具体描述
本书介绍目前在电子设计领域和科学计算领域广泛应用的OrCAD/PSpice9.2和MATLAB6.1的基本使用方法，并应用PSpice和MATLAB对基础电路进行分析。
本书主要内容包括：OrCAD/PSpice9.2使用简介；MATLAB6.1使用简介；直流电路分析；正弦和非正弦稳态交流电路分析；电路的暂态过程分析；双口网络和网络矩阵方程；非线性和分布参数电路分析等。
本书内容符合教育部“电路、信号系统和电磁场课程指导小组”制定的“电路原理课程教学大纲”的要求，既可作为普通高等学校电气信息类各专业电路计算机辅助分析课程的教材单独使用，也可作为电路原理课程的配套教材。
电子系统设计与仿真：从理论到实践 本书深入探讨现代电子系统设计的核心原理、方法与工具，旨在为读者构建一个从基础理论到复杂系统实现的全面认知框架。全书结构严谨，内容涵盖了从器件级分析到系统级集成验证的完整流程，强调理论指导下的工程实践。 第一部分：基础理论与器件特性 本部分奠定了理解复杂电子系统的基石。首先，我们将详细剖析半导体器件的物理特性和工作机理，重点关注晶体管（MOSFETs和BJT）的非线性行为、噪声特性及其在电路设计中的影响。不同于仅停留在理想模型，本书强调真实器件模型（如BSIM系列模型）的建立与应用，以及温度、工艺变化对器件性能的敏感性分析。 随后，对电路理论进行深入拓展，超越传统的线性电路分析，聚焦于非线性电路分析方法，如状态空间表示法、拉普拉斯变换在瞬态响应分析中的应用，以及网络拓扑的结构化处理。特别地，我们引入了系统识别的概念，用以描述复杂系统的输入输出关系，为后续的仿真与建模工作做铺垫。 第二部分：模拟电路与射频系统设计 本部分聚焦于模拟信号处理的核心技术。内容覆盖了从基础运算放大器（Op-Amp）的频率补偿、稳定性分析，到高级滤波器设计（如Sallen-Key、Butterworth、Chebyshev网络）。设计实践部分侧重于如何处理寄生参数、匹配和失配问题，以确保在实际集成电路（IC）中达到预期的性能指标。 射频（RF）电路设计是本部分的重要组成部分。我们详细阐述了传输线理论在高速/高频电路中的应用，包括阻抗匹配网络（Smith圆图的应用）、噪声系数的计算与最小化，以及振荡器和混频器等关键模块的设计考虑。对互连线电磁效应（EM effects）的分析被引入，强调了版图设计对高频性能的决定性影响。 第三部分：数字电路与系统级硬件描述 本部分转向离散时间信号处理和大规模集成电路（VLSI）设计。数字逻辑的基础知识被回顾，但重点迅速转移至CMOS逻辑电路的功耗优化、时序分析和扇出效应。我们深入探讨了同步和异步电路设计中的关键挑战，如时钟偏斜（Clock Skew）和竞争冒险（Hazards）的消除。 硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）的学习被置于系统行为建模的视角下。本书不仅教授语法，更侧重于如何使用HDL精确地描述并行硬件结构，以及如何进行功能仿真和综合（Synthesis）流程。重点讨论了时序约束的设定（SDC文件）和静态时序分析（STA）在验证设计是否满足速度要求中的作用。 第四部分：系统仿真与建模方法论 本部分是全书的理论与实践的结合点，强调如何利用专业工具将理论转化为可验证的模型。我们详细介绍了各种仿真器（SPICE类、System-Level Simulators）的工作原理及其适用场景。 系统级建模部分引入了抽象层面的设计方法。我们探讨了如何使用高级语言（如MATLAB/Simulink或其他形式化建模语言）来描述算法和系统架构，并在硬件实现之前进行快速迭代验证。这包括了对控制系统、信号处理算法的框图级建模，以及如何将其接口化以适应后续的硬件描述。 此外，本部分还包括了模型降阶技术。对于大型、高阶的系统模型，精确仿真往往耗时巨大。因此，我们介绍了几种有效的模型简化方法，确保在保持关键动态特性的同时，提高仿真效率。 第五部分：可靠性、验证与新兴趋势 在现代电子产品开发中，可靠性设计和全面验证是不可或缺的环节。本部分讨论了电子系统在温度、电压变化下的寿命预测模型，以及如何通过冗余设计和错误检测码（ECC）来增强系统的鲁棒性。 验证方法论是设计的最后一道防线。我们系统性地介绍了功能验证、时序验证和电路/版图相关性验证。对于复杂的SoC（System-on-Chip）设计，验证平台（如UVM）的概念被引入，用以构建可复用的、基于覆盖率驱动的验证环境。 最后，本书对当前电子系统领域的前沿趋势进行了展望，包括低功耗设计（如亚阈值电路、动态电压频率调节DVFS）、新兴的存算一体（In-Memory Computing）架构，以及安全敏感电路中的侧信道攻击防御技术。 本书的最终目标是培养读者独立解决复杂电子工程问题的能力，使他们不仅能“画出”电路图，更能“理解并优化”其在真实物理世界中的表现。
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