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李金平沈明山姜余祥 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121180057

商品编码：29729785626

包装：平装

出版时间：2012-09-01

基本信息

书名:电子系统设计(第2版)

：59.80元

售价：40.7元,便宜19.1元,折扣68

作者:李金平沈明山姜余祥

出版社：电子工业出版社

出版日期：2012-09-01

ISBN：9787121180057

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.763kg

编辑推荐

内容提要

　　本书是依据高等工科院校电子技术实践教学大纲的基本要求，并结合作者多年的科研与教学的经验编写的。全书以电子系统设计为目标，系统讲解了元器件选择、传感器应用、信号调理电路、A/D和D/A转换、可编程器件开发应用、单片机系统、驱动电路及PCB等设计原理与设计方法，并提供了大量、翔实的设计实例。本书适应应用型人才的培养需求，具有先进性、实用性、系统性和灵活性。

目录

'章 电子系统设计基础知识
1.1 电子系统的设计方法
1.1.1 明确系统的设计任务和要求
1.1.2 方案的比较与选择
1.1.3 单元电路的设计、参数计算和元器件选择
1.1.4 电路的仿真
1.1.5 电路图的绘制及印制电路板的设计
1.2 电子系统的组装与调试
1.2.1 电子系统的组装
1.2.2 电子系统的调试
1.3 电子系统的抗干扰技术
1.3.1 在干扰源处采取措施
1.3.2 在耦合通道上采取措施
1.3.3 在传输通道上采取措施
思考题与习题
第2章 常用电子元器件
2.1 电阻器
2.1.1 电阻器的作用
2.1.2 电阻器的分类
2.1.3 电阻器的主要技术指标
2.1.4 电阻器的合理选用与质量判别
2.2 电位器
2.2.1 电位器的作用
2.2.2 电位器的分类
2.2.3 电位器的主要技术指标
2.2.4 几种常用的电位器
2.2.5 电位器的合理选用与质量判别
2.3 电容器
2.3.1 电容器的作用
2.3.2 电容器的分类
2.3.3 电容器的主要技术参数
2.3.4 几种常用的电容器
2.3.5 电容器的合理选用与质量判别
2.4 电感器和变压器
2.4.1 电感器
2.4.2 变压器
2.5 继电器
2.5.1 继电器的作用
2.5.2 继电器的分类
2.5.3 电磁式继电器的主要参数
2.5.4 电磁式继电器的合理选用与质量判别
2.6 半导体器件
2.6.1 晶体二极管
2.6.2 晶体三极管
2.6.3 场效应管(FET)
2.6.4 晶闸管
2.7 常用集成电路器件
2.7.1 集成电路的分类
2.7.2 集成电路的主要参数
2.7.3 常用集成电路简介
2.7.4 集成电路的选用原则及注意事项
2.8 传感器
2.8.1 温敏传感器
2.8.2 光电传感器
2.8.3 气敏传感器
2.8.4 湿敏传感器
2.8.5 磁敏传感器
2.8.6 力敏传感器
2.8.7 传感器的选用
思考题与习题
第3章 电子电路的仿真
3.1 Multisim概述
3.2 Multisim的操作使用方法
3.2.1 设计主界面的进入及主界面的介绍
3.2.2 Multisim主菜单简介
3.2.3 Multisim元件数据库介绍
3.2.4 Multisim的虚拟仪器仪表简介
3.2.5 在Multisim中建立并仿真电路
3.3 Multisim的主要分析功能
3.3.1 直流工作点分析
3.3.2 交流分析
3.3.3 瞬态分析
3.3.4 傅里叶分析概述
3.3.5 失真分析
3.3.6 直流扫描分析
3.3.7 DC和AC灵敏度分析
3.3.8 参数扫描分析
3.3.9 温度扫描分析
3.3.10 零-极点分析
3.3.11 其他分析
3.4 Multisim的应用实例
3.4.1 电子元器件的性能测试
3.4.2 滤波电路分析
3.4.3 模拟电路的设计与分析
3.4.4 数字电路的设计与分析
思考题与习题
第4章 电子系统中的常用单元电路设计
4.1 稳压电源电路的设计
4.1.1 稳压电源的主要技术指标及组成
4.1.2 整流、滤波电路及其设计
4.1.3 直流稳压电路及其设计
4.2 信号发生电路的设计
4.2.1 信号发生电路的主要性能要求
4.2.2 信号发生电路的一般设计方法
4.2.3 正弦波振荡电路的设计
4.2.4 RC方波振荡电路的设计
4.2.5 函数发生器的设计
4.3 信号选择电路的设计
4.3.1 多路信号选择电路
4.3.2 有源滤波电路的设计
