Principles of Electric Circuits

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出版者:Prentice Hall
作者:Thomas L. Floyd
出品人:
页数:992
译者:
出版时间:2009-03-15
价格:USD 123.60
装帧:Hardcover
isbn号码:9780135073094
丛书系列:
图书标签:
  • 电气
  • 电子技术
  • 电路原理
  • 电路分析
  • 电子工程
  • 电气工程
  • 电路设计
  • 模拟电路
  • 电力系统
  • 电工基础
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具体描述

For DC/AC Circuits courses requiring a comprehensive, classroom tested text with an emphasis on troubleshooting and the practical application of DC/AC principles and concepts. This text provides an exceptionally clear introduction to DC/AC circuits supported by superior exercises, examples, and illustrations and an emphasis on troubleshooting and applications. Throughout the text's coverage, the use of mathematics is limited to only those concepts that are needed for understanding. Floyd's acclaimed troubleshooting emphasis provides students with the problem solving experience they need to step out of the classroom and into a job!

综合电子系统设计与应用 本书旨在为读者提供一套全面、深入的电子系统设计与应用知识体系,涵盖从基础理论到尖端实践的多个层面。我们专注于构建现代电子系统所需的关键技能和思维模式,而非侧重于单一的电路分析或特定学科的狭隘领域。 第一部分:现代电子学的基石与建模 本部分将构建读者对现代电子学所需基础概念的深刻理解,重点在于如何将物理现实转化为可操作的数学模型。 第一章:半导体物理与器件基础的再审视 本章不重复基础的欧姆定律和基尔霍夫定律,而是直接深入到现代集成电路(IC)制造背景下的半导体特性。我们探讨载流子输运机制在不同掺杂浓度和温度下的非线性行为,特别是MOSFETs (金属氧化物半导体场效应晶体管)的工作原理不再局限于理想模型,而是引入短沟道效应、亚阈值传导以及寄生参数对高频性能的影响。我们将使用Spice模型的建立过程来阐述如何从物理参数推导出可用于仿真环境的精确模型,强调模型选择对系统级仿真准确性的决定性作用。此外,会详尽分析PN结的击穿机制及其在保护电路(如TVS管)设计中的应用。 第二章:信号的特征化与量化 本章的核心是理解“信息”在电子系统中的表现形式。我们超越简单的正弦波分析,重点讨论随机过程理论在噪声分析中的应用。读者将学习如何使用功率谱密度(PSD)来描述复杂信号的能量分布,并掌握傅里叶变换在时域与频域之间的灵活切换,尤其是快速傅里叶变换(FFT)在实际数据采集和处理中的局限性与优化方法。此外,本章深入探讨采样理论,包括混叠现象的成因、抗混叠滤波器的设计(涉及巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器的权衡),以及量化误差对数字信号精度的根本性制约。 第三章:系统级阻抗匹配与功率传输 本章关注系统级连接的效率与稳定性,尤其在高速和射频(RF)领域。