印制电路板电路设计实训教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学

作者:张锡鹤，盛鸿宇主

出品人:

页数:202

译者:

出版时间:2008-6

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787030144799

丛书系列:

图书标签:

• PCB设计
• 电路设计
• 实训教材
• 电子技术
• 印制电路板
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• 电子工程
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• 电路原理
• 模拟电路

现代电子系统开发与实践：从理论基础到前沿应用 本书籍旨在为电子工程、自动化、通信工程以及相关专业领域的学生、初级工程师和技术爱好者提供一套全面、深入且高度实用的学习资源，侧重于现代电子系统从概念设计到实际实现的完整流程，而不涉及任何关于印制电路板（PCB）设计与制版的具体教学内容。 本教材的结构设计，严格遵循电子信息技术领域知识体系的逻辑递进，强调理论的深度理解与工程实践的紧密结合。全书分为六个主要部分，共计二十二个章节，力求构建一个坚实的现代电子系统开发知识框架。 --- 第一部分：电子工程基础与信号理论的巩固 本部分聚焦于奠定现代电子系统设计所需的数学和物理基础，为后续高级课程的学习铺平道路。 第一章：高级电路分析与网络理论 深入探讨线性与非线性电路的复杂拓扑结构分析方法。详细阐述含源电路、耦合网络（如变压器与互感）的精确建模。重点介绍网络函数的概念、频率响应分析，以及使用拉普拉斯变换和傅里叶分析工具对瞬态和稳态响应进行解析。本章强调电路在不同激励下的行为预测能力。 第二章：半导体器件的微观物理与宏观特性 超越基础的PN结概念，本章深入剖析半导体材料的能带理论、载流子输运机制。重点分析双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的内部工作原理，包括载流子迁移率、击穿机制等。最后，构建精确的器件级模型，用于仿真环境下的精确预测。 第三章：模拟信号处理基础 本章详细介绍有源与无源滤波器的设计理论，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等经典滤波器原型。讨论运算放大器（Op-Amp）的非理想特性对系统性能的影响，并教授如何设计高精度、低噪声的跨阻放大器、仪表放大器等关键模拟前端电路。 第四章：电磁场与传输线理论 从麦克斯韦方程组出发，推导电磁波的传播特性。重点讲解均匀传输线理论，包括特性阻抗、反射系数、电压驻波比（VSWR）的计算与控制。本章为理解高频电路和高速数字信号完整性奠定理论基础，但完全不涉及具体的板级布局规则。 --- 第二部分：数字系统设计与逻辑实现 此部分专注于现代计算和控制系统的核心——数字逻辑的设计、验证与实现技术。 第五章：组合逻辑与时序逻辑电路设计 系统梳理布尔代数、逻辑门的工作原理及优化技术（如卡诺图、Quine-McCluskey法）。深入讲解锁存器、触发器（D, JK, T型）的建立时间与保持时间要求。通过实际案例，演示如何构建有限状态机（FSM）及其在序列检测器中的应用。 第六章：半导体存储器与数据通路结构 详细介绍SRAM、DRAM、Flash存储器的基本结构、读写时序与操作原理。重点剖析数据选择器、算术逻辑单元（ALU）、寄存器堆等关键数据通路组件的构建，为理解中央处理器（CPU）的内部架构做好准备。 第七章：可编程逻辑器件（PLD）与硬件描述语言（HDL） 本章是数字设计实践的核心。详细介绍复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）的内部结构（查找表LUT、触发器、布线资源）。重点教授使用VHDL或Verilog语言进行行为级、寄存器传输级（RTL）的设计、仿真与综合过程，强调设计流程的规范化。 第八章：时钟域交叉与同步设计 针对多速率、多时钟域系统，深入探讨时钟域交叉（CDC）带来的问题，如亚稳态。详细介绍使用握手协议、异步FIFO（先进先出）队列等技术，实现跨时钟域信号的安全传输，确保系统稳定运行。 --- 第三部分：微处理器与嵌入式系统架构 本部分将视角从纯硬件逻辑提升到系统级，关注指令集、软件与硬件的交互。 第九章：指令集架构（ISA）与处理器流水线 讲解RISC与CISC架构的基本哲学差异。深入剖析MIPS或ARM等典型指令集的格式、寻址模式。详细解析指令的取指、译码、执行、访存和写回等流水线阶段，分析冒险（数据冒险、控制冒险）的产生与消除机制。 दसवीं章：中断系统与异常处理机制 阐述处理器如何响应外部中断和内部异常。详细描述中断向量表、优先级仲裁逻辑、上下文切换的过程，以及系统调用（System Call）的实现原理，这是操作系统内核与硬件交互的基础。 第十一章：内存管理与虚拟化技术 探讨分页（Paging）和分段（Segmentation）机制在现代操作系统中的作用。讲解内存管理单元（MMU）如何实现虚拟地址到物理地址的转换，以及TLB（转换后援缓冲器）的缓存策略，以优化地址翻译效率。 第十二章：总线结构与片上互联网络（NoC） 对比传统总线（如PCIe、AMBA AXI）的仲裁、握手机制。引入现代多核系统中使用的片上网络（NoC）的基本拓扑结构、路由算法和流量控制方法，强调系统级通信的带宽与延迟管理。 --- 第四部分：模拟与混合信号系统设计 本部分专注于处理真实世界信号的转化与调理，这是连接物理世界与数字世界的关键桥梁。 第十三章：模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC） 全面比较不同ADC架构（如逐次逼近、流水线、Sigma-Delta）的优缺点，重点分析量化噪声、有效位数（ENOB）与采样率的关系。讨论DAC的建立时间、单调性和失真度。 第十四章：高精度数据采集系统设计 结合前述理论，指导读者如何设计一个完整的信号链：从传感器接口到预处理（滤波、缓冲），再到模数转换。强调噪声预算（Noise Budgeting）在整个系统中的分配与控制。 第十五章：射频（RF）基础与混频技术 介绍S参数在描述高频网络中的应用。深入讲解零IF和低IF架构的射频接收机原理，包括混频器、本地振荡器（LO）的隔离要求以及镜像抑制的设计思路。 --- 第五部分：软件与固件开发实践 本部分将理论知识应用于实际的软件和固件开发流程，重点关注效率、实时性和可靠性。 第十六章：实时操作系统（RTOS）原理与调度 阐述任务（Task）管理、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）和消息队列在并发编程中的应用。详细分析优先级继承、死锁预防等实时系统中的关键问题，并以FreeRTOS或类似内核为例进行剖析。 第十七章：嵌入式C语言的高效编程技巧 侧重于资源受限环境下的编程范式。讨论位操作、指针算术的精确控制、内存对齐的最佳实践，以及如何避免栈溢出、堆碎片化等常见问题。 第十八章：设备驱动程序与底层交互 讲解操作系统内核与用户空间程序之间的通信机制（如系统调用接口）。重点教授如何编写健壮的设备驱动程序，实现对特定硬件寄存器的安全读写和中断服务程序的优化。 --- 第六部分：系统级验证、可靠性与前沿趋势 本部分着眼于系统开发的收尾阶段、质量保障以及面向未来的技术方向。 第十九章：系统级验证与调试方法论 系统介绍基于形式化验证、仿真验证（如使用SystemC）和硬件在环（HIL）测试的策略。强调调试工具（如逻辑分析仪、示波器）的正确使用，以及如何进行系统级性能瓶颈分析。 第二十章：电子系统的可靠性与故障分析 讨论失效率模型（如浴盆曲线）、平均故障间隔时间（MTBF）的计算。分析热设计与散热管理对电子设备长期可靠性的影响，以及软件容错机制的构建。 第二十一章：通信协议栈与网络接入 深入探讨工业控制（如EtherCAT, CAN）和现代物联网（IoT）通信协议（如MQTT, CoAP）的层次结构和数据包封装。重点分析数据在这些协议栈中的传输效率和安全性考虑。 第二十二章：面向未来的电子系统设计趋势 对当前新兴技术进行展望，包括低功耗设计（Ultra-Low Power Design）的最新进展、专用集成电路（ASIC）的设计流程概览、以及边缘计算对硬件架构提出的新要求。 本书籍的设计理念是提供一个坚实的、跨越多个技术层级的知识体系，使读者能够独立完成复杂的电子系统设计任务，从底层器件物理到上层软件架构，都具备深入的理解和实践能力。