4.4 信号调理单元电路的设计
4.4.1 小信号放大电路
4.4.2 频率变换电路设计
4.4.3 信号整形电路设计
4.5 A/D、D/A接口电路的设计
4.5.1 A/D接口电路设计
4.5.2 D/A接口电路设计
4.6 驱动电路的设计
4.6.1 常用驱动器的选择及其典型应用
4.6.2 常用光电耦合器的选择及其驱动电路
4.7 控制单元电路的设计
4.7.1 声控电路及其设计
4.7.2 光控电路及其设计
4.7.3 遥控电路及其设计
思考题与习题
第5章 系统可编程技术
5.1 可编程器件的基本原理
5.1.1 可编程逻辑器件概述
5.1.2 可编程逻辑器件基本结构
5.2 高密度系统可编程逻辑器件
5.2.1 Altera公司CPLD器件
5.2.2 Altera公司的FPGA器件
5.2.3 CPLD器件和FPGA器件的编程、适配与边界扫描测试技术
5.3 可编程逻辑器件开发软件及应用
5.3.1 QuartusII软件的安装
5.3.2 QuartusII软件的主界面
5.3.3 文本输入设计法
5.3.4 原理图输入设计法
5.3.5 QuartusII的层次化设计
5.3.6 VHDL设计
5.4 数字系统开发实例
5.4.1 ASM图与交通灯控制器设计
5.4.2 出租车计程计价表
5.5 Nios II系统设计实例
5.5.1 Nios II软核处理器设计
5.5.2 Nios 应用程序开发
5.6 系统可编程模拟器件
5.6.1 可编程模拟器件概述
5.6.2 Lattice的ispPAC系列器件的结构
5.5.3 ispPAC接口
5.6.4 UREFOUT缓冲电路
5.6.5 ispPAC增益调整方法
5.6.6 有源滤波器设计
5.7 PAC-Designer软件及开发实例
5.7.1 可编程模拟器件的开发流程
5.7.2 ispPAC10器件开发应用示例
5.7.3 ispPAC20器件开发应用示例
5.7.4 ispPAC80器件开发应用示例
思考题与习题
第6章 单片机应用系统设计
6.1 小应用系统设计
6.1.1 MCS-51系列单片机结构
6.1.2 AT89C52单片机指令集
6.1.3 AT89C52单片机小应用系统
6.2 单片机系统扩展
6.2.1 数据存储器
6.2.2 I/O接口扩展
6.3 单片机接口电路设计
6.3.1 键盘接口电路
6.3.2 显示接口
6.3.3 打印接口
6.3.4 通信接口
思考题与习题
第7章 电子绘图软件
7.1 Protel概述
7.1.1 国内EDA软件现状
7.1.2 电路板设计步骤
7.2 Protel 99 SE安装
7.3 Protel电路原理图设计
7.3.1 原理图设计流程
7.3.2 数据库文件
7.3.3 原理图设计过程
7.3.4 原理图常用命令
7.3.5 原理图库设计
7.3.6 原理图Miscellaneous Devices库器件清单
7.4 印制电路板（PCB）设计
7.4.1 新建PCB文件
7.4.2 PCB线路板信号层管理
7.4.3 PCB绘图工具
7.4.4 PCB布线规则
7.4.5 PCB布线步骤
7.4.6 PCB库管理
7.5 Keil与Proteus联调
7.5.1 联调环境设置
7.5.2 编辑工程文件
7.5.3 联调
思考题与习题
第8章 实用电子系统设计举例及课题
8.1 电子系统综合设计实例
8.1.1 数控直流电源的设计
8.1.2 波形发生器的设计
8.1.3 简易逻辑分析仪的设计
8.1.4 简易数字存储示波器设计
8.2 电子技术课程设计课题
8.2.1 CDMA设备用AC/DC开关稳压电源
8.2.2 多路输出的直流稳压电源
8.2.3 小功率线性直流稳压电源
8.2.4 开关型直流稳压电源
8.2.5 简易开关式充电器
8.2.6 镍镉电池快速充电器
8.2.7 车用镍镉电池充电器
8.2.8 车距报警器
8.2.9 气体烟雾报警器
8.2.10 汽车无线报警器
8.2.11 电子体温计
8.2.12 开关电源电磁干扰滤波器
8.2.13 抗混叠低通滤波器
8.2.14 阶梯波发生器
8.2.15 自行车时速表
8.2.16 电阻精度筛选仪
8.2.17 信号波形发生器
8.2.18 OCL低频功率放大器
8.2.19 洗衣机控制电路
8.2.20 无线红外耳机
8.2.21 无线遥控电控锁
8.2.22 线路寻迹器
8.2.23 8路抢答器
8.3 电子系统综合设计课题
8.3.1 有关电源的课题
8.3.2 有关信号源的课题
8.3.3 有关放大器的课题
8.3.4 有关电参量测量和电子仪器的课题
8.3.5 有关数据采集的课题
8.3.6 有关检测和自动控制的课题
8.3.7 有关无线电的课题'

