數字電子技術基礎(21世紀高等學校規劃教材 電子信息) 9787302246077 清華大 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李雪飛 著

圖書標籤:

• 數字電子技術
• 電子技術
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• 電路分析
• 邏輯電路
• 半導體器件
• 數字係統設計
• 清華大學齣版社
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302246077

商品編碼：29337370476

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名：數字電子技術基礎(21世紀高等學校規劃教材 電子信息)

定價：29.00元

作者：李雪飛

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787302246077

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　全書共分10章，首先介紹瞭經典的數字電子技術基礎知識，然後介紹數字係統的EDA設計技術。具體的內容包括：邏輯代數基礎、門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈衝波形的産生與整形、數/模和模/數轉換、存儲器和可編程邏輯器件、VHDL語言基礎、VHDL在數字單元電路設計中的應用。另外，附錄部分還簡要介紹瞭EDA工具軟件MAX plusⅡ的使用方法。書中還有相關例題，每章後附有大量的習題以利於學生鞏固所學的知識。
　　本書的內容簡明扼要、深入淺齣，注重對學生能力的培養。本書可以作為應用型普通高等學校電子、電氣、自動化、計算機、通信工程、機電一體化等相關專業的本科生的教材，也可作為高等職業技術學院相關專業的教材，還可供社會上的相關專業讀者閱讀。

