数字电子技术基础(21世纪高等学校规划教材 电子信息) 9787302246077 清华大 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李雪飞 著

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• 清华大学出版社
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302246077

商品编码：29337370476

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：数字电子技术基础(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

定价：29.00元

作者：李雪飞

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787302246077

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

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内容提要

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　　全书共分10章，首先介绍了经典的数字电子技术基础知识，然后介绍数字系统的EDA设计技术。具体的内容包括：逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数/模和模/数转换、存储器和可编程逻辑器件、VHDL语言基础、VHDL在数字单元电路设计中的应用。另外，附录部分还简要介绍了EDA工具软件MAX plusⅡ的使用方法。书中还有相关例题，每章后附有大量的习题以利于学生巩固所学的知识。
　　本书的内容简明扼要、深入浅出，注重对学生能力的培养。本书可以作为应用型普通高等学校电子、电气、自动化、计算机、通信工程、机电一体化等相关专业的本科生的教材，也可作为高等职业技术学院相关专业的教材，还可供社会上的相关专业读者阅读。

目录

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第1章逻辑代数基础
　1.1概述
　　1.1.1数字电路和模拟电路
　　1.1.2数字信号与逻辑电平
　　1.1.3脉冲波形与数字波形
　1.2数制和码制
　　1.2.1数制及数制间的转换
　　1.2.2码制
　1.3逻辑代数中的基本运算
　　1.3.1逻辑与
　　1.3.2逻辑或
　　1.3.3逻辑非
　　1.3.4复合逻辑
　1.4逻辑代数中的公式
　　1.4.1基本公式
　　1.4.2若干常用的公式
　1.5逻辑代数中的基本定理
　　1.5.1代入定理
　　1.5.2反演定理
　　1.5.3对偶定理
　1.6逻辑函数的表示方法
　　1.6.1逻辑函数
　　1.6.2逻辑真值表
　　1.6.3逻辑函数式
　　1.6.4卡诺图
　　1.6.5逻辑图
　　1.6.6各种表示方法间的互相转换
　1.7逻辑函数的化简方法
　　1.7.1逻辑函数的种类及简形式
　　1.7.2公式法化简
　　1.7.3卡诺图法化简
　　1.7.4具有无关项的逻辑函数及其化简
　……
第2章门电路
第3章组合逻辑电路
第4章触发器
第5章时序逻辑电路
第6章脉冲波形的产生与整形
第7章数/模和模/数转换
第8章存储器和可编程逻辑器件
第9章VHDL语言基础
第10章VHDL在数字单元电路设计中的应用
附录AMAX plusⅡ使用简介
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号与系统》 引言 在现代科学技术飞速发展的浪潮中，信息作为一种宝贵的资源，其传递、处理和分析至关重要。而这一切的基石，正是对“信号”和“系统”的深刻理解。《信号与系统》这门课程，正是为了揭示信息世界运作的规律而生，它为电子工程、通信工程、自动控制、计算机科学等众多相关领域提供了坚实的基础理论和分析工具。本书旨在系统、深入地阐述信号与系统的基本概念、分析方法和应用，帮助读者构建起理解和处理复杂信息系统的理论框架。 第一章：信号与系统的基本概念 本章我们将首先建立对“信号”和“系统”这两个核心概念的直观认识。信号，本质上是信息的载体，可以是随时间变化的电压、电流，也可以是空间上的灰度变化、声波的振动等。我们将探讨信号的分类，例如连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等，理解它们各自的特性和数学表示。 