作者介绍

文摘

序言

《信号完整性：原理与实践（第三版）》 书籍简介 在这个高速发展的电子时代，信号的品质直接决定了电子设备性能的上限。从我们手中的智能手机，到驱动现代工业的服务器，再到连接世界的通信网络，一切的可靠运行都离不开对信号完整性的精细把控。本书《信号完整性：原理与实践（第三版）》正是致力于为读者提供一套全面、深入且实用的信号完整性设计方法论，帮助工程师们在复杂的多层PCB设计中，有效应对信号失真、串扰、反射等一系列挑战，从而设计出更高速、更可靠的电子系统。 本书的第三版，在前两版坚实的基础上，紧密结合了当前电子设计领域的最新发展趋势和技术挑战。我们对内容进行了全面的更新与修订，加入了大量与先进封装技术、高速串行总线（如PCIe 4.0/5.0、USB 3.x/4.x、DDR4/5）、电磁兼容（EMC）设计以及系统级信号完整性分析相关的最新内容。力求让本书成为指导工程师进行从基础理论到实践应用的全方位信号完整性设计宝典。 核心内容解析： 第一部分：信号完整性的基础理论 本部分为读者打下坚实的信号完整性理论基础，是理解后续复杂问题的起点。 第一章：信号完整性的概念与重要性 深入剖析为何在现代高速电子系统中，信号完整性不再是一个可有可无的优化项，而是决定产品成败的关键因素。 详细阐述了信号上升沿、下降沿、过冲、下冲、振铃、毛刺等典型信号失真现象的成因及其对系统功能的潜在影响，例如误触发、数据错误、时序违例等。 通过分析不同应用场景（如存储器接口、高频通信、高性能计算）对信号质量的具体要求，让读者深刻认识到在设计之初就考虑信号完整性的必要性。 第二章：传输线理论与模型 详细介绍了均匀传输线、非均匀传输线的基本概念，以及RLCG模型（电阻、电感、电导、电容）如何精确描述传输线在不同频率下的特性。 深入讲解了特征阻抗、传播延迟、衰减常数、相位常数等关键参数的计算与意义。 重点探讨了由于阻抗不匹配引起的反射现象，包括全反射、部分反射、多重反射，以及它们如何导致信号失真和能量损耗。 提供了多种求解传输线参数的实用方法，包括基于经验公式和仿真软件的计算，使读者能够快速掌握传输线参数的获取途径。 第三章：瞬态信号与傅里叶分析 将高速数字信号视为由一系列正弦波组成的复合信号，通过傅里叶级数和傅里叶变换，揭示了信号频谱的构成。 阐述了信号上升沿与信号频率成分之间的关系，解释了为何信号的带宽是决定信号能否在高频率下正确传输的关键。 分析了不同类型信号（如方波、阶梯波）的频谱特性，以及信号失真如何影响其频谱。 引入了“快速傅里叶变换”（FFT）在信号分析中的应用，帮助读者理解如何通过频谱分析来诊断和预测信号完整性问题。 第四章：PCB走线模型与寄生效应 详细分析了PCB走线在不同结构下的电磁场分布，包括微带线、带状线、共面带状线等，并给出其特性阻抗的计算公式。 深入探讨了PCB走线过程中不可避免的寄生效应，如走线间的串扰（耦合）、走线与参考平面之间的电感和电容，以及焊盘、过孔等引起的阻抗不连续。 重点分析了过孔对信号完整性的影响，包括过孔的寄生电感、寄生电容以及引起的阻抗突变，并给出了降低过孔影响的优化方法。 讲解了PCB材料的介电常数、损耗因子等参数如何影响信号传播，以及如何选择合适的PCB材料以满足高速信号传输的要求。 第二部分：信号完整性问题的诊断与优化 本部分将理论知识应用于实践，提供了一系列切实可行的诊断和优化策略。 