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出版者:高等教育齣版社

作者:韋曉陽

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2001-06-01

價格:16.70元

裝幀:

isbn號碼:9787040092738

叢書系列:

圖書標籤:

• 電工技術
• 電路基礎
• 電氣原理
• 電工學
• 基礎電工
• 電力係統
• 電子技術
• 高職教材
• 職業教育
• 用電安全

圖書簡介：現代電子係統設計與應用 導言：洞察信息時代的基石 在當今飛速發展的科技浪潮中，電子技術已不再是某一特定領域的專有知識，而是滲透到我們日常生活、工業生産乃至尖端科研的方方麵麵。從智能手機的微小芯片到支撐全球通信的龐大網絡，再到驅動工業自動化的復雜控製係統，一切的根源都指嚮對電子係統設計與應用的深刻理解。 本書《現代電子係統設計與應用》旨在為工程技術人員、電子專業學生以及所有對前沿電子技術抱有濃厚興趣的讀者，提供一個全麵、深入且極具實踐指導意義的知識框架。我們深知，單純的理論堆砌無法適應快速迭代的産業需求，因此，本書的編寫遵循“理論與實踐並重，基礎與前沿結閤”的原則，聚焦於當代電子係統設計中最核心、最前沿的模塊與技術。 第一部分：係統級思維與電路基礎的深化 本篇著重於培養讀者的係統級思維能力，理解如何從整體架構齣發，分解並設計復雜的電子係統。 第一章：電子係統架構解析與模塊化設計 本章深入剖析瞭現代電子係統的基本構成要素，包括輸入/輸齣接口、信號處理單元、控製核心與電源管理模塊。我們不僅討論瞭經典的馮·諾依曼與哈佛架構的演進，更側重於麵嚮服務的架構（SOA）在嵌入式係統中的應用。重點內容包括：如何運用層次化設計方法有效管理係統復雜性；模塊間接口（如總綫協議、串並行通信規範）的標準選擇與優化策略；以及如何在設計初期就融入可擴展性與可維護性的考量。章節中將詳細對比分析FPGA、ASIC與SoC在不同應用場景下的選型標準，並輔以多個實際案例進行架構剖析。 第二章：高精度模擬前端電路設計 盡管數字技術日新月異，但所有係統的起點——與真實世界的交互——依然依賴於精確的模擬前端。本章聚焦於提升信號采集和調理的質量。內容涵蓋：高分辨率模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的原理、誤差分析與校準技術；低噪聲放大器（LNA）和跨阻放大器（TIA）的設計技巧，特彆關注在射頻（RF）和生物醫學應用中對噪聲匹配的要求；以及多工器與濾波器在抗乾擾和抗混疊設計中的關鍵作用。我們還將介紹Sigma-Delta調製器和流水綫ADC的設計權衡。 第二章的重點：如何在高動態範圍應用中實現低失真。 第三章：高性能電源管理與能效優化 電源是電子係統的“心髒”。本章不再局限於基礎的綫性穩壓器，而是全麵探討現代開關電源技術。內容涉及：同步整流降壓/升壓變換器的拓撲結構優化；磁性元件（電感器和變壓器）的選型與繞製工藝對效率和EMI的影響；以及麵嚮低功耗和便攜式設備的能量采集與管理策略。此外，本章將深入講解環路補償技術，確保電源係統在寬負載範圍內的瞬態響應與穩定性。 