的仿真工具與方法。 第三章：功率半導體器件與能源電子 本部分深入研究瞭用於電力電子變換領域的功率器件。詳細分析瞭IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和MOSFET在高頻開關下的損耗模型，並對比瞭它們在電動汽車驅動係統和可再生能源並網逆變器中的適用性。重點講解瞭SiC MOSFET在提高係統效率和減小體積方麵的革命性作用。此外，本章還探討瞭熱管理技術的重要性，包括散熱器設計、熱界麵材料的選擇，以確保大功率器件的長期可靠運行。 --- 第二部分：嵌入式係統與物聯網（IoT）架構 本部分將視角轉嚮如何利用電子技術構建智能化的計算和感知係統。 第四章：高性能微控製器與嵌入式軟件開發 本章以主流的ARM Cortex-M係列和RISC-V架構為核心，剖析瞭現代微控製器（MCU）的內部結構，包括存儲器層次、中斷控製器和片上外設的管理。軟件開發方麵，本書側重於實時操作係統（RTOS）的應用，對比瞭FreeRTOS、Zephyr等主流係統的任務調度、內存管理和同步機製。此外，嵌入式設備的安全啓動（Secure Boot）和固件空中升級（OTA）的實現技術也得到瞭詳細介紹。 第五章：傳感器技術與數據采集係統 本章係統性地介紹瞭各類環境與物理量傳感器的工作原理和應用接口。內容覆蓋瞭電阻式、電容式、電感式傳感器，並著重分析瞭MEMS（微機電係統）技術在加速度計、陀螺儀和壓力傳感器中的集成優勢。數據采集（DAQ）方麵，本書詳細討論瞭模數轉換器（ADC）的精度、采樣率選擇，以及噪聲抑製技術在設計高保真信號調理電路中的關鍵作用。 第六章：無綫通信模塊與物聯網連接協議 本章聚焦於電子設備如何實現互聯互通。首先概述瞭短距離無綫技術，如Wi-Fi、藍牙（BLE）的協議棧及其功耗優化策略。接著，深入探討瞭低功耗廣域網（LPWAN）技術，如LoRa和NB-IoT，對比瞭它們在覆蓋範圍、數據速率和電池壽命上的權衡。本章末尾，本書討論瞭MQTT、CoAP等物聯網應用層協議的特點，以及邊緣計算在減輕雲端壓力中的實際部署案例。 --- 第三部分：信號處理與高級係統集成 本部分側重於數據的有效處理和復雜係統的設計方法。 第七章：數字信號處理（DSP）基礎與硬件加速 本章首先迴顧瞭傅裏葉變換、濾波器的設計理論（FIR/IIR）。核心內容在於介紹如何在DSP芯片和FPGA上高效實現這些算法。本書詳述瞭定點與浮點運算在嵌入式環境下的精度影響，並介紹瞭FFT（快速傅裏葉變換）的優化實現方法。對於硬件加速，詳細講解瞭如何使用VHDL/Verilog語言設計並行處理單元，以滿足高吞吐量的實時信號處理需求（如雷達或圖像預處理）。 第八章：電磁兼容性（EMC）與係統級可靠性 隨著係統復雜度的增加，電磁兼容性設計成為確保産品質量的關鍵環節。本章詳細解析瞭電磁乾擾（EMI）的産生機製，包括傳導乾擾和輻射乾擾。內容涵蓋瞭PCB布局設計中的關鍵規則，如電源平麵分割、迴流路徑控製、屏蔽殼體的設計與接地策略。此外，本書還探討瞭係統級熱應力分析和瞬態保護器件（如TVS二極管）的選擇，以提升電子設備在惡劣環境下的長期可靠性。 第九章：計算機視覺與機器人的電子控製 本章探討瞭電子技術在感知與執行係統中的前沿應用。在機器視覺方麵，詳細介紹瞭CMOS圖像傳感器的工作原理、拜耳陣列的去馬賽剋算法，以及GPU/FPGA加速在目標檢測（如YOLO係列）中的部署。在機器人控製方麵，本書重點分析瞭伺服驅動器的結構（包括閉環控製、PID調節器設計），以及如何通過總綫技術（如EtherCAT）實現多軸運動的精確同步控製。 --- 總結： 《現代電子技術應用與實踐》著眼於工程落地，而非聚焦於特定的通信介質或網絡傳輸硬件。本書的敘事主綫圍繞著半導體器件的物理實現、微處理器對物理世界的感知與控製、以及高效的信號處理算法的硬件化展開，旨在提供一個廣譜的電子工程知識體係。
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