Circuit Simulation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Najm, Farid N.

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2010-2

价格:925.00元

装帧:

isbn号码:9780470538715

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《电路仿真》：开启电子设计新纪元 在日新月异的科技浪潮中，电子设计正以前所未有的速度向前迈进。从微型传感器到庞大的超级计算机，每一个电子设备的核心都离不开精密的电路设计。而在这个过程中，电路仿真扮演着至关重要的角色。它不仅是验证设计可行性、优化性能的基石，更是加速研发进程、降低试错成本的利器。 《电路仿真》一书，正是为应对这一时代需求而生。它并非一本枯燥的技术手册，而是一次深度探索电子设计智慧的旅程。本书旨在为读者提供一个全面、系统且极具实践价值的电路仿真学习平台，帮助您掌握从基础概念到高级应用的完整知识体系。我们相信，通过对电路仿真技术的深入理解和熟练运用，您将能够更自信、更高效地驾驭复杂的电子世界，创造出更具创新性和竞争力的产品。 内容概览： 本书的内容设计力求循序渐进，逻辑清晰，并始终贯穿理论与实践相结合的理念。我们将从最基础的电路理论入手，逐步引入仿真的概念和工具，然后深入探讨各种仿真方法和技术，最终走向复杂系统的仿真与优化。 第一部分：基础理论与仿真入门 第一章：电路理论基石的回顾与深化： 在开始仿真之前，扎实的电路理论基础是必不可少的。本章将回顾和梳理直流电路、交流电路、瞬态分析、傅里叶分析等核心概念，并强调这些概念与仿真分析之间的内在联系。我们将探讨欧姆定律、基尔霍夫定律在实际电路中的应用，以及它们如何成为仿真模型构建的逻辑起点。 第二章：为何需要电路仿真？： 这一章将深入阐述电路仿真在现代电子设计流程中的不可替代性。我们将分析传统物理样机制作的局限性，如成本高昂、周期漫长、调试困难等，并详细介绍仿真技术如何克服这些挑战。内容将涵盖仿真在设计验证、性能预测、故障排除、设计迭代等方面的关键作用。 第三章：认识电路仿真软件： 介绍当前市场上主流的电路仿真软件，如SPICE及其衍生版本（LTspice, PSpice, Multisim等）、ADS、Cadence Allegro/Virtuoso等。我们将简要介绍它们的特点、优势以及适用的应用领域，帮助读者建立对各类仿真工具的初步认知。 第四章：搭建您的第一个仿真环境： 本章将引导读者动手实践，从软件的安装、配置到基础元器件的库管理，一步步搭建起个人的仿真工作环境。我们将通过一个简单的直流电路仿真实例，让读者体验从原理图绘制到运行仿真，再到结果查看的完整流程，建立起操作的信心。 第二部分：核心仿真技术与方法 第五章：直流工作点分析（DC Operating Point Analysis）： 深入讲解直流工作点分析的原理和应用。我们将探讨如何利用该分析来确定电路中的稳态电压和电流，例如晶体管的偏置点，电源的输出电压等。通过实例，展示如何通过直流分析来识别电路中的潜在问题，如电流过载或电压不足。 第六章：交流小信号稳态分析（AC Small-Signal Steady-State Analysis）： 聚焦于交流信号在电路中的稳态响应。本章将阐述频率响应、增益、相位、带宽等关键概念，并介绍如何通过AC分析来评估滤波器的截止频率、放大器的增益带宽积等。我们将深入分析频率域仿真的强大之处，以及它如何帮助我们理解电路在高频下的表现。 第七章：瞬态响应分析（Transient Analysis）： 揭示电路在动态变化过程中的行为。本章将讲解如何仿真电路对输入信号（如脉冲、正弦波、阶跃信号）的响应，例如开关电源的启动过程、信号的上升下降时间、振荡器的启动特性等。我们将重点分析瞬态分析中的时间步长选择、收敛性问题以及如何解读复杂的瞬态波形。 第八章：噪声分析（Noise Analysis）： 探讨电路中的噪声产生机制及其对信号的影响。本章将介绍热噪声、散粒噪声等基本噪声类型，以及如何通过噪声分析来评估电路的信噪比（SNR）、噪声系数（NF）等关键性能指标。我们将展示如何使用仿真工具来预测和量化噪声对电路性能的影响，为设计低噪声电路提供指导。 第九章：参数扫描与蒙特卡洛分析（Parameter Sweep and Monte Carlo Analysis）： 学习如何进行参数化仿真和随机性分析。参数扫描用于研究电路性能随某个或多个参数变化的规律，例如电阻值变化对输出电压的影响。蒙特卡洛分析则用于评估器件参数离散性对电路性能的统计影响，帮助设计者在设计初期就考虑到制造容差，提高产品的成品率。 第三部分：高级仿真主题与应用 第十章：非线性电路仿真： 深入探讨非线性器件（如二极管、晶体管、运算放大器）在电路中的仿真。本章将介绍如何处理非线性模型，以及非线性分析（如谐波失真分析、交调失真分析）的原理和应用。我们将通过实际案例，展示如何仿真放大器的非线性失真，以及如何利用仿真结果来优化设计以减小失真。 第十一章：寄生效应仿真与PCB板级仿真： 关注实际电路中的寄生效应，如导线的电感、电容、电阻，以及器件的引脚效应等，并介绍如何将其纳入仿真模型。本章还将介绍PCB板级仿真的重要性，包括信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的分析，帮助读者理解高速电路设计的关键挑战。 第十二章：混合信号电路仿真： 探讨同时包含模拟和数字部分的混合信号电路的仿真方法。本章将介绍混合信号仿真工具的特点，以及如何对A/D转换器、D/A转换器、锁相环（PLL）等混合信号模块进行有效仿真。 第十三章：特殊电路仿真案例分析： 通过一系列精心挑选的实际应用案例，展示电路仿真在不同领域的强大威力。涵盖的案例可能包括： 电源管理电路仿真： 稳压器、DC-DC转换器、线性稳压器等。 射频（RF）与微波电路仿真： 滤波器、放大器、匹配网络等。 数字逻辑电路仿真： 时序分析、功耗分析等。 模拟前端（AFE）仿真： 传感器接口、信号调理电路等。 嵌入式系统与SoC仿真： 结合硬件描述语言（HDL）的仿真。 第十四章：仿真结果的解读与优化策略： 强调仿真结果的有效分析和应用。本章将提供一套系统性的方法论，指导读者如何从仿真数据中提取有价值的信息，识别设计中的瓶颈，并提出针对性的优化方案。我们将讨论如何根据仿真结果调整元器件参数、修改电路拓扑，以及如何通过迭代仿真来达到最优设计。 第十五章：仿真工具的进阶技巧与发展趋势： 介绍一些高级仿真技巧，如模型定制、脚本化仿真、分布式计算等。同时，展望电路仿真技术的未来发展方向，如人工智能在仿真中的应用、软硬件协同仿真等，为读者提供前瞻性的视野。 本书的特色： 实践导向： 每一章都配有丰富的实例和练习，鼓励读者动手操作，将理论知识转化为实际技能。 全面覆盖： 从基础到高级，从单一器件到复杂系统，本书力求为读者提供一个完整、深入的电路仿真知识体系。 清晰易懂： 语言通俗易懂，概念解释清晰，避免过度使用晦涩难懂的专业术语，力求让不同背景的读者都能有所收获。 前沿视野： 关注最新的仿真技术和发展趋势，帮助读者保持对行业发展的敏锐度。 《电路仿真》不仅仅是一本书，更是您在电子设计道路上的一位得力助手。我们期待与您一同踏上这段充满发现与创造的仿真之旅，共同塑造电子技术的未来。无论您是初入电子设计领域的学生，还是经验丰富的工程师，《电路仿真》都将为您提供宝贵的知识和启迪，帮助您在竞争激烈的科技领域脱颖而出，实现您的设计梦想。

