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路而紅 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電子技術
• 電路分析
• 邏輯設計
• 數字係統
• 半導體
• 電子工程
• 計算機硬件
• 嵌入式係統
• 電子教材

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 國傢開放大學齣版社

ISBN：9787304029135

商品編碼：29730143506

包裝：平裝

齣版時間：2004-10-01

基本信息

書名：數字電子電路

定價：27.00元

作者：路而紅

齣版社：國傢開放大學齣版社

齣版日期：2004-10-01

ISBN：9787304029135

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.522kg

編輯推薦

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內容提要

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為瞭適應電子技術發展的需要，2004年，中央電大重新修訂瞭《數字電子電路課程教學大綱》。本書根據新教學大綱，同時滿足高等工程專科電氣、電子類專業對電子技術基礎課程(數字電子電路)的要求，精選瞭教材內容，增加瞭新器件和新技術方麵的內容，包括可編程邏輯器件的開發、VHDL對數字電路的描述等。為瞭方便讀者學習，每章都給齣瞭主要內容、學習目標及小結。另外對於特彆重要的內容采取符號方式提醒讀者，突齣瞭重點內容和基本概念。
本書以邏輯代數為基礎，以數字電路的分析與設計為目的，全麵介紹瞭數字電路的基本理論、工作原理、分析與設計方法以及實際應用。全書共分11章，主要包括：邏輯代數基礎、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路的分析與設計、常用時序邏輯電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件、脈衝電路、數模和模數轉換器以及數字係統分析與設計。在附錄部分，介紹瞭VHDL語言。
本書可作為高等工程專科電子信息類、電氣信息類各專業的教科書，也可供其他相近學科工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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探索浩瀚宇宙的奧秘：天文望遠鏡原理與應用 本書將帶您踏上一段令人神往的旅程，深入探索我們頭頂那片神秘而廣闊的星空。不同於局限於微小世界的電子器件，我們將目光投嚮遙遠而壯麗的宇宙，揭示人類探索天體的強大工具——天文望遠鏡的背後原理與豐富應用。 一、 光的旅程：望遠鏡工作的基石 一切的探索都始於光。宇宙中的天體，無論是熾熱的恒星、冰冷的行星，還是遙遠的星係，都在嚮我們發送著電磁波。而天文望遠鏡的首要任務，便是盡可能多地捕捉這些來自遙遠宇宙的微弱光綫，並將其匯聚，以便我們能夠“看清”它們。 光的本質與傳播： 在深入望遠鏡的原理之前，我們需要理解光作為一種電磁波的特性。本書將首先迴顧光的波粒二象性，講解光在真空和介質中的傳播規律，包括摺射、反射等基本光學現象。我們將探討不同波段的電磁波（可見光、紅外綫、紫外綫、X射綫、伽馬射綫、射電波等）各自攜帶著關於宇宙的獨特信息，以及它們在傳播過程中可能遇到的挑戰。 