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出版者:

作者:張希周 編

出品人:

頁數:227

译者:

出版時間:2003-10

價格:18.00元

裝幀:

isbn號碼:9787562429807

叢書系列:

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製理論
• 控製係統
• 經典控製
• 現代控製
• 係統分析
• 數學模型
• 反饋控製
• 工程控製
• 自動化

《電路設計與信號處理：從理論到實踐》 內容簡介： 本書是一本全麵深入探討電路設計與信號處理的專業著作，旨在為電子工程、通信工程、自動化以及相關領域的學生、研究人員和工程師提供一套係統化的知識體係和實用的實踐指導。全書圍繞核心的模擬電路與數字電路設計，以及信號的産生、傳輸、分析與處理等關鍵技術展開，力求將抽象的理論概念與具體的設計方法、實際應用緊密結閤，幫助讀者建立起堅實的理論基礎，並鍛煉齣解決實際工程問題的能力。 第一部分 模擬電路基礎與設計 本部分首先從最基本的電子元器件入手，詳細闡述瞭電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管等半導體器件的工作原理、特性參數以及在電路中的應用。通過大量的實例分析，讀者將能夠深刻理解這些基本元器件如何構成更復雜的電路單元，如放大器、濾波器、振蕩器等。 放大器設計： 詳細介紹瞭各種類型的放大器，包括共射放大器、共集放大器、共基放大器，以及差分放大器、運算放大器（Op-Amp）等。本書不僅講解瞭它們的靜態工作點分析、動態特性分析（如增益、帶寬、輸入阻抗、輸齣阻抗），還深入探討瞭反饋在放大器設計中的作用，包括負反饋穩定性和開環增益對閉環特性的影響，以及正反饋在振蕩器設計中的應用。特彆地，本書為運算放大器的理想模型和實際模型進行瞭辨析，並重點講解瞭如何利用運算放大器搭建各種實用電路，如加法器、減法器、積分器、微分器、比較器以及有源濾波器等。 濾波器設計： 詳細講解瞭低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型，以及它們的時域和頻域特性。本書涵蓋瞭由無源元件（RLC）構成的濾波器，也深入討論瞭由運算放大器構成的有源濾波器，如Sallen-Key結構、多路反饋結構等。對巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、貝塞爾（Bessel）等經典逼近函數的特性進行瞭對比分析，指導讀者根據不同的應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 振蕩器設計： 介紹瞭産生周期性信號的振蕩器電路，包括RC振蕩器（相移振蕩器、韋恩橋振蕩器）、LC振蕩器（哈特萊振蕩器、科勒皮茲振蕩器）以及晶體振蕩器。重點分析瞭産生穩定振蕩所需的條件（巴剋豪森判據），以及如何通過反饋和非綫性元件實現振蕩。 電源電路設計： 講解瞭電壓基準源、綫性穩壓器和開關穩壓器的工作原理，包括變壓器、整流、濾波和穩壓等環節。本書還探討瞭如何根據負載需求選擇閤適的電源拓撲，並分析瞭不同電源方案的效率、紋波和動態響應等關鍵性能指標。 直流-直流變換器（DC-DC Converters）： 詳細介紹瞭 Buck、Boost、Buck-Boost 等基本拓撲的原理、設計計算和控製策略。本書分析瞭這些變換器在不同工作模式下的電流和電壓波形，並探討瞭如何優化效率和減小電磁乾擾。 第二部分 數字電路邏輯與係統 本部分將讀者帶入數字世界的邏輯基礎，從最基本的邏輯門（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）開始，逐步深入到組閤邏輯電路和時序邏輯電路的設計。 組閤邏輯電路設計： 講解瞭布爾代數原理、卡諾圖（Karnaugh Map）化簡方法，以及如何根據邏輯真值錶設計組閤邏輯電路。本書涵蓋瞭譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器、加法器、減法器、比較器等常見組閤邏輯功能塊的設計與實現。 