工业电子学实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育出版社

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:5.50元

装帧:

isbn号码:9787040037289

丛书系列:

图书标签:

• 工业电子学
• 电子技术
• 实验教学
• 电路分析
• 传感器技术
• PLC
• 单片机
• 电力电子
• 自动化
• 仪器仪表

现代电子技术前沿探索：模拟、数字与嵌入式系统设计实践 书籍简介 本书旨在为电子工程、自动化、计算机科学及相关专业的高年级本科生和研究生提供一个全面而深入的实践平台，用以掌握现代电子技术的核心原理、设计方法和工程实现能力。本书聚焦于从基础器件到复杂系统的完整设计流程，强调理论与实践的紧密结合，引导读者构建扎实的工程素养。 全书内容围绕三大核心支柱构建：高精度模拟电路设计、高速数字逻辑实现、以及前沿嵌入式系统集成。 --- 第一部分：高精度模拟电路设计与分析（The Realm of Precision Analog） 本部分深入探讨了模拟电路设计的精髓，重点在于理解和控制电子元器件在非理想条件下的行为，尤其关注噪声、失真和稳定性问题。 1. 基础器件的深度剖析与建模： 我们不再停留在教科书式的理想模型上，而是细致研究半导体器件（如BJT和MOSFET）在高低频、大动态范围下的非线性效应、寄生参数对电路性能的制约，以及如何利用SPICE级联模型进行精确仿真。特别地，章节详述了新型宽禁带半导体（如SiC和GaN）在功率电子应用中的特性曲线与热管理挑战。 2. 线性与反馈放大器的高级设计： 本章是模拟电路的核心。内容涵盖了多级放大器的频率补偿技术（如米勒补偿、导纳补偿），共源、共射、共基极以及共源共基极（Cascode）组态的实际增益与带宽优化。重点讲解了如何设计低噪声放大器（LNA），通过噪声因子分析（Noise Figure Analysis）和匹配网络设计，实现在特定阻抗匹配下的最低系统噪声。此外，对运算放大器（Op-Amp）的内部结构，如折叠式输入级、偏置电流源设计、以及实现高共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）的技巧进行了详尽阐述。 3. 信号调理与数据转换接口： 本节聚焦于将物理信号转化为可供数字系统处理的电信号。详细介绍了Σ-Δ（Sigma-Delta）与逐次逼近寄存器（SAR）型模数转换器（ADC）的架构差异、量化噪声整形技术、以及不同分辨率和采样率下的适用场景。在数模转换器（DAC）方面，则深入探讨了电阻梯形（R-2R）网络的设计误差与校准方法。此外，高速数据采集系统的时序同步、抗混叠滤波器的设计（如巴特沃斯、切比雪夫的阶数确定与元件选择）占据了重要篇幅。 4. 晶体振荡器与锁相环（PLL）： 晶体振荡器（Crystal Oscillator）的设计着重于起振条件、负载电容选择对频率稳定性的影响，以及如何抑制相位噪声（Phase Noise）。PLL部分则深入讲解了压控振荡器（VCO）的调谐特性、鉴相器（PD）的线性区域、以及环路滤波器（Loop Filter）对锁相速度和抖动（Jitter）的控制作用。 --- 第二部分：高速数字系统与可编程逻辑（High-Speed Digital and Programmable Logic） 本部分从晶体管级开关行为出发，过渡到大规模集成电路的逻辑实现与系统级的信号完整性管理。 1. CMOS逻辑电路与时序分析： 本章探究了数字电路的物理基础。详细分析了CMOS反相器、NAND/NOR门的延迟模型，包括栅极延迟、传输延迟的计算，以及互连线的RC延迟对系统速度的瓶颈作用。对于复杂组合逻辑电路，系统性地介绍了竞争冒险（Hazards）的消除方法。在时序分析方面，系统阐述了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的裕量计算，以及如何通过时钟域交叉（CDC）处理亚稳态问题，确保系统在高速运行下的正确性。 2. 可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计流程： 本节侧重于硬件描述语言（HDL，如VHDL/Verilog）的实践应用。内容不仅限于语法，更深入讲解了如何编写“综合友好型”代码，以指导综合工具生成高效的门级网表。重点涵盖了有限状态机（FSM）的三段式设计、流水线技术在加速计算中的应用、以及资源共享（Resource Sharing）的优化策略。