高频电子线路

高频电子线路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:高吉祥
出品人:
页数:150
译者:
出版时间:2006-6
价格:15.00元
装帧:
isbn号码:9787505359826
丛书系列:
图书标签:
  • 电子线路
  • 高频电路
  • 射频电路
  • 模拟电路
  • 电路分析
  • 电子工程
  • 通信工程
  • 微波技术
  • 滤波器设计
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具体描述

计算机网络:从原理到实践 本书全面深入地剖析了计算机网络的底层原理、核心协议以及现代网络架构的构建与管理。 旨在为读者提供一个从基础概念到前沿技术的系统化知识体系,无论是网络工程的初学者,还是寻求深入理解网络运行机制的专业人士,都能从中获益匪浅。 第一部分:网络基础与物理层 本部分奠定了整个网络学习的基石,重点阐述了数据如何在物理介质上传输,以及网络互联的基本概念。 1.1 网络基础概念的厘清 首先,本书详细区分了“数据(Data)”、“信号(Signal)”与“信息(Information)”之间的区别。接着,深入探讨了网络的拓扑结构,从总线型、星型到现代的网状结构,分析了各种结构在可靠性、扩展性和成本上的权衡。我们详细介绍了网络互联的层次化模型,重点解析了OSI七层参考模型的每一层所承担的具体功能、数据单元(PDU)的封装与解封装过程,并将其与TCP/IP四层/五层模型进行细致的对比,明确指出在实际工程应用中TCP/IP模型的实际地位和演变。 1.2 信号、编码与传输介质 本章聚焦于数据如何在物理介质上传输。我们详细解析了数字信号与模拟信号的转换过程,包括基带传输与频带传输的差异。在信号编码方面,本书不仅涵盖了基础的单极性、双极性编码,还深入讲解了曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码,以及更复杂的4B/5B编码,解释了这些编码方式如何解决时钟同步和直流分量平衡的问题。 在传输介质方面,本书对双绞线(UTP/STP)、光纤(单模/多模)和无线传输进行了全面的技术比较。对于光纤,我们详细讨论了光在光纤中的传播原理、损耗、色散现象(模间色散、材料色散、波导色散)及其对传输速率的影响,并介绍了相应的补偿技术。对于无线部分,初步引入了电磁波谱的基础知识及其在数据通信中的应用范围。 1.3 物理层设备与介质访问控制(MAC) 本章过渡到物理层中的设备连接。详细介绍了集线器(Hub)、中继器(Repeater)的工作原理及其局限性。随后,本书引入了介质访问控制(MAC)的概念,这是数据链路层的前提。我们着重分析了早期的基于竞争的访问方法,如ALOHA(纯、时隙),以及其性能瓶颈。重点讲解了CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的完整流程,包括侦听、指数退避算法的数学模型和实际应用,并简要介绍了用于令牌环网的CSMA/CA(冲突避免)的基础思想。 第二部分:数据链路层与局域网技术 数据链路层是实现可靠数据传输的关键,本部分深入剖析了如何在不可靠的物理链路上构建可靠的逻辑链路。 2.1 数据链路层的可靠性机制 可靠数据传输的实现依赖于差错控制和流量控制。本书首先讲解了差错检测技术,包括奇偶校验、循环冗余校验(CRC)的数学原理、生成多项式的选择及校验位的计算过程。在差错纠正方面,初步介绍了汉明码的基本结构。 流量控制的实现主要依赖于反馈机制。我们详尽分析了两种重要的自动重传请求(ARQ)协议:停止等待ARQ协议的性能瓶颈,以及连续ARQ协议下的回退N协议(Go-Back-N)和选择重传协议(SR)的机制、序列号管理和效率对比。 2.2 局域网(LAN)技术:以太网的深度解析 以太网是现代局域网的绝对主流。本书首先追溯了经典的IEEE 802.3标准,解释了不同以太网标准(如10Base-T, 100Base-TX, 1000Base-T)背后的物理层差异。重点在于MAC帧的结构,包括Preamble、SFD、MAC地址的格式(单播、多播、广播)和寻址规则。 随后,深入探讨了第二层核心设备——交换机(Switch)的工作原理。详细描述了交换机如何构建和维护MAC地址表(CAM表),处理泛洪(Flooding)、过滤(Filtering)和转发(Forwarding)的逻辑。我们还对生成树协议(STP, IEEE 802.1D)进行了详尽的数学和算法分析,包括根桥选举、端口角色(根端口、指定端口、阻塞端口)的确定,以及拓扑变化的收敛过程,确保网络无环且具有冗余路径。 2.3 局域网的扩展与新兴技术 为了支持日益增长的带宽需求,本章探讨了高速以太网的发展。包括快速以太网(Fast Ethernet)的线路编码(如MLT-3)和千兆以太网(Gigabit Ethernet)的复杂性,特别是1000Base-T如何利用四对双绞线进行全双工传输。同时,简要介绍了VLAN(虚拟局域网)的概念及其在二层隔离和管理中的作用,并引入了IEEE 802.1Q标准中的Tagging机制。 