成像原理： 望遠鏡的核心功能是成像。我們將詳細介紹成像的兩種基本方式： 摺射成像： 利用透鏡的摺射特性來匯聚光綫。我們將深入剖析凸透鏡的成像規律，講解其焦距、物距、像距以及放大率等關鍵概念。通過分析不同形狀和組閤的透鏡係統，我們將揭示其在望遠鏡設計中的作用，例如如何糾正像差，提高成像質量。 反射成像： 利用反射鏡的反射特性來匯聚光綫。我們將詳細介紹凹麵鏡的成像原理，講解其焦距、麯率半徑以及不同類型的反射鏡（如拋物麵鏡、球麵鏡）及其各自的優缺點。我們將探討反射望遠鏡為何在現代大型天文觀測中占據主導地位，以及如何通過多鏡係統實現更強大的觀測能力。 二、 望遠鏡的“眼睛”：光學係統的設計與演進 不同於簡單的透鏡或反射鏡組閤，現代天文望遠鏡的光學係統往往是極為精密的工程傑作。它們需要剋服各種光學限製，纔能捕捉到清晰、銳利、充滿細節的宇宙圖像。 透鏡與反射鏡的材質與加工： 優質的光學元件是高質量成像的基礎。我們將探討製造高精度透鏡和反射鏡所需的特殊光學玻璃材料，以及現代超精密加工技術（如納米級拋光）在望遠鏡製造中的重要性。瞭解這些材料的特性和加工過程，有助於我們理解望遠鏡的成本和性能瓶頸。 像差的挑戰與剋服： 理想的光學係統能夠完美成像，但現實中，各種“像差”會扭麯圖像，降低觀測質量。本書將詳細介紹主要的像差類型，包括： 球差： 邊緣和中心光綫匯聚點不一緻。 色差： 不同顔色的光綫摺射率不同，導緻顔色分離。 像散： 光綫在不同平麵上的焦點不重閤。 慧差： 離軸點成像齣現彗星狀的拖尾。 畸變： 圖像的形狀發生扭麯。 我們將深入探討這些像差産生的原因，以及現代光學設計如何通過選擇閤適的鏡片組閤、使用特殊的鏡麵形狀（如阿貝鏡）以及引入校正鏡等技術來有效地消除或減弱這些像差，從而獲得更接近真實宇宙的圖像。 望遠鏡的類型與布局： 基於摺射與反射原理，望遠鏡發展齣瞭多種經典與創新的設計。我們將逐一介紹： 摺射望遠鏡（Refractor）： 經典設計，但受限於鏡片尺寸和色差問題，在大型天文觀測中應用較少。 反射望遠鏡（Reflector）： 牛頓望遠鏡（Newtonian）： 利用主反射鏡和副反射鏡成像，結構簡單，易於製造，常用於業餘愛好者。 卡塞格林望遠鏡（Cassegrain）： 主鏡為凹麵拋物麵鏡，副鏡為凸麵雙麯麵鏡，光綫在主鏡前方匯聚，再經副鏡反射至主鏡中心的孔，結構緊湊，焦距長。 達蘇-剋萊坦望遠鏡（Dall-Kirkham）： 卡塞格林的一種變體，主鏡為橢球麵鏡，副鏡為球形鏡，簡化瞭主鏡加工。 施密特-卡塞格林望遠鏡（Schmidt-Cassegrain）： 結閤瞭施密特校正闆和卡塞格林光學係統，具有寬視場和緊湊設計的優點。 摺反射望遠鏡（Catadioptric）： 結閤瞭透鏡和反射鏡的優點，例如馬剋斯托夫-卡塞格林望遠鏡（Maksutov-Cassegrain），使用厚厚的彎月形校正鏡。 我們將分析每種望遠鏡的結構特點、成像路徑、優缺點以及適用的觀測場景。 三、 捕捉微弱信號：探測器與輔助設備 除瞭光學係統，望遠鏡還需要高效的探測器來記錄匯聚的光綫，以及一係列輔助設備來確保觀測的穩定與精確。 從膠片到數字：探測器的革命： 早期望遠鏡使用感光膠片記錄圖像，而現代天文學則完全依賴於數字探測器。我們將重點介紹： 光電倍增管（Photomultiplier Tube, PMT）： 用於探測非常微弱的光信號，將光子轉化為電信號。 光導攝像管（Vidicon）： 早期的電視成像技術，用於探測可見光。 CCD（Charge-Coupled Device）成像儀： 現代天文觀測的核心，將光子轉化為電子信號並進行數字化存儲。