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出版者:化学工业出版社发行部

作者:王娟

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2005-7

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502570729

丛书系列:

图书标签:

• 焊接
• 修复
• 金属加工
• 材料科学
• 工程技术
• 工业维修
• 焊接技术
• 无损检测
• 机械工程
• 制造工艺

现代电子电路设计与实践 本书导读： 在信息技术飞速发展的今天，电子技术已成为驱动社会进步的核心动力之一。从智能手机到工业自动化，从航空航天到医疗设备，无处不闪耀着精妙电子电路设计的光芒。然而，理论知识的掌握往往与实际工程应用之间存在着一道鸿沟。本书《现代电子电路设计与实践》，正是致力于架起这座桥梁，为读者提供一套全面、系统且高度实用的电子电路设计与实现指南。 本书的编写团队由经验丰富的电子工程师和资深高校教师组成，他们深知现代电子系统对设计精度、可靠性、功耗控制以及电磁兼容性的严苛要求。因此，全书内容紧密围绕当前主流的电子设计理念和前沿技术展开，旨在培养读者“以系统观设计电路，以工程思维解决问题”的能力。 第一部分：基础理论的深化与前沿概念的引入 本部分将回顾并深化读者对电子学基本原理的理解，但重点在于将这些原理与现代器件和设计约束相结合。 第一章：半导体器件的深层特性与选型策略 我们不再停留在简单的PN结模型，而是深入探讨MOSFET、IGBT等功率器件在高速开关、热管理以及非线性失真方面的实际表现。内容包括：沟道长度调制效应、亚阈值导通机制、以及宽禁带半导体（如GaN和SiC）的优选优势与设计考量。 针对特定应用（如高频射频电路或大功率驱动），我们将详细分析器件参数（如$R_{DS(on)}$、$Q_g$、$V_{GS(th)}$漂移）对整体系统性能的影响，并给出实用的选型决策矩阵。 第二章：线性电路的精细化分析 本章专注于运算放大器（Op-Amp）和精密线性电路的设计。内容涵盖：噪声源的识别与抑制（如闪烁噪声、热噪声），失调电压的补偿技术（如斩波稳定），以及高精度数据采集链中的匹配与校准技术。 特别地，我们详细分析了反馈网络中的非理想因素（如输入阻抗的频率依赖性）如何影响闭环性能，并引入了先进的反馈拓扑结构，如反馈消除技术（Feedback Cancellation）在高速缓冲器中的应用。 第三章：开关电源拓扑的动态建模与优化 开关电源是现代电子系统的“心脏”。本章着重于设计中的效率、瞬态响应和电磁兼容性（EMC）。我们不仅讲解Buck、Boost、Flyback等经典拓扑，更侧重于LLC谐振变换器的高效控制策略、有源嵌位钳位（Active Clamping）技术在超高频开关中的应用，以及同步整流的优化时序控制。 读者将学习如何利用状态空间平均法对开关电源进行精确的小信号建模，从而设计出具有快速瞬态恢复能力且无次谐波振荡的补偿网络。 第二部分：系统集成与前沿设计技术 本部分将视角从单个电路单元扩展到整个系统层面，聚焦于高速信号完整性、低功耗设计以及嵌入式系统中的硬件实现。 第四章：高速信号完整性与电源完整性（SI/PI） 随着工作频率的提升，信号的波形失真和串扰成为主要挑战。本章系统阐述传输线理论、阻抗匹配、反射控制（TDR/TDT分析）。内容深入到PCB设计层面，详细讨论了差分对的串扰抑制、去耦电容的层叠布局策略（Plane Resonance Mitigation），以及如何利用IBIS模型进行仿真验证。电源完整性方面，我们将介绍去耦电容的容值选型（从皮法到微法）的频率依赖性，以及电源网络阻抗（PDN Impedance）的优化目标与测试方法。 第五章：低功耗与便携式系统设计 移动设备和物联网（IoT）对功耗极为敏感。本章探讨实现超低功耗的系统级方法。内容包括：动态电压与频率调节（DVFS）、亚阈值偏置技术在模拟前端中的应用、以及快速休眠/唤醒机制下的静态功耗管理。 特别地，我们将介绍先进的电源门控（Power Gating）技术及其对系统启动时序的影响，以及能量收集（Energy Harvesting）电路的设计接口。 第六章：数字化与混合信号接口设计 现代系统离不开高效的模数转换（ADC）和数模转换（DAC）。本章聚焦于高精度和高速率下的挑战。我们将分析ADC的有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）与微分非线性（DNL）的实际影响，并讨论如何通过数字后处理技术（如校准和滤波）来提升整体性能。对于高速接口（如SerDes），我们将详细剖析时钟数据恢复（CDR）机制和均衡技术（如CTLE/DFE）在克服损耗信道中的作用。 第三部分：仿真、验证与工程实现 理论设计最终需要通过严谨的验证流程转化为可靠的产品。 第七章：高级SPICE仿真与建模技术 本章强调仿真在设计流程中的核心地位。读者将学习如何构建准确的非线性仿真模型，特别是针对开关器件和反馈环路的瞬态分析。我们将介绍参数扫描、蒙特卡洛分析在评估设计裕度和可靠性方面的应用，以及如何将Verilog-A/AMS模型集成到混合信号仿真环境中，以验证整个系统在不同工况下的行为。 第八章：电磁兼容性（EMC）与热设计规范 可靠性是电子产品生命周期的基石。EMC部分将深入探讨辐射发射（RE）和传导抗扰度（CI）的物理机制，并提供具体的PCB布局和屏蔽设计规则，以满足FCC或CE标准。热设计部分则关注热阻的计算、散热器的选型以及PCB多层板的导热路径分析。我们将引入有限元分析（FEA）工具在热-电耦合仿真中的应用，确保设备在极限温度下仍能稳定运行。 附录：设计工具与标准参考 附录部分提供了一系列实用的参考资料，包括主流EDA工具（如Cadence Spectre/Allegro, Altium Designer）的高级技巧、常用元器件的技术手册查阅指南，以及相关的行业设计标准（如IPC标准）。 本书特色： 实践导向： 每一章节均配有详细的工程案例分析和仿真验证流程图，理论与实践紧密结合。 前沿覆盖： 深入讲解了当前工业界迫切需要的SiC/GaN应用、高速串行通信、以及先进的低功耗管理技术。 问题解决： 聚焦于设计中最常遇到的陷阱和难题，提供经过验证的规避和解决策略。 本书适用于电子工程、通信工程、自动化等专业的本科高年级学生、研究生，以及致力于提升实践能力和系统设计水平的初、中级电子工程师。掌握本书内容，将使您具备从概念到原型，再到可靠产品的完整电子系统设计能力。

