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张 诚 林志贵著 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413337

商品编码：29692584262

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名:电子系统设计--电路篇

定价：49.00元

售价：33.3元,便宜15.7元,折扣67

作者:张 诚 林志贵著

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787512413337

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

本书是为高等院校电气与电子信息类专业编写的一本电子系统设计实践类教材，结合“项目驱动式”的教学方法对电子系统的电路设计进行了系统而详细的介绍。
本书从电子系统的相关概念和实践基础知识入手，根据功能分别介绍了电子系统中电源电路、信号发生电路、功率放大电路、信号滤波器电路、信号处理电路的基本原理、设计方法和典型应用，同时，以Freescale公司新推出的基于Cortex M0 核的KL25微控制器为基础，介绍了其原理与电路设计方法，后通过实例分析介绍了综合电子系统的设计方法。
本书以电子系统设计的方法为主线，内容详实，结构清晰，并结合电子设计竞赛题目和工程项目实际进行实例讲解，突出教材的实践性和实用性。
本书可作为高等院校电气与电子信息类专业学生学习、课程设计、毕业设计和参加各种电子设计竞赛培训的教学用书，也可作为工程技术人员的参考用书。

目录

作者介绍

文摘

序言

电子系统设计：原理与应用 书籍简介 在当今科技飞速发展的时代，电子系统已渗透到我们生活的方方面面，从智能手机、电脑到汽车、航空航天，无处不在。这些精密复杂的电子系统背后，是深厚的理论基础和精湛的设计工艺。本书《电子系统设计：原理与应用》正是为有志于深入理解电子系统设计核心的读者量身打造。它并非一本浅尝辄止的入门读物，而是旨在构建扎实的理论体系，引导读者掌握解决实际工程问题的思维方式和方法论。 本书的内容聚焦于电子系统设计的核心原理和关键技术，旨在为读者构建一个清晰、系统、完整的知识框架。我们将从最基础的电子元器件入手，深入剖析它们的工作原理、特性以及在电路中的作用，为后续更复杂的系统设计打下坚实基础。随后，我们将逐一探讨模拟电路和数字电路设计的核心概念，包括信号的放大、滤波、运算、逻辑控制、时序等，并重点讲解各种经典电路拓扑的优缺点及其适用场景。 核心内容概览： 第一部分：模拟电路设计精要 在信息处理和信号传输的原始阶段，模拟电路扮演着不可替代的角色。本部分将深入探索模拟电路的设计精髓，帮助读者掌握处理连续变化信号的能力。 晶体管与放大器：我们将从最基本的半导体器件——晶体管（BJT和MOSFET）开始，详细讲解其PN结特性、载流子传输机制、以及作为开关和放大器的基本工作原理。在此基础上，本书将深入分析各种放大器电路，包括共射、共集、共基放大器，以及差分放大器、运算放大器等。我们将详细阐述它们的增益、输入输出阻抗、带宽、失真特性等关键参数，并探讨如何通过反馈技术优化放大器的性能，抑制噪声和提高稳定性。运算放大器作为模拟电路设计的“瑞士军刀”，其应用广泛，我们将通过大量实例，展示其在信号调理、滤波、信号生成等方面的强大功能。 滤波器设计：信号的滤波是电子系统设计中至关重要的环节，用于去除噪声、提取特定频率分量。本书将系统介绍各种滤波器类型，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等逼近方式。我们将深入讲解无源滤波器和有源滤波器（基于运算放大器）的设计方法，包括计算元件值、分析频率响应、以及理解滤波器在实际应用中的权衡取舍。 振荡器与信号发生器：产生稳定的周期性信号是许多电子系统的基础，例如时钟信号、载波信号等。本书将详细介绍各种振荡器电路，包括RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器等。我们将分析它们的起振条件、频率稳定性、以及如何设计具有特定波形（如正弦波、方波、三角波）的信号发生器。 电源电路设计：稳定可靠的电源是所有电子设备正常工作的基石。本部分将重点讲解直流电源的设计，包括线性稳压器和开关稳压器。我们将分析它们的效率、负载调整率、线性调整率、纹波抑制等关键指标，并探讨如何设计具有过流保护、过压保护等功能的复杂电源管理单元。 第二部分：数字电路设计基础与进阶 数字电路以离散的0和1状态来表示和处理信息，构成了现代计算和控制系统的核心。本部分将引领读者进入数字逻辑的世界。 逻辑门与组合逻辑：本书将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）开始，讲解它们的逻辑功能和真值表。在此基础上，我们将深入探讨组合逻辑电路的设计，包括使用卡诺图、布尔代数化简等方法优化逻辑表达式，从而设计出高效的逻辑电路，如加法器、减法器、编码器、解码器、多路选择器、数据分配器等。 时序逻辑电路：与组合逻辑不同，时序逻辑电路的状态会随着时间发生变化，依赖于时钟信号的驱动。我们将重点介绍触发器（D触发器、JK触发器、SR触发器、T触发器）的设计和工作原理，以及如何利用触发器构建寄存器、计数器、移位寄存器等基本时序电路模块。这些模块是构建状态机、数据处理器等复杂数字系统的基石。 