系统，则是对信号进行处理或变换的“黑箱”，它可以是一个电子滤波器、一个通信信道，甚至是一个控制算法。我们同样会深入分析系统的分类，如线性系统与非线性系统、时不变系统与时变系统、因果系统与非因果系统、稳定系统与不稳定系统等。通过理解这些分类，我们可以初步判断一个系统的行为特性，并选择合适的分析方法。 此外，本章还将介绍一些描述信号和系统的基本数学工具，为后续章节的学习打下基础。这包括了复数、欧拉公式、傅里叶级数等初步的概念，它们是理解信号频谱特性和系统频率响应的关键。 第二章：连续时间信号的分析 本章将聚焦于连续时间信号，这是我们日常生活中接触到的绝大多数信号的数学模型。我们将深入探讨信号的分解方法，其中最重要的便是傅里叶级数和傅里叶变换。傅里叶级数允许我们将周期信号分解为一系列正弦和余弦分量的叠加，揭示信号的频率成分。傅里叶变换则将非周期信号推广到频域，使我们能够分析无限时长信号的频谱特性。 我们会详细讲解傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积等，这些性质在信号处理和系统分析中具有极其重要的应用。例如，通过卷积定理，我们可以将复杂的系统输出表示为输入信号与系统冲激响应的卷积，大大简化了分析过程。 本章还将介绍拉普拉斯变换，它是一种更通用的分析工具，尤其适用于处理带有指数项的信号和非有界信号。拉普拉斯变换的引入，使得我们能够方便地分析包含初始条件的系统响应，并为理解系统的稳定性提供了更直观的视角。 第三章：连续时间系统的分析 在理解了连续时间信号的分析方法后，本章我们将重点关注连续时间系统的分析。核心概念是“冲激响应”，它是系统在接收到理想的 Dirac 冲激信号后产生的输出。通过系统的冲激响应，我们可以完全表征一个线性时不变（LTI）系统。 我们将详细阐述卷积的概念，并展示如何利用卷积来计算LTI系统的输出。输入信号与冲激响应的卷积，就是该系统对输入信号的处理结果。这是一种极其强大的分析工具，使得我们可以将系统行为的分析转移到信号的分析上。 本章还将深入探讨 LTI 系统的频率响应。频率响应描述了系统对不同频率分量的放大或衰减程度，以及相位变化。它与系统的冲激响应之间存在着密切的傅里叶变换关系。通过分析系统的频率响应，我们可以了解系统是否具有滤波特性，例如低通、高通、带通或带阻特性，以及它的带宽等关键参数。 此外，我们还会介绍系统的稳定性概念。一个稳定系统是指其输出在有界输入下是有界的。通过分析系统的传递函数（拉普拉斯变换的定义）的极点位置，我们可以直观地判断系统的稳定性。 第四章：离散时间信号与系统的分析 与连续时间信号和系统相对应，本章将把分析的焦点转移到离散时间信号与系统上。离散时间信号是指在离散的时间点上定义的信号，例如数字采样后的信号。我们将介绍离散时间信号的分类，如单位抽样序列、单位阶跃序列、指数序列等，并讨论它们的性质。 与傅里叶变换对应，我们引入了离散时间傅里叶变换（DTFT）。DTFT 将离散时间信号分解为一系列复指数序列的叠加，揭示其离散频率成分。同样，我们也讨论了 DTFT 的重要性质。 本章的重头戏是 Z 变换。Z 变换是离散时间系统分析的利器，它类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。Z 变换能够方便地处理离散时间信号的分析，并且使得我们能够通过分析系统的传递函数（Z 变换的形式）的零极点来判断系统的稳定性。 对于离散时间系统，我们也引入了“单位抽样响应”的概念，它扮演着与连续时间系统冲激响应相似的角色。通过卷积运算，我们可以计算离散时间系统的输出。 第五章：傅里叶级数与傅里叶变换的深入应用 本章将对前几章介绍的傅里叶分析工具进行更深入的探讨和应用。我们将进一步研究傅里叶级数和傅里叶变换的性质，并展示它们在信号处理中的实际应用。 例如，我们将讨论能量谱密度和功率谱密度，它们能够定量地描述信号在不同频率上的能量或功率分布。这对于理解信号的带宽、噪声成分以及进行信号的有效传输和存储至关重要。 我们还将探讨傅里叶变换在滤波技术中的应用。通过对信号进行傅里叶变换，我们可以识别并去除不需要的频率成分，或者增强感兴趣的频率成分。例如，低通滤波器可以去除高频噪声，而高通滤波器可以保留高频细节。 本章还会涉及到一些更高级的傅里叶分析技巧，例如短时傅里叶变换（STFT），它允许我们分析信号随时间变化的频率特性，对于语音、音频信号的分析尤为重要。 第六章：状态空间方法 在前面的章节中，我们主要使用了输入-输出（或称为卷积）的方法来分析系统。然而，对于一些复杂的系统，特别是多输入多输出（MIMO）系统，以及需要考虑系统内部状态的系统，状态空间方法提供了一种更强大和灵活的分析框架。 