非綫性電路——基礎分析與設計 張新國 等 9787040315868 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張新國 等 著

圖書標籤:

• 非綫性電路
• 電路分析
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• 張新國
• 9787040315868
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040315868

商品編碼：29499031549

包裝：平裝

齣版時間：2011-04-01

基本信息

書名：非綫性電路——基礎分析與設計

定價：62.00元

作者：張新國 等

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2011-04-01

ISBN：9787040315868

字數：670000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.699kg

編輯推薦

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由蘭州大學信息科學與工程學院張新國、馬義德、李守亮編著的這本《非綫性電路——基礎分析與設計》，內容清新、深入淺齣，凝聚瞭他們多年科研、教學的精粹，是一本很有特色的新作，也是獲得甘肅省自然科學基金資助的課題，很適閤於作為研究生及大學生教材或自學參考用書。這本書首先以較大的篇幅介紹非綫性電路的處理方法，通過數學分析方法、圖解法、利用電路仿真和軟件仿真以及物理電路實驗等方法來探究非綫性電路及係統的規律，建立非綫性的思想體係與觀念，更深刻、更全麵地從微觀、宏觀、宇觀來認識和改造我們的環境。其次通過大量典型混沌電路的分析和設計引齣混沌電路同步與混沌遮掩、混沌調製、混沌開關等混沌在保密通信工程中的運用。再次是介紹非綫性電路的分形基礎研究，神經網絡圖像處理技術，尤其是鑒於脈衝耦閤神經網絡PN圖像處理方法。*後是用MATLAB、VB等計算機軟件對非綫性電路的仿真。這本書雖然以非綫性電子電路為切入點，但是所采用的方法與結論都不失其普遍性，是非綫性電子學與神經網絡和計算機軟件技術的交叉與匯接，彆具一格。

內容提要

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馬義德、李守亮等編著的《非綫性電路——基礎分析與設計》介紹非綫性電路基礎理論、分析和設計，內容包括靜態非綫性函數電路原理、動態非綫性電路分析方法、典型動態非綫性電路、自然界非綫性動力學係統與電路模擬、神經網絡混沌電路、混沌測量、混沌電路同步與混沌保密通信、非綫性單元電路設計方法、非綫性電路中的分形、非綫性電路仿真等。本書的非綫性電路實驗程序使用PROTEL、PSPICE、EWB、VB、MATLAB編寫，並以圖錶的方式顯示程序運行結果，便於讀者理解。
《非綫性電路——基礎分析與設計》可供高等院校電子類研究生、高年級本科生使用，也可供相關科技人員參考。

目錄

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章 緒論
1.1 綫性與非綫性科學的曆史
1.1.1 人類早期對於混沌的認識
1.1.2 綫性科學統治的現代自然科學體係
1.1.3 20世紀混沌學研究
1.2 非綫性與混沌
1.2.1 非綫性問題與混沌
1.2.2 可預測性與不可預測性、信息丟失、同步問題
1.2.3 如何描述現實世界
1.3 非綫性電路的研究內容與範疇
1.3.1 現代非綫性電路的研究內容
1.3.2 非綫性電路研究的目的和意義
1.3.3 現代電子科學與其他學科的關係
1.3.4 現代電子科學與其他學科的比較
1.4 如何掌握非綫性電路知識體係
1.4.1 非綫性電路課程知識結構的特點
1.4.2 非綫性電路的多維知識結構和多維學習方法
習題
第2章 靜態非綫性函數電路原理
第3章 動態非綫性電路分析方法
第4章 典型動態非綫性電路
第5章 自然界非綫性動力學係統與電路模擬
第6章 神經網絡混沌電路
第7章 符號電路與混沌測量技術
第8章 混沌電路同步於混沌保密通信
第9章 非綫性單元電路設計方法
0章 非綫性電路上的分形
1章 非綫性電路仿真
2章 非綫性電路與其他學科的交叉
參考文獻
附錄

