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页数:243

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出版时间:2009-6

价格:27.50元

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isbn号码:9787122050823

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• 数字电路
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• 电路分析
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• 电子设计

好的，这是一本名为《电路原理与系统分析》的图书简介，内容详细，不包含《数字电子技术》中的任何概念。 --- 《电路原理与系统分析》 内容简介 本书旨在为工程技术人员、科研人员以及相关专业的学生提供一套全面、深入且实用的电路理论基础和系统分析方法。我们聚焦于电路在稳态和瞬态下的行为，通过严谨的数学工具和直观的物理模型，构建起对模拟电路和复杂系统行为的深刻理解。全书结构清晰，逻辑严密，从最基本的电路元件出发，逐步过渡到高级的网络分析技术。 第一部分：电路元件与基本定律 本书伊始，我们详细阐述了电路分析的基石：电路的基本概念和定律。 电路基础概念： 我们从电荷、电流、电压的基本物理意义入手，定义了节点、回路、支路等拓扑结构术语。特别强调了功率的计算及其方向性，这是理解能量如何在电路中传输的关键。 基本元件的精确描述： 重点分析了理想电阻（R）的伏安特性、线性与非线性电阻的区分。随后深入探讨了储能元件——电容（C）和电感（L）的特性。我们详细剖析了它们在时间和频率域中的动态响应，特别是电容对电流的“阻碍”作用和电感对电流变化的“反抗”作用，这为理解后续的瞬态分析奠定了基础。 电路定律的构建： 基于基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL），本书系统地推导了这些定律的物理依据和应用范围。我们强调了如何正确地选择参考方向和定义回路，以确保分析的准确性。 第二部分：电路分析方法 本部分的核心在于提供一套强大的工具箱，用于解决具有多个独立电源和复杂互联结构的电路。 节点电压法与回路电流法： 我们详细介绍了这两种主要的网络分析技术。节点电压法侧重于节点电压的求解，通过简化方程组来揭示电路的电势分布；回路电流法则专注于回路电流的计算，适用于分析具有大量电感的网络。每种方法都配有详尽的步骤和实际案例，并讨论了在何种情况下使用哪种方法更为高效。 叠加定理与最大功率传输定理： 这些定理是线性电路分析中简化问题的利器。叠加定理展示了线性系统叠加原理的威力，允许我们将复杂的多源问题分解为多个单源问题来处理。最大功率传输定理则从能量效率的角度出发，为负载匹配提供了理论指导。 等效电路的构建： 特文宁（Thévenin）定理和诺顿（Norton）定理是电路简化艺术的体现。我们不仅展示了如何计算等效阻抗、等效电压源和等效电流源，更重要的是，解释了它们在电路模型简化和参数估计中的实际应用价值。 第三部分：一阶与二阶动态电路分析 本书的这部分将分析电路对时间变化的响应，这是从静态分析转向动态分析的关键环节。 一阶电路（RC 和 RL 电路）： 针对包含单一电容或电感的电路，我们采用了自然响应（无源激励）和阶跃响应（有源激励）的分析方法。详细推导了时间常数 $ au$ 的物理意义及其对系统动态行为的决定性影响。我们探讨了电容和电感在开关动作瞬间的电压和电流特性，即“跳变”特性。 二阶电路（RLC 电路）： 二阶系统的分析更为复杂，其响应可能表现为过阻尼、临界阻尼或欠阻尼。本书清晰地划分了这三种情况，通过特征方程的根来预测系统的行为模式（如振荡频率、衰减速率）。我们深入分析了阻尼比 $zeta$ 在决定系统稳定性与响应速度中的核心作用。 第四部分：正弦稳态分析 在实际应用中，交流电源是普遍存在的。本部分将线性电路分析从直流扩展到周期性交流信号。 相量（Phasor）表示法： 我们引入了复数域的概念，用相量来简洁地表示具有特定频率的正弦信号，从而将微分方程转化为代数方程。这是分析交流电路的核心技巧。 阻抗（Impedance）和导纳（Admittance）： 我们将电阻、电容、电感在交流下的行为统一用复数阻抗来描述。详细阐述了如何计算串联和并联组合电路的总阻抗，并讨论了功率因数、视在功率、有功功率和无功功率的精确计算与物理意义，特别是对于三相电路的分析。 频率响应与谐振： 研究电路对不同频率输入的响应是信号处理和滤波电路设计的基础。我们详细分析了串联谐振和并联谐振的条件、带宽和品质因数（Q值），揭示了电路在特定频率下表现出的特殊行为。 第五部分：拉普拉斯变换与系统函数 为了更有效地处理复杂的初始条件和任意瞬态输入，本书引入了强大的数学工具——拉普拉斯变换。 拉普拉斯变换基础： 详细介绍了双边和单边拉普拉斯变换的定义、常用函数的变换对以及线性、时移、微分和积分等重要性质。 在电路分析中的应用： 利用拉普拉斯变换将时域的微分方程转化为s域的代数方程，极大地简化了求解过程，尤其擅长处理具有任意初始条件的瞬态问题。 传递函数与系统分析： 引入了系统函数（或称传递函数）的概念，该函数定义为输出相量与输入相量之比，独立于输入信号本身。通过分析传递函数在s平面上的极点和零点位置，可以直观地判断电路系统的稳定性、响应速度和振荡倾向，为反馈控制系统的设计提供了理论框架。 第六部分：二端口网络（Two-Port Networks） 二端口网络是描述复杂系统模块化接口的有效模型，广泛应用于信号的输入输出接口设计。 基本参数描述： 我们系统地介绍了描述二端口网络连接的四种主要参数集：Z参数（阻抗参数）、Y参数（导纳参数）、H参数（混合参数）和G参数（反向混合参数）。 参数的推导与转换： 详细阐述了如何通过实验测量或电路拓扑结构推导出这些参数，并提供了不同参数集之间的相互转换公式。 级联与网络简化： 展示了如何将多个二端口网络级联起来，通过矩阵乘法来分析整个系统的整体特性，这对于设计多级放大器或滤波器至关重要。 本书内容覆盖了从基础元件到系统级动态分析的全过程，注重理论的严谨性与工程实践的结合，旨在培养读者运用系统化思维解决实际电路问题的能力。全书配有大量的例题和习题，确保读者能够扎实掌握所学知识。