第三部分:网络层——路由与寻址 网络层是实现跨网络通信的核心,负责将数据包从源主机可靠地传输到目的主机,无论它们位于何处。 3.1 IP 寻址与子网划分 本书将IP地址作为网络层通信的基石。详细解析了IPv4地址结构,包括网络部分和主机部分。重点讲解了子网划分(Subnetting)和超网划分(Supernetting/CIDR)的技术细节,通过大量的实例演示如何进行位操作以计算子网掩码、网络地址、广播地址和可用主机范围。随后,深入探讨了无类别域间路由(CIDR)如何解决IPv4地址耗尽问题以及其对路由聚合的影响。 3.2 动态主机配置与地址转换 为了简化网络管理,我们详细分析了动态主机配置协议(DHCP)的工作流程,包括DORA(Discover, Offer, Request, Acknowledge)四步交互过程。在IPv4日益紧张的背景下,网络地址转换(NAT)成为关键技术。本书详细区分了静态NAT、动态NAT以及最常用的端口地址转换(PAT/NAPT)的工作机制,解释了端口号在地址复用中的作用。 3.3 路由协议的原理与实现 路由是网络层的灵魂。本章首先区分了内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。对于IGP,本书详细分析了基于链路状态的OSPF(开放最短路径优先)协议。我们深入解析了OSPF的区域(Area)划分、LSA(链路状态通告)的类型及其在邻居发现、2-Way状态、ExStart、Exchange、Loading阶段的交互过程,以及SPF(最短路径优先)算法的数学基础。对于自治系统间的路由,本书深入剖析了BGP(边界网关协议)的工作原理,包括其基于路径矢量(Path Vector)的特性、路由属性(AS Path, Next-Hop等)的权重和选路决策过程。 第四部分:传输层——可靠与高效的数据流 传输层负责进程到进程的通信,主要关注可靠性、流量控制和多路复用。 4.1 TCP:面向连接的可靠传输 TCP是互联网中最复杂的协议之一,本书对此进行了细致入微的解构。首先讲解了三次握手建立连接的机制,以及四次挥手终止连接的流程,并分析了TIME_WAIT状态的必要性。重点内容包括可靠数据传输机制:序列号和确认号的生成与校验,累计确认(Cumulative Acknowledgment)的效率。 随后,深入探讨TCP的流量控制与拥塞控制。流量控制部分讲解了滑动窗口机制,发送窗口(Send Window)与接收窗口(Receive Window, Rwin)的关系,以及基于Rwin的流量控制。拥塞控制部分是本书的重中之重,详细解析了慢启动(Slow Start)的指数增长、拥塞避免(Congestion Avoidance)的线性增长、快速重传(Fast Retransmit)和快速恢复(Fast Recovery)的触发条件和状态转移,并讨论了不同拥塞控制算法(如Reno, New Reno, CUBIC)的演进。 4.2 UDP与端口复用 本章对比了用户数据报协议(UDP)的无连接、尽力而为特性,并阐述了其在DNS、VoIP等应用中的适用场景。重点讲解了端口号的作用,如何通过源/目的IP地址和源/目的端口号的组合实现多路复用和解复用,完成精确的进程间通信定位。 第五部分:应用层与现代网络架构 本部分将视角提升到用户应用层面,并探讨了现代网络基础设施的关键技术。 5.1 常见应用层协议 本书详细剖析了互联网上最基础的几大应用协议: 万维网(WWW): 深入分析HTTP/1.1的请求/响应报文结构、动词(GET, POST等)、状态码的含义,以及持久连接(Keep-Alive)的工作原理。随后,探讨了HTTP/2的关键改进,如头部压缩(HPACK)和多路复用(Multiplexing)。 文件传输: 解析FTP的工作模式(控制连接与数据连接分离)和TFTP的简单机制。 电子邮件: 阐述SMTP的邮件提交流程、POP3/IMAP的邮件获取差异及其优缺点。 域名系统(DNS): 详细讲解了DNS的层次结构(根、TLD、权威服务器),递归查询与迭代查询的过程,以及资源记录(A, CNAME, MX, NS)的类型和作用。 5.2 网络安全基础概念 尽管本书侧重于网络基础,但安全是不可或缺的一环。本章简要介绍了网络安全的三大目标:保密性、完整性和可用性。重点讲解了公钥基础设施(PKI)的基本概念,包括数字证书的结构、证书颁发机构(CA)的角色。初步介绍了TLS/SSL握手过程中,如何使用非对称加密协商会话密钥,以及如何使用对称加密保证数据流的机密性。 5.3 网络性能分析与排错 本书结尾部分提供了实用的网络分析方法。讲解了如何利用Ping和Traceroute工具来诊断延迟和路径问题。深入剖析了Wireshark等抓包工具的使用方法,演示如何捕获并分析TCP的三次握手、拥塞窗口的动态变化、以及应用层协议的报文结构,从而实现对复杂网络故障的精确定位。 本书通过严谨的理论推导和丰富的工程实例,构建了一个完整且相互关联的网络知识体系,确保读者不仅知其然,更能知其所以然。