作者介紹

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文摘

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序言

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現代電子工程基石：深入探索非綫性電路的奧秘 在日新月異的電子技術浪潮中，非綫性電路作為現代電子設備的核心驅動力，其重要性不言而喻。從我們日常使用的手機、電腦，到復雜的通信係統、醫療設備，再到尖端的航空航天技術，無處不見非綫性電路的身影。理解並掌握非綫性電路的分析與設計，是每一位電子工程師和相關領域研究者必備的核心技能。本書並非直接介紹《非綫性電路——基礎分析與設計》一書的具體內容，而是旨在宏觀地展現非綫性電路作為一門學科所包含的豐富知識體係、關鍵理論以及其在工程實踐中的廣泛應用，從而為讀者構建一個清晰的學習認知框架。 一、非綫性電路的概念與意義 與綫性電路中元件特性（如電阻、電容、電感）與信號大小無關的理想情況不同，非綫性電路中的元件特性與施加的電壓或電流存在非綫性的關係。這種非綫性特性是産生許多復雜和豐富現象的根源。 非綫性元件的多樣性： 常見的非綫性元件包括二極管（PN結二極管、穩壓二極管、肖特基二極管等）、三極管（BJT、MOSFET）、運算放大器（在飽和區工作時）、鐵磁材料製成的電感（磁飽和）、晶閘管（SCR）等。這些元件的伏安特性麯綫並非直綫，而是呈現齣各種各樣的麯綫形態。 非綫性電路的普遍性： 實際上，在現實世界的電路中，幾乎所有電子元件都存在不同程度的非綫性。即使是看似綫性的電阻，在高電流下也會因發熱而改變阻值。因此，對非綫性電路的分析和設計是電子工程研究的重點和難點。 非綫性電路的獨特功能： 正是由於其非綫性特性，這些電路能夠實現綫性電路無法完成的功能。例如，二極管的單嚮導電性是整流的基礎，三極管的放大和開關特性是放大器和數字電路的關鍵，運算放大器在非綫性工作區可以構建各種濾波器、振蕩器等。 二、非綫性電路分析的核心理論與方法 分析非綫性電路比分析綫性電路要復雜得多，因為它不能簡單地套用疊加原理、齊次性原理等綫性電路的分析工具。深入理解非綫性電路的分析方法，是掌握這門學科的關鍵。 基本元件的非綫性模型： 二極管模型： 理想二極管模型、指數模型（Shockley方程）是描述二極管導通和截止特性的基本模型。更復雜的模型會考慮結電容、反嚮漏電流等因素。 三極管模型： BJT的Ebers-Moll模型、Gummel-Poon模型，MOSFET的平方律模型、BSIM模型等，都旨在精確描述其輸入輸齣特性麯綫。 其他非綫性元件： 對於具有磁飽和的電感，需要考慮其磁滯迴綫和飽和特性。 電路分析的數學工具： 微分方程： 非綫性電路通常會轉化為非綫性常微分方程組，其解往往無法得到解析錶達式，需要藉助數值方法。 狀態空間分析： 將電路的狀態變量（如電容上的電壓、電感中的電流）作為自變量，建立一組一階微分方程，用於描述電路的動態行為。 圖解法： 利用元件的伏安特性麯綫與負載綫（或稱工況綫）的交點來確定電路的工作點。這是理解非綫性電路靜態特性的直觀方法。 分段綫性法： 將非綫性元件的特性用若乾段綫性函數來逼近，從而將非綫性電路轉化為由若乾段綫性電路組成的係統進行分析。 小信號分析： 在非綫性電路的直流工作點附近，將非綫性元件用其在工作點處的等效綫性元件（如微分電阻、等效電容）來代替，從而分析電路對小信號的響應。這是分析非綫性電路動態特性的重要手段，廣泛應用於放大器設計。 諧波平衡法： 在分析周期性非綫性電路時，將信號錶示為傅裏葉級數，通過求解各次諧波分量之間的關係來獲得穩態解。 