第二部分：核心處理技術與嵌入式實現 本部分是連接理論與實際計算的橋梁，聚焦於現代處理器及其軟件生態。 第四章：現代微處理器與異構計算 本章旨在超越對基礎CPU指令集的簡單介紹，轉而關注異構計算平颱的崛起。我們將詳細分析多核處理器（MPSoC）的緩存一緻性協議、內存牆問題與並行化編程模型（如OpenMP和MPI）。此外，重點介紹圖形處理器（GPU）和現場可編程門陣列（FPGA）在通用計算（GPGPU）中的應用範式，特彆是如何利用CUDA或OpenCL進行高效的並行加速。本書將用具體例子演示如何將復雜的算法（如快速傅裏葉變換或圖像濾波）有效映射到不同的硬件加速器上。 第五章：實時操作係統（RTOS）與任務調度 在需要確定性響應的嵌入式係統中，RTOS是不可或缺的。本章深入探討RTOS的核心機製，包括任務管理、中斷服務例程（ISR）的設計規範，以及進程間通信（IPC）機製（如信號量、消息隊列、事件標誌）。重點分析實時性保證的挑戰，如優先級反轉、死鎖預防，以及如何使用時間片輪轉、固定優先級繼承等調度算法來滿足硬實時需求。 第六章：嵌入式軟件的安全與防護 隨著物聯網（IoT）設備的普及，安全性已成為係統設計的首要考量。本章從軟件層麵探討嵌入式安全。內容包括：安全啓動流程的建立（Root of Trust）；固件更新的加密與認證機製；內存保護單元（MPU/MMU）的配置與利用；以及如何防範常見的軟件攻擊，如緩衝區溢齣和側信道攻擊。本章提供瞭一套完整的嵌入式安全審計流程建議。 第三部分：通信、傳感與前沿集成 本篇將目光投嚮係統對外交互的關鍵技術和新興領域。 第七章：高速數字通信與接口技術 本章專注於現代高速數據傳輸標準。內容包括：串行數據傳輸中的信號完整性（SI）問題，如串擾、反射和抖動（Jitter）的分析與對策；差分信號傳輸綫的阻抗匹配與設計規範。我們詳細講解瞭PCI Express (PCIe) 和以太網（特彆是10G/25G以上速率）的物理層（PHY）設計考量，以及SerDes（串行器/解串器）的工作原理與鏈路訓練過程。 第八章：傳感器融閤與數據處理 現代係統往往需要集成多個傳感器以獲取更豐富、更可靠的環境信息。本章探討瞭來自IMU（慣性測量單元）、LiDAR和高分辨率圖像傳感器的原始數據如何通過軟件算法進行有效融閤。重點介紹卡爾曼濾波（Kalman Filter）及其擴展形式（EKF/UKF）在狀態估計中的應用，以及如何利用時間同步技術處理多源異構數據流。 第九章：麵嚮邊緣計算的優化部署 邊緣計算要求將復雜的AI模型部署到資源受限的設備上。本章討論瞭模型壓縮技術，包括模型剪枝（Pruning）、量化（Quantization）和知識蒸餾（Knowledge Distillation）。此外，還介紹瞭針對特定硬件（如DSP或NPU）的加速庫和編譯器優化工具鏈，確保低延遲和高能效的推理執行。 結語：麵嚮未來的係統設計實踐 本書的終極目標是塑造讀者成為能夠駕馭復雜電子係統的“係統架構師”。通過對這些核心技術的深入學習和係統性整閤，讀者將能夠自信地麵對下一代電子産品設計中的挑戰，無論是高可靠性的工業控製，還是對性能與功耗極限不斷突破的消費電子領域。本書提供的工具和方法論，將是通往未來電子工程實踐的堅實階梯。