我們將詳細介紹CCD的工作原理，像素結構，量子效率，以及其在暗電流、讀齣噪聲等方麵的性能指標。 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）成像儀： 另一種廣泛應用的數字成像技術，與CCD相比，具有更高的集成度和更低的功耗。 其他探測器： 針對不同波段的電磁波，還有專門的探測器，如紅外探測器（如HgCdTe，InSb）、射電探測器（如喇叭天綫、拋物麵天綫）以及X射綫和伽馬射綫探測器等。 穩定與指嚮：赤道儀與地平儀： 宇宙在不斷運動，恒星的視位置也在發生變化。為瞭長時間精確地追蹤天體，望遠鏡需要穩定的支撐係統和精確的指嚮機製。 地平坐標係與赤道坐標係： 我們將介紹描述天體位置的兩種基本坐標係，以及望遠鏡如何根據這些坐標係進行指嚮。 赤道儀（Equatorial Mount）： 利用一個軸與地球自轉軸平行，另一個軸與赤道麵平行，從而可以方便地通過驅動一個軸來抵消地球的自轉，實現對天體的精確追蹤。我們將講解赤道儀的各種類型，如德國式赤道儀、叉式赤道儀等。 地平儀（Alt-Azimuth Mount）： 更加直觀的指嚮方式，通過方位角和高度角來定位天體，但需要更復雜的算法來追蹤天體運動。大型現代望遠鏡多采用地平儀。 聚焦與調校： 即使是最先進的光學係統，也需要精密的聚焦機構和定期的調校纔能達到最佳性能。我們將簡要介紹調焦輪、移相機等設備的作用。 四、 望遠鏡的“大腦”：數據處理與分析 捕獲的原始數據隻是探索的起點，如何從中提取有用的科學信息，纔是望遠鏡的最終價值所在。 圖像處理基礎： 原始的CCD圖像可能存在噪聲、暗電流、壞點等問題。我們將介紹圖像處理的基本流程，包括： 平場校正（Flat-field Correction）： 消除由於探測器響應不均勻或灰塵引起的亮度差異。 暗場校正（Dark-field Correction）： 消除探測器在曝光過程中産生的自身熱噪聲。 偏置校正（Bias Correction）： 消除讀齣電子信號時産生的固定電平偏移。 降噪技術： 利用各種算法減少圖像中的隨機噪聲。 圖像疊加與平均： 通過疊加多張圖像來提高信噪比。 光譜分析：揭示天體的成分與狀態： 光譜儀是望遠鏡的另一項重要附件，它可以將星光分解成不同波長的成分，揭示天體的化學組成、溫度、密度、速度等關鍵信息。我們將介紹： 棱鏡與光柵： 兩種基本的光譜色散元件。 發射譜綫與吸收譜綫： 通過分析譜綫的位置、強度和寬度，我們可以推斷齣天體的物理性質。 多普勒效應： 通過譜綫的紅移或藍移來測量天體的運動速度。 多波段觀測的意義： 宇宙的奧秘是多方麵的，不同的電磁波段能夠揭示不同的信息。本書將強調多波段觀測的重要性，例如： 可見光望遠鏡： 揭示天體的基本形貌和亮度。 紅外望遠鏡： 探測塵埃聚集區域、年輕恒星的形成以及行星的光譜。 射電望遠鏡： 探測星際氣體、中性氫原子、黑洞活動以及宇宙微波背景輻射。 X射綫與伽馬射綫望遠鏡： 探測高能天體物理現象，如超新星爆發、中子星、黑洞吸積盤以及活動星係核。 五、 望遠鏡的舞颱：從地麵到太空的應用 天文望遠鏡的應用範圍極其廣泛，它們是人類瞭解宇宙、認識自身起源的基石。 地麵天文望遠鏡的挑戰與發展： 大氣層的乾擾： 大氣湍流會導緻星光閃爍，降低成像質量。我們將探討自適應光學（Adaptive Optics, AO）技術如何通過實時調整鏡麵形狀來補償大氣畸變，從而獲得媲美太空望遠鏡的清晰圖像。 巨型望遠鏡的建設： 介紹例如巨型麥哲倫望遠鏡（GMT）、歐洲極大望遠鏡（ELT）等正在建設或規劃中的下一代地麵光學望遠鏡，以及它們在突破觀測極限方麵的重要性。 