模拟电路分析与设计基础

模拟电路分析与设计基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业
作者:刘祖刚
出品人:
页数:368
译者:
出版时间:2008-1
价格:36.00元
装帧:
isbn号码:9787111224051
丛书系列:
图书标签:
  • 模电
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具体描述

《高等院校精品课程系列教材·模拟电路分析与设计基础》是高等院校精品课程系列教材。《高等院校精品课程系列教材·模拟电路分析与设计基础》内容力求理论紧密联系实际,在阐明概念的基础上,着重清讲透电路的工作原理、分析方法;各章对一些基本电路的设计作了必要的讨论。学生通过《高等院校精品课程系列教材·模拟电路分析与设计基础》的学习,不仅能掌握基本电路的工作原理和分析方法,而且还能初步学会设计一些实用的基本电路,以此进一步培养学生的创新思维和创新能力。《高等院校精品课程系列教材·模拟电路分析与设计基础》主要内容包括:常用半导体器件、常用基本放大电路、集成去处放大电路、功率放大电路、放大电路中的反馈、信号运算与处理、波形发生电路、直流电源等。

《现代嵌入式系统:从理论到实践的深度解析》 第一章 嵌入式系统概述与发展脉络 本章将对嵌入式系统的概念、核心构成要素以及其在当前科技浪潮中的战略地位进行全面阐述。我们将追溯嵌入式系统从早期的简单控制器到如今复杂物联网(IoT)节点的演进历程,分析驱动这一变革的关键技术驱动力,例如微处理器(MPU)与微控制器(MCU)性能的飞跃、低功耗设计需求的凸显,以及实时操作系统(RTOS)的成熟应用。 重点内容包括:嵌入式系统的定义边界(与通用计算系统的区别)、典型应用领域(工业控制、汽车电子、消费电子、医疗设备)的市场现状分析,以及未来十年内嵌入式系统向边缘计算(Edge Computing)和人工智能集成(AIoT)发展的趋势预测。本章旨在为读者建立一个宏大而精确的知识框架,理解嵌入式系统设计的复杂性和广阔前景。 第二章 核心硬件平台与架构选择 本章深入剖析构建嵌入式系统的基础——硬件平台。我们将详细对比不同类型的处理器架构,包括基于ARM Cortex-M系列(适用于资源受限场景)、Cortex-A系列(适用于需要复杂OS和图形处理的场景),以及新兴的RISC-V架构。讨论的重点在于如何根据功耗预算、处理速度需求、内存容量和成本约束来做出最优的SoC(系统级芯片)选型决策。 内容涵盖: 1. 处理器架构深入分析: 流水线、缓存层次结构、指令集特性(如DSP扩展)。 2. 存储器技术: 闪存(NOR/NAND)、SRAM、DRAM的读写特性、寿命考量与分区策略。 3. 片上总线与互联技术: AHB、APB、AXI等标准总线的时序特性、仲裁机制及其对系统性能的影响。 4. 片上外设详解: 定时器(PWM、捕获/比较)、中断控制器(NVIC/GIC)、模数/数模转换器(ADC/DAC)的底层寄存器级操作原理。 第三章 嵌入式软件开发环境与工具链 高效的工具链是嵌入式项目成功的基石。本章聚焦于支持现代嵌入式开发的全套软件生态系统。我们将详细介绍交叉编译环境的搭建、调试器的使用,以及软件配置管理的重要性。 关键技术点: 1. 工具链剖析: GCC/Clang的交叉编译配置、链接脚本的编写与优化(解决代码段、数据段的内存映射问题)。 2. 集成开发环境(IDE)实战: 以主流的Eclipse或VS Code配合特定厂商SDK为例,讲解断点设置、单步执行、观察变量和内存的调试技巧。 3. 硬件调试接口: JTAG/SWD协议的工作原理、OpenOCD等开源调试软件的应用,以及如何利用逻辑分析仪辅助系统级故障排查。 第四章 实时操作系统(RTOS)深度解析与应用 实时性是嵌入式系统的核心要求之一。本章将系统地介绍RTOS的设计哲学、核心机制以及主流产品的对比分析(如FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread)。 深入探讨RTOS的关键组件: 1. 任务管理: 任务创建、优先级继承、死锁避免策略。 2. 调度算法: 抢占式、协作式、时间片轮转以及截止时间(Deadline)保障机制。 3. 进程间通信(IPC): 信号量、互斥锁、消息队列(Message Queues)、事件标志组的设计与正确使用范例。特别强调互斥锁在共享资源访问中的正确加锁和解锁时序,避免竞态条件(Race Conditions)。 第五章 低功耗设计与电源管理 在移动和电池供电设备中,能源效率至关重要。本章专注于系统级的低功耗设计策略,涵盖硬件和软件两个层面。 内容细则: 1. 功耗分析基础: 静态功耗与动态功耗的量化模型,电流测量方法。 2. 处理器级功耗优化: 时钟门控(Clock Gating)、电源门控(Power Gating)、动态电压与频率调节(DVFS)的实现。 3. 睡眠模式管理: 深度睡眠(Deep Sleep)、待机(Standby)模式的唤醒源配置、快速唤醒(Fast Wakeup)的实现。 4. 外设电源控制: 对ADC、通信接口(如SPI、UART)的按需激活与快速关闭策略。 第六章 嵌入式系统通信协议与网络集成 现代嵌入式系统几乎无一例外地需要与外部世界进行数据交换。本章系统梳理了从底层串行通信到复杂网络协议栈的实现。 涵盖的通信技术: 1. 有线接口: SPI、I2C、UART的底层时序控制与驱动开发。USB OTG的 Host/Device 角色切换机制。 2. 工业现场总线: CAN/CAN FD协议的报文结构、错误检测机制及其在汽车电子中的应用。 3. 无线网络集成: 蓝牙低功耗(BLE)的连接状态机管理、Wi-Fi 协议栈(如LWIP)在微控制器上的移植与优化。 4. 安全传输层: TLS/DTLS在资源受限设备上的轻量化实现策略。 第七章 嵌入式系统可靠性、测试与固件空中升级(OTA) 确保嵌入式产品在长期、恶劣环境下稳定运行是工程的关键挑战。本章探讨了提高系统健壮性和可维护性的方法。 重点议题: 1. 故障容错机制: 看门狗(Watchdog Timer)的配置与复位策略,异常处理(Hard Fault/Bus Fault)的捕获与日志记录。 2. 存储器保护: MPU(Memory Protection Unit)的应用,防止用户代码访问受保护的内核空间或关键数据。 3. 系统级测试: 单元测试(Unit Testing)在嵌入式环境中的框架选择,以及硬件在环(HIL)仿真测试的搭建。 4. OTA机制设计: A/B分区(Dual Bank)的固件更新方案、原子性更新的实现、回滚机制的设计与验证,确保更新失败时系统仍能正常启动。 第八章 嵌入式人工智能与边缘计算初步 本章面向未来趋势,介绍如何将轻量级的AI模型部署到嵌入式设备上,实现本地智能决策。 探讨内容: 1. 模型量化与裁剪: 将浮点模型转换为定点模型以减少内存占用和计算需求。 2. 轻量级推理引擎: TensorFlow Lite Micro、uTVM等框架在MCU上的部署流程。 3. 传感器数据预处理: 如何在边缘侧高效地进行数据降噪、特征提取,为AI模型提供高质量输入。 4. 能效比优化: 优化模型推理时的CPU/DSP利用率,平衡实时响应与功耗。