资源分配方面，详细对比了查找表（LUT）、触发器（Flip-Flop）和分布式RAM/乘法器资源的使用效率。 3. 硬件加速与并行处理架构： 针对现代计算的需求，本部分介绍了如何利用FPGA实现定制化的并行算法。内容包括了经典的卷积运算、快速傅里叶变换（FFT）的流水线化实现。还探讨了片上总线架构，如AXI（Advanced eXtensible Interface）协议的工作原理、仲裁机制以及数据流控制策略，以便在系统级构建高性能数据通路。 4. 信号完整性与电源完整性（SI/PI）： 高速数字设计必须直面物理层面的挑战。本章详细分析了信号反射（Termination）、串扰（Crosstalk）的产生机理及其抑制方法（如走线隔离、差分对设计）。电源完整性方面，则着重于去耦电容的选型（频率响应分析）、地弹（Ground Bounce）的控制，以及如何通过电源层平面设计，确保芯片内核在快速开关时获得稳定、干净的电压。 --- 第三部分：嵌入式系统集成与实时控制（Embedded Systems Integration and Real-Time Control） 本部分将前两部分的模拟和数字技术整合起来，聚焦于构建一个能够感知、决策和执行的完整智能系统。 1. 微控制器（MCU）架构与外设接口： 本章选取主流的32位ARM Cortex-M系列架构作为载体，深入解析了流水线操作、异常处理机制和内存保护单元（MPU）。外设接口的讲解侧重于实践：如何精确配置定时器以实现PWM控制、如何使用DMA（直接内存访问）以卸载CPU处理高速数据流、以及SPI、I2C、UART等通信协议在不同速率下的握手与错误校验机制。 2. 实时操作系统（RTOS）与任务调度： 为了管理复杂任务的并发性，本节引入了嵌入式实时操作系统的概念。内容详细对比了多任务系统的调度策略（如固定优先级、轮转、速率单调等），并重点讲解了同步机制，如互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）和消息队列（Message Queue）在防止竞态条件（Race Conditions）中的应用与陷阱。 3. 传感器接口与数据融合： 本部分强调物理世界的接入。内容包括惯性测量单元（IMU，如三轴加速度计和陀螺仪）的原始数据获取、数字滤波技术（如卡尔曼滤波、互补滤波）在去除噪声和实现姿态解算中的应用。此外，还涉及了步进电机与伺服电机的闭环控制，包括PID控制器的参数整定方法（如Ziegler-Nichols法）及其在离散时间系统中的实现。 4. 系统级调试与故障诊断： 强大的设计能力必须辅以有效的调试手段。本章介绍 JTAG/SWD 调试接口的工作原理，如何利用逻辑分析仪捕获多通道数字信号，以及示波器的高级功能（如串行解码、眼图分析）在验证高速接口和电源完整性中的作用。故障注入与系统鲁棒性测试的方法也被纳入讨论范围。 --- 本书的特色与目标： 本书不提供任何现成的“应用笔记”或“代码片段”，而是坚持原理推导—模型建立—仿真验证—硬件实现的完整工程链条。每一章节的理论阐述后，均附带高难度、启发性的设计挑战，要求读者运用所学知识独立完成电路拓扑的选择、元件参数的精确计算和系统性能的指标预估。最终目标是培养读者在面对全新电子系统设计任务时，能够系统性地分解问题、选择正确的工具和方法论，并最终交付稳定、高性能的工程化解决方案。 本书适合希望从“会用”电子元件升级到“精通”电子系统架构的工程师和学生阅读。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常克制和精准，几乎没有冗余的修饰词，每一个句子似乎都是为了传达一个明确的技术信息。这在阅读一些理论章节时，初读可能会觉得有些枯燥，需要集中注意力去消化那些缩写和专业术语。但一旦你适应了这种节奏，你会发现它的信息密度极高，用最少的篇幅涵盖了最多的有效信息。我特别喜欢它在介绍新的元器件或模块时，会习惯性地附带一个简短的“选型注意事项”或者“常见误区提醒”。例如，在讲解功率MOSFET的选择时，它会特别强调“导通电阻Rds(on)”和“栅极电荷Qg”在不同工作频率下的权衡，而不是仅仅停留在击穿电压Vds上。这种对细节的关注，体现了作者对工业应用中“极限条件”和“长期可靠性”的深刻理解。唯一的遗憾是，对于一些新兴的、发展迅速的领域，比如基于FPGA的高速数字控制算法的实现细节，内容略显保守，似乎更侧重于成熟稳定的工业技术路线，这或许是出于保证实验可重复性和长期有效性的考量吧。

