电路信号与系统实验教程

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页数:90
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出版时间:2009-4
价格:12.00元
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isbn号码:9787113098377
丛书系列:
图书标签:
  • 电路分析
  • 信号与系统
  • 实验教程
  • 电子技术
  • 模拟电路
  • 数字电路
  • MATLAB
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  • 高等教育
  • 理工科
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具体描述

《电路信号与系统实验教程》共分3章:第1章是实验课程基础知识,介绍实验课程的目的、意义、要求和学习方法,以及误差分析和实验结果的处理。第2章是电路实验,内容包括直流电路的基础实验训练、叠加原理与戴维宁定理、特勒根定理与互易定理、一阶电路的方波响应、交流电路的测量与功率因数的提高、RLC串联谐振电路、三相电路的基本测量、无源双口网络、回转器等基础实验、移相器的设计与测试、负阻抗变换器的制作与应用、运算放大器与受控源设计、一端口网络等效参数测量与最大功率传输电路设计等综合设计性实验。此外,本章还给出了基于LabVIEW、MATLAB软件的电路仿真试验,供读者参考使用。第3章是信号与系统实验,内容包括非正弦信号的谐波分析、电信号的分解与合成、周期信号的频谱分析、线性系统的频率特性、无源滤波器与有源滤波器、二阶网络传递函数实现的各种滤波功能、采样定理等。

《电路信号与系统实验教程》适合作为高等院校电气信息类所属各个学科电路、电路分析、电路基础、信号与系统等专业基础课程实验部分的教材,也可供其他相关专业的学生自学和参考。