本章将介绍状态空间描述，它通过一组一阶微分方程（对于连续时间系统）或差分方程（对于离散时间系统）来描述系统的内部状态。这些状态变量是描述系统当前行为的关键信息，即使输入发生变化，系统也会根据其内部状态进行演化。 我们将学习如何从系统的输入-输出描述转换为状态空间描述，反之亦然。同时，我们还将研究状态空间方程的求解方法，以及如何利用状态空间表示来分析系统的稳定性、可控性和可观测性。状态空间方法在现代控制理论、系统辨识以及许多工程领域有着广泛的应用。 第七章：滤波器设计 滤波器是信号处理中最基础也最重要的组成部分之一。本章将集中讨论滤波器的设计原理和方法。我们将区分模拟滤波器和数字滤波器，并重点介绍数字滤波器的设计。 我们将介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。IIR 滤波器通常需要较低的阶数来达到理想的频率响应，但其稳定性需要仔细设计。FIR 滤波器则总是稳定，但可能需要较高的阶数。 本章将深入讲解几种经典的滤波器设计方法，例如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波器。我们会讨论它们在通带和阻带的特性上的差异，以及如何根据具体的应用需求选择合适的滤波器类型和设计参数。 此外，我们还将介绍一些常用的滤波器设计工具和技术，例如窗函数法、频率采样法等，帮助读者掌握将理论设计转化为实际滤波器实现的能力。 第八章：采样与重构 采样是实现模拟信号向数字信号转化的关键步骤，而重构则是将数字信号恢复为模拟信号的过程。本章将深入探讨采样定理，这是理解信号数字化过程的核心。 我们将详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，它指出了一个连续信号能够被无失真地恢复，其采样频率必须至少是信号最高频率的两倍。我们还将讨论过采样和欠采样的后果，以及采样过程中可能出现的混叠现象及其解决方法。 重构过程则涉及到数字到模拟的转换（DAC）以及插值滤波器。我们将讨论不同插值方法的原理和效果，以及如何设计合适的重构滤波器来最大程度地减少重构误差。 本章的内容对于理解数字通信、数字信号处理器（DSP）以及各种数字采样设备的设计至关重要。 第九章：傅里叶变换的进一步应用与信号的调制 本章将回归傅里叶变换，并探讨其在更复杂的信号处理任务中的应用，特别是在通信系统中广泛使用的信号调制技术。 我们将深入研究如何使用傅里叶变换来分析不同调制方式的频谱特性。例如，调幅（AM）和调频（FM）信号在频域上是如何分布的，以及它们的带宽是如何确定的。理解这些频谱特性对于设计高效的通信系统、避免频谱干扰至关重要。 此外，本章还将介绍一些其他的信号处理技术，例如相关性分析，它能够揭示两个信号之间的相似程度，在信号检测、目标识别等领域有着广泛的应用。 第十章：系统分析的应用案例 为了巩固前面章节所学的理论知识，本章将通过一系列具体的应用案例，展示信号与系统理论在实际工程问题中的应用。 例如，我们将分析一个简单的通信系统的模型，包括信道模型、调制解调过程，并运用信号与系统的分析工具来评估系统的性能。我们还将探讨音频信号的处理，如回声消除、均衡器设计等。 此外，本章还可能涉及一些更具挑战性的案例，例如在控制系统中如何利用状态空间方法设计控制器，或者在图像处理中如何应用傅里叶变换进行图像增强或去噪。通过这些实际案例的讲解，读者可以更直观地体会到信号与系统理论的强大生命力和广泛的应用前景。 结语 《信号与系统》作为一门基础课程，其重要性不言而喻。通过本书的学习，我们不仅掌握了分析和处理信号与系统的基本方法和工具，更重要的是培养了运用这些工具解决实际工程问题的能力。希望本书能够成为您在信号与系统领域探索的良好开端，并为您的学习和研究之路提供坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它极高的可读性和实践指导性。很多技术书籍往往是“纸上谈兵”，理论讲得头头是道，但实际操作起来却无从下手。而这本书则完全不同，它在理论讲解的同时，始终不忘与实际应用相结合。作者通过大量的图示和实例，将抽象的电路图变得直观易懂，甚至还提供了具体的实验步骤和调试方法。我尤其喜欢它关于“硬件描述语言”的介绍，虽然我之前对这类语言一无所知，但在作者的引导下，我竟然能理解其基本语法和应用场景，甚至尝试着用它来设计一些简单的电路。这本书的语言风格也非常友好，它避免了过多的专业术语，而是用通俗易懂的语言来解释复杂的概念，让我觉得学习过程充满了乐趣。我感觉这本书不仅仅是一本教科书，更是一本实践指南，为我今后的硬件开发之路打下了坚实的基础，让我对接下来的学习充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