目錄

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第1章邏輯代數基礎
　1.1概述
　　1.1.1數字電路和模擬電路
　　1.1.2數字信號與邏輯電平
　　1.1.3脈衝波形與數字波形
　1.2數製和碼製
　　1.2.1數製及數製間的轉換
　　1.2.2碼製
　1.3邏輯代數中的基本運算
　　1.3.1邏輯與
　　1.3.2邏輯或
　　1.3.3邏輯非
　　1.3.4復閤邏輯
　1.4邏輯代數中的公式
　　1.4.1基本公式
　　1.4.2若乾常用的公式
　1.5邏輯代數中的基本定理
　　1.5.1代入定理
　　1.5.2反演定理
　　1.5.3對偶定理
　1.6邏輯函數的錶示方法
　　1.6.1邏輯函數
　　1.6.2邏輯真值錶
　　1.6.3邏輯函數式
　　1.6.4卡諾圖
　　1.6.5邏輯圖
　　1.6.6各種錶示方法間的互相轉換
　1.7邏輯函數的化簡方法
　　1.7.1邏輯函數的種類及簡形式
　　1.7.2公式法化簡
　　1.7.3卡諾圖法化簡
　　1.7.4具有無關項的邏輯函數及其化簡
　……
第2章門電路
第3章組閤邏輯電路
第4章觸發器
第5章時序邏輯電路
第6章脈衝波形的産生與整形
第7章數/模和模/數轉換
第8章存儲器和可編程邏輯器件
第9章VHDL語言基礎
第10章VHDL在數字單元電路設計中的應用
附錄AMAX plusⅡ使用簡介
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信號與係統》 引言 在現代科學技術飛速發展的浪潮中，信息作為一種寶貴的資源，其傳遞、處理和分析至關重要。而這一切的基石，正是對“信號”和“係統”的深刻理解。《信號與係統》這門課程，正是為瞭揭示信息世界運作的規律而生，它為電子工程、通信工程、自動控製、計算機科學等眾多相關領域提供瞭堅實的基礎理論和分析工具。本書旨在係統、深入地闡述信號與係統的基本概念、分析方法和應用，幫助讀者構建起理解和處理復雜信息係統的理論框架。 第一章：信號與係統的基本概念 本章我們將首先建立對“信號”和“係統”這兩個核心概念的直觀認識。信號，本質上是信息的載體，可以是隨時間變化的電壓、電流，也可以是空間上的灰度變化、聲波的振動等。我們將探討信號的分類，例如連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等，理解它們各自的特性和數學錶示。 係統，則是對信號進行處理或變換的“黑箱”，它可以是一個電子濾波器、一個通信信道，甚至是一個控製算法。我們同樣會深入分析係統的分類，如綫性係統與非綫性係統、時不變係統與時變係統、因果係統與非因果係統、穩定係統與不穩定係統等。通過理解這些分類，我們可以初步判斷一個係統的行為特性，並選擇閤適的分析方法。 此外，本章還將介紹一些描述信號和係統的基本數學工具，為後續章節的學習打下基礎。這包括瞭復數、歐拉公式、傅裏葉級數等初步的概念，它們是理解信號頻譜特性和係統頻率響應的關鍵。 第二章：連續時間信號的分析 本章將聚焦於連續時間信號，這是我們日常生活中接觸到的絕大多數信號的數學模型。我們將深入探討信號的分解方法，其中最重要的便是傅裏葉級數和傅裏葉變換。傅裏葉級數允許我們將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加，揭示信號的頻率成分。傅裏葉變換則將非周期信號推廣到頻域，使我們能夠分析無限時長信號的頻譜特性。 我們會詳細講解傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積等，這些性質在信號處理和係統分析中具有極其重要的應用。例如，通過捲積定理，我們可以將復雜的係統輸齣錶示為輸入信號與係統衝激響應的捲積，大大簡化瞭分析過程。 本章還將介紹拉普拉斯變換，它是一種更通用的分析工具，尤其適用於處理帶有指數項的信號和非有界信號。拉普拉斯變換的引入，使得我們能夠方便地分析包含初始條件的係統響應，並為理解係統的穩定性提供瞭更直觀的視角。 第三章：連續時間係統的分析 在理解瞭連續時間信號的分析方法後，本章我們將重點關注連續時間係統的分析。核心概念是“衝激響應”，它是係統在接收到理想的 Dirac 衝激信號後産生的輸齣。通過係統的衝激響應，我們可以完全錶徵一個綫性時不變（LTI）係統。 我們將詳細闡述捲積的概念，並展示如何利用捲積來計算LTI係統的輸齣。輸入信號與衝激響應的捲積，就是該係統對輸入信號的處理結果。這是一種極其強大的分析工具，使得我們可以將係統行為的分析轉移到信號的分析上。 本章還將深入探討 LTI 係統的頻率響應。頻率響應描述瞭係統對不同頻率分量的放大或衰減程度，以及相位變化。它與係統的衝激響應之間存在著密切的傅裏葉變換關係。通過分析係統的頻率響應，我們可以瞭解係統是否具有濾波特性，例如低通、高通、帶通或帶阻特性，以及它的帶寬等關鍵參數。 此外，我們還會介紹係統的穩定性概念。一個穩定係統是指其輸齣在有界輸入下是有界的。通過分析係統的傳遞函數（拉普拉斯變換的定義）的極點位置，我們可以直觀地判斷係統的穩定性。 第四章：離散時間信號與係統的分析 與連續時間信號和係統相對應，本章將把分析的焦點轉移到離散時間信號與係統上。離散時間信號是指在離散的時間點上定義的信號，例如數字采樣後的信號。我們將介紹離散時間信號的分類，如單位抽樣序列、單位階躍序列、指數序列等，並討論它們的性質。 與傅裏葉變換對應，我們引入瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT）。DTFT 將離散時間信號分解為一係列復指數序列的疊加，揭示其離散頻率成分。同樣，我們也討論瞭 DTFT 的重要性質。 本章的重頭戲是 Z 變換。Z 變換是離散時間係統分析的利器，它類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。Z 變換能夠方便地處理離散時間信號的分析，並且使得我們能夠通過分析係統的傳遞函數（Z 變換的形式）的零極點來判斷係統的穩定性。 對於離散時間係統，我們也引入瞭“單位抽樣響應”的概念，它扮演著與連續時間係統衝激響應相似的角色。通過捲積運算，我們可以計算離散時間係統的輸齣。 第五章：傅裏葉級數與傅裏葉變換的深入應用 本章將對前幾章介紹的傅裏葉分析工具進行更深入的探討和應用。我們將進一步研究傅裏葉級數和傅裏葉變換的性質，並展示它們在信號處理中的實際應用。 例如，我們將討論能量譜密度和功率譜密度，它們能夠定量地描述信號在不同頻率上的能量或功率分布。這對於理解信號的帶寬、噪聲成分以及進行信號的有效傳輸和存儲至關重要。 我們還將探討傅裏葉變換在濾波技術中的應用。通過對信號進行傅裏葉變換，我們可以識彆並去除不需要的頻率成分，或者增強感興趣的頻率成分。例如，低通濾波器可以去除高頻噪聲，而高通濾波器可以保留高頻細節。 本章還會涉及到一些更高級的傅裏葉分析技巧，例如短時傅裏葉變換（STFT），它允許我們分析信號隨時間變化的頻率特性，對於語音、音頻信號的分析尤為重要。 第六章：狀態空間方法 在前麵的章節中，我們主要使用瞭輸入-輸齣（或稱為捲積）的方法來分析係統。然而，對於一些復雜的係統，特彆是多輸入多輸齣（MIMO）係統，以及需要考慮係統內部狀態的係統，狀態空間方法提供瞭一種更強大和靈活的分析框架。 本章將介紹狀態空間描述，它通過一組一階微分方程（對於連續時間係統）或差分方程（對於離散時間係統）來描述係統的內部狀態。這些狀態變量是描述係統當前行為的關鍵信息，即使輸入發生變化，係統也會根據其內部狀態進行演化。 我們將學習如何從係統的輸入-輸齣描述轉換為狀態空間描述，反之亦然。同時，我們還將研究狀態空間方程的求解方法，以及如何利用狀態空間錶示來分析係統的穩定性、可控性和可觀測性。狀態空間方法在現代控製理論、係統辨識以及許多工程領域有著廣泛的應用。 第七章：濾波器設計 濾波器是信號處理中最基礎也最重要的組成部分之一。本章將集中討論濾波器的設計原理和方法。我們將區分模擬濾波器和數字濾波器，並重點介紹數字濾波器的設計。 我們將介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。IIR 濾波器通常需要較低的階數來達到理想的頻率響應，但其穩定性需要仔細設計。FIR 濾波器則總是穩定，但可能需要較高的階數。 本章將深入講解幾種經典的濾波器設計方法，例如巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器和貝塞爾濾波器。我們會討論它們在通帶和阻帶的特性上的差異，以及如何根據具體的應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 此外，我們還將介紹一些常用的濾波器設計工具和技術，例如窗函數法、頻率采樣法等，幫助讀者掌握將理論設計轉化為實際濾波器實現的能力。 第八章：采樣與重構 采樣是實現模擬信號嚮數字信號轉化的關鍵步驟，而重構則是將數字信號恢復為模擬信號的過程。本章將深入探討采樣定理，這是理解信號數字化過程的核心。 我們將詳細闡述奈奎斯特-香農采樣定理，它指齣瞭一個連續信號能夠被無失真地恢復，其采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍。我們還將討論過采樣和欠采樣的後果，以及采樣過程中可能齣現的混疊現象及其解決方法。 重構過程則涉及到數字到模擬的轉換（DAC）以及插值濾波器。我們將討論不同插值方法的原理和效果，以及如何設計閤適的重構濾波器來最大程度地減少重構誤差。 本章的內容對於理解數字通信、數字信號處理器（DSP）以及各種數字采樣設備的設計至關重要。 第九章：傅裏葉變換的進一步應用與信號的調製 本章將迴歸傅裏葉變換，並探討其在更復雜的信號處理任務中的應用，特彆是在通信係統中廣泛使用的信號調製技術。 我們將深入研究如何使用傅裏葉變換來分析不同調製方式的頻譜特性。例如，調幅（AM）和調頻（FM）信號在頻域上是如何分布的，以及它們的帶寬是如何確定的。理解這些頻譜特性對於設計高效的通信係統、避免頻譜乾擾至關重要。 此外，本章還將介紹一些其他的信號處理技術，例如相關性分析，它能夠揭示兩個信號之間的相似程度，在信號檢測、目標識彆等領域有著廣泛的應用。 第十章：係統分析的應用案例 為瞭鞏固前麵章節所學的理論知識，本章將通過一係列具體的應用案例，展示信號與係統理論在實際工程問題中的應用。 例如，我們將分析一個簡單的通信係統的模型，包括信道模型、調製解調過程，並運用信號與係統的分析工具來評估係統的性能。我們還將探討音頻信號的處理，如迴聲消除、均衡器設計等。 此外，本章還可能涉及一些更具挑戰性的案例，例如在控製係統中如何利用狀態空間方法設計控製器，或者在圖像處理中如何應用傅裏葉變換進行圖像增強或去噪。通過這些實際案例的講解，讀者可以更直觀地體會到信號與係統理論的強大生命力和廣泛的應用前景。 結語 《信號與係統》作為一門基礎課程，其重要性不言而喻。通過本書的學習，我們不僅掌握瞭分析和處理信號與係統的基本方法和工具，更重要的是培養瞭運用這些工具解決實際工程問題的能力。希望本書能夠成為您在信號與係統領域探索的良好開端，並為您的學習和研究之路提供堅實的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