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这本《Circuit Simulation》的作者显然对模拟和数字电路的底层原理有着深刻的理解，书中的讲解层次分明，从最基础的欧姆定律和基尔霍夫定律的数学模型建立开始，逐步深入到复杂的非线性元件（如MOSFET、BJT）在时域和频域下的行为分析。我特别欣赏作者在介绍SPICE模型构建时所展现的严谨性，他不仅仅停留在给出一个输入文件的模板，而是详细剖析了黑盒模型背后的物理学基础，比如如何通过简化模型来平衡计算的精确度和速度。对于初学者而言，书中提供的逐步调试实例是极佳的入门向导，每一步的变量变化和结果反馈都清晰可见，让人能够直观地感受到仿真参数对电路特性的影响。例如，在处理高频信号完整性问题时，作者引入了传输线理论，并展示了如何使用诸如IBIS或Touchstone格式的模型来准确预测串扰和反射，这对于从事高速PCB设计的工程师来说，简直是不可多得的实战手册。我花费了不少时间去重现书中关于电源完整性（PI）的案例，特别是去耦电容的优化部分，作者提出的多尺度去耦策略，结合了从纳秒级到微秒级的电容选型思路，相比其他同类书籍的泛泛而谈，显得格外具体和有指导意义。这本书的深度和广度，使其不仅是一本工具书，更是一部关于电路行为建模的艺术品。