我们将详细介绍史密斯圆图的应用,不仅是匹配网络的设计,更重要的是理解其在分析反射系数、驻波比(VSWR)和回波损耗中的核心地位。讨论传输线理论,包括PCB走线(微带线、带状线)的有效介电常数、特征阻抗的精确计算方法,以及串扰(Crosstalk)的预防措施。功率传输方面,我们会分析最大功率传输定理的实际应用限制,以及如何通过平衡/不平衡转换器(Baluns)改善共模抑制和系统平衡性。 第二部分:模拟与混合信号处理架构 本部分聚焦于信息捕获、转换与处理的核心环节,强调在噪声和非理想环境下实现高性能处理的方法论。 第四章:精密线性电路与反馈拓扑 本章深入探讨运算放大器(Op-Amp)的非理想特性及其对系统性能的影响。读者将学习如何根据增益带宽积(GBWP)、压摆率(Slew Rate)和输入电压噪声密度选择合适的放大器。反馈理论是本章的重中之重,我们将分析二阶响应、相位裕度和环路增益对系统稳定性的决定性影响,并探讨斩波技术、Chopper Stabilization等用于消除低频1/f噪声的先进技术。此外,我们将分析电流反馈放大器与电压反馈放大器的适用场景。 第五章:数据采集与转换系统的实现 本章是连接模拟世界与数字世界的桥梁。我们不仅介绍SAR、Sigma-Delta ADC的工作原理,更侧重于系统校准与动态性能指标,如有效位数(ENOB)、无杂散动态范围(SFDR)和总谐波失真(THD)。反之,在DAC方面,我们将深入研究码率失真、单调性以及瞬态响应的优化。混合信号设计中,时钟抖动(Jitter)对ADC性能的破坏性影响将作为一个关键案例进行分析,并介绍时钟清理电路的设计。 第六章:有源滤波器设计与频率选择性处理 本章侧重于系统级的频率塑造。我们将从S域和Z域出发,系统地分析巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器的幅频、相频响应特性,并明确每种类型的应用边界(例如,对群延迟敏感的应用应避免高阶切比雪夫)。在有源滤波器实现中,我们将讨论多反馈(MFB)和Sallen-Key拓扑的优缺点,以及如何使用状态变量滤波器实现高Q值且易于调整的滤波器组。数字滤波器(FIR和IIR)的设计将围绕窗函数法和双线性变换法展开,强调IIR滤波器的稳定性约束。 第三部分:嵌入式控制与系统集成 本部分转向高层次的系统集成,关注如何用微处理器和可编程逻辑有效地控制电子硬件。 第七章:数字逻辑与可编程器件 本章假设读者熟悉基础布尔代数,直接进入硬件描述语言(HDL)——VHDL/Verilog——在系统级建模中的应用。重点在于时序逻辑设计、同步电路设计的规范(如避免亚稳态),以及如何编写可综合的代码。我们将分析FPGA和CPLD的内部架构(查找表LUT、布线资源),并探讨时序约束(Timing Constraints)的设置,这是确保高速数字系统正确运行的关键。 第八章:微控制器接口与实时操作系统(RTOS) 本章关注如何将高性能硬件与软件控制相结合。详细分析中断服务程序(ISR)的设计原则,以及如何最小化中断延迟。对于实时性要求高的应用,本章将对比轮询、阻塞式和非阻塞式任务调度策略,介绍任务优先级反转问题及其解决方案(如优先级继承协议)。数据交换方面,我们将深入探讨DMA(直接内存访问)的配置与效率优化,使其能够不占用CPU资源地完成高速数据搬运。 第九章:嵌入式系统中的电源管理与电磁兼容性(EMC) 成功的电子系统设计离不开可靠的供电和良好的辐射控制。本章深入研究开关模式电源(SMPS)的拓扑(Buck, Boost, Inverting),重点分析纹波抑制、瞬态响应以及环路补偿技术,以确保稳定输出电压。在EMC方面,我们将从辐射源、耦合路径和接收器三个角度剖析问题。探讨PCB布局中地平面(Ground Plane)的设计对高频信号完整性和噪声隔离的决定性作用,以及屏蔽和滤波技术在抑制传导和辐射干扰中的实际应用指南。 结语:系统思维与设计迭代 本书的最终目标是培养读者一种系统化的设计思维。真正的电子工程并非孤立地解决单个电路问题,而是要在性能、功耗、成本和可制造性之间找到最优解。最后的讨论将围绕设计验证、可测试性设计(DFT)以及如何在迭代开发中有效地使用仿真工具(如Cadence Spectre, MATLAB/Simulink)来预测和解决集成问题。