状态机设计：状态机是描述和控制数字系统行为的强大工具。本书将详细讲解有限状态机（FSM）的概念，包括米利型（Mealy）和摩尔型（Moore）状态机的区别，以及如何使用状态转移图和状态表进行设计。我们将通过实际案例，展示如何设计控制单元，例如用于序列检测、交通信号灯控制、数据传输协议等的简单状态机。 存储器单元：存储器是数字系统中存储信息的核心部件。本书将介绍不同类型的存储器，包括RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）。我们将讨论SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器）的基本结构和读写原理，以及各种ROM（如PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory）的特性和应用。 第三部分：系统级设计理念与工具 理解了模拟和数字电路的基本原理后，本书将进一步引导读者进入系统级设计的层面，学习如何将分散的电路模块有机地整合起来，构建功能强大的电子系统。 信号转换与接口：现代电子系统往往需要处理模拟和数字信号的交互，因此模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的设计和应用至关重要。本书将介绍不同类型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型）和DAC，分析它们的量化误差、转换速率、分辨率等关键参数，并讲解它们在数据采集、音频/视频处理等领域的应用。 总线与通信协议：在多模块系统中，信息的高效传输是关键。本书将介绍常用的总线结构，如并行总线和串行总线。我们将深入讲解几种重要的通信协议，例如I2C、SPI、UART等，分析它们的物理层和协议层设计，以及如何在嵌入式系统中实现数据的高速可靠传输。 PCB布局与布线：即使是最优化的电路设计，不良的PCB布局和布线也可能导致性能下降甚至失效。本书将探讨PCB设计的基本原则，包括信号完整性、电源完整性、电磁兼容性（EMC）等问题。我们将讲解如何合理布局元器件，优化布线，以及如何处理差分信号、高频信号等特殊情况，以确保电路的稳定性和可靠性。 系统级仿真与验证：在实际制造之前，通过仿真来验证设计是必不可少的环节。本书将介绍常用的电子设计自动化（EDA）工具，例如仿真软件（如SPICE类仿真器、Verilog/VHDL仿真器）和PCB设计软件。我们将讲解如何使用这些工具进行电路功能仿真、性能分析，以及如何进行设计验证，从而最大限度地降低设计风险。 本书特点： 理论与实践并重：本书在讲解理论知识的同时，注重理论在实际工程中的应用。通过大量的例题和分析，帮助读者理解概念的实际意义和应用场景。 循序渐进的结构：内容安排由浅入深，从基础元器件到复杂系统，逻辑清晰，便于读者逐步掌握。 强调设计思维：本书不仅传授技术知识，更致力于培养读者分析问题、解决问题的设计思维和工程素养。 广泛的适用性：本书内容覆盖了电子系统设计的核心领域，对于电子工程、自动化、计算机科学等专业的学生，以及从事相关工作的工程师都具有重要的参考价值。 通过学习《电子系统设计：原理与应用》，读者将能够构建起坚实的电子系统设计知识体系，理解电子系统的工作原理，掌握设计各种模拟和数字电路的方法，并能够将这些知识应用于实际的工程项目中。这本图书将成为您探索浩瀚电子世界、开启创新设计之旅的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对技术书籍的评价通常都很挑剔，因为市面上很多教材要么过于学术化，要么又过于浅尝辄止。然而，这本书在处理“度”的把握上，简直是教科书级别的典范。它的叙述风格非常注重逻辑的严密性，每一个概念的引入都是水到渠成的，不会让人感到突兀或困惑。例如，在讲解反馈系统的稳定性分析时，作者没有直接抛出复杂的根轨迹图，而是从一个简单的音频放大器振荡问题入手，逐步引导读者理解波特图和相频特性曲线的重要性，整个过程犹如一位经验丰富的老工程师在手把手地进行项目复盘和经验传授。最让我印象深刻的是，书中对仿真工具的使用也做了详尽的说明，它不仅仅是简单地告诉你“用Spice软件”，而是深入分析了仿真模型与实际电路之间的误差来源，并提供了优化仿真设置的实用技巧。这对于我们实际进行产品开发至关重要，因为理论设计和实际制造之间总是有鸿沟，而这本书的作者显然深谙此道，并且愿意将这些“内行话”毫无保留地分享出来，着实令人敬佩。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计非常人性化，这一点在阅读体验上起到了决定性的作用。我曾读过一些同类书籍，密密麻麻的文字和拥挤的公式让人望而生畏，读起来非常费力。但《电子系统设计——电路篇》采用了大开本设计，图文比例协调得恰到好处。那些至关重要的电路原理图和波形图，都被清晰地绘制在页面中央，标注清晰，即便是复杂的IC内部结构图，也能一眼看出关键路径。更贴心的是，作者在关键的公式旁都预留了足够的空白区域，方便读者在阅读时进行笔记批注和推导补充，这极大地增强了学习的主动性。此外，书中对术语的定义也极为严谨，通常在第一次出现专业名词时，都会给出非常精确的解释，这对于跨专业背景的读者来说简直是福音。我甚至发现，即便是某些已经被学习过很多遍的概念，通过这本书的全新视角和配图，我都能获得新的理解和领悟，这说明作者在内容组织和呈现方式上花费了巨大的心血，绝非简单地将知识点堆砌起来。