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我一直对那些微小但却至关重要的电子元器件充满好奇,而这本书在介绍“高频电感”和“高频电容”时,满足了我的这份好奇心。作者并没有将它们仅仅视为“小玩意”,而是深入分析了它们在高频下的行为特性,以及它们的选择对整个电路性能的影响。他解释了为什么普通电感和电容在高频下会表现出不同的特性,例如寄生电感、寄生电容等,以及这些寄生参数是如何影响电路的工作。这一点让我意识到,即使是看似简单的元器件,在高频领域也蕴含着丰富的学问。 书中还特别提到了“贴片元件”在高频电路中的应用。作者详细介绍了贴片电感和贴片电容的结构特点,以及它们在减小电路体积、提高电路性能方面的优势。他还会分享一些在实际应用中选择和使用贴片元件的经验和技巧,例如如何考虑元件的封装、引线长度等因素对高频特性的影响。读完这一章,我感觉自己对电路板上的每一个细小元件都有了更深的理解,也更加 appreciate 了工程师们在细节之处的匠心独运。

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这本书的书名是《高频电子线路》,但读完之后,我脑海中涌现的不是具体的电路图和公式,而是一股对整个电子世界运行逻辑的全新认知。它并非简单地罗列那些让人望而生畏的专业术语,而是以一种非常“接地气”的方式,带领读者一步步剥开高频电子线路的神秘面纱。作者在介绍每一个概念时,都力求将其与实际生活中的应用场景相结合,比如在讲解电磁场时,他会细致地描述手机信号如何穿透空气,电视信号如何稳定传输,甚至我们日常使用的无线鼠标和蓝牙耳机,背后都蕴含着高频电子线路的精妙设计。这种“化繁为简”的叙述方式,让我这个原本对电子领域知之甚少的人,也能心领神会。 其中,关于“阻抗匹配”的章节,我印象尤为深刻。书中没有直接抛出复杂的公式,而是通过一个生动的比喻,将抽象的阻抗概念具象化。作者将信号源比作一个水泵,传输线比作一段水管,而负载则像是水龙头。如果水泵的压力(信号源内阻)与水管的粗细(传输线阻抗)以及水龙头的阻力(负载阻抗)不匹配,就会出现水流的浪费和能量的损失,这就像在高频电路中,信号能量无法有效地传递到负载,导致信号衰减和失真。通过这样的类比,我一下子就明白了阻抗匹配的重要性,以及为什么它在高频电路设计中如此关键。后续书中提到的各种匹配网络,也因此变得易于理解,不再是空中楼阁。

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这本书对我来说,更像是一次“高频电子的发现之旅”。它没有枯燥的理论堆砌,而是通过一个个鲜活的案例和深入浅出的讲解,让我看到了高频电子线路在现代科技中的巨大影响力。在探讨“射频集成电路”时,作者让我看到了那些微小的芯片如何集成了如此复杂的功能,实现了无线通信、雷达探测等一系列令人惊叹的应用。他还会介绍一些射频集成电路设计中遇到的挑战,以及工程师们如何通过创新的技术来克服这些挑战。 让我印象深刻的是,书中还讨论了“电磁兼容性(EMC)”这个重要的话题。作者并非简单地将EMC视为一个附加的要求,而是将其融入到整个电路设计的流程中。他详细讲解了EMC的基本原理,以及如何通过合理的电路设计、布线和屏蔽等措施来确保电路的电磁兼容性。这让我意识到,一个优秀的高频电子线路,不仅要实现预期的功能,更要能够与周围的环境和谐共处,不产生不必要的干扰。读完这一章,我感觉自己对高频电子线路的设计有了更全面、更系统的认识。

