模拟电子技术实验与课程设计指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东南大学

作者:许小军 编

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2007-10

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787564109578

丛书系列:

图书标签:

• 1
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电子系统设计与实践：从理论到实现 本书导读 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化等相关专业的学生和工程师提供一套全面、深入且注重实践的电子系统设计方法论和工程实践指导。全书涵盖了从基础元器件的特性分析、电路原理的深入理解，到复杂系统的架构设计、原型制作和性能优化的全流程。我们摒弃了单纯的理论堆砌，而是将理论知识与实际工程案例紧密结合，引导读者掌握如何将抽象的电子概念转化为可工作的、可靠的硬件系统。 第一部分：基础理论与元件精讲 第一章：现代电子元器件的物理基础与选型智慧 本章深入探讨了半导体材料的能带理论如何指导二极管、三极管（BJT 和 MOSFET）的构建与工作机制。我们详细分析了关键参数如跨导、击穿电压、开关速度对实际电路性能的影响。此外，电阻、电容、电感在不同工作频率下的非理想效应（如分布电容、串联电阻/电感）被系统性地剖析，指导工程师在高速设计中做出正确的元件选型决策。特种元件如传感器、光电器件和功率器件（IGBT、SiC MOSFETs）的特性曲线解读和应用场景的限制条件被详尽阐述。 第二章：线性电路分析的深化与应用 本章聚焦于小信号和大信号放大电路的设计哲学。从基本的共源、共集、共基、共射组态出发，我们探讨了反馈理论在稳定性和线性度提升中的核心作用。重点章节详细介绍了运算放大器（Op-Amp）的内部结构、失调电压、带宽限制和噪声源分析，并提供了在精密测量和有源滤波设计中选择合适运放型号的实用指南。对功率放大器的效率优化和热管理设计也进行了深入探讨，确保设计方案在实际工作环境下的可靠性。 第三章：非线性电路与波形塑造 本章转向了振荡器、调制解调和开关电路的设计。我们详细分析了各种振荡器拓扑（如文氏桥、LC振荡器、压控振荡器VCO）的相位噪声特性和频率稳定性分析。在非线性应用中，比较器、施密特触发器及其在阈值检测和波形整形中的应用被作为核心内容。开关电源（Buck, Boost, SEPIC）的设计，不仅涉及电感、电容的计算，更着重于磁性元件的选择、环路补偿（Type I/II/III 补偿器设计）以及开关噪声的抑制技术。 第二部分：数字电路与系统集成 第四章：高速数字逻辑与时序分析 本章超越了基本的逻辑门电路，深入到CMOS逻辑系列（如TTL/CMOS/LVDS/ECL）的功耗-速度权衡。重点讲解了同步与异步电路设计的区别，以及时序约束（建立时间$T_{su}$和保持时间$T_{h}$）在FPGA和ASIC设计中的关键性。对于PCB设计，本章详细阐述了信号完整性（SI）的基础知识，包括反射、串扰的产生机制，以及阻抗匹配、端接电阻的选择原则，旨在帮助读者构建高可靠性的高速数据链路。 第五章：微处理器与嵌入式系统架构 本章探讨了现代嵌入式系统的核心组成：微控制器（MCU）和微处理器（MPU）的选择标准与系统级集成。我们分析了不同指令集架构（如ARM Cortex-M/R/A系列）的特点，并详细讲解了内存映射、中断服务机制（NVIC）和总线仲裁协议（如AHB/AXI）。系统级的功耗管理、看门狗定时器（WDT）的配置以及实时操作系统（RTOS）的基本调度策略，构成了本章实践教学的核心内容。 第六章：数据采集与转换系统设计 本章专注于模拟信号到数字信号（ADC）和数字信号到模拟信号（DAC）的桥梁设计。我们深入剖析了SAR ADC、Sigma-Delta ADC的内部架构和适用场景，强调了量化噪声、有效位数（ENOB）和采集速率的平衡。针对ADC的驱动电路设计，包括输入缓冲器的选择、共模抑制的优化、以及采样保持电路（Sample-and-Hold）的精度要求，提供了详尽的案例指导。同时，反向操作——DAC的线性化与建立时间控制也作为重点内容被讲解。 第三部分：系统集成与工程实践 第七章：印制电路板（PCB）布局与电磁兼容性（EMC） 本章是连接理论与物理实现的桥梁。它详细介绍了多层PCB的设计流程，包括叠层结构的选择（如核心层、介质层、铜皮的划分）。重点阐述了电源完整性（PI）的设计，包括去耦电容的有效布局、地平面与电源平面的设计规范，以及电感-电容的谐振对电源噪声的影响。在电磁兼容性方面，本章提供了辐射发射（RE）和传导发射（CE）的抑制方法，包括屏蔽、滤波器的选择与放置，以及热设计（散热器选型和风扇控制）对系统寿命的影响。 第八章：通信原理在硬件中的体现 本章将通信理论应用于硬件实现。从基础的调制解调电路（ASK, FSK, PSK, QAM）的混频器、本地振荡器设计，到射频（RF）前端的匹配网络设计（史密斯圆图的应用）。对于无线系统，本章讨论了低噪声放大器（LNA）的设计以优化系统噪声系数，以及功率放大器（PA）的效率与线性度折衷。此外，数字通信中的信道编码和均衡技术在硬件加速器上的实现路径也被简要介绍。 第九章：系统测试、调试与故障诊断 高效的调试能力是工程师的核心素养。本章系统地介绍了使用示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等关键测试设备的正确操作规范和高级功能（如眼图测试、抖动分析）。故障诊断部分提供了系统性的排查流程，从电源开始逐级检查，区分是元件故障、布局问题还是软件缺陷导致的系统不稳定。本章通过多个“疑难杂症”案例，训练读者运用系统性思维进行快速定位和修复。 结语 本书的目的是培养工程师的“系统思维”——即在面对复杂电子系统时，能够将各个子系统（模拟、数字、电源、通信）视为一个整体进行优化和集成。我们相信，通过对这些知识的系统学习和大量的动手实践，读者将能独立、高效地完成从概念验证到量产模型的全过程设计工作。