《高级嵌入式系统设计与实践》 图书简介 本书聚焦于当代电子工程领域中至关重要的嵌入式系统设计与实现,旨在为具备一定电子电路和基础编程知识的读者提供一套全面、深入且极具实践指导价值的学习资源。不同于侧重于基础电路分析或纯信号处理理论的著作,本书的核心目标是搭建理论与工程实践之间的桥梁,深入探讨从硬件选型、底层驱动开发到复杂应用软件架构的完整嵌入式系统生命周期。 第一部分:嵌入式系统基础架构与硬件平台选型 本部分为后续高级应用的奠基石,系统阐述了现代嵌入式系统的基本构成要素、主流微控制器(MCU)和微处理器(MPU)架构的异同及其适用场景。 1. 微控制器架构深度解析: 详细剖析Cortex-M系列(如STM32、Kinetis)的流水线设计、中断处理机制(NVIC)、寄存器组映射及内存保护单元(MPU)的工作原理。内容将超越简单的引脚描述,深入到总线结构(AHB/APB)的仲裁机制和访问延迟分析,帮助读者理解性能瓶颈的根源。 2. 系统级选择与功耗管理: 探讨在资源受限和能效敏感型应用中,如何根据需求选择合适的处理器核心(例如,实时性要求高的Cortex-R对比高吞吐量的Cortex-A)。重点讲解低功耗设计策略,包括睡眠模式、时钟门控、电压调节技术(DVFS)在实际项目中的应用案例分析。 3. 存储器系统与启动流程: 详细介绍片上SRAM、Flash(NOR/NAND)以及外部SDRAM的接口技术(如FMC/SDRAM控制器)。着重讲解嵌入式系统的“冷启动”过程,包括复位向量的加载、初始化代码的执行、Bootloader的角色与实现,以及如何在程序分区中合理规划代码、数据和堆栈区域。 第二部分:底层驱动与实时操作系统(RTOS) 本部分是实现复杂嵌入式功能的关键,涵盖了从直接硬件操作到高效多任务管理的全部内容。 1. 外设驱动的工程化开发: 深入讲解如何高效地编写中断服务程序(ISR)和轮询驱动。针对SPI、I2C、UART等通用异步通信接口,不仅给出API调用示例,更侧重于分析时序图、错误校验机制(如CRC)及DMA(直接内存访问)在提升数据吞吐量中的配置与调试技巧。对ADC/DAC的采样率设计、噪声抑制及同步采集进行专门论述。 2. 实时操作系统(RTOS)核心机制: 以FreeRTOS或RT-Thread等主流RTOS为例,全面解析任务管理、上下文切换的时序和开销。深入探讨信号量、互斥锁(Mutex)和消息队列在并发控制中的正确使用模式,并详细分析死锁、竞态条件等常见并发问题的排查方法。 3. 实时性保障与任务调度: 比较抢占式、协作式和时间片轮转调度算法的优缺点。重点讲解如何利用RTOS提供的钩子函数和系统视图工具进行任务优先级反转的预防与解决,确保关键任务的截止时间(Deadline)得到满足。 第三部分:嵌入式网络通信与物联网(IoT)集成 随着万物互联时代的到来,网络通信能力成为嵌入式系统的核心竞争力。 1. TCP/IP协议栈的嵌入式实现: 介绍lwIP等轻量级TCP/IP协议栈的移植与优化。详细解析Socket编程模型在嵌入式设备上的局限性与高效利用方式。重点关注网络服务的鲁棒性设计,包括连接保持、超时重传策略及低带宽环境下的数据打包。 2. 无线连接技术栈: 涵盖Wi-Fi(特别是低功耗的ESP系列或带Wi-Fi模块的MCU)、蓝牙(BLE 4.x/5.x)的通信协议栈结构。深入剖析BLE的GATT服务、特征(Characteristic)的定义与读写流程,为设计定制化的传感器网络节点提供技术支撑。 3. 安全通信与云端对接: 探讨嵌入式设备如何实现安全的远程通信。详细介绍TLS/SSL协议栈的裁剪与集成,公钥基础设施(PKI)在设备认证中的应用。涵盖MQTT、CoAP等面向IoT场景的消息协议,以及数据签名、安全启动(Secure Boot)的基础概念。 第四部分:高级调试、测试与系统可靠性 工程实践的最终体现在于系统的稳定性和可维护性。 1. 高级调试工具与技术: 系统性介绍JTAG/SWD接口的调试原理。重点讲解使用逻辑分析仪、示波器(结合协议解码功能)对高速信号的时序进行准确捕获和分析。介绍断点调试、观察点(Watchpoint)以及内存映射的交互式查看方法。 2. 固件空中升级(OTA)架构: 设计和实现安全的、原子性的OTA更新机制。探讨双备份分区(A/B Slot)策略,以及如何确保在断电或通信中断情况下,系统不会陷入“砖块”状态。 3. 系统级故障诊断与日志: 建立健壮的错误处理框架。讲解如何设计循环缓冲区来捕获系统运行中的异常日志,以及如何利用看门狗(Watchdog Timer)和电源监控电路来提高系统的自恢复能力。 本书内容结构严谨,理论深度与工程应用紧密结合,通过大量的代码实例和实战案例,致力于培养读者独立完成复杂、可靠、高性能嵌入式产品开发的能力。它面向的是已经掌握微机原理、数字电路基础,并希望向专业嵌入式软件/固件工程师迈进的学员和工程师。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一本实验教程,其配套资源的丰富程度直接决定了它的使用效率。我惊喜地发现,这本书的配套在线资源(尽管我是在实体书店购买的)提供了大量的仿真文件和源代码示例。这些代码片段,大多是基于成熟的工具如MATLAB或Python编写的,它们不仅可以作为验证理论的工具,更是可以直接用于学习高级编程技巧的优秀范例。特别是对于那些需要进行复杂系统仿真的读者,书中的仿真流程图和参数设置说明,简直是量身定制的指南。相较于其他内容老旧、代码不可运行的实验手册,这本书的持续更新和对主流软件版本的兼容性做得非常好。这种与时俱进的态度,让这本教材的生命力得以延续。对我个人而言,最实用的莫过于那些精心挑选的“拓展阅读”链接和推荐文献,它们为我深入研究特定实验现象提供了清晰的学术路径。