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这本书简直是为我量身定做的，它巧妙地避开了那些枯燥的理论堆砌，转而用一种近乎讲故事的方式，带我领略了电子世界的奇妙。书中的插图精美绝伦，每一个电路图都清晰得仿佛触手可及，让我这个初学者也能迅速捕捉到核心概念。特别值得称赞的是，作者在讲解复杂逻辑门组合时，总是能找到一个生动的生活化类比，比如用“水管开关”来解释与非门的工作原理，这种将抽象概念具象化的手法，极大地降低了我的理解门槛。我花了整整一个周末来啃读其中关于时序逻辑的部分，那种豁然开朗的感觉，就像是在迷宫中找到了出口的指引牌。它并没有纠结于晦涩的数学推导，而是专注于实际应用中的设计思路和故障排查，这一点对于想动手实践的读者来说，无疑是最大的福音。我甚至能想象，如果我拿着这本书去旁边的电子市场，肯定能跟摊主聊上几句关于元器件选型的高见，那种自信心，这本书是实实在在给我的。

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说实话，我原本以为这会是一本冷冰冰的技术手册，没想到它充满了人文关怀。作者在描述半导体材料的发现历程时，穿插了一些科学家的轶事，让冰冷的电子元器件瞬间拥有了温度和故事性。这种叙事方式极大地激发了我对电子科学史的兴趣。书中对“噪声”和“干扰”的处理尤为精彩，很多其他书籍只是简单地提及，而这本书却花了大篇幅来剖析噪声产生的物理机制，并给出了一套非常实用的抗噪设计流程。我感觉作者把自己多年踩过的“坑”都毫无保留地分享了出来，这对于我们这些正在攀登技术高峰的后来者来说，简直是无价之宝。它教会我，在追求性能的同时，稳定性和可靠性才是衡量一个设计是否成熟的最终标准，这种稳健的价值观令人信服。

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阅读这本书的过程，更像是一场酣畅淋漓的智力探险，它完全没有传统教材那种让人昏昏欲睡的腔调。作者的文字充满了激情和洞察力，尤其是在论述不同集成电路系列之间的性能权衡时，那种鞭辟入里的分析，让人不得不佩服作者深厚的行业积累。我印象最深的是关于存储器架构的那一章，它没有停留在RAM和ROM的基础定义上，而是深入剖析了现代处理器缓存一致性的底层逻辑，那种对系统效率极致追求的工程师精神，隔着书页都能扑面而来。我甚至能感受到作者在撰写时，那种“我必须把这个难点彻底讲清楚”的执着。书中提供的大量实践案例，都是基于当前主流的工业标准，而非陈旧的教科书案例，这保证了知识的时效性和实用性。对于那些渴望从“会用”跨越到“精通”的读者来说，这本书提供的思维框架，远比具体的电路图更为宝贵。

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这本书的排版设计简直是教科书级别的典范，每一页的留白都恰到好处，眼睛在长时间阅读后也不会感到疲劳。更重要的是，它采取了一种非常前瞻性的视角来组织内容，首先建立宏观的概念框架，然后再层层递进地深入到具体的器件细节。我特别欣赏它对“设计哲学”的探讨，它不仅仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么应该这样做”。例如，在讲解反馈机制时，作者引入了控制论的观点，将电子系统视为一个动态的平衡过程，这种跨学科的视野极大地拓宽了我的思路。我曾尝试用这本书中学到的系统思维去优化家里的智能家居布线，结果效果出奇地好，那套逻辑严密的架构感，完全是这本书潜移默化的功劳。它教会我的不是电路的搭接，而是如何像一名架构师一样思考。

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这本书的深度和广度令人叹为观止，它仿佛是一个通往电子工程核心殿堂的密道。它没有回避任何一个关键技术点，但处理方式却异常地高明——不直接给出标准答案，而是引导读者自己去推导出答案。尤其是关于脉冲宽度调制（PWM）的章节，它从理论基础出发，逐步推导出高效驱动的数学模型，最后才展示实际应用电路。这种从底层原理到上层应用的完整闭环构建，让我对PWM不再是停留在“会用”的阶段，而是真正理解了它在效率优化中的核心作用。对于那些想在设计上有所突破，不满足于模仿现有电路的人来说，这本书提供的思维工具箱是极其丰富的。它培养的不是操作员，而是能够独立思考和解决复杂问题的工程师。读完它，我感觉自己对整个电子系统的认知都提升了一个维度。

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