這是一本充滿前瞻性思維的技術參考書，它不僅僅局限於基礎知識的介紹，更是為讀者描繪瞭數字電子技術未來發展的廣闊前景。作者在講解基本原理的同時，還巧妙地融入瞭對集成電路設計、嵌入式係統等更高級領域的探討，讓我對未來的技術發展有瞭更深刻的認識。我尤其欣賞書中關於“流水綫”和“並行處理”等概念的闡述，它讓我明白瞭現代高性能計算的原理，也讓我對人工智能、大數據等前沿技術背後的支撐有瞭更清晰的理解。這本書並沒有迴避一些技術上的挑戰和難點，而是以一種開放的態度，鼓勵讀者去探索和創新。它所提供的不僅僅是知識，更是一種思維方式，一種解決問題的思路。我感覺這本書就像一位經驗豐富的引路人，帶領我在數字電子技術的世界裏，看到瞭更多的可能性。我非常期待能將書中所學到的知識，應用到我未來的學習和工作中，去創造更多有價值的東西。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它極高的可讀性和實踐指導性。很多技術書籍往往是“紙上談兵”，理論講得頭頭是道，但實際操作起來卻無從下手。而這本書則完全不同，它在理論講解的同時，始終不忘與實際應用相結閤。作者通過大量的圖示和實例，將抽象的電路圖變得直觀易懂，甚至還提供瞭具體的實驗步驟和調試方法。我尤其喜歡它關於“硬件描述語言”的介紹，雖然我之前對這類語言一無所知，但在作者的引導下，我竟然能理解其基本語法和應用場景，甚至嘗試著用它來設計一些簡單的電路。這本書的語言風格也非常友好，它避免瞭過多的專業術語，而是用通俗易懂的語言來解釋復雜的概念，讓我覺得學習過程充滿瞭樂趣。我感覺這本書不僅僅是一本教科書，更是一本實踐指南，為我今後的硬件開發之路打下瞭堅實的基礎，讓我對接下來的學習充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

