The Analysis and Design of Linear Circuits pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Thomas, Roland E.

出品人:

页数:928

译者:

出版时间:2009-1

价格:1721.00

装帧:

isbn号码:9780470383308

丛书系列:

图书标签:

• 电路分析
• 电路设计
• 线性电路
• 模拟电路
• 电子工程
• 电路理论
• 高等教育
• 工程技术
• 电气工程
• 教科书

《现代电子系统设计与实现》 本书简介 《现代电子系统设计与实现》旨在为电子工程、通信工程、计算机工程以及相关交叉学科的学生和专业工程师提供一套全面、深入且实践导向的知识体系，以应对当前飞速发展的电子技术前沿。本书超越了传统电路理论的范畴，将重点聚焦于复杂系统的架构、高性能信号处理的实现、新型器件的应用，以及系统级的集成与优化。全书内容结构严谨，理论阐述深入浅出，并辅以大量前沿案例分析和工程实践指导。 第一部分：基础理论的深化与拓展 本部分首先对电子系统设计所需的基础数学和物理原理进行回顾与深化，尤其侧重于对非线性系统、随机过程在电子系统中的应用，以及电磁兼容性（EMC/EMI）的底层机理。 第1章：高级信号与系统分析 本章深入探讨了傅里叶变换、拉普拉斯变换在高维空间和复杂耦合系统中的应用。重点分析了瞬态响应与稳态响应的相互作用，引入了状态空间模型，用于描述具有内部记忆和多输入多输出特性的电子网络。讨论了采样理论在数字系统中的局限性，并介绍了过采样和欠采样技术在高速数据采集中的工程优化方法。此外，对滤波器设计从传统的Butterworth、Chebyshev型向更高阶、更具选择性的Elliptic滤波器及任意波形逼近设计进行了详细阐述。 第2章：半导体器件的物理机制与模型 超越基本的PN结和MOSFET模型，本章聚焦于深亚微米乃至纳米尺度下器件的物理效应，如载流子迁移率退化、短沟道效应、热载流子注入（HCI）和量子隧穿效应。详细解析了新型器件，如FinFET、GAAFET以及宽禁带半导体（GaN, SiC）的特性曲线、击穿机制和热管理挑战。此外，本章还对功率半导体器件的开关损耗、热阻抗和可靠性建模进行了深入的分析，为高功率密度系统设计奠定基础。 第3章：电磁场理论在高速电路中的应用 本章将麦克斯韦方程组的应用聚焦于印刷电路板（PCB）和封装层面。核心内容包括传输线理论的全面回顾（包括准TEM、TEM模式），以及特性的阻抗控制、串扰分析（Crosstalk）。深入讨论了平面电磁波的传播、屏蔽技术、接地设计（单一接地、星形接地等）对系统噪声的影响。特别强调了信号完整性（SI）的设计流程，包括反射、损耗（介质损耗和导体损耗）的精确计算和补偿技术。 第二部分：系统架构与模块设计 本部分转向实际的电子系统构建，关注功能模块的集成与性能优化。 第4章：高速数据转换器（ADC/DAC）的设计与校准 详细剖析了高速模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的内部架构，包括流水线式、逐次逼近式（SAR）和Sigma-Delta调制器的原理。重点讨论了关键性能指标的工程实现：有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）的限制因素。介绍了时钟抖动（Jitter）对转换精度的影响，以及数字校准和前馈/反馈结构在提升转换速率和线性度中的作用。 第5章：射频（RF）与微波电路设计 本章专注于无线通信系统的核心模拟射频前端。涵盖了低噪声放大器（LNA）的设计，涉及噪声系数（NF）的优化和输入匹配网络的设计。功率放大器（PA）部分详细分析了A/B/C/D类放大器的效率与线性度的权衡，并探讨了基于Doherty结构的高效PA实现。混频器和压控振荡器（VCO）的设计，重点关注相位噪声的抑制和频率合成器的锁定技术。 第6章：数字系统与高速互连 本章探讨了现代处理器和FPGA中数字逻辑的设计方法论。内容涉及时序分析（Setup/Hold Time）、时钟域交叉（CDC）的处理技术。重点阐述了内存接口的设计，如DDRx标准中的源同步和端点同步时钟分配技术。同时，详细分析了串行数据传输接口（如PCIe、SerDes）中的均衡技术，包括线性均衡器（DFE/FFE）的原理与实现，以克服通道损耗带来的码间串扰。 第三部分：系统集成、测试与可靠性 本部分关注将独立模块整合为稳定、可靠、可制造的最终产品所面临的工程挑战。 第7章：电源完整性（PI）与热管理 电源完整性是高密度电子系统的核心挑战之一。本章详细分析了去耦电容网络的优化设计，包括电容选型、布局和等效电路模型的建立，以最小化电源分配网络（PDN）的阻抗。深入讨论了开关模式电源（SMPS）的环路补偿和瞬态响应控制。在热管理方面，介绍了传导、对流和辐射散热的基本原理，以及热阻抗的计算方法，并探讨了热设计对器件寿命和系统稳定性的影响。 第8章：电磁兼容性（EMC）与安全规范 本章提供了面向实践的EMC设计指南。从辐射发射（RE）和传导发射（CE）的源头分析入手，讨论了PCB布局、走线屏蔽、滤波器的选择与放置。重点解析了静电放电（ESD）和瞬态过电压保护器件的选择（如TVS二极管）及其保护等级的确定。此外，涵盖了国际电子产品安全标准（如IEC/UL）的基本要求及其在产品设计初期的遵循策略。 第9章：电子系统的测试、验证与可制造性设计（DFM） 本章聚焦于产品生命周期后期的质量保障。涵盖了边界扫描技术（JTAG）、内建自测试（BIST）的原理及其在复杂板级诊断中的应用。详细介绍了高频信号的参数测量方法，如使用矢量网络分析仪（VNA）进行S参数、TDR/TDT测量，以及频谱分析仪在噪声和杂散分析中的应用。最后，讨论了可制造性设计（DFM）原则，确保设计方案能够经济高效地进行批量生产，包括公差分析和焊接工艺的考虑。 结语 《现代电子系统设计与实现》旨在培养读者从器件级思维跃升至系统级架构设计的能力，理解不同学科知识之间的内在联系，最终实现高性能、高可靠性和低成本的电子产品。本书的深度和广度使其成为电子系统工程师案头必备的参考资料。