评分☆☆☆☆☆

我个人对侧重于“系统”层面的设计方法论特别感兴趣，而这本书恰恰在“设计流程”的阐述上做得非常出色。它并非仅仅停留在分析单个晶体管或逻辑门的功能，而是将这些基础模块如何组合成一个健壮、可靠的电子系统进行了深入探讨。书中有一章专门讨论了电源管理和去耦策略，这在很多侧重于功能实现的教材中常常被轻视。作者在这里详细分析了不同噪声源对系统性能的影响，并给出了从PCB布局到元器件选型的全方位建议，这体现了作者极强的工程实践背景。读完这一部分，我立即应用书中的建议去优化了我手头正在进行的一个低功耗传感器前端设计，效果立竿见影，功耗降低了近20%，且稳定性大幅提升。这本书真正教会我的不是“如何画出这个电路”，而是“如何思考一个电子系统应该如何被合理地构建”，这种自上而下的设计思维训练，是任何单一电路知识点都无法替代的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

与其他声称“面向工程”的书籍相比，这本书在细节的处理上展现了令人信服的深度。我尤其关注那些被认为已经成熟、很少被深入讨论的经典电路，比如各种类型的电压基准源和低噪声放大器。这本书对这些看似基础的模块进行了非常细致的“解剖”，深入到了半导体工艺对器件参数的影响层面。比如，在分析MOSFET的沟道长度调制效应时，它不仅给出了数学模型，还解释了这种效应在不同工作状态下如何影响电路的线性度和增益带宽积。这种将物理层、器件层和系统层紧密结合的讲解方式，让读者能够真正理解设计的局限性和优化空间。对于我这种已经工作多年的工程师来说，重温这些基础知识，并从更深层次的物理原理去理解它们，对我指导年轻团队成员进行设计审查非常有帮助。这本书的价值在于，它不仅是初学者的入门向导，更是资深人士深化理解、查漏补缺的绝佳参考资料，它的“保质期”非常长。

评分☆☆☆☆☆

这本《电子系统设计——电路篇》的封面设计简洁大气，黑白灰的配色方案透露着一种专业和严谨的气息。刚拿到手的时候，我就被它扎实的厚度所吸引，这预示着内容必然非常详实。迫不及待地翻开目录，发现它对模拟电路和数字电路的讲解层次分明，从基础的元器件特性分析，到复杂的信号处理电路设计，几乎涵盖了所有重要的知识点。我尤其欣赏作者在讲解理论知识时，总是能结合实际的工程应用案例，比如在介绍运算放大器时，不仅仅停留在理论公式的推导上，而是详细阐述了如何用它来构建一个高精度的滤波器或者一个稳定的电源电路。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让初学者也能很快建立起对电路的直观理解，而不是死记硬背那些枯燥的公式。对于有一定基础的读者来说，书中的进阶章节，例如对高速信号完整性问题的讨论，也提供了非常深入的见解和解决方案，这些内容在其他教材中往往是一笔带过，但在本书中却得到了充分的展开。总体来说，这本书的深度和广度都达到了令人印象深刻的水平，绝对是电子工程领域一本值得珍藏的工具书。