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这本书的封面设计给我一种踏实、可靠的感觉，不是那种花里胡哨、噱头十足的营销包装。它就那样静静地摆在那里，散发着一种“干货满满”的气息，让人一眼就能判断出这是一本要认真学习的书。拿到手里，沉甸甸的质感也证实了这一点，纸张的厚度适中，印刷清晰，目录的排布逻辑清晰，让人一目了然。我最看重的是它是否能真正地指导我从零开始，或者说，从一个对印制电路板（PCB）设计有初步了解，但缺乏实际操作经验的“小白”变成一个能够独立完成设计任务的“小能手”。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更重要的是能够提供一套系统化的实训流程，让我在阅读的过程中，能够一步一步地跟着书中给出的指导，完成一个又一个具体的项目。例如，我非常期待书中能够详细讲解如何根据电路功能需求，选择合适的元器件，并且在PCB设计软件中进行元器件库的创建和管理。同时，对于PCB布局和布线，我希望书中能提供一些经典的布局原则和布线技巧，以及在面对复杂电路时，如何进行优化，以保证信号的完整性和电源的稳定性。毕竟，理论知识再多，如果不能转化为实际操作，那也只是纸上谈兵。这本书的“实训教材”几个字，给了我莫大的信心，我希望它能真正地成为我PCB设计之路上的良师益友。

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翻开这本书，首先映入眼帘的是那个熟悉却又充满挑战的印制电路板（PCB）的立体图，以及旁边详细的文字说明。这本书给我的第一感觉就是“接地气”，它没有回避PCB设计过程中可能遇到的各种难题，而是直面它们，并试图给出可行的解决方案。我尤其关注书中对于不同类型PCB（例如单层板、双层板、多层板）的设计特点和适用场景的讲解。我希望它能不仅仅是简单地介绍这些板子的区别，更能深入分析在实际设计中，如何根据项目需求和成本考量，选择最合适的板层结构，并且在多层板设计时，如何有效地进行电源层和地层的规划，以减少电磁干扰（EMI）。此外，我对书中关于高速信号PCB设计的处理方法特别感兴趣。我知道，随着电子设备的性能不断提升，高速信号的设计已经成为PCB设计中越来越重要的一环。我希望书中能够详细讲解高速信号的阻抗匹配、信号完整性分析（SI）、电源完整性分析（PI）等关键技术，并且提供相应的仿真工具和分析方法。我非常期待能够通过这本书，学习到如何在PCB设计中有效地控制信号的时序和串扰，从而保证高速数字信号的传输质量。这本书的“实训教材”定位，让我相信它能提供大量的实践案例和操作指南，帮助我掌握这些复杂的理论知识，并将其应用于实际的设计中，而不是仅仅停留在概念层面。

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这本书的封面设计，有一种工业美感，给人一种沉稳、扎实的感觉。我一直对PCB设计中的电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）问题感到困惑，它们是影响电子产品稳定性和性能的关键因素。我希望这本书能够提供深入浅出的讲解，让我理解EMC/EMI产生的原理，以及在PCB设计中如何有效地抑制和防护。例如，书中是否会讲解如何进行PCB的屏蔽设计，如何合理地进行接地和滤波，如何优化走线以减少串扰和辐射。同时，我也非常期待书中能够介绍一些EMC/EMI的测试方法和标准，以及如何利用仿真工具来预测和分析EMC/EMI问题。另外，对于PCB的可制造性设计（DFM）和可测试性设计（DT）方面，我也希望能有详细的阐述。我希望书中能给出一些关于元器件封装选择、焊盘设计、过孔处理、以及线路板尺寸等方面的指导，以确保PCB能够顺利地通过SMT贴片、回流焊等生产工艺，并能够方便地进行后期的功能和性能测试。这本书的“实训教材”几个字，让我相信它能够通过具体的案例和操作步骤，帮助我掌握这些关键技术，从而设计出高质量、高性能的PCB产品。