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这本书最让我赞叹的是它对电路理论中几个核心概念的“去神秘化”处理，尤其是磁耦合和理想变压器的分析部分。作者没有将变压器视为一个黑箱，而是从互感 L12 的定义出发，细致地推导了耦合系数 k 的物理意义及其对能量传输的影响。通过引入“绕组”和“磁通”的概念，成功地将一个看似复杂的元件拆解成了可分析的基本单元。更妙的是，他们随后介绍了如何将包含理想变压器的电路转化为等效的无变压器电路，这极大地简化了后续的戴维南计算。这种层层递进、剥茧抽丝的讲解方法，让原本我一直感到模糊的磁学知识变得清晰起来。如果说有什么可以改进的地方，那或许是在仿真软件应用方面的指导可以稍微加强一些，比如在介绍完一个复杂的电路分析后，能简要提及如何在SPICE或类似工具中快速建立模型并验证计算结果，那就更能体现理论与实践的结合了。

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这本书的排版和逻辑结构真是让人眼前一亮，完全不像很多老式教材那样枯燥乏味。它仿佛不是在给你喂知识，而是在引导你进行一场严谨的“侦探游戏”。最让我印象深刻的是它对状态变量法这种现代分析工具的引入，讲解得非常透彻。作者没有仅仅停留在求解特定电压电流上，而是深入探讨了系统的动态特性和稳定性问题，这一点对于理解现代控制理论和电子系统设计至关重要。我记得有一章专门讲了二阶系统的瞬态响应，通过调整阻尼系数 $zeta$ 的不同取值，展示了欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况对系统行为的巨大影响，那种对比分析的力度，让我瞬间明白了“设计”二字的真正含义——它不是简单地搭积木，而是对系统行为的精确塑造。唯一的遗憾是，配套的习题集如果能提供更多偏向实际工程问题的实例，比如滤波器设计中的元件容差分析，那就更完美了。

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作为一名自学电子工程的学生，我发现这本书的叙述风格有一种独特的“英式严谨”，它很少使用过于口语化的表达，而是力求用最精确的数学语言来定义一切。这对于建立科学的思维模式非常有益。比如，在讨论线性电路的叠加定理和等效电路（如戴维南/诺顿定理）时，作者非常强调“线性度”的前提条件，并用实例展示了当元件特性偏离线性假设时，这些定理是如何失效的。这种对前提条件的苛刻要求，培养了我们作为工程师必须具备的审慎态度。不过，我也得承认，正是这种极端的严谨性，使得这本书的阅读速度相对较慢。我感觉自己不是在“读”书，而是在“啃”书，需要反复回溯前面的定义来确保对当前概念的理解没有偏差。对于那些追求快速入门应用的学习者来说，这可能不是最理想的“速成指南”，但对于想构建坚实理论根基的人来说，它绝对是不可多得的宝藏。

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这本书的封面设计挺简约的，黑白灰的配色，看起来很专业。拿到手里感觉分量十足，纸质也挺厚实的，看得出来是本“硬核”教材。我一个工科生，刚接触电路设计这块儿，感觉里面的概念铺陈得还算循序渐进。一开始讲电阻、电容、电感这些基础元件的时候，作者的推导过程挺细致的，公式的来龙去脉也解释得比较清楚。不过，对于那些对高等数学有点生疏的读者来说，初期的傅里叶级数和拉普拉斯变换可能还是会有点门槛。我花了不少时间在理解那些积分和微分方程上，感觉如果能多一些直观的图示来辅助理解这些数学工具在电路分析中的具体应用，可能会更好。总的来说，它更偏向于理论的深度挖掘，适合想把基础打得非常扎实的人。我尤其喜欢它在分析特定电路结构时，会提供好几种不同的解题思路，这对于培养灵活的分析能力很有帮助。虽然过程有点枯燥，但每当成功解出一个复杂的网络问题时，那种成就感是无可替代的。

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我尝试过几本不同的电路分析书籍，但这本书在讲述非正弦周期信号和系统频率响应的部分，展现出了极高的水准。作者似乎深知信号与系统课程对电路分析的渗透性，所以在这部分内容的处理上，毫不吝啬篇幅和深度。他们用非常清晰的图表展示了伯德图（Bode Plot）如何从传递函数直接绘制出来，并且解释了高通、低通、带通滤波器在频域上的“指纹”特征。我特别欣赏它对于“双口网络”理论的讲解，引入了ABCD参数和H参数等矩阵表示法，这使得后续在处理级联电路和放大器模型时，代数运算变得异常简洁和系统化。这种从时域到频域的无缝切换能力，是这本书最核心的价值所在。尽管对于初学者来说，掌握这些矩阵运算需要一些耐心和练习，但一旦掌握，你会感觉自己像是拥有了一把万能钥匙，可以开启更复杂的系统分析大门。

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可恶的教科书

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