數值仿真技術： SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）及其各種變種是現代電子設計自動化（EDA）工具的核心，它們能夠通過復雜的數值算法（如牛頓-拉夫遜法）來求解高度非綫性的電路方程，提供精確的仿真結果。 三、非綫性電路設計的核心要素與典型應用 掌握瞭非綫性電路的分析方法，纔能進一步進行電路設計，以滿足特定的功能需求。非綫性電路的設計往往需要權衡性能、功耗、成本等多個因素。 關鍵設計模塊： 放大器設計： 從簡單的單級放大器到復雜的達林頓結構，非綫性電路是實現信號放大的基礎。需要考慮增益、帶寬、失真、輸入輸齣阻抗等指標。 濾波器設計： 雖然有綫性濾波器，但很多高性能濾波器（如壓控濾波器、電荷泵濾波器）依賴於非綫性元件的特性。 振蕩器設計： 産生周期性信號的振蕩器，如RC振蕩器、LC振蕩器、壓控振蕩器（VCO）等，都離不開非綫性元件的負阻特性或狀態切換。 混頻器設計： 將兩個不同頻率的信號混閤産生新的頻率分量的電路，是通信係統中不可或缺的單元。 開關電路： 二極管和晶體管在截止和飽和狀態下的轉換，構成瞭數字邏輯電路和各種開關電源的基礎。 信號處理電路： 整流器、倍頻器、包絡檢波器等，都是利用非綫性元件的特性來實現特定的信號處理功能。 電源電路： 開關電源（SMPS）是現代高效電源的主流，其核心是利用晶體管、二極管的開關特性以及電感、電容的儲能特性，通過控製開關的通斷來實現電壓的變換。 設計中的挑戰與考慮： 工作點的選擇： 確定閤適的直流工作點對於非綫性電路的性能至關重要，需要避免進入非綫性區域過深或過淺，從而導緻信號失真或性能下降。 寄生效應： 實際元件的寄生電容、寄生電感、溫漂等都會對非綫性電路的性能産生影響，特彆是在高頻和精密應用中。 穩定性分析： 非綫性電路更容易齣現振蕩、失穩等問題，需要進行穩定性分析，並采取相應的措施。 噪聲問題： 非綫性元件本身會産生噪聲，並且可能放大外部噪聲，對電路性能造成影響。 功耗優化： 尤其是對於集成電路設計，如何降低非綫性電路的功耗是一個持續的挑戰。 四、非綫性電路在現代工程中的地位與發展趨勢 非綫性電路的理論與技術是現代電子工程的基石，其研究和應用始終與電子技術的發展緊密相連。 微電子技術的進步： 隨著半導體製造工藝的不斷進步，器件的尺寸越來越小，性能越來越高，非綫性行為也日益復雜，對非綫性電路的分析和設計提齣瞭更高的要求。 通信技術的發展： 高速、高頻通信係統（如5G、Wi-Fi）對非綫性電路的設計提齣瞭嚴苛的挑戰，例如要求低噪聲、高綫性度的功率放大器和混頻器。 人工智能與機器學習的應用： 在某些復雜非綫性係統的建模和控製方麵，人工智能和機器學習技術也開始展現其潛力，可以輔助非綫性電路的分析和設計。 混沌與分形現象的研究： 在一些高度非綫性的電路係統中，可能會齣現混沌和分形等復雜現象，這不僅是理論研究的活躍領域，也可能在某些特殊應用（如保密通信）中得到利用。 麵嚮未來： 隨著新材料（如寬禁帶半導體材料SiC, GaN）、新器件（如MEMS器件、憶阻器）的齣現，非綫性電路的分析和設計領域將不斷拓展，湧現齣更多新穎的應用和技術。 結語 非綫性電路的世界充滿瞭挑戰與機遇。它不僅僅是一門理論學科，更是連接基礎物理原理與實際工程應用的橋梁。深入理解非綫性電路的原理，掌握其分析與設計方法，對於構建更強大、更智能、更可靠的電子係統至關重要。這門學科的發展，將繼續推動電子技術嚮前邁進，為人類社會的進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是電路分析領域的寶藏，尤其是對於初學者來說，它的講解深入淺齣，邏輯性極強。我記得剛開始接觸非綫性電路這塊內容時，感覺就像在迷宮裏打轉，那些復雜的模型和公式讓人望而生畏。但是翻開這本書後，情況完全不同瞭。作者似乎有著一種魔力，能把最抽象的概念變得非常直觀。比如，在處理二極管或三極管的特性麯綫時，書中不僅有詳盡的數學推導，更有大量的圖形化解釋，讓你能立刻領會到“為什麼”會是這樣的特性。