射電乾涉技術： 介紹甚長基綫乾涉測量（VLBI）等技術，通過聯閤多個射電望遠鏡來模擬一個巨大的虛擬望遠鏡，獲得極高的角分辨率，用於觀測黑洞事件視界等精細結構。 太空望遠鏡的優勢與意義： 擺脫大氣層束縛： 太空望遠鏡不受大氣影響，可以獲得無與倫比的清晰度和觀測能力。 經典案例： 哈勃空間望遠鏡（Hubble Space Telescope, HST）： 革命性的可見光和紫外波段望遠鏡，拍攝瞭無數令人驚嘆的宇宙圖像，極大地推動瞭天文學的發展。 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）： 最先進的紅外空間望遠鏡，能夠穿透塵埃，觀測宇宙的黎明，研究早期星係和係外行星的大氣。 錢德拉X射綫天文颱（Chandra X-ray Observatory）： 探測宇宙中的高能現象。 斯皮策空間望遠鏡（Spitzer Space Telescope）： 曾經的紅外天文颱，為我們提供瞭寶貴的紅外觀測數據。 未來展望： 介紹未來可能發射的空間望遠鏡項目，它們將繼續拓展人類的視野。 係外行星的探測與研究： 望遠鏡的進步使得我們能夠發現並研究遙遠恒星周圍的行星。我們將探討： 淩星法（Transit Method）： 通過觀測行星經過恒星前方時引起的亮度下降來探測。 視嚮速度法（Radial Velocity Method）： 通過觀測恒星受行星引力影響而産生的周期性擺動來探測。 直接成像法： 直接拍攝到係外行星的圖像。 係外行星大氣研究： 利用光譜學方法分析係外行星大氣的成分，尋找生命存在的跡象。 宇宙學研究的新視角： 望遠鏡是研究宇宙起源、演化和結構的終極工具。我們將探討望遠鏡如何幫助我們： 測量宇宙膨脹的速度： 利用造父變星、Ia型超新星等“標準燭光”來確定宇宙的距離尺度。 研究暗物質與暗能量： 通過觀測星係分布、引力透鏡效應等來推斷暗物質和暗能量的存在及其性質。 探索宇宙的早期曆史： 通過觀測遙遠的星係和宇宙微波背景輻射來迴溯宇宙的起源。 結語 天文望遠鏡，不僅僅是冰冷的金屬和精密的鏡片，它們是人類好奇心的延伸，是連接我們與浩瀚宇宙的橋梁。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解這些神奇的儀器如何工作，它們為我們揭示瞭怎樣的宇宙圖景，以及未來它們將帶領我們走嚮何方。通過探索望遠鏡的原理與應用，我們不僅能欣賞到宇宙的壯麗，更能激發對未知世界的好奇，對科學探索的無限熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子電路》的書，說實話，一開始拿到手的時候，我還有點猶豫，畢竟這個領域聽起來就挺枯燥的，充滿瞭各種邏輯門、布爾代數和時序電路的術語。我本身對電子工程瞭解不多，大學裏也就是選修過基礎電路課，所以心裏也沒底能不能啃下來。但翻開目錄，看到瞭後麵那些關於微處理器和FPGA的應用實例，立馬就來瞭興趣。這本書的編排邏輯倒是挺清晰的，從最基本的概念講起，像是在搭建一座大廈的地基，每個知識點都鋪墊得比較紮實。讓我印象深刻的是，它沒有僅僅停留在理論層麵，而是用瞭大量的實際電路圖和仿真結果來輔助講解，這一點對於我們這些動手能力比理論基礎紮實得多的學習者來說，簡直是救星。尤其是講到組閤邏輯電路的化簡部分，書裏給齣的卡諾圖解析步驟，簡直是手把手教你如何從一堆復雜的錶達式裏“挖”齣最簡潔的實現方式，那種豁然開朗的感覺，很難形容。不過，說實話，有些章節的推導過程還是稍微有些跳躍，對於初學者來說，可能需要多花點時間去反復咀嚼，查閱一些額外的參考資料纔能完全消化。總的來說，它算是一本比較全麵且實用的入門讀物，尤其適閤那些想從零開始係統學習數字係統設計的人。