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这本书的叙事风格，与其说是在“教授”知识，不如说是在“引导”思考。它避免了那种教科书式的枯燥说教，而是采用了一种近乎于对话的口吻，引导读者去探索各种工艺选择背后的“为什么”。比如，在讨论不同保护气体的选择时，作者没有简单地告诉我们A优于B，而是详细对比了它们在特定温度下与熔池内元素反应的动力学差异，这种深入挖掘本质原因的方式，极大地激发了我对该领域的好奇心。书中穿插的一些案例分析，更是精彩绝伦，它们并非是教科书上那种完美无瑕的范例，而是包含了真实生产环境中可能遇到的各种干扰因素，如环境湿度、电源波动等，并提供了应对这些“灰色地带”的成熟策略。这种对复杂现实的充分考量，使得整本书的指导性非常强，它教给我的不仅仅是如何操作，更是如何像一个经验丰富的技术专家那样去预判和解决问题。

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我对这类工具书的实用性有着极高的要求，毕竟，买来学习的目的就是为了能够立即应用到实际操作中去。这本书的理论深度处理得相当到位，它并没有停留在概念的简单罗列，而是深入剖析了材料科学的基础原理，比如金属的晶体结构变化、热影响区的形成机制等。作者似乎非常擅长将复杂的物理化学过程，用清晰的逻辑链条串联起来，这一点在我阅读关于特定合金性能韧性转变的部分时感受尤深。书中引用的公式和图表制作得非常精良，不仅准确无误，而且图示清晰地展现了参数变化与最终结果之间的非线性关系，这对于高级工程师进行工艺参数优化时至关重要。我甚至发现了一些在行业标准手册中都难以找到的细微工艺参数范围，这表明作者的研究是基于大量的实际数据和长期的实践积累的，而非纸上谈兵。这种扎实的研究基础，使得这本书的参考价值远超一般的教材范畴，更像是一本高阶的研发手册。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面采用了哑光处理，触感细腻，中央的插图线条流畅，勾勒出一种工业美学的感觉，很符合我对技术类书籍的期待。内页的纸张质量也相当不错，白度适中，油墨印刷清晰锐利，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。我特别留意了一下排版，字体大小设置得非常合理，段落之间的留白恰到好处，使得整体阅读体验非常舒适。装订方面，它采用了锁线胶装，翻开书页时非常平整，不必费力按压，这对于查阅特定章节或进行笔记时尤为重要。从这些细节可以看出，出版方在制作这本书时，确实是下了不少功夫的，体现了一种对阅读体验的尊重。我尤其欣赏它在章节标题上的设计，既有明确的学术指向，又不会显得过于生硬，成功地在专业性与可读性之间找到了一个很好的平衡点。这本书的物理形态本身，就构成了一种对知识的承诺，让人在翻阅之初就对其中蕴含的内容抱有很高的期待值。

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这本书的章节组织结构呈现出一种螺旋上升的趋势，从宏观到微观，再到具体的应用场景，层层递进，逻辑性极强。初期的章节奠定了必要的物理和化学基础，为后续讲解复杂的连接技术打下了坚实的地基。令人称赞的是，中间章节对不同连接方法的对比分析做得极为客观和细致，它没有偏袒任何一种技术路线，而是清晰地列举了每种方法的适用范围、优缺点、成本效益比，甚至是维护难度。这种全景式的视野，对于需要进行项目前期技术选型的人员来说，简直是如获至宝。更妙的是，书末附带的附录部分，包含了大量常用的材料性能对照表和常见缺陷的排除速查指南，这些资料的实用价值是立竿见影的，我可以直接将其作为工作中的辅助工具，极大地提高了信息检索的效率。

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我发现这本书在关注前沿技术方面也毫不落后，它并没有固步自封于传统的熔焊技术，而是用相当的篇幅探讨了诸如激光复合焊、搅拌摩擦焊等新兴工艺的原理和工业化前景。作者对这些新兴技术的描述充满了洞察力，他不仅介绍了它们的技术优势，更冷静地分析了它们在当前产业结构中推广所面临的成本壁垒和设备兼容性挑战，这种批判性的视角使得全书的论述更加立体和可信。例如，在讨论自动化与智能化时，书中详细分析了视觉传感器在焊缝跟踪中的应用潜力，并讨论了数据采集在建立自适应控制模型中的关键作用，这表明作者紧跟工业4.0的步伐。整本书读下来，我感觉自己对整个行业的未来发展脉络有了一个更加清晰的把握，它提供的不仅是解决当下问题的方案，更是面向未来技术迭代的思维框架，这对于保持技术的先进性至关重要。

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