评分☆☆☆☆☆

读完前面的章节后，我开始关注本书的配套资源和后续的扩展性。虽然我没有看到配套的光盘或在线资源链接，但从书中对实验步骤的描述严谨程度来看，我推测它设计的实验项目应该是可以在标准的、非定制化的实验室环境中完成的。书中似乎特别强调了安全规范，在每一个高压或大电流实验开始前，都有专门的醒目提示，这在很多同类书籍中是缺失的，体现了作者对实验安全的高度重视。更值得称赞的是，它似乎在尝试建立一个知识体系的闭环。比如，某个模块的实验失败后，它不会仅仅给出“检查连接”的建议，而是会引导你回溯到前一个模块的电源质量检查，形成一个系统性的排查链条。这教会读者的不是操作技能，而是一种结构化的故障思维。总而言之，这本书非常适合那些需要快速提升自己对工业控制和驱动系统理解的工程师或高级技工，它提供的不是装饰性的知识，而是能在实际车间地面上站得住脚的硬核技术支撑。它的价值在于教会你如何像一个经验丰富的现场工程师那样思考和动手。

评分☆☆☆☆☆

翻到中间章节时，我发现这本书在对特定工业设备（比如伺服驱动器、HMI界面）的参数配置和调试流程描述上，显得尤为详尽。这不是那种泛泛而谈的介绍，而是真正像一份详细的SOP（标准操作程序）文档。比如，关于如何通过软件对步进电机进行S曲线加减速曲线的优化，它不仅列出了需要修改的寄存器地址，还用非常直白的语言解释了为什么修改某个参数会导致系统振荡，以及如何通过示波器捕获电流波形来辅助判断。我特别注意到，书中对于“故障排除”这一块投入了相当大的篇幅，这才是工业电子学书籍的精髓所在啊！它不是告诉你“如何让它工作”，而是告诉你“当它坏了，该怎么快速定位问题”。例如，它专门用一个章节来讨论如何使用逻辑分析仪来诊断总线通信错误，并且给出了几种常见协议（如RS-485, CAN Bus）在物理层上发生信号反射或阻抗不匹配时的波形特征，这种实战经验的分享，是教科书里绝对学不到的。这种以解决实际问题为导向的编排，让我感觉这本书更像一位经验丰富的老工程师的笔记合集，而不是冷冰冰的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本《工业电子学实验》的封面设计真是充满了复古的机械感，那种深灰色的背景搭配着亮黄色的文字，让人立刻联想到精密仪器的质感。我拿到手时，首先被它厚实的装帧吸引了，感觉这是一本能经受住无数次翻阅和实验台油污考验的“老伙计”。内页的纸张质量出乎意料地好，不像有些实验手册那样薄得一碰就破，油墨印刷清晰锐利，即便是那些复杂的电路图和波形图，线条也分明，这一点对于需要精确识别元件和信号的实验者来说至关重要。不过，说实话，我最期待的是它在内容上的深度和实用性。我希望看到的不仅仅是教科书上那种理论的重复，而是真正能体现“工业”二字的实战经验。比如，关于大功率晶体管的驱动电路设计，或者高频开关电源的EMI/EMC处理，这些在实际生产线上至关重要，却常常在基础教材中被一笔带过的内容，如果这本书能深入剖析，那就太棒了。我特地翻阅了一下目录，对其中关于PLC与变频器接口调试的部分很感兴趣，这正是目前我工作中最常遇到的瓶颈之一。总而言之，从外观和初步的触感来看，这本书的制作水准是令人放心的，它给人的感觉是专业、耐用，并且是为真正动手操作的人准备的。我希望能从中找到那些“教科书上不教，但老师傅会做”的门道。

评分☆☆☆☆☆

我尝试着理解这本书的逻辑结构，发现它似乎采取了一种非常“工程化”的组织方式，而不是传统意义上的由浅入深的教学模式。前几章的内容跳跃性比较大，它直接抛出了一个复杂的工业现场问题，然后才开始铺垫解决这个问题所需的理论基础和实验步骤。这种方式对于我们这些已经有一定电子学背景，但缺乏工业实践经验的人来说，其实非常高效，它能立刻抓住读者的痛点。举个例子，在讲解传感器信号调理时，它没有花大篇幅去复习运算放大器的基础知识，而是直接进入了如何处理工业现场常见的电磁干扰和噪声隔离问题，这一点我非常欣赏。它似乎假设读者已经知道基础知识，并迫不及待地想知道“在真实世界中，这个电路该怎么做才能不被干扰”。然而，这种高起点的设计也带来了一个挑战：对于初学者来说，可能需要配合其他更基础的参考书才能跟上节奏。另外，书中的图表制作风格极其“朴素”，没有花哨的3D渲染或彩色图示，全是用黑白线条和箭头构成的流程图和系统框图，这种风格反而让我想起了上世纪八九十年代那些流传下来的经典工程手册，显得特别可靠和严谨，少了商业气息，多了实打实的干货感。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