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我是一名侧重于嵌入式系统和固件开发的工程师，原本对电路仿真兴趣一般，但这本书让我对硬件的行为有了全新的认识。它最大的亮点在于其“跨界融合”的视角，它没有将电路与软件割裂开来，而是将仿真视为连接硬件设计与验证的桥梁。书中关于“测试向量生成”和“蒙特卡洛分析”的部分尤其吸引我。作者展示了如何系统地设计一组输入激励，以最大化地覆盖芯片的各种工作模式和工艺角变化，这比我们过去那种“拍脑袋”试错式的测试方法要高效得多。我尤其喜欢它对“容差分析”的详尽介绍，书中不仅限于讨论温度和电压的影响，还深入探讨了制造过程中的关键参数偏差如何通过敏感度分析传递到最终的输出指标上。通过书中的实例，我学会了如何构建一个能够自动评估设计鲁棒性的仿真流程，这直接提升了我们产品从原型到量产的可靠性。这本书真正做到了将“设计”和“验证”的理念深度融合，非常适合希望提高产品质量的团队阅读。

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阅读《Circuit Simulation》的过程，就像进行了一次彻底的“底层重构”学习。这本书没有过多关注商业软件的图形界面或者拖拽操作，而是聚焦于“仿真”这个概念背后的计算哲学。它探讨了电路状态变量的选择——是选择节点电压、网格电流，还是混合变量法？不同的选择如何影响矩阵的稀疏性和求解器的效率？这种宏观层面的讨论，让我对过去那些看似理所当然的仿真结果有了更深一层的批判性思考。例如，关于瞬态分析中的时间步进控制策略，书中详细对比了固定步长、可变步长以及误差驱动步进的优缺点，并给出了基于局部截断误差估计的精确算法。对于那些已经掌握了基本电路知识，但总感觉仿真结果“不确定”或者“慢得离谱”的资深工程师来说，这本书提供的洞察力是无价的。它教会你如何从根本上质疑仿真工具的默认设置，并根据具体电路的特性去定制最优的求解路径。它不是一本速成指南，而是一部能够让你真正理解仿真“黑箱”如何运转的智力盛宴。

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这本书的叙事风格非常具有“学院派”的严谨性，行文如手术刀般精准，几乎没有多余的寒暄或不必要的比喻。它更像是一本高级研究生的教科书，专注于精确的数学描述和严格的逻辑推导。例如，在讨论非线性方程组的求解时，牛顿-拉夫森迭代法的每一步更新方程都被完整地推导出来，包括如何处理导数项的计算，这要求读者具备扎实的微积分和线性代数基础。我发现，这本书的价值在于它帮助我建立了一种“自上而下”的思维框架：先定义物理模型，再选择合适的数值方法去逼近解，最后评估近似解的误差。特别是关于模型降阶技术的部分，作者用拉普拉斯域的极点/零点分析来指导如何简化高阶系统模型，使得在仿真速度和精度之间找到一个最佳平衡点。对于那些追求理论完美和数学优雅的读者，这本书无疑是极佳的选择。它的难度不低，但所提供的知识深度足以支撑你在未来进行更复杂的定制化仿真或模型开发工作。

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翻开这本书时，我最直观的感受是它在“软件工程”和“数值方法”这两个维度的深度挖掘，这超出了我最初对一本“电路仿真”书籍的预期。作者没有把重点放在某个特定仿真软件的操作手册上，而是将仿真过程本身视为一个复杂的数值计算问题来对待。书中花费大量篇幅讨论了求解微分代数方程组（DAE）的各种算法，比如BDF（后向差分公式）和Gear方法，并深入探讨了它们在处理电路中寄生电容和电感时可能出现的刚性问题（Stiffness）。这种对算法稳定性和收敛性的关注，使得读者能够理解为什么在某些极端情况下，仿真器会报错或收敛困难。我印象非常深刻的是关于“事件驱动仿真”和“混合模式仿真”的章节，作者清晰地解释了如何将连续时间域的模拟部分与离散时间事件（如开关动作）进行有效地耦合，这对于理解开关电源的动态行为至关重要。此外，书中对雅可比矩阵的构建和稀疏矩阵求解技术的介绍，虽然略显枯燥，但却是理解现代大规模电路仿真效率瓶颈的关键所在。对于那些希望深入理解仿真引擎内部机制，而非仅仅停留在输入“运行”按钮的资深用户来说，这本书提供了宝贵的理论基石。

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对DC和Transient simulation进行了详细的讨论，AC部分可以参考《Designer's guide to spice》

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对DC和Transient simulation进行了详细的讨论，AC部分可以参考《Designer's guide to spice》

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对DC和Transient simulation进行了详细的讨论，AC部分可以参考《Designer's guide to spice》

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对DC和Transient simulation进行了详细的讨论，AC部分可以参考《Designer's guide to spice》

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对DC和Transient simulation进行了详细的讨论，AC部分可以参考《Designer's guide to spice》