時序邏輯電路設計： 詳細介紹瞭觸發器（D觸發器、JK觸發器、SR觸發器、T觸發器）的工作原理、狀態轉移特性及其在時序電路中的作用。本書重點講解瞭寄存器、計數器（同步計數器、異步計數器）、移位寄存器等基本時序功能塊的設計。 有限狀態機（Finite State Machine, FSM）： 深入闡述瞭摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型有限狀態機的建模、設計和實現方法。本書通過多個實際案例，指導讀者如何將復雜問題分解為狀態和轉移，並將其轉化為數字邏輯電路。 存儲器芯片： 講解瞭RAM（Random Access Memory）和ROM（Read Only Memory）的基本結構和工作原理，包括SRAM（Static RAM）、DRAM（Dynamic RAM）以及Flash Memory等。 可編程邏輯器件（PLD）： 介紹瞭CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的基本結構、設計流程以及在現代數字係統中的應用。 第三部分 信號的産生、變換與處理 本部分聚焦於信號本身的特性以及如何對信號進行有效的分析與處理，是連接模擬與數字世界的橋梁。 傅裏葉變換與拉普拉斯變換： 詳細講解瞭信號在時域和頻域之間的轉換工具，包括傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換及其性質。本書通過大量示例，展示瞭如何利用這些變換分析連續時間信號和離散時間信號的頻率成分，理解係統的頻率響應。 采樣定理與離散信號處理： 深入講解瞭奈奎斯特-香農采樣定理，闡述瞭連續信號離散化的基本原理和條件。本書探討瞭采樣引起的混疊現象及其避免方法。 數字信號處理（DSP）基礎： 介紹瞭離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT），以及Z變換在分析離散時間係統中的應用。講解瞭數字濾波器（FIR濾波器和IIR濾波器）的設計方法，包括窗函數法、頻率采樣法、雙綫性變換法等。 調製與解調技術： 講解瞭模擬調製技術（AM, FM, PM）和數字調製技術（ASK, FSK, PSK, QAM）的基本原理、性能指標和實現方式。本書也涵蓋瞭相應的解調技術。 噪聲與乾擾分析： 討論瞭電路中常見的噪聲源（熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等）及其對信號的影響。本書介紹瞭降噪的技術和濾波器的作用。 信號測量與儀器： 講解瞭示波器、頻譜分析儀、函數發生器等常用電子測量儀器的原理和使用方法，指導讀者如何進行有效的電路測試和信號測量。 實踐與應用 本書不僅停留在理論層麵，更注重將所學知識應用於實際工程問題。每個章節都配有豐富的例題，並提供瞭一些實際電路設計案例，例如： 音頻放大器設計： 從前置放大器到功率放大器，講解瞭如何設計高性能的音頻係統。 數據采集係統： 介紹瞭模數轉換（ADC）和數模轉換（DAC）在數據采集中的應用，以及相關電路的設計。 通信鏈路設計： 簡要介紹瞭基本通信係統的組成和信號在傳輸過程中的處理。 嵌入式係統中的數字邏輯應用： 探討瞭如何利用FPGA或微控製器實現復雜的數字邏輯功能。 學習方法與建議 本書建議讀者在學習過程中，循序漸進，先掌握基礎理論，再深入理解電路的實際工作原理。鼓勵讀者動手實踐，利用仿真軟件（如SPICE、MATLAB/Simulink）進行電路仿真，並盡可能地搭建實際電路進行驗證。通過理論與實踐相結閤的學習方式，讀者將能夠更深入地理解電路設計與信號處理的精髓，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。 目標讀者 高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生和研究生。 從事電子産品研發、係統集成、測試與維護的工程師。 對電路設計和信號處理技術感興趣的愛好者。 本書力求通過嚴謹的理論分析、詳實的電路實例和實用的設計技巧，幫助讀者構建起一個完整、深入的電路設計與信號處理知識體係，成為解決實際工程問題的可靠夥伴。

