数字电路与逻辑设计实验及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:蒋维玉

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:2005-8

价格:18.00

装帧:平装

isbn号码:9787115135179

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 实验
• 应用
• 电子技术
• 电路分析
• Verilog
• FPGA
• 数字系统
• 高等教育

电子系统设计基础与实践 本书深入浅出地探讨了现代电子系统设计所必需的核心概念和实践技能，旨在为读者构建一个坚实的理论基础和丰富的动手能力。 第一部分：模拟电子电路基础 本部分聚焦于电子系统中最基础的元件——半导体器件，并由此延伸至各类常用模拟电路的应用。 第一章：半导体器件基础 本章详尽阐述了PN结、二极管的结构、特性及其在整流、限幅、钳位电路中的应用。重点分析了不同类型二极管（如稳压管、肖特基二极管）的工作原理和选型原则。随后，深入讲解了双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET，特别是MOSFET）的工作区、输入输出特性曲线，以及作为开关和放大元件的基本模型。对不同偏置电路（如固定偏置、分压器偏置）的直流分析方法进行了系统梳理，确保读者能够精确计算晶体管的工作点。 第二章：基本放大电路 本章着重于单级和多级放大器的分析与设计。首先引入了小信号等效模型，用于分析放大器的电压放大倍数、电流放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。详细讨论了共源、共集、共基（针对BJT）以及共源、共栅（针对MOSFET）组态的性能特点及适用场景。随后，深入探讨了多级放大器的级联技术，包括直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，并分析了频率响应特性，如高频截止频率和低频截止频率的确定，以及带宽的计算。此外，本章还涵盖了反馈原理，解析了负反馈对放大器稳定性、增益、输入输出阻抗和失真度的影响。 第三章：线性集成电路与运算放大器 本章将理论应用于实际的集成电路（IC）应用。详细剖析了理想运算放大器（Op-Amp）的特性，并基于此推导了反相放大器、同相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分器和微分器的电路结构与传递函数。重点分析了输入失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益等关键参数对实际电路性能的影响。接着，深入研究了特殊功能的线性IC，如精密电压跟随器、有源滤波器（巴特沃斯、切比雪夫滤波器的设计原理）以及乘法器和对数放大器等，指导读者如何利用标准Op-Amp搭建复杂的信号调理电路。 第四章：电源电路与线性稳压器 本章关注于如何将交流市电转换为稳定、纯净的直流电源。首先讲解了线性电源的基本框图，包括变压、整流（半波、全波、桥式）、滤波（电容和电感滤波）和稳压三个环节。详细分析了滤波器的纹波抑制效果。随后，重点介绍了使用三端集成稳压器（如LM78xx系列）构建定电压输出电路的设计方法，并讨论了串联型和并联型线性稳压器的效率与散热问题。 第二部分：信号与系统分析 本部分从信号处理的角度审视电子系统，强调时域与频域的转换及其对系统性能的影响。 第五章：信号的时域与频域表示 本章介绍了连续时间和离散时间信号的基本概念和分类。重点讲解了傅里叶级数和傅里叶变换，用于分析周期和非周期信号的频谱。详细阐述了卷积的概念及其在线性时不变（LTI）系统分析中的核心地位。引入了拉普拉斯变换（Laplace Transform）作为分析连续时间系统的有力工具，并讨论了其收敛域（ROC）的概念。 第六章：系统响应与稳定性 本章将时域分析与频域分析相结合。分析了LTI系统对不同输入信号（如阶跃信号、脉冲信号、正弦信号）的瞬态响应和稳态响应。探讨了系统的频率响应函数，以及如何通过波特图（Bode Plot）直观地判断系统的带宽、增益裕度和相位裕度。系统稳定性分析是本章的重点，通过解析系统的极点和零点位置来判断系统的稳定性和瞬态行为。 第三部分：基础数字电子学原理 本部分是理解现代计算和控制系统的基石，涵盖了逻辑代数、组合逻辑和时序逻辑的设计与实现。 第七章：布尔代数与逻辑门 本章从数学角度奠定数字电路的基础。系统讲解了布尔代数的基本公理、定理和常用公式。介绍了布尔函数的化简方法，包括代数化简法和卡诺图（Karnaugh Map）化简法，重点强调了对五变量及以上函数的化简策略。随后，详细介绍了基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的物理实现和逻辑功能，并探讨了通用门的概念。 第八章：组合逻辑电路设计 本章侧重于直接由逻辑门构成的电路设计。首先分析了常用组合芯片的功能，如译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）的工作原理和应用。重点讲解了加法器（半加器、全加器）和算术逻辑单元（ALU）的设计。最后，引入了可编程逻辑器件（PLD）的基本概念，作为实现复杂组合逻辑的现代途径。 第九章：时序逻辑电路与存储元件 本章深入研究了涉及“记忆”功能的电路。详细分析了基本锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，包括SR, JK, D, T型）的结构、特性、主从结构以及时钟控​​制机制。重点探讨了触发器的同步和异步操作。随后，讲解了如何利用触发器构建寄存器和移位寄存器，用于数据的临时存储和移动。 第十章：时序逻辑系统设计与状态机 本章是时序电路设计的核心。系统介绍了有限状态机（FSM）的概念，包括状态的定义、状态转移图和状态转移表。详细区分了穆尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型，并阐述了如何将它们转换为实际的硬件电路（触发器和组合逻辑）。本章还包括了对异步电路中竞争与冒险现象的分析和消除方法，确保设计的可靠性。 第四部分：系统应用与接口技术 本部分将模拟和数字技术结合起来，介绍现代电子系统中的信号转换和微控制器基础。 第十一章：数据转换技术 本章探讨了数字世界与模拟世界交互的桥梁——模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）。详细分析了不同类型ADC的工作原理，如双积分型、逐次逼近型和闪烁比较型，并对比了它们的转换速度、分辨率和线性度。同样，分析了DAC的电阻网络结构和转换精度。本章强调了采样定理在数字信号采集中的重要性。 第十二章：微控制器接口与基础编程概念 本章引入了微控制器（MCU）作为实现复杂逻辑控制的核心平台。介绍了MCU的基本结构（CPU、存储器、I/O端口）。重点讲解了如何通过I/O端口控制外部的LED、LCD显示器以及读取按键输入。简要介绍了中断处理的基本流程和定时器/计数器的配置，为后续更高级的嵌入式应用打下基础。 全书特色： 本书强调理论与工程实践的紧密结合。章节中穿插了大量的实际案例分析，涵盖了从基础放大电路的噪声抑制到复杂状态机的逻辑验证等多个方面，旨在培养读者独立分析、设计和调试电子系统的能力。理论推导严谨，同时注重工程实现中的简化和权衡取舍。