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我必须得说，这本书的课程设计部分是它的一大亮点。它提供的不仅仅是标准化的实验步骤，更多的是激发创新思维的引导。面对一个开放性的设计任务，比如设计一个基于555定时器的闪烁灯电路，书里会提供多种实现思路和模块化的设计单元，引导我们思考如何根据需求调整参数，如何优化电路的性能。我印象最深的是关于电源设计的那一章，作者详细分析了线性稳压和开关电源的优缺点，并给出了一个完整的项目案例，让我体会到在实际项目中权衡利弊的重要性。它教会我的不是“如何做”，而是“为什么这么做”，这种对设计哲学层面的探讨，对于想要深入研究电子工程的人来说，价值无可替代。

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我个人感觉，这本书非常注重培养读者的故障排查能力，这是很多理论教材所忽略的“软技能”。在每一个实验的最后，都附带了一个“常见问题与解决方案”的章节。它列举了电路搭建过程中可能出现的各种“怪问题”，比如输出波形失真、直流偏置点错误等，并提供了系统性的排查思路，从电源输入到关键元件的工作点分析。这种以问题为导向的学习方式，极大地增强了我的自信心。我不再害怕电路搭不起来，因为我知道，即使出了错，也有清晰的路径去找到问题的根源，这比单纯会做实验更重要，因为它模拟了真实工作环境中的挑战。

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这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，它既能满足本科生基础实验的需求，又能在课程设计部分提供足够的挑战性，让进阶学习者也能从中获益。作者在某些章节中穿插了对最新器件和技术的简要介绍，比如新型传感器接口电路的应用，这使得内容保持了与时俱进的状态，而不是停留在几十年前的经典电路。阅读过程中，我感觉作者不仅仅是在传授知识，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地带我入门。它成功地架起了理论学习与工程实践之间的桥梁，让人感觉到学习电子技术不再是枯燥的数学推导，而是一项充满创造性和解决问题乐趣的实践活动。

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这本书的排版和图示质量非常出色，这对于需要频繁查阅参考资料的学习者来说至关重要。电路图清晰明了，元件标注准确无误，即便是初学者也能快速定位到关键部分。更值得称赞的是，作者在讲解复杂概念时，采用了大量精美的剖面图和实物照片辅助说明，比如讲解运算放大器的内部结构时，用三维透视图展示了内部晶体管的连接方式，这比单纯的逻辑框图要直观得多。而且，书中的软件仿真部分也做得相当到位，它提供的仿真文件和操作指南，让我们可以先在电脑上验证设计，避免了实际操作中可能出现的元件烧毁等问题，极大地提高了学习效率和安全性。

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这本书真是打开了我对电路世界的新大门，我原本以为那些复杂的公式和电路图只是高深莫测的理论，但这本书通过大量的实验和直观的设计案例，把抽象的概念变得生动起来。尤其是在讲解晶体管的工作原理时，作者没有仅仅停留在书本知识的复述上，而是设计了一系列递进式的实验步骤，让我可以亲手搭建电路，观察电压和电流的变化。每一步都有详细的指导和预期的结果分析，这极大地增强了我的动手能力和对理论的理解深度。比如，在设计一个简单的音频放大器时，书里不仅讲解了放大电路的基本结构，还深入探讨了不同类型电容和电阻对放大效果的影响，这种实践与理论紧密结合的方式，让我不再死记硬背，而是真正理解了电子技术是如何在实际中发挥作用的。

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