一本令人拍案叫絕的技術科普書，我最近剛讀完，簡直是打開瞭新世界的大門！它以一種非常生動有趣的方式，將看似高深莫測的數字電子技術，變成瞭一場場精彩絕倫的思維探險。作者的敘事功力堪稱一流，他不會像很多枯燥的教科書那樣，上來就拋齣一堆公式和定義，而是從一些我們日常生活中司空見慣的現象入手，比如智能手機的開關機，或者電子遊戲中的邏輯判斷，然後層層剝繭，將背後的原理娓娓道來。我尤其喜歡它關於“邏輯門”的講解，作者用類比的方式，將AND、OR、NOT這些抽象的概念，比作各種“門衛”，隻有滿足特定條件，信息纔能通過。這個比喻真是太形象瞭！而且，書中還穿插瞭不少曆史故事，講述瞭那些偉大的電子工程師們是如何一步步剋服睏難，最終奠定數字電子技術基礎的。讀起來既長知識，又充滿瞭人文關懷，讓我覺得我不是在學習一門技術，而是在和一群充滿智慧的先驅者對話。這本書的插圖也是一大亮點，清晰、準確，而且很有藝術感，讓原本復雜的電路圖變得易於理解，甚至有點賞心悅目。我強烈推薦給所有對科技感興趣的朋友，無論你是學生還是已經工作的工程師，都能從中獲益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的感受是它強大的邏輯構建能力。它不像很多技術書籍那樣，把知識點零散地堆砌，而是有條不紊地構建起一個嚴密的知識體係。從最基礎的邏輯門電路，到復雜的組閤邏輯和時序邏輯，再到最終的存儲器和微處理器，每一步都銜接得天衣無縫。作者在講解過程中，非常注重邏輯的遞進，每一個概念的引入都建立在之前知識的基礎上，讓你感覺知識的海洋不是深不可測，而是可以通過一條條清晰的路徑來探索。我特彆喜歡它關於“狀態機”的講解，它將復雜的時序邏輯抽象成瞭一個個狀態和狀態之間的轉移，這種模型化的思考方式，讓我瞬間明白瞭係統設計的核心思路。書中的一些練習題也設計得非常巧妙，它們不僅鞏固瞭課堂上的知識，更能激發你主動思考，去解決一些實際問題。我感覺通過這本書的學習，我的邏輯思維能力得到瞭極大的提升，即使遇到一些新的技術問題，我也能嘗試用書中提到的方法去分析和解決。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我深度思考的入門讀物，雖然我之前對電子電路一竅不通，但這本書卻像一位循循善誘的老師，引導我一步步走進數字世界的奧秘。它並沒有一味地追求理論的嚴謹性，而是將重點放在瞭概念的理解和應用的啓發上。作者很巧妙地將“二進製”這個核心概念，比作瞭“開與關”的簡單遊戲，讓我這個文科生也能迅速掌握其精髓。接著，通過對各種“組閤邏輯”和“時序邏輯”的講解，我開始理解為什麼我們的小小手機能夠執行如此復雜的任務。書中關於“觸發器”的講解尤其令我印象深刻，它就像一個信息的小記憶盒，能夠存儲狀態，這為後續學習更高級的概念打下瞭堅實的基礎。我尤其贊賞作者在案例分析方麵的選擇，他選取瞭一些非常貼近生活實際的應用，比如數字萬用錶、計算器等，並通過圖文並茂的方式，展示瞭這些設備內部是如何運用數字電子技術來實現功能的。讀完這本書，我對電子産品不再是僅僅停留在使用的層麵，而是開始思考它們“如何工作”，這是一種全新的體驗，也極大地激發瞭我進一步學習的興趣。