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這本書《電工技術.上冊》真是一部讓人眼前一亮的佳作！我原本以為這是一本枯燥乏味的教科書，沒想到它在講解復雜的電路原理時，竟然能做到如此生動形象。作者似乎深諳讀者的學習痛點，總是能提前預判我們會在哪裏感到睏惑，然後用生活中的例子來類比那些抽象的物理概念。比如，講解電阻和電流的關係時，他沒有直接拋齣歐姆定律的公式，而是花瞭大篇幅描述水管中水流的速度和粗細對阻力的影響，這種教學方法簡直是化腐朽為神奇。尤其是關於直流電路的分析部分，圖文並茂的插圖清晰到讓人感覺自己就像是拿著萬用錶在親手測量一樣，每個步驟的邏輯推導都嚴絲閤縫，讓人讀完之後有一種豁然開朗的感覺，完全沒有那種晦澀難懂的“技術腔”。對於初學者來說，這本書無疑是最好的引路人，它不僅傳授瞭知識，更重要的是培養瞭一種嚴謹的工程思維。我甚至願意花時間去反復研讀那些看似簡單的基礎知識，因為我能感受到作者在每一個細節背後所蘊含的深厚功力，這比那些隻堆砌公式和術語的教材要高明太多瞭。

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說實話，我拿到《電工技術.上冊》這本書時，心裏是抱著將信將疑的態度。畢竟市麵上關於電工技術的書籍汗牛充棟，大多都是韆篇一律，讀起來就像是在啃乾巴巴的木頭。然而，這本書的開篇就給瞭我一個巨大的驚喜。它在介紹電工安全規範時，沒有采用那種冷冰冰的規定羅列，而是通過一係列真實的事故案例分析，深入剖析瞭每一個不規範操作背後的潛在風險，那種沉重感和警示性是單純的文字說明無法比擬的。閱讀這些案例時，我仿佛身臨其境，感受到瞭對生命的敬畏和對規範的必須遵守。更讓我贊嘆的是，這本書在設計基礎知識的章節中，對“為什麼”的追問看得非常透徹。它不滿足於告訴我們“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼會這樣”，這對於提升讀者的理論深度至關重要。我發現，很多我以前囫圇吞棗的概念，通過這本書的層層剝筍，變得異常清晰和立體。這本書的編排結構也極其人性化，章節間的過渡非常自然流暢，讓人有一種欲罷不能的閱讀體驗，完全不像一本技術書籍，更像是一部引人入勝的專業探索之旅。

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這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，尤其是在對元器件特性的描述上，簡直是教科書級彆的典範。我特彆留意瞭關於半導體基礎的那一章，通常這部分內容要麼過於簡化，要麼就直接跳入復雜的能帶理論，讓非專業人士望而卻步。但《電工技術.上冊》的處理方式非常巧妙，它用類比的方式解釋瞭PN結的形成和反嚮偏置的原理，甚至還加入瞭曆史性的迴顧，提到瞭早期晶體管的製造工藝，這種“追根溯源”的寫作手法，極大地增強瞭知識的趣味性和可理解性。再者，書中對測量儀器的使用講解也做得極為到位。它不僅展示瞭如何正確連接和讀取示波器，還特彆提醒瞭在不同測量環境下容易齣現的係統誤差和人為誤差，這種對“實踐精度”的關注，體現瞭作者深厚的實戰經驗。這本書的價值不僅僅在於傳授知識點，更在於塑造一種對細節吹毛求疵的工匠精神，這在速成至上的今天，顯得尤為珍貴。

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我必須承認，自從開始閱讀《電工技術.上冊》以來，我閱讀技術書籍的習慣都隨之改變瞭。這本書在排版和視覺呈現上做得非常齣色，大量采用瞭示意圖、流程圖和錶格，使得原本密集的文字信息得到瞭極好的疏解。舉個例子，講解三相交流電的原理時，書中所繪製的三個正弦波形圖，不僅標注瞭相位差的角度，還用不同顔色的綫條區分，對比效果極佳。更讓我感到驚喜的是，它並沒有迴避復雜的數學推導，而是把這些推導過程放在瞭附錄或者專門的“深度解析”模塊中，這樣做既保證瞭主綫內容的流暢性，也為有更高要求的讀者提供瞭深挖的空間，做到瞭真正的“兼顧”。這本書體現瞭一種對讀者群體負責任的態度：既要讓新手能入門，也要讓進階者能深入。我感覺這本書的作者不僅僅是一位技術專傢，更是一位非常優秀的教育傢，他深知如何用最有效的方式將復雜的知識體係結構化、可視化，而不是簡單地堆砌知識點。

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閱讀完這本書的上冊，我最大的感受就是“踏實”。很多基礎電學書籍在講解繼電器和接觸器的控製邏輯時，常常隻停留在“通電吸閤”的層麵，而《電工技術.上冊》則深入到瞭綫圈的電磁感應過程、觸點切換的機械原理以及各種保護電路的聯動設計。它將一個看似簡單的開關動作，分解成瞭多個物理和電磁過程的組閤，這讓我對電氣控製係統的理解上升到瞭一個全新的高度。比如，書中對於感性負載斷開時産生的反嚮電動勢的處理方法，講解得極為細緻，並對比瞭不同鉗位電路的優缺點。這種對細節的執著和對原理的深究，使得這本書的知識點具有極強的生命力和可遷移性。它不是那種讀完一次就束之高閣的工具書，更像是一本可以陪伴我職業生涯不斷翻閱和印證的案頭參考。這本書的價值，在於它構建瞭一個完整且堅實的電工技術知識框架，為後續學習更高級的課程打下瞭無比牢固的地基。

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