第五章：反射的产生与抑制 深入分析了引起反射的各种原因，包括源端阻抗不匹配、负载端阻抗不匹配、传输线阻抗突变（如过孔、连接器、拐角）、以及终端匹配等。 详细介绍了各种终端匹配技术，包括串联终端、并联终端、戴维南终端等，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。 提供了如何根据信号特性和传输线模型来选择最合适的终端匹配策略的指导。 强调了通过阻抗控制PCB走线、优化过孔设计、选择合适的连接器和器件封装来从源头避免反射的重要性。 第六章：串扰的产生与抑制 详细分析了相邻走线之间由于互感和互容引起的串扰，包括近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。 深入探讨了串扰对信号质量的影响，如降低信号噪声容限（SNR）、引发时序问题等。 介绍了多种抑制串扰的有效方法，包括增加走线间距、改变走线方向、使用差分对、优化参考平面设计、以及选择合适的差分阻抗控制等。 讲解了如何通过仿真工具来预测和量化串扰的程度，并为优化设计提供依据。 第七章：地弹与电源退耦 深入解析了地弹（Ground Bounce）的产生机理，即在高频开关活动时，电流在回流路径上的电感效应引起的参考平面电压波动。 详细阐述了电源退耦（Power Decoupling）的重要性，以及如何通过合理放置和选择不同容值的退耦电容来有效地抑制电源噪声和地弹。 介绍了多层PCB中电源平面和地平面的设计准则，包括电源和地平面的完整性、低电感路径的建立等。 分析了电源分配网络（PDN）的阻抗特性，以及低PDN阻抗如何保证器件在高速切换时能够获得稳定的电源。 第八章：时序分析与抖动 深入讲解了时序裕量（Timing Margin）的概念，以及信号到达时间、建立时间、保持时间等关键时序参数。 详细分析了时钟抖动（Clock Jitter）对系统时序的影响，包括随机抖动和确定性抖动，以及它们如何累积并最终导致时序违例。 介绍了如何进行时序预算（Timing Budgeting），将系统时序要求分解到各个关键路径上。 提供了优化时序和减少抖动的各种策略，包括优化时钟树设计、选择低抖动时钟源、以及进行端到端的时序仿真。 第三部分：高级信号完整性设计与工具应用 本部分将深入探讨更复杂的设计场景，并介绍实用的设计工具和方法。 第九章：高速串行总线信号完整性设计 专门针对当前主流高速串行总线（如PCIe、USB、DDR、SATA、Ethernet）的设计挑战。 详细分析了这些总线的电气特性、阻抗要求、通道损耗预算、回波损耗（Return Loss）和插入损耗（Insertion Loss）的规范。 介绍了针对不同总线规范的PCB布局布线准则，包括差分对的走线、过孔的优化、连接器和线缆的选择。 讲解了如何利用通道仿真工具（如Sigrity、HyperLynx）对高速串行通道进行端到端的信号完整性评估，以及如何根据仿真结果进行设计优化。 第十章：EMC/EMI与信号完整性的协同设计 强调了信号完整性与电磁兼容（EMC）/电磁干扰（EMI）设计之间的密切关系。 详细分析了信号完整性问题（如反射、串扰、地弹）如何导致EMI辐射，以及EMI如何反过来影响信号质量。 介绍了EMC/EMI设计的基本原理，包括辐射源、传播路径和敏感接收器。 