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說實話，這本書的厚度讓人有點望而生畏，但我翻開目錄後，懸著的心稍微放下瞭不少。作者的結構組織非常巧妙，像是一條精心鋪設的知識階梯，從最基本的反饋概念講起，循序漸進地引入瞭頻域分析、根軌跡等核心工具。我尤其欣賞它在引入現代控製理論時那種漸進的口吻，不像有些教科書那樣直接拋齣復雜的矩陣運算，而是先用一些經典的、易於理解的例子來鋪墊，讓讀者自然而然地進入狀態。我特地對比瞭幾個章節的習題，發現它們的設計思路非常注重培養讀者的工程直覺，很多題目都不是單純的計算，而是要求分析特定參數變化對係統性能的影響，這對於培養係統工程師的思維至關重要。我對其中關於“魯棒性”的討論很感興趣，希望這本書能給齣一些實用的、可操作的設計準則，而不是空泛的理論陳述。

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我買這本書純粹是因為工作需要，需要快速掌握一些基礎理論來應對手頭的項目調試。坦率地說，我對這領域的理論基礎並不深厚，所以一開始閱讀體驗是有些挑戰的。語言上，它確實非常學術化，很多地方需要反復閱讀甚至藉助其他輔助資料纔能完全消化其中的數學內涵。不過，一旦攻剋瞭某個難點，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。特彆是關於傳遞函數和狀態空間錶示法的切換和對比，這本書處理得非常到位，清晰地展示瞭不同數學描述在不同應用場景下的優劣。我注意到作者在案例分析部分引用瞭不少跨學科的例子，比如機械臂控製和化學過程的溫度調節，這說明作者的視野很開闊，不僅僅局限於傳統的電氣或航空領域，這讓這本書的應用前景更廣闊。

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這本書給我最大的感覺是“全麵”和“深度兼顧”。市麵上很多教材要麼過於偏重理論推導而犧牲瞭工程實踐的直觀性，要麼就是變成瞭一本操作手冊，缺乏對底層原理的深刻剖析。而這本則找到瞭一種很好的平衡點。我特彆欣賞它在對經典控製理論進行迴顧時，對非綫性係統的初步探討，雖然篇幅不長，但為後續深入學習非綫性控製打下瞭很好的基礎。我昨天晚上花瞭一個晚上來理解那個關於“奈奎斯特穩定性判據”的幾何解釋，作者通過詳盡的相平麵圖和映射關係的分析，使得原本抽象的判據變得非常形象具體，幾乎不需要復雜的代數運算就能預判係統的穩定性邊界。這對於我們這些需要快速驗證設計是否可靠的工程師來說，是極其寶貴的技能。

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老實說，我最初是衝著這本書的作者名氣來的，畢竟是業內公認的大牛。拿到手後發現，這本書的風格非常“硬核”，幾乎不給讀者喘息的機會，從扉頁開始就假設讀者已經具備紮實的微積分和綫性代數基礎。它的敘事節奏非常快，像是在進行一場高強度的知識馬拉鬆。我花瞭大量時間去啃它關於“最優控製”的那幾章，裏麵的動態規劃和龐特裏亞金極小值原理的闡述，非常嚴密，幾乎是步步為營，沒有絲毫含糊之處。雖然閱讀起來比較費力，但其帶來的知識密度是驚人的。這本書不是用來休閑閱讀的，而是需要你沉下心來，準備好筆和紙，進行一場真正的智力挑戰。它最終的目標，是讓你不僅僅知道“如何做”，更要深刻理解“為什麼是這樣”。

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這套新買的書籍，拿到手裏沉甸甸的，光是封麵設計就透露齣一種嚴謹和專業的味道。我記得當時是在一個技術論壇上看到有人推薦的，說它對理解現代工業自動化係統的底層邏輯非常有幫助。我最近正好在跟進一些智能製造的項目，對那些看不見的“大腦”是如何指揮機器精確運作的知識非常渴求。這本書的排版很舒服，圖示清晰，即便是麵對復雜的數學推導，作者似乎也花瞭很多心思去設計直觀的解釋性插圖，這一點對於我這種偏愛視覺學習的讀者來說，簡直是福音。我翻閱瞭其中關於係統辨識的那一章，發現它並沒有停留在理論的象牙塔裏，而是緊密結閤瞭實際工程中的數據采集和模型建立過程，這一點非常實用。我期待著能盡快啃完它，希望能真正掌握如何對一個復雜的動態係統進行建模和分析，這樣在設計控製策略時，心裏就能更有底氣瞭。

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