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这本书的整体结构逻辑严密,从入门到深入的难度过渡非常平滑。它似乎是经过了多次真实的教学实践检验后打磨出来的成品,每一个实验单元之间的衔接都显得自然且富有逻辑性。比如说,在学习了基本的有源滤波器设计后,紧接着就安排了一个实际的音频信号处理实验,利用刚刚学到的知识去实现一个简易的均衡器,这种“即学即用”的模式极大地增强了读者的学习动力和成就感。书中对于实验报告的评分标准和自查清单也描述得非常具体,这对于习惯于标准化评估的学习者非常有帮助。我感觉作者在编写时,始终将读者的视角放在首位,预判了读者可能在哪些地方感到困惑,并在相应的位置做了大量的铺垫和解释。总而言之,这是一本扎实、实用、且极具教学智慧的实验教材,它不仅教会了我们如何操作仪器,更重要的是,教会了我们如何像一名真正的工程师那样思考和解决问题。

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阅读体验上,这本书的语言风格非常接地气,没有那种高高在上的学术腔调,读起来让人感到亲切且富有启发性。作者在描述实验现象和结果分析时,总能抓住关键点,用最直白的语言解释复杂的物理过程。我特别喜欢书中对“错误排查与常见问题”这一部分的详细论述,这部分内容往往是其他教材所忽略的“宝贵经验”。很多时候,实验失败并非因为理论理解不到位,而是因为操作细节上的疏忽,这本书对这些“坑”做了非常详尽的预警和解决方案。比如在处理高频信号时,作者关于地线处理和屏蔽的建议,简直是实战中的“金玉良言”。此外,书中的数据记录表格和报告模板设计得非常规范,这对于培养学生的工程文档习惯至关重要。坦白说,我以前做实验时总觉得报告应付了事,但这本书的模板设计,本身就是一种隐形的教学,它教会你如何有条理地、科学地记录和呈现你的实验工作。这种注重细节和实践规范的编排,极大地提升了本书的实用价值。

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这本《电路信号与系统实验教程》的封面设计得非常简洁、专业,让人一眼就能看出这是一本严谨的理工科教材。我拿到手后,首先被它清晰的排版和高质量的插图所吸引。书中的实验项目设置得非常贴合现代电子工程和通信系统的实际需求,从基础的元件测试到复杂的信号处理算法实现,都有详尽的步骤指导。特别是对于那些初次接触信号系统分析的学生来说,书中的理论与实践的结合点把握得恰到好处,避免了过度理论化带来的枯燥感。很多教程往往只停留在理论公式的罗列,而这本书却能通过具体的实验案例,将傅里叶变换、拉普拉斯变换这些抽象的概念变得可视化、可触摸。作者显然花费了大量心血来确保实验器材清单的通用性和可获取性,这对于很多资源有限的教学单位来说,无疑是一个巨大的福音。我个人认为,这本书的价值不仅在于它是一本实验指导手册,更在于它提供了一种系统的、工程化的思维模式,引导读者如何将课堂学到的知识有效地应用于解决实际工程问题。如果能再增加一些关于现代嵌入式平台(如FPGA或高性能微控制器)上实现这些系统的案例,那就更加完美了。

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从内容深度和广度来看,本书的选材非常具有前瞻性。它不仅覆盖了经典的RCL电路分析和时间/频率域分析,还巧妙地引入了数字信号处理(DSP)的基础模块,这使得本书能够适应当前电子信息类专业日益增长的跨学科需求。我注意到其中关于混叠效应和抗混叠滤波器的实验部分,讲解得尤为透彻。作者没有简单地抛出奈奎斯特采样定理,而是通过搭建一个实际的采样系统,让读者亲眼观察采样频率不足时信号是如何失真和重叠的,这种直观的演示远胜于纯粹的数学推导。此外,教材中对不同类型传感器接口的介绍和数据采集的实践环节,也为后续学习嵌入式系统和物联网打下了坚实的基础。总而言之,这本书成功地在“基础性”和“前沿性”之间找到了一个绝佳的平衡点,它既能满足基础课程的教学要求,又能为高年级或研究生阶段的学习提供必要的实验支撑,体现了作者对整个学科发展脉络的深刻理解。

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