提供了将信号完整性设计原则融入EMC/EMI设计的方法，例如优化参考平面、控制走线长度、合理布置退耦电容、以及进行EMI滤波。 介绍了EMC/EMI预兼容仿真工具的应用，帮助工程师在设计早期发现和解决潜在的EMC/EMI问题。 第十一章：高级封装与多芯片模块（MCM）的信号完整性 针对日益普及的先进封装技术，如BGA、WLCSP、2.5D/3D封装，分析其对信号完整性带来的新挑战。 讲解了封装寄生参数（如焊球电感、封装引脚电感）如何影响信号质量。 介绍了多芯片模块（MCM）设计中的信号完整性考虑，包括芯片间互联、高密度互连（HDI）技术等。 探讨了如何针对这些高级封装和MCM结构进行信号完整性仿真和优化。 第十二章：信号完整性仿真工具的应用实践 详细介绍了业界主流的信号完整性仿真工具（如Keysight ADS, Cadence Sigrity, Siemens EDA HyperLynx）的功能和使用方法。 从模型建立、参数设置、仿真运行到结果分析，提供了循序渐进的指导。 通过大量的实际案例，演示了如何利用仿真工具诊断PCB走线中的反射、串扰、损耗等问题，并验证优化方案的效果。 强调了仿真工具作为设计辅助手段的重要性，以及如何将仿真结果转化为实际的设计改进。 本书特色： 理论与实践深度融合： 本书不仅讲解了扎实的信号完整性理论，更注重将其转化为可操作的设计方法和工程实践。 内容全面且前沿： 涵盖了从基础理论到高级应用，并紧跟行业最新技术发展。 案例丰富实用： 提供了大量贴近实际工程的设计案例和仿真分析，帮助读者快速掌握知识的应用。 工具应用指导： 详细介绍了主流仿真工具的使用方法，提升读者的工程实践能力。 图文并茂： 大量精美的图示和表格，帮助读者更直观地理解复杂的概念。 目标读者： 本书适合所有从事硬件设计、PCB布局布线、高速信号设计、射频微波设计、以及产品研发的工程师。尤其适合在高速数字电路、通信系统、计算机主板、嵌入式系统、汽车电子、航空航天等领域工作的工程师。同时，也适合对信号完整性技术感兴趣的电子工程专业学生和研究人员。 通过阅读《信号完整性：原理与实践（第三版）》，您将能够： 深入理解高速信号在PCB上传播的基本原理。 准确诊断和预测各种信号完整性问题。 掌握有效的信号完整性设计和优化策略。 熟练运用仿真工具进行信号完整性分析。 设计出性能更优越、可靠性更高的电子产品。 在这个追求极致性能的时代，掌握信号完整性技术，就是掌握了通往成功设计之路的金钥匙。本书将是您在信号完整性设计领域的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我读过不少号称“全面”的电子设计书籍，但大多都虎头蛇尾，要么只重理论推导，要么只关注工具的使用。然而，这本《集成电路基础原理与实践》（暂定书名）在软件仿真和工具链的结合运用上做得尤为出色。它不仅仅是告诉你“应该”怎么设计，更细致地展示了如何使用业界主流的EDA工具来验证你的设计。书中对SPICE仿真结果的解读部分，简直是教科书级别的示范，如何从波形中发现潜在的性能瓶颈，如何根据仿真数据反推电路参数的合理性，这些实战经验的分享非常宝贵。此外，作者对设计方法学的探讨也相当前沿，提到了自动化设计流程中的一些挑战与应对策略，这表明作者对行业发展趋势有着深刻的洞察力。对于我这种希望将理论与实践紧密结合的学习者来说，这本书极大地弥补了课堂教学中“动手实践”不足的缺陷，真正实现了“学以致用”的理念。