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我最近正在为准备一个重要的专业课程设计做准备，需要用到FPGA或者CPLD进行复杂的时序逻辑设计，但目前的教材对这部分的介绍总显得力度不够。如果这本书能把底层逻辑设计和更现代的可编程逻辑器件的接口和编程基础结合起来，那就真的太有价值了。我非常好奇它在介绍PLD技术时的深度如何，是停留在概念层面，还是真的能教我们如何用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来有效地描述和仿真我们的数字系统。毕竟，现代电子设计早已不是纯粹的TTL/CMOS时代了，如果一本实验教材不能跟上时代步伐，那它的参考价值就会大打折扣。我很期待它能提供一些高级应用实例，让我能在大赛中有所斩获。

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说实话，我对市面上大部分的实验指导书都有点敬而远之，它们要么就是照本宣科，实验步骤写得云山雾罩，要么就是对理论背景介绍得过于简略，让人在实验中遇到问题时无从下手。我希望这本书在“应用”二字上能做到位。我们学习数字电路，最终目的不就是为了解决实际工程问题吗？如果这本书能提供一些贴近真实工业场景的案例，比如简单的数据采集系统或者状态机设计，那就太棒了。我特别关注它对一些常用芯片（比如74系列、各种锁存器和触发器）的特性讲解是否深入且易于理解。如果能配上清晰的原理图和实物接线图，那简直是教科书级别的待遇了。否则，光是做几个简单的与非门实验，那跟浪费时间没什么区别。

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哎呀，拿到这本《数字电路与逻辑设计实验及应用》真是让人眼前一亮！这本书的装帧设计很扎实，封面那种深蓝配上醒目的橙色字体，一看就知道是搞技术的干货。我记得我以前学数字电路的时候，理论知识学得头大，电路图看得眼花缭乱，但一到动手实践就完全摸不着头脑。这本书的内容编排似乎非常注重实践性，光是看到目录里那些详细的实验步骤描述，就感觉心里踏实了不少。我尤其期待它在基础逻辑门和组合逻辑电路部分的讲解，希望能把那些抽象的概念通过具体的实验操作变得清晰起来。毕竟，学电路这东西，不动手是真不行，纸上谈兵永远成不了高手。希望这本书能真正成为我从理论走向实践的桥梁，而不是又一本束之高阁的参考书。

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坦白讲，我购买这本书很大程度上是冲着“应用”这个词去的，因为我总觉得理论和实践之间有一条难以逾越的鸿沟。我希望这本书能展示出逻辑设计在实际系统构建中的生命力。比如，它会不会涵盖一些基本的数模/模数转换的应用实例，或者至少是如何用数字电路实现简单的信号处理功能？另外，一个好的实验教材还应该强调规范性和工程素养。我非常关注它对电路设计文档规范的要求，以及如何进行系统级的调试和测试。如果这本书能够培养我们严谨的工程习惯，而不只是完成一个又一个的“打卡式”实验，那么它就不仅仅是一本工具书，更是一本启蒙之作。希望它能让我体会到构建复杂数字系统的成就感，而不是仅仅停留在波形观察的层面。

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拿到书后，我立马翻阅了它的附录部分，这一点常常被很多作者忽略。优秀的实验教材，其附录通常是宝藏所在，比如常用元器件的详细参数表、各种逻辑电路的基本真值表汇总、或者甚至是调试电路时常用的故障排除技巧清单。我希望这本《数字电路与逻辑设计实验及应用》在这方面能够厚道一些。如果能提供一些常见实验的参考答案和分析思路（当然不是直接抄袭，而是帮助理解为什么会出错），对自学者来说简直是雪中送炭。好的教材不仅教你“怎么做”，更重要的是教你“为什么这样做”，以及“出了问题怎么办”。如果附录部分能做到详尽和实用，这本书的实用价值将提升一个量级。

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