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这本书的叙述风格非常独特,它不像一本枯燥的技术手册,而是更像一位耐心而富有洞察力的导师,引领你一步步探索高频电子世界的奥秘。在讨论“信号完整性”这个重要概念时,作者并没有上来就抛出复杂的数学模型,而是从最直观的视觉效果入手。他通过展示一些信号在传输过程中失真、变形的示意图,让我立刻感受到了信号完整性问题的重要性。随后,他才逐步深入分析产生这些问题的根源,比如反射、衰减、噪声等,并提供了切实可行的解决方案。这种由表及里、循序渐进的讲解方式,让我能够更轻松地理解并掌握这些复杂的概念。 其中,关于“眼图”的阐述,更是让我眼前一亮。作者将眼图比作一个“窗口”,通过这个“窗口”,我们可以观察到信号在传输过程中的“健康状况”。他详细介绍了如何通过眼图来评估信号的质量,比如眼高、眼宽、抖动等参数的意义,以及如何根据眼图来判断电路是否存在问题。这种将抽象的信号参数可视化、形象化的方式,让我对信号完整性的评估有了更直观的认识。读完这一章,我感觉自己仿佛拥有了一双“火眼金睛”,能够轻易地识别出信号中的“瑕疵”。

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这是一本让我重新审视“快速”这个概念的书。它所探讨的“高频”并非简单地意味着“快”,而是涉及到一系列复杂的物理现象和工程挑战。作者在介绍“传播延迟”时,以一种非常形象的比喻,让我瞬间明白了信号在传输线中的传播速度并非无限快,而是受到介质的限制。他将信号比作一个“信使”,在“道路”(传输线)上奔跑,而“道路”的长度以及“道路”本身的特性,都会影响“信使”到达目的地的时间。这让我对高速数字信号的传输有了更深刻的理解,也认识到在设计高速电路时,必须考虑信号的传播延迟对电路性能的影响。 书中对于“串扰”的讲解,更是让我对电路设计中的“邻里关系”有了新的认识。作者生动地描述了当两条传输线靠得太近时,它们之间会产生相互的电磁干扰,就像人们在狭小的空间里互相影响一样。他详细分析了串扰产生的原因,以及它对信号完整性的危害,并且提供了多种有效的抑制串扰的措施,例如增加线间距、采用差分信号传输等。读完这一章,我感觉自己仿佛具备了一种“电路间谍”的视角,能够洞察到那些隐藏在电路板上的“暗流涌动”,从而更好地进行电路布局和布线。

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这本书带给我的,远不止理论知识的积累,更是一种思维方式的启发。在探讨“噪声”问题时,作者并没有将它视为一个简单的“干扰”,而是将其分解为多种类型,并详细分析了它们的来源和影响。例如,热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等,在书中都被一一列举,并辅以清晰的解释。作者还强调了在设计高频电路时,如何通过选择合适的器件、优化电路结构、采取滤波措施等方式来抑制噪声,从而提高信号的信噪比。这一点让我意识到,一个优秀的高频电路设计,绝不仅仅是功能的实现,更重要的是对细节的极致追求,对各种可能影响电路性能的因素的周全考虑。 书中关于“稳定性”和“振荡”的章节,给我留下了深刻的印象。我之前对“振荡器”的理解仅限于它能够产生周期性的电信号,但这本书让我看到了振荡器背后更深层次的原理。作者深入分析了导致电路不稳定和产生不需要的振荡的原因,并提供了多种避免这些问题的策略。例如,他强调了合理的反馈设计、元器件的布局以及接地方式对电路稳定性的影响。对于那些希望深入理解振荡器工作原理,并能设计出稳定可靠的振荡电路的读者来说,这一章无疑是宝贵的财富。它不仅仅是知识的传授,更是一种解决实际问题的思维能力的培养。

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我一直对无线通信技术充满好奇,而这本书恰恰满足了我的这份求知欲。在阅读过程中,我仿佛置身于一个繁忙的无线通信的“心脏地带”,亲眼目睹着信号是如何被产生、调制、传输、接收和解调的。作者在介绍“调制解调”时,并没有陷入艰深的技术细节,而是通过生动形象的比喻,将这些复杂的过程变得通俗易懂。他将信息比作“声音”,将载波比作“搬运工”,而调制就是将“声音”装载到“搬运工”身上,以便它能安全有效地穿越“遥远的距离”。而解调,则是将“声音”从“搬运工”身上卸下来,恢复其原有的信息。 书中关于“天线”的论述,更是让我受益匪浅。我之前一直以为天线只是一个简单的金属杆,但这本书让我认识到,天线的设计其实是一门非常精密的艺术。作者详细介绍了不同类型天线的特点和应用场景,比如定向天线如何将信号聚焦到特定方向,全向天线如何将信号均匀地辐射出去,以及偶极子天线、偶极子天线等。他还深入探讨了天线的辐射方向图、阻抗以及效率等关键参数,这些都直接影响着无线通信的性能。读完这一章,我感觉自己对手机、WiFi路由器等设备中的天线有了全新的认识,也更加理解了它们在无线通信中的重要作用。

