电子技术基础数字部分

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isbn号码:9787560526256
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  • 电子技术
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具体描述

《电路分析导论》 本书旨在为初学者提供坚实的电路分析基础,帮助读者理解和掌握电路的基本概念、定理和分析方法。全书内容涵盖了直流电路、交流电路以及更复杂的电路模型,为后续深入学习电子技术、自动控制等领域奠定坚实的基础。 第一部分:直流电路基础 本部分从最基本的概念入手,详细阐述了电路的基本组成要素,如电压、电流、电阻、功率等,并引入了欧姆定律和基尔霍夫定律,这是分析任何电路的基石。通过丰富的图示和实例,读者可以直观地理解这些基本定律的应用。 电阻电路分析: 详细介绍了串联、并联电阻的等效计算,以及电阻分压、分流原理。探讨了电阻的功率消耗以及焦耳热效应。 节点电压法与网孔电流法: 介绍了两种系统性的电路分析方法,通过建立方程组来求解电路中的未知电压和电流。这两种方法在处理复杂电路时尤为重要,本书将通过大量的例题展示其解题思路和步骤。 叠加定理、等效替换定理与最大功率传输定理: 深入讲解了这些强大的电路分析工具,它们能够简化复杂电路的分析过程,帮助读者快速找到特定部分的电压或电流,以及优化电路的功率传输效率。 电容与电感元件: 引入了动态元件——电容和电感。详细解释了它们的定义、特性以及在直流电路中的充放电过程。读者将学习到电容和电感在储存能量方面的作用,以及它们对电路动态行为的影响。 第二部分:交流电路分析 随着对直流电路的深入理解,本部分将带领读者进入更为普遍的交流电路世界。 正弦交流电: 详细介绍了正弦交流电的产生、特性,如瞬时值、幅值、周期、频率、相位等。引入了波形图、相量图等可视化工具,帮助读者理解交流电的时域和频域特性。 RLC元件在交流电路中的特性: 重点分析了电阻、电感、电容在交流电路中的阻抗特性。介绍了电感和电容的感抗和容抗,以及它们与频率的关系。 相量法分析交流电路: 介绍了相量法这一强大的分析工具,它将正弦函数运算转化为复数运算,极大地简化了交流电路的分析。读者将学习如何运用相量法进行电阻、电抗、阻抗的计算,以及求解交流电路中的电压和电流。 串联和并联RLC电路: 详细分析了串联和并联RLC电路的阻抗、电流、电压特性,以及谐振现象。重点讲解了发生谐振时的电路状态,以及谐振在实际应用中的意义。 功率因数与无功功率: 深入探讨了交流电路中的有功功率、无功功率和视在功率,以及功率因数对电路效率的影响。介绍了提高功率因数的方法及其重要性。 互感与耦合电路: 引入了互感元件及其在耦合电路中的应用,例如变压器的工作原理。 第三部分:暂态分析与基本定理的扩展 本部分将进一步深化对电路行为的理解,特别是在元件特性发生变化时。 一阶电路的暂态分析: 重点分析包含一个储能元件(电容或电感)的电路在直流激励下的暂态响应。通过讲解微分方程的求解,让读者理解RL电路和RC电路的充放电过程,以及时间常数的概念。 二阶电路的暂态分析: 引入包含两个储能元件(电感和电容)的RLC电路的暂态分析。探讨了欠阻尼、临界阻尼和过阻尼等不同阻尼状态下的响应特性。 电路分析的系统方法: 总结和巩固前几部分介绍的各种电路分析方法,强调选择合适方法的重要性,并提供解决复杂电路问题的策略。 学习目标: 通过学习本书,读者将能够: 理解电路的基本概念和定律,如欧姆定律、基尔霍夫定律。 熟练掌握直流和交流电路的分析方法,包括节点电压法、网孔电流法、叠加定理、等效替换定理等。 理解电容、电感元件的特性及其在电路中的作用。 掌握相量法在交流电路分析中的应用。 理解并能够分析RLC电路的谐振现象。 掌握一阶和二阶电路的暂态分析方法。 培养严谨的逻辑思维和解决实际电路问题的能力。 本书配备了大量的例题和习题,覆盖了不同难度的题目,旨在帮助读者巩固所学知识,提升分析能力。阅读本书将为进一步学习高级电子技术课程打下坚实的基础。