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这本书的装帧设计，简约而不失专业感，封面上的“印制电路板电路设计实训教材”几个字，如同一个召唤，吸引着我深入探索PCB设计的奥秘。我一直对PCB设计这个领域充满好奇，但总感觉缺乏一个系统性的指导，这本书的出现，恰恰填补了我的这一空白。我非常期待书中能够详细讲解PCB设计软件的使用技巧，比如Allegro、Altium Designer、KiCad等主流软件。我希望它能从最基础的界面操作、原理图绘制、到PCB布局、布线、DRC（设计规则检查）、BOM（物料清单）生成等一系列流程，都能够有详尽的图文并茂的讲解。我更看重的是，书中是否能提供一些针对特定应用场景的设计案例，例如，针对嵌入式系统、消费电子产品、或者工业控制设备等，给出具体的PCB设计实例，并分析其设计思路和要点。通过学习这些实际案例，我希望能够掌握不同领域PCB设计的共性与特性，并从中吸取经验，运用到我自己的设计项目中。这本书的“实训”二字，让我充满期待，我希望它能真正地带领我，动手实践，一步一步地完成从概念到实物的转变，而不是仅仅提供一些空泛的理论指导。

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这本书的排版布局给我一种专业、严谨的感觉，每个章节都过渡自然，信息组织有序。我一直在思考如何才能设计出更“聪明”、更“智能”的PCB，能够满足日益增长的自动化和智能化需求。我希望这本书能够引导我了解一些先进的PCB设计理念和技术，例如，嵌入式系统的PCB设计，物联网设备的PCB设计，以及一些具有特殊功能的PCB设计。例如，书中是否会涉及一些低功耗设计、射频（RF）电路的PCB设计、或者传感器接口的PCB设计等内容。我非常期待能够通过学习这些内容，拓展我的PCB设计视野，掌握一些在特定领域具有竞争力的设计技能。同时，我对于PCB的元器件选型和替代方案也充满兴趣。在实际的设计过程中，我们常常会遇到元器件缺货或者需要寻找更优的替代品的情况。我希望书中能够提供一些关于如何评估和选择元器件的经验和方法，以及在必要时如何寻找和验证替代方案的指导。这本书的“实训教材”的定位，让我相信它能够通过案例分析和实践指导，帮助我掌握这些进阶的设计技巧，并能够灵活运用到实际的项目中。

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这本书的书脊设计简洁明了，方便在书架上查找，而且封底的信息也很有吸引力。我一直对PCB的尺寸和空间优化设计感到好奇，如何在有限的空间内实现复杂的功能，同时保证信号的完整性和散热需求。我希望这本书能够提供一些关于PCB布局和布线优化的高级技巧。例如，如何进行蛇形走线以满足时序要求？如何利用堆叠层来减小PCB面积？如何进行交叉走线的处理以避免串扰？我希望书中能够通过具体的案例和图解，展示这些技巧的应用，并解释它们背后的原理。同时，我也对PCB的封装设计和接口布局非常关注。一个好的封装设计不仅能够提高PCB的集成度，也能够方便后续的连接和维护。我希望书中能够提供一些关于如何根据元器件特性和系统需求进行合理封装和接口布局的指导，并强调在设计过程中需要注意的细节。这本书的“实训教材”的定位，让我坚信它能够提供丰富的设计案例和实践指导，帮助我掌握这些复杂的PCB设计技巧，并能够灵活运用到我的实际设计项目中，提升我设计的PCB的整体性能和紧凑度。

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拿到这本书，一股浓厚的学术气息扑面而来，让我感觉它不仅仅是一本技术手册，更像是一本值得细细品味的教科书。我一直对PCB设计中的各种规则和标准非常感兴趣，比如IPC标准、RoHS指令等，它们在PCB设计中扮演着至关重要的角色。我希望这本书能够详细地介绍这些国际标准和行业规范，并且解释它们是如何在实际的PCB设计中得到体现和应用的。例如，在PCB布局和布线时，需要遵循哪些具体的尺寸和间距要求，以保证生产的可制造性；在选择元器件时，需要考虑哪些环保和安全因素。此外，我对于PCB的可靠性设计也尤为关注。我希望书中能够深入探讨影响PCB可靠性的各种因素，例如，热应力、机械应力、潮湿、腐蚀等，并提供相应的预防和改善措施。例如，在PCB布局时，如何合理地放置散热器件，如何进行过孔设计以提高可靠性，如何进行焊盘和走线的优化以减少应力集中等。我相信，掌握这些可靠性设计方面的知识，将大大提升我设计的PCB产品的质量和寿命。这本书的“实训教材”定位，让我相信它能够通过大量的实践指导，帮助我深刻理解这些理论知识，并将其转化为实际的设计能力。