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用户评价

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《Principles of Electric Circuits》这本书,就像一位循循善诱的良师益友,用最清晰、最简洁的语言,为我打开了电学世界的大门。它并没有用华丽的辞藻来包装枯燥的知识,而是用最朴实、最实在的方式,将复杂的概念一一剖析。我尤其欣赏书中对于电路中“动态”过程的讲解。例如,在讲解电容器的充放电过程时,它并没有简单地给出几个公式,而是通过大量的时间-电压曲线图,生动地展示了电容器的电压是如何随时间变化的,以及充电时间和放电时间常数的意义。这种图形化的展示,让我能够直观地理解动态过程的演变,而不仅仅是停留在抽象的数学描述上。而且,这本书对于一些容易混淆的概念,比如电压和电流、电势和电位差,都进行了非常细致的辨析。它会用不同的类比,从不同的角度来解释这些概念,直到读者能够真正理解它们之间的区别和联系。我记得有一个章节,专门讲解了“开路”和“短路”在电路分析中的意义。作者通过分析这两个极端情况下的电路行为,让我对电流和电压的分布有了更深刻的认识。这本书的排版也非常人性化,重点内容会用加粗或斜体的方式突出显示,重要的公式也会单独列出,方便读者查阅和记忆。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,在我看来,更像是一本能够引领你进入电工学殿堂的“魔法书”。它并没有故弄玄虚,而是用一种非常实在、接地气的方式,为你揭示了电的奥秘。我尤其欣赏它在讲解每一个基本概念时,所付出的巨大努力去“可视化”它们。例如,在介绍电容时,作者并没有止步于C=Q/V这样的公式,而是通过生动的类比,比如水库蓄水来储存能量,来帮助我们理解电荷是如何在电容器的两极积累的,以及当外加电压变化时,电荷和电场会如何响应。这种形象化的解释,让我在脑海中形成了一个清晰的画面,从而更容易记住和理解这个概念。书中的一些章节,更是像一个个引人入胜的故事,讲述了电阻、电感、电容这些基本元件是如何在电路中扮演各自的角色,以及它们之间是如何相互作用的。我记得有一段关于RLC串联电路的讲解,作者并没有一开始就给出复杂的阻抗公式,而是循序渐进地分析了在不同频率下,电阻、电感和电容对电流的“阻碍”作用是如何变化的,以及它们之间是如何产生相位差的。通过一系列的图示和表格,我仿佛能亲眼看到电流随着频率的升高而先增大后减小的过程,这种体验真是前所未有的。这本书的优点在于,它不仅仅是传授知识,更是在培养一种解决问题的能力。它鼓励读者去分析电路,去推断,去验证。即使是在面对一个从未见过的电路时,这本书也能够给你提供一套清晰的分析框架,让你能够有条不紊地找到问题的症结所在。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,对于我而言,是一次充满启发的阅读之旅。它并没有将电学知识束之高阁,而是以一种非常务实、贴近实际应用的方式,将它们带到我面前。我特别喜欢书中对于“信号”在电路中传递和处理的讲解。它并没有仅仅关注稳态的直流电路,而是深入地探讨了交流信号和瞬态信号的特性,以及电路如何对这些信号进行滤波、放大、衰减等操作。例如,在讲解滤波器时,它会详细地分析低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理,并给出它们在实际应用中的例子,比如音频设备中的均衡器、通信系统中的选择性接收等。这种与实际应用紧密结合的讲解方式,让我觉得电学知识不再是枯燥的理论,而是能够解决实际问题的有力工具。而且,这本书对于一些关键元件的参数选择和设计,也进行了非常细致的指导。它会告诉你,在设计一个电路时,应该如何根据性能要求来选择合适的元件,以及如何估算元件的参数。这种“设计导向”的讲解,让我觉得这本书不仅是学习知识,更是在培养一种工程思维。