评分☆☆☆☆☆

这本《微电子电路设计与应用》（暂定书名）的封面设计得相当专业，蓝白相间的配色给人一种严谨而清新的感觉，这立刻让我对接下来的内容充满了期待。初翻开这本书，我发现它在基础概念的引入上做得非常到位，对于初学者来说，简直是一剂强心针。作者没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的理论，而是选择了一个非常贴合实际的案例来贯穿始终，比如从一个简单的放大器设计讲起，逐步深入到各种晶体管模型和非线性效应的处理。这种“做中学”的教学方式，极大地降低了初学者的畏难情绪。我特别欣赏它在讲解CMOS器件物理特性时的深入浅出，清晰地描绘了沟道调制、短沟道效应等现象对电路性能的影响，并通过大量的图示来辅助理解，不像有些教科书那样只会堆砌公式，读起来枯燥乏味。而且，书中对于设计流程的梳理非常清晰，从规格定义到仿真验证的每一步骤都有详尽的指导，让人感觉自己真的在进行一个完整的项目设计，而不是在单纯地学习知识点。这本书的深度和广度都恰到好处，既能满足本科生的系统学习需求，也能为初入职场的工程师提供扎实的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排简直是神来之笔，它成功地找到了理论深度与工程实践之间的黄金平衡点。我最欣赏的是它对高级主题的处理方式，比如低功耗设计和高速电路设计这两章，简直是干货满满。作者没有停留在教科书式的理想化分析，而是直面实际芯片设计中遇到的各种挑战，比如噪声容限、串扰分析以及版图寄生效应的建模。特别是关于静态随机存储器（SRAM）单元的介绍部分，详尽地分析了读/写裕度，并对比了不同位线耦合的对策，这一点在很多同类书籍中都很少能看到如此细致的讨论。阅读过程中，我感觉自己像是在听一位经验丰富的设计总监在传授“独门秘籍”，那些在实际工作中摸爬滚打多年才能领悟的技巧，都被作者系统地整理在了这里。对于有一定基础的读者而言，这本书无疑是一部进阶的“宝典”，它提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂系统问题的思维框架和方法论，能切实提升读者的工程判断力。

评分☆☆☆☆☆

关于本书的深度和广度，我必须给予高度评价，它对现代电子系统设计中的关键瓶颈问题进行了非常深入的剖析。尤其是关于信号完整性和电源完整性的章节，作者引入了电磁兼容性（EMC）的基本概念，将电路设计提升到了系统层面来考量。书中详细论述了PCB层叠设计、去耦电容的选型与布局优化等高阶内容，这使得本书的适用范围远远超出了单纯的器件层面。我感觉这本书在内容更新上做得非常及时，涵盖了许多近年来才被业界重视的新技术和新挑战，例如在高速串行接口设计中对抖动（Jitter）的分析方法，写得非常透彻。这说明编撰者并非停留在过时的知识体系上，而是紧跟技术前沿。总而言之，对于任何希望在电子系统设计领域深耕、追求卓越的工程师而言，这本书绝对值得收入案头，它不仅仅是知识的载体，更像是一位随时可以请教的资深导师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它采用了一种近乎对话式的叙述方式，读起来完全没有传统教材那种高高在上的说教感。作者似乎很清楚读者在哪个知识点上容易产生困惑，总能适时地插入一些生动的类比或者历史背景来加深理解。比如，在讲解负反馈对电路稳定性的影响时，作者引用了一个非常生活化的例子，一下子就把抽象的反馈机制具象化了。这种人性化的设计，使得即便是相对枯燥的数学推导部分，也变得易于消化和记忆。我个人尤其喜欢它对设计权衡（Trade-off）的讨论，它不会简单地给出“最优解”，而是系统地分析了在不同约束条件下（如功耗、速度、面积）应该如何取舍，这才是真正的工程思维的体现。整本书的节奏把握得很好，张弛有度，让人在保持专注度的同时，又能享受阅读的过程，绝对不是那种需要硬着头皮才能读完的“工具书”。