而且，書中的習題設置也非常巧妙，從基礎的概念驗證到復雜的實際應用案例，循序漸進，讓你在解決問題的過程中不斷加深理解。我尤其欣賞作者在講解運算放大器在非綫性電路中的應用時，那種嚴謹又不失靈活的論述方式，它讓我意識到，電路設計不僅僅是套用公式，更是一種藝術和工程的結閤。讀完這本書，我感覺自己對電路的“嗅覺”提升瞭一個檔次，不再是死記硬背，而是真正開始“理解”電路在不同條件下的行為。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我印象深刻的一點是，它對“容錯性”和“魯棒性”的強調。在描述元件模型和係統設計時，作者總會提醒讀者考慮現實世界中的各種不確定性，比如溫度漂移、元件老化和製造公差。這種前瞻性的指導非常寶貴，因為它教會我們設計不僅僅是讓電路在理想條件下工作，更重要的是要讓它在復雜多變的環境中依然保持穩定可靠。書中對於非綫性係統的穩定性分析，采用瞭非常全麵的視角，涵蓋瞭相平麵法、李雅普諾夫穩定性理論等多種工具，但又巧妙地將其融入到具體的電路設計案例中去闡述，使得這些高深的理論不再高不可攀。總而言之，這是一本將學術深度、工程實用性和教學友好性完美融閤的典範之作，絕對是電路專業學生和初級工程師的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這本書的排版和圖示給予高度評價。在研究復雜的反饋機製或瞬態響應時，清晰的圖錶是理解障礙的有效突破口。這本書在這方麵做得極其齣色，幾乎每一個關鍵概念的引入，都伴隨著精心製作的示意圖或波形圖。那些原本拗口的描述，通過一張圖就能豁然開朗。特彆是關於係統穩定性的探討，圖形化的分析方法比純粹的代數運算直觀得多。再者，全書的章節過渡非常自然流暢，沒有那種生硬的、為瞭湊章節數而硬塞進去的內容。每一章的知識點都像樂高積木一樣，嚴密地堆砌起來，形成一個堅固的知識體係。對於那些習慣瞭通過視覺輔助來學習的讀者來說，這本書的視覺呈現質量絕對是頂級的，大大降低瞭學習麯綫的陡峭程度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我之前讀過幾本偏嚮於理論推導的教材，它們往往在數學上非常嚴密，但卻缺乏與實際工程的連接點，讀完後總覺得“紙上談兵”。然而，這本教材的厲害之處在於，它成功地架起瞭理論與實踐之間的橋梁。它沒有迴避復雜的非綫性方程，但同時又非常注重如何將這些方程轉化為可操作的設計參數。例如，書中對開關電源的建模和穩定性分析部分，簡直是教科書級彆的處理，既包含瞭小信號模型，也探討瞭瞬態響應，這對於從事電源電子設計的人來說是無價之寶。另外，作者在介紹仿真工具的應用時，也給齣瞭非常實用的技巧，這在當前的電子設計流程中是必不可少的技能。可以說，這本書不僅教會瞭我們“是什麼”，更重要的是教會瞭我們“怎麼做”，而且是高質量地完成任務的方法。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿起這本書的時候，主要目的是為瞭應付期末考試，但讀著讀著，就發現自己被深深吸引瞭。這本書的結構安排非常人性化，它不像有些教材那樣堆砌理論，而是緊密圍繞“分析”與“設計”兩條主綫展開。在“分析”部分，它對各種常見非綫性元件的數學模型進行瞭詳盡的剖析，這一點對於想深入研究的同學來說至關重要。但更精彩的是後續的“設計”章節。作者沒有停留在理論層麵，而是給齣瞭大量真實的電路設計實例，從基礎的波形整形電路到更復雜的開關電源拓撲，每一步的設計思路都交代得清清楚楚，甚至連實際操作中可能遇到的陷阱和優化策略都有提及。我嘗試跟著書中的步驟自己動手搭建瞭一個小小的反饋電路，結果非常成功，這極大地增強瞭我的信心。這本書的語言風格帶著一種資深工程師的沉穩和自信，讀起來讓人覺得踏實可靠，仿佛身邊隨時有一位經驗豐富的導師在指導。