一本令人拍案叫绝的技术科普书，我最近刚读完，简直是打开了新世界的大门！它以一种非常生动有趣的方式，将看似高深莫测的数字电子技术，变成了一场场精彩绝伦的思维探险。作者的叙事功力堪称一流，他不会像很多枯燥的教科书那样，上来就抛出一堆公式和定义，而是从一些我们日常生活中司空见惯的现象入手，比如智能手机的开关机，或者电子游戏中的逻辑判断，然后层层剥茧，将背后的原理娓娓道来。我尤其喜欢它关于“逻辑门”的讲解，作者用类比的方式，将AND、OR、NOT这些抽象的概念，比作各种“门卫”，只有满足特定条件，信息才能通过。这个比喻真是太形象了！而且，书中还穿插了不少历史故事，讲述了那些伟大的电子工程师们是如何一步步克服困难，最终奠定数字电子技术基础的。读起来既长知识，又充满了人文关怀，让我觉得我不是在学习一门技术，而是在和一群充满智慧的先驱者对话。这本书的插图也是一大亮点，清晰、准确，而且很有艺术感，让原本复杂的电路图变得易于理解，甚至有点赏心悦目。我强烈推荐给所有对科技感兴趣的朋友，无论你是学生还是已经工作的工程师，都能从中获益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这是一本充满前瞻性思维的技术参考书，它不仅仅局限于基础知识的介绍，更是为读者描绘了数字电子技术未来发展的广阔前景。作者在讲解基本原理的同时，还巧妙地融入了对集成电路设计、嵌入式系统等更高级领域的探讨，让我对未来的技术发展有了更深刻的认识。我尤其欣赏书中关于“流水线”和“并行处理”等概念的阐述，它让我明白了现代高性能计算的原理，也让我对人工智能、大数据等前沿技术背后的支撑有了更清晰的理解。这本书并没有回避一些技术上的挑战和难点，而是以一种开放的态度，鼓励读者去探索和创新。它所提供的不仅仅是知识，更是一种思维方式，一种解决问题的思路。我感觉这本书就像一位经验丰富的引路人，带领我在数字电子技术的世界里，看到了更多的可能性。我非常期待能将书中所学到的知识，应用到我未来的学习和工作中，去创造更多有价值的东西。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我深度思考的入门读物，虽然我之前对电子电路一窍不通，但这本书却像一位循循善诱的老师，引导我一步步走进数字世界的奥秘。它并没有一味地追求理论的严谨性，而是将重点放在了概念的理解和应用的启发上。作者很巧妙地将“二进制”这个核心概念，比作了“开与关”的简单游戏，让我这个文科生也能迅速掌握其精髓。接着，通过对各种“组合逻辑”和“时序逻辑”的讲解，我开始理解为什么我们的小小手机能够执行如此复杂的任务。书中关于“触发器”的讲解尤其令我印象深刻，它就像一个信息的小记忆盒，能够存储状态，这为后续学习更高级的概念打下了坚实的基础。我尤其赞赏作者在案例分析方面的选择，他选取了一些非常贴近生活实际的应用，比如数字万用表、计算器等，并通过图文并茂的方式，展示了这些设备内部是如何运用数字电子技术来实现功能的。读完这本书，我对电子产品不再是仅仅停留在使用的层面，而是开始思考它们“如何工作”，这是一种全新的体验，也极大地激发了我进一步学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的感受是它强大的逻辑构建能力。它不像很多技术书籍那样，把知识点零散地堆砌，而是有条不紊地构建起一个严密的知识体系。从最基础的逻辑门电路，到复杂的组合逻辑和时序逻辑，再到最终的存储器和微处理器，每一步都衔接得天衣无缝。作者在讲解过程中，非常注重逻辑的递进，每一个概念的引入都建立在之前知识的基础上，让你感觉知识的海洋不是深不可测，而是可以通过一条条清晰的路径来探索。我特别喜欢它关于“状态机”的讲解，它将复杂的时序逻辑抽象成了一个个状态和状态之间的转移，这种模型化的思考方式，让我瞬间明白了系统设计的核心思路。书中的一些练习题也设计得非常巧妙，它们不仅巩固了课堂上的知识，更能激发你主动思考，去解决一些实际问题。我感觉通过这本书的学习，我的逻辑思维能力得到了极大的提升，即使遇到一些新的技术问题，我也能尝试用书中提到的方法去分析和解决。