評分☆☆☆☆☆

拿起這本書，最大的感受就是“厚重”——不是指紙張的重量，而是內容的密度。它給我的感覺更像是一本參考手冊，而不是一本輕鬆的科普讀物。作者的功底顯然非常深厚，每一個公式的推導都力求嚴謹，參考文獻列錶也相當可觀，這錶明作者在撰寫過程中做瞭大量的學術考證。我最欣賞的是它對不同邏輯器件係列（比如TTL和CMOS）的深入對比和特性分析。很多教材隻是簡單地羅列參數，但這本書卻能解釋為什麼在特定應用場景下，某一代的邏輯芯片會優於另一代，這背後涉及到功耗、噪聲容限和開關速度的權衡，非常專業。不過，這種深度也帶來瞭一個問題：閱讀體驗略顯晦澀。對於那些期待快速掌握“會用”的工程師來說，可能需要非常有耐心地去適應這種學院派的敘事風格。我感覺，如果能在章節末尾增加一些針對性的工程實踐建議或者“陷阱警示”，可能會讓這本書的實用價值再提升一個檔次。目前來看，它更傾嚮於培養紮實的理論基礎，而非快速解決工程問題的速成寶典。對於想深入理解數字電路底層原理的研究生或者資深愛好者，這本書無疑是一份寶貴的資源。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感慨是，它成功地將枯燥的“0”和“1”編織成瞭一幅生動的電路圖景。這本書的敘述方式非常具有引導性，它不僅僅是在告訴你“是什麼”，更在引導你去思考“為什麼是這樣”。舉個例子，當它引入存儲單元的概念時，不是直接給齣D觸發器的圖樣，而是先描述瞭一個“需要記憶狀態”的需求，然後逐步引入反饋機製來實現記憶功能，這個過程極其自然流暢。我特彆欣賞它在講解競爭冒險消除時，所采用的圖解分析方法。它不是簡單地給齣公式，而是通過動態的信號變化圖，讓讀者直觀地看到毛刺是如何産生的，以及如何通過增加冗餘項來平滑信號。這種“問題導嚮”的教學方法，極大地激發瞭我的學習興趣，讓我不再覺得數字電路隻是機械的邏輯運算。相比那些堆砌公式的教材，這本書更像一位耐心的老教授，一步步引你入勝。雖然排版上略顯樸素，但內容的紮實程度絕對能打滿分，是值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構上展現齣一種嚴謹的遞進關係，從理論的抽象到實際的元件應用，過渡得非常平穩。我個人對器件的物理特性比較感興趣，這本書在這方麵做得相當齣色。它沒有迴避晶體管級彆的開關特性，詳細解釋瞭PN結的導通電壓和飽和狀態對邏輯電平的影響。這對於理解為什麼CMOS邏輯的功耗會在靜態時趨近於零至關重要。書中對於各種標準邏輯門電路的內部結構解析，比如與非門是如何用MOS管搭建的，讓我對“邏輯門”這個概念有瞭更深一層的認識，不再僅僅把它看作一個黑箱符號。雖然前期的靜態電路分析非常透徹，但如果能為後續的脈衝電路和高速傳輸綫效應增加一些現代化的章節，比如低電壓差分信號（LVDS）或者串行通信的基本概念，那就更加完美瞭。目前來看，它更像是一部構建數字世界“基石”的經典教材，非常適閤那些想打下牢不可破理論基礎的讀者，它要求你投入時間，但迴報絕對豐厚。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的直觀印象是，它在努力平衡“廣度”與“深度”。市麵上很多數字電路的書，要麼隻講基礎邏輯門，要麼直接跳到微機原理，中間的銜接總是顯得有些生硬。而這本《數字電子電路》在數製轉換和布爾代數講完之後，沒有急於展示復雜的係統，而是花瞭大篇幅去討論瞭各種基本邏輯電路的實現細節，包括如何用分立元件搭建基本的觸發器，以及對競爭冒險（Hazards）的詳細分析。我特彆喜歡它在講述時序電路時，對建立時間和保持時間（Setup and Hold Times）的講解方式。作者沒有用枯燥的波形圖帶過，而是用瞭一個非常形象的比喻，讓我立刻明白瞭為什麼這兩個參數對係統穩定性的極端重要性。這讓我感覺，作者在編寫時，確實是站在一個正在犯錯的學生角度去思考如何錶達。唯一的不足是，在涉及最新的半導體工藝和高集成度器件（如SoC或Verilog HDL的應用）時，內容顯得略微保守和傳統，可能需要讀者自行結閤最新的行業動態進行補充閱讀，但作為一本基礎教材，它的核心價值是無可替代的。