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一本名为《Principles of Electric Circuits》的书,乍一看,你可能会以为它会深入探讨那些枯燥的公式和复杂的电路图,但事实并非如此。这本书的独特之处在于,它并没有仅仅停留在理论的层面,而是通过大量精心设计的例子,将抽象的概念变得触手可及。我记得其中一个章节,它讲解了如何利用基础的基尔霍夫定律来分析一个看似复杂的混合电路。作者并没有直接抛出几页的数学推导,而是先构建了一个实际应用场景——比如一个简单的家用电器电路,然后一步一步地引导读者如何识别电流和电压的走向,如何列出节点电压方程和回路电流方程。我当时就觉得,这简直就像是在我脑海中亲手搭建了一个电路模型,每一个步骤都清晰可见。更让我印象深刻的是,书中对于元件的介绍,也不是简单地罗列参数,而是会从其物理本质出发,解释为什么它会有这样的特性。比如,电阻不仅仅是一个阻碍电流的数值,书中会追溯到材料的晶体结构,解释自由电子的运动是如何受到阻碍的。这让我对电路有了更深层次的理解,不再仅仅是记住公式,而是真正理解了“为什么”。而且,这本书非常注重培养读者的“电路思维”,也就是那种能够从整体上把握电路的行为,预测电流走向和电压分布的能力。它鼓励读者去思考,去尝试,而不是被动地接受知识。每一次阅读,都感觉像是在与一位经验丰富的工程师对话,他耐心、细致,而且总是能点亮你思维的火花。这本书的排版和插图也非常出色,图示清晰,符号规范,即使是初学者也能轻松阅读。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,对我来说,是一次意义非凡的学习体验。它打破了我以往对理工科书籍的刻板印象,用一种更加生动、易懂的方式,将电学这个看似深奥的领域呈现在我面前。我印象最深刻的是,书中对于一些基本定律的引入,并不是直接给出结论,而是通过一系列的实验现象来引出。例如,在讲解法拉第电磁感应定律时,作者并没有一开始就抛出复杂的数学公式,而是先描述了磁场变化时,导体中产生的感应电动势是如何被测量出来的。这种从现象到本质的讲解方式,让我对这些定律的物理意义有了更深刻的理解,而不是仅仅停留在对公式的记忆上。而且,这本书非常强调电路分析的“艺术性”。它告诉你,解决同一个电路问题,可以有多种不同的方法,每种方法都有其独特的优势。作者在讲解时,会对比不同方法的优劣,并给出选择的建议。这让我明白,电路分析不仅仅是死记硬背公式,更是一种思维的训练和技巧的运用。我记得有一章节,对比了运用叠加定理和节点电压法分析一个多输入电路的效率。通过具体的计算过程,我能够清楚地看到哪种方法在这种情况下更为高效。这本书的结构也非常清晰,每一章的知识点都循序渐进,相互关联,让我在学习的过程中,能够清晰地把握整体脉络。