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读后感

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我最欣赏这本书的一个地方,是它对“系统思维”的培养。很多数字电路书只教你怎么搭出电路,但很少教你怎么去“设计”一个满足特定需求的系统。这本书则不同,在引入了中等规模集成电路(MSI)和大规模集成电路(LSI)的介绍后,它开始引导读者去思考如何用更少的器件实现更复杂的功能。比如在设计一个计数器或移位寄存器时,它不仅展示了如何用基本逻辑门搭建,还对比了使用现成的74系列芯片的优势和劣势,甚至讨论了功耗和速度之间的权衡。这种从底层元件到功能模块的自然过渡,让我感觉自己的设计能力得到了一个质的飞跃。不再是机械地套用公式,而是开始主动权衡不同设计方案的优劣。这本书就像一把钥匙,打开了我对电子系统设计大门的认知,让我从一个单纯的“电路操作者”向一个真正的“系统思考者”迈进。

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说实话,一开始我对这本书的“大部头”有点望而却步,心想这么厚的书,肯定又是灌水凑页数的。结果我错了,每一页的内容都物有所值,甚至可以说是“信息密度极高”。与其他教材相比,这本书在处理“时序逻辑电路”时,采用了非常独特的讲解视角。它没有仅仅停留在画状态转移图,而是引入了实际系统中的同步与异步问题,比如如何设计一个可靠的复位电路,以及在不同工作频率下如何保证数据传输的完整性。作者在阐述时钟域交叉(CDC)问题时,用了一个非常形象的“河流交汇”的比喻,把跨时钟域传输中的握手协议解释得淋漓尽致。这种将抽象概念与生活实例相结合的能力,是这本书最难能可贵的地方。我感觉自己读的不是一本冰冷的理工科教材,而更像是在听一位经验丰富的工程师在分享他多年的实战心得。

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这本书的深度和广度,超出了我原本对一本“基础”教材的预期。我原本以为它会停留在基本的逻辑门和译码器层面,但没想到,它居然花了相当大的篇幅去探讨可编程逻辑器件(PLD)的基本结构和应用原理。这一点,对于我们这些面向未来就业的学生来说,简直是太及时了。书中对CPLD和FPGA的基本架构对比,虽然没有深入到具体的硬件描述语言编程层面,但它从底层逻辑单元的角度解释了这些器件的工作机制,这为后续学习硬件描述语言(如VHDL或Verilog)打下了极其坚实的理论基础。我感觉作者是一位非常具有前瞻性的教育者,他明白现代电子设计已经不再是纯粹的TTL/CMOS芯片搭建时代,而是朝着高度集成的可编程方向发展。书中对异步电路设计中时序约束和同步化处理的章节,更是让我对系统稳定性有了全新的认识,远比我之前听的讲座要系统和深入得多。

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我必须说,这本书的排版和印刷质量简直是教科书级别的典范。打开书本,首先映入眼帘的是那种恰到好处的纸张光泽,既不反光到让人头疼,又能清晰地展现出那些复杂的电路图和波形图。这对于我们这些需要长时间盯着电路图阅读的人来说,简直是福音。我之前看的几本数字电路的书,电路图总是黑糊糊的一团,很多细微的连接线都分不清,翻阅起来非常费劲。但这本书在这方面做得极其到位,即便是最小的元件符号和引脚标识,都清晰可辨。更值得称赞的是,作者在一些关键的公式推导过程中,每一步的中间变量都标注得非常清楚,完全没有那种“跳步”式的讲解,这对于自学者来说太友好了。我通常喜欢在草稿纸上跟着推导一遍,这本书的详尽步骤,让我几乎可以做到“无缝衔接”,极大地减少了我的思考阻力。另外,书中的专业术语注释也做得非常人性化,不像有些书那样把术语一股脑堆在书后,而是巧妙地在首次出现的地方就进行了简要解释,阅读流畅性大大提升。

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这本书拿到手里,首先吸引我的就是它那封面设计,那种深邃的蓝色调配上简洁的线条感,很符合我对“电子技术”这个领域的想象——严谨而不失现代感。我本来是学通信工程的,对数字电路这块一直有点吃力,尤其是逻辑门和布尔代数那块,总觉得概念有些抽象。然而,这本书的开篇讲解方式非常接地气,它没有一上来就抛出一堆复杂的公式,而是通过一些非常形象的类比,比如把电路比作工厂里的流水线,把逻辑运算比作决策过程,一下子就让我这个门外汉感到亲切了许多。特别是它在介绍触发器这部分时,图文并茂的分析,让我清晰地看到了状态是如何在不同时钟周期之间流转的,那种豁然开朗的感觉,真是太棒了。而且,书中的例题设计得也很有层次感,从最基础的组合逻辑到复杂的时序电路,难度是逐步递进的,每完成一个章节的练习,都像是在攀登一座小山,成就感十足。我特别欣赏作者在处理复杂概念时那种耐心和细致,比如对竞争冒险现象的剖析,讲解得深入且透彻,让人不再感到云里雾里。这绝对是一本能让人真正“弄懂”数字电子技术,而不是死记硬背的教材。

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