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这本书的封面色彩搭配沉稳大气，传递出一种专业、可靠的信息。我一直想知道，如何才能让自己的PCB设计更加符合生产制造的要求，减少生产过程中的麻烦和成本。我希望这本书能够深入讲解PCB的可制造性设计（DFM）的各个方面。例如，在走线设计时，需要注意哪些最小线宽、最小间距的要求？在过孔设计时，需要考虑哪些钻孔精度和防焊开口的问题？在焊盘设计时，需要遵循哪些IPC标准？我希望书中能够提供一些具体的图示和案例，直观地展示如何进行DFM设计，以及这些设计决策对生产效率和产品质量的影响。另外，对于PCB的可靠性测试和验证，我也非常感兴趣。我希望书中能够介绍一些常见的PCB可靠性测试方法，例如，高低温循环测试、湿热测试、振动测试等，并解释这些测试的意义和目的。同时，我也想了解如何通过PCB的设计来提高其自身的可靠性，从而减少后期返修和维护的成本。这本书的“实训教材”的定位，让我相信它能够提供丰富的实践经验和指导，帮助我成为一个不仅能设计出功能完善，更能实现稳定生产和长期可靠的PCB工程师。

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这本书的纸质和印刷质量都相当不错，拿在手里感觉很舒适，而且文字清晰，图片丰富。我对于PCB的电源完整性（PI）问题一直有些头疼，它直接关系到电路的稳定运行。我希望这本书能够详细地讲解PI设计的重要性，以及在PCB设计中如何进行有效的PI分析和优化。例如，书中是否会介绍如何设计合理的电源分配网络（PDN），包括去耦电容的选择和放置、电源层和地层的设计、以及电源线和地线的宽度的计算等。同时，我也非常期待书中能够提供一些PI仿真的方法和工具，帮助我提前发现和解决潜在的PI问题。除了PI，对于PCB的散热设计，我也是非常关注的。在设计高性能的电子设备时，散热往往是一个巨大的挑战。我希望书中能够介绍一些PCB的散热设计原则和技巧，例如，如何合理地放置发热元器件，如何利用PCB板材的导热性能，如何设计散热孔和散热片等。通过学习这些内容，我希望能够设计出在各种工作环境下都能稳定运行的PCB。这本书的“实训教材”的定位，让我相信它能够提供实际的操作指导，帮助我掌握这些重要的设计理念。

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这本书的整体风格让人感觉非常友好，即便是初学者也能轻易上手。我一直想了解，除了传统的PCB设计，现在有哪些更前沿、更创新的PCB技术和应用。我希望这本书能够引领我触及到一些PCB设计的前沿领域，例如，柔性PCB（FPC）的设计和制造，刚挠结合PCB的设计，以及一些在特殊领域应用的PCB，比如医疗设备、航空航天等。我希望书中能够介绍这些先进技术的基本原理、设计特点和应用前景，让我对PCB设计的未来发展有一个更清晰的认识。同时，我也非常关心PCB的成本控制和优化问题。在实际的项目中，成本往往是制约设计方案的一个重要因素。我希望书中能够提供一些关于如何进行成本分析和优化的指导，例如，如何根据成本效益比来选择元器件，如何优化PCB的层数和尺寸，如何选择合适的生产工艺等。通过学习这些内容，我希望能设计出既能满足功能需求，又能兼顾成本效益的PCB产品。这本书的“实训教材”的定位，让我充满期待，我希望它能够为我打开一扇通往更广阔、更前沿的PCB设计世界的大门，并提供实际的操作指导，帮助我提升在这些新兴领域的竞争力。

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