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这本书的独特之处在于,它并非仅仅关注“硬核”的技术原理,而是将理论与实践巧妙地结合在一起。在介绍“滤波”技术时,作者并没有局限于介绍各种滤波器的基本原理,而是深入探讨了在实际应用中如何根据具体的信号特性和干扰源来选择和设计合适的滤波器。他会分析不同类型滤波器(如低通、高通、带通、带阻滤波器)的优缺点,以及它们在各种场景下的应用。例如,他会举例说明如何在射频接收机中设计一个有效的带通滤波器来滤除不需要的信号,或者如何在电源电路中设计一个低通滤波器来抑制电源噪声。 让我印象深刻的是,书中还探讨了“分布式参数电路”的概念。我之前一直以为电路是由集总的元器件构成的,但这本书让我认识到,在高频下,导线本身也具有电感和电容等参数,它们对电路性能的影响不容忽视。作者通过解释“传输线理论”,让我明白了为什么在高频下,PCB走线的长度和布局变得如此重要。他还提供了一些关于如何处理分布式参数效应的实用技巧,例如使用阻抗匹配技术、优化布线等。读完这一章,我感觉自己对电路的认知层面得到了升华,从“集总”走向了“分布式”。

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这本书的魅力,还在于它并非一本“填鸭式”的学习教材。相反,它更像是一位经验丰富的老工程师,在与你促膝长谈,分享他的心得体会。在讨论到“损耗”这个概念时,作者并没有仅仅停留在理论层面,而是深入分析了电缆、元件以及连接点都会引入损耗,并且这种损耗在高频时会显著增加。他还会提到不同材质的电缆对损耗的影响,以及如何通过选择低损耗的元器件和优化布线来减小损耗。其中,对于“集肤效应”的阐述,更是让我大开眼界。我之前以为电流总是均匀地流过导体的整个横截面,但书中解释说,在高频下,电流会倾向于沿着导体的表面流动,就像一层“皮肤”一样。这不仅解释了为什么高频导线需要特殊的结构,也让我对导体的性质有了更深的认识。 令我惊喜的是,书中并没有回避那些实践中常见的“疑难杂症”。例如,在关于“辐射”的部分,作者详细讲解了为什么高频电路容易产生电磁辐射,以及这些辐射可能带来的干扰问题。他不仅分析了辐射的来源,比如不合理的布线、不当的接地等,还提供了许多行之有效的抑制辐射的措施。我尤其欣赏他关于“屏蔽”和“滤波”的讲解,这些都是在实际工程中非常重要的技术。他用通俗易懂的语言,解释了不同类型的屏蔽材料和结构,以及各种滤波器的作用原理和选型方法。读完这一章,我感觉自己仿佛掌握了一套“降噪”和“防干扰”的秘籍,对解决实际工程中的电磁兼容性问题有了更清晰的思路。

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这本书最令我着迷的地方,在于它能够将那些抽象、复杂的概念,转化为易于理解的、富有画面感的描述。在讲解“谐振”时,作者并没有直接祭出公式,而是通过一个非常贴切的比喻,让我瞬间领悟了其中的奥妙。他将电路比作一个“秋千”,而谐振电路则像是秋千在特定频率下达到最大摆幅的状态。当输入信号的频率与电路的固有谐振频率相吻合时,电路就会产生强大的共振效应,信号的幅度就会被放大。这个生动的比喻,让我对谐振的本质有了直观的认识,也更容易理解为什么谐振在高频电路中有如此重要的作用。 书中关于“Q因子”的阐述,更是让我对电路的“品质”有了全新的定义。作者解释说,Q因子是一个衡量谐振电路品质的指标,它反映了电路在谐振时能量储存的能力以及能量损耗的程度。一个高Q值的谐振电路,就像一个“省力”的秋千,能够储存更多的能量,并且损耗更少,因此能够产生更大的摆幅。这个比喻让我深刻理解了Q因子在高频电路设计中的重要性,以及如何通过优化电路参数来提高Q因子,从而提升电路的性能。

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