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出版者:电子工业出版社

作者:王小刚 编

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2006-8

价格:20.00元

装帧:平装

isbn号码:9787505360617

丛书系列:

图书标签:

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电子信息工程基础理论与实践 本书导言 在信息技术日新月异的今天，电子信息工程作为现代科学技术的核心支柱之一，其重要性不言而喻。本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的电子信息工程基础理论体系与应用框架。我们力求摆脱纯粹的理论堆砌，将抽象的物理规律与实际的工程设计紧密结合，使读者不仅理解“是什么”，更能掌握“为什么”以及“如何做”。 第一部分：信号与系统基础 本部分是理解所有现代电子信息系统的基石。我们将从最基本的信号描述开始，引入连续时间信号与离散时间信号的数学表示方法。 1.1 信号的数学描述与分析 深入探讨了傅里叶级数、傅里叶变换（FT）及其在频域分析中的核心地位。着重分析了信号的频谱特性，以及如何通过频谱分析理解信号的带宽、失真和噪声。同时，对拉普拉斯变换（LT）和Z变换进行了详尽的阐述，特别强调了它们在分析线性时不变（LTI）系统中的巨大威力，尤其是在处理瞬态响应和系统稳定性问题时。 1.2 线性时不变（LTI）系统的特性 LTI系统是工程中最常用的一类系统模型。本书详细介绍了系统的因果性、稳定性、可微性和可积性等关键特性。通过卷积积分（连续系统）和卷积和（离散系统）的推导与应用，读者将清晰地认识到“输入决定输出”的内在机制。我们提供了大量的图示和案例分析，展示了滤波器（如低通、高通、带通）的设计原则及其在实际应用中对信号的滤波效果。 1.3 随机信号处理基础 现实世界中的信号往往受到噪声的干扰。本章引入了概率论与数理统计的基础知识，用以描述随机过程。重点讲解了平稳随机过程、功率谱密度（PSD）的概念及其计算方法。在实际工程中，如何利用维纳-霍夫方程设计最优线性滤波器（如维纳滤波器）以最小化均方误差，是本章的实践核心。 第二部分：模拟电子电路设计与分析 模拟电路是信息处理的物理载体。本部分从半导体物理基础出发，逐步构建至复杂的集成电路应用。 2.1 半导体器件基础 详尽剖析了PN结的形成、特性及稳态与动态行为。重点阐述了二极管的模型（包括理想模型、大信号模型和小信号模型）及其在整流、稳压电路中的应用。随后，深入探究了双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET，特别是MOSFET）的工作原理，包括其输入/输出特性曲线、跨导参数以及不同工作区的划分。 2.2 基本放大电路组态与分析 系统分析了共射极、共集电极和共基极三种基本放大组态的优缺点、输入输出电阻、电压/电流增益及频率响应。本书强调了采用等效电路模型（如混合$pi$模型）进行小信号分析的方法。随后，对多级放大电路的级联、反馈放大器的基本原理（电压串联、电流并联等四种反馈组态）进行了深入探讨，解析了反馈对增益、带宽和输入输出阻抗的影响。 2.3 频率响应与运算放大器（Op-Amp） 分析了放大器在高频和低频下的性能衰减，引入了伯德图（Bode Plot）作为分析频率特性的有力工具。运算放大器是模拟电路的“瑞士军刀”，本书详细介绍了理想运放的特性，并基于此推导了反相、同相放大器、加法器、积分器和微分器的设计公式，并讨论了实际运放引入的失真与漂移问题。 第三部分：数字电子技术与逻辑设计 数字电路是现代计算与控制系统的基础。本部分侧重于逻辑函数的化简、组合电路与时序电路的设计。 3.1 逻辑代数与布尔函数化简 从布尔代数的基本公理出发，系统介绍了描述数字逻辑运算的方法。着重讲解了卡诺图（K-Map）和Quine-McCluskey方法，这是实现高效、最小化逻辑电路的关键技术。对比分析了TTL和CMOS逻辑门电路的内部结构、传输延迟和功耗特性。 3.2 组合逻辑电路设计 详细介绍了译码器、编码器、数据选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）等基本功能模块的结构与应用。重点在于构建加法器（半加器、全加器）和算术逻辑单元（ALU）的设计流程，展示了如何利用这些基本单元实现复杂的算术运算功能。 3.3 时序逻辑电路与存储单元 系统讲解了锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop，包括SR, D, JK, T型）的逻辑功能及时序特性（如建立时间和保持时间）。围绕触发器，构建了寄存器、计数器（异步与同步）和有限状态机（FSM）的设计方法。使用状态图、状态表和状态图化简技术，指导读者完成对复杂控制器逻辑的设计。 第四部分：通信原理与数字调制 本部分将理论基础应用于信息远距离可靠传输的领域。 4.1 模拟调制技术 阐述了调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）的基本原理、调制/解调电路框图及其优缺点。特别分析了信道容量与带宽之间的关系，引入了信噪比（SNR）的概念来衡量通信质量。 4.2 数字基带传输与信道编码 详细介绍了数字基带信号的表示方法（如PCM、DPCM）。重点研究了码元对齐、采样定理（奈奎斯特准则）在数字系统中的实际意义。对于提高传输可靠性，本书深入讲解了信道编码技术，包括检错码（如奇偶校验码）和纠错码（如汉明码、循环冗余校验CRC）的编码与译码过程。 4.3 数字带通调制技术 本章专注于如何将数字信号有效地映射到高频载波上。详细分析了振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）的原理、星座图（Constellation Diagram）和解调器结构。对正交幅度调制（QAM）进行了深入的性能分析，并结合现代通信系统对频谱效率的要求，讨论了M进制调制技术的演进。 结语 本书的构建逻辑遵循了“从物理到抽象，从理论到工程”的路径。通过对这些核心模块的系统学习，读者将建立起坚实的电子信息工程知识体系，为后续深入学习微机原理、嵌入式系统、集成电路设计或高级通信技术打下不可动摇的基础。本书的每一章都配有大量的例题和设计练习，旨在鼓励读者动手实践，真正掌握工程思维。

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