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坦白说,我一直对物理和工程类的书籍有些畏惧,总觉得它们充斥着晦涩难懂的公式和符号。《Principles of Electric Circuits》这本书,在很大程度上改变了我的看法。它并没有采用那种让人望而生畏的学术语言,而是以一种非常友好的姿态,引领我进入了电的世界。我特别喜欢书中对于“为什么”的深入探究。它不仅仅告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“为什么会是这样”。比如,在解释欧姆定律时,它会从电子的运动以及材料的内部结构来阐述为什么存在电阻,为什么电压会驱动电流。这种追根溯源的讲解方式,让我对每一个概念都有了更深刻的理解,而不仅仅是机械地记忆。书中对于电路分析方法的讲解,也是极具匠心。无论是节点电压法还是网孔电流法,作者都通过大量的实例,将这些方法融会贯通。我记得有一章节,讲解了如何利用这些方法来分析一个包含多个电源和多个回路的复杂电路。作者并没有一次性抛出所有的公式,而是先从最基本的电路拓扑结构入手,一步一步地构建解题思路,直到最后将复杂的电路分解成若干个易于处理的部分。这种循序渐进的学习方式,让我感到非常有成就感。而且,这本书的语言风格非常流畅,读起来一点都不枯燥,甚至可以说有些引人入胜。它就像一位经验丰富的老朋友,在耐心地向你传授他毕生的绝学,让你在不知不觉中就爱上了电学。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,对我而言,不仅仅是一本教科书,更是一次思维的革新。它并没有把电学知识堆砌成一座难以逾越的山峰,而是将它分解成一块块易于理解的基石,并引导我一步步地搭建起自己的知识大厦。我特别欣赏书中对于“实际电路”的关注。它并没有仅仅停留在理想化的模型上,而是会考虑实际元件的非理想特性,比如电阻的温度系数、电容的漏电流等等。这些细节的讲解,让我明白理论与实践之间并非总是严丝合缝,也让我对电路的设计有了更实际的认识。书中对于半导体器件的引入,也做得非常出色。它并没有上来就讲复杂的PN结物理原理,而是从二极管和三极管的基本伏安特性曲线入手,解释它们是如何工作的,以及在电路中可以实现哪些功能。这种由易到难,由表及里的讲解方式,让我能够轻松地接受这些新的概念。我记得有一个章节,讲解了如何利用三极管构建一个简单的放大电路。作者通过一步步的分析,展示了输入信号是如何被放大,并给出了相应的计算公式。这种实际应用的讲解,让我觉得电学知识不再是抽象的符号,而是能够真正解决问题的工具。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,给我的感觉就像是在一个充满未知的世界里,为你点亮了一盏明灯。它并没有试图用海量的信息来淹没读者,而是精心地挑选了那些最核心、最基础的知识点,并用一种非常系统、严谨的方式呈现出来。我尤其赞赏书中对于每一个公式的由来和应用场景的详细解释。它不会让你觉得公式是凭空出现的,而是会引导你一步一步地推导出它们,并告诉你它们在实际电路分析中的作用。例如,在讲解戴维宁等效电路和诺顿等效电路时,作者并没有仅仅给出变换的规则,而是深入地分析了为什么要引入这些概念,以及它们如何在简化复杂电路分析中发挥作用。通过图示和对比,我能够清晰地看到,一个看似庞大而复杂的电路,在经过等效变换后,可以变得多么简单。这本书的另一个亮点是,它非常注重培养读者的实际动手能力。书中包含了很多小型的实验和思考题,鼓励读者将书本上的知识应用于实践。我记得有一个章节,要求我们根据电路图,自己动手搭建一个简单的RC滤波器,并测量其频率响应。虽然我不是一个电气专业的学生,但通过这本书的指引,我竟然真的完成了这个实验,并且对滤波器的原理有了更直观的认识。这种“学以致用”的感觉,让我觉得这本书非常有价值。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,在我阅读的过程中,最大的感受就是它的“严谨”与“系统”。它并没有把知识点零散地呈现,而是将它们构建成一个有机的整体。我特别欣赏书中对于“反馈”概念的引入和讲解。它并没有仅仅把它作为一个独立的概念来介绍,而是将其融入到各种电路的分析中,让我明白了反馈在放大电路、振荡电路等方面的重要作用。作者会通过分析正反馈和负反馈对电路性能的影响,让我深刻地理解了反馈机制的工作原理。而且,这本书对于一些经典电路的剖析,也做得非常深入。例如,在讲解运算放大器时,它并没有仅仅罗列运算放大器的各种功能,而是会从其内部的晶体管结构开始,逐步推导出其差分放大、共模抑制等特性,最终解释其如何在各种应用电路中发挥作用。这种由内而外的讲解方式,让我对运算放大器有了更全面、更深刻的认识。这本书的练习题也非常具有代表性,它们覆盖了各个章节的重点内容,并且难度循序渐进,能够有效地巩固读者的学习成果。

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《Principles of Electric Circuits》这本书,就像一位经验丰富的向导,带领我在电学这片广袤的领域里探索。它并没有试图用晦涩的术语来故作高深,而是用一种非常直白、易懂的方式,将复杂的原理层层剥开。我尤其喜欢书中对于“能量”在电路中传递和转化的讲解。它并不是简单地告诉你电阻会消耗能量,电容和电感会储存能量,而是会从功和功率的角度,深入分析能量是如何在电路中流动的,以及各种元件在能量转换过程中扮演的角色。例如,在讲解功率因数时,它会通过功率三角形,直观地展示有功功率、无功功率和视在功率之间的关系,以及为什么提高功率因数对于电力系统至关重要。这种从能量角度的分析,让我对电路的运行有了更宏观的认识。而且,这本书对于各种电路分析方法的对比分析,也做得非常到位。它会详细地介绍每种方法的适用范围、优点和缺点,并给出在不同情况下应该选择哪种方法的建议。我记得有一章节,对比了运用拉普拉斯变换和稳态分析法分析包含电感的电路。通过对比,我能够清晰地看到拉普拉斯变换在处理瞬态过程时的强大优势。

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