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用户评价

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这本书的语言风格非常独特,既有学术的严谨性,又不乏人文的关怀。作者在阐述复杂的电路理论时,并没有使用过于生僻的术语,而是尽量采用更易于理解的语言。而且,作者似乎非常理解读者在学习过程中的困惑,经常会在关键的地方进行提醒,比如“这里是初学者容易出错的地方,请务必注意”或者“这个概念理解了,后面很多问题就迎刃而解了”。这种细致入微的关怀,让我在阅读过程中感到非常温暖。书中有很多章节都配有“思考题”和“动手实践”的环节,这些设计极大地增强了本书的互动性和实践性。我尝试着做了一些思考题,它们不是简单的填空题,而是需要我运用所学知识去分析和推理,这极大地锻炼了我的逻辑思维能力。还有一些动手实践的建议,虽然我还没有条件全部实现,但光是阅读这些指导,就让我对如何在实际中搭建和测试电路有了初步的认识。这本书不只是一本技术手册,更像是一位良师益友,陪伴我一起成长。

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这本书的封面设计简洁大气,金属质感的银色背景衬托着深蓝色的书名,给人一种专业而又不失现代感。拿到手里,纸张的触感温润,厚实而不压手,散发着淡淡的书香,让人忍不住想立刻翻开它。我之前在学校学习过一些基础的数字电路知识,但对模拟电路一直抱有敬畏之心,觉得它复杂且抽象。然而,这本书的序言部分就用通俗易懂的语言阐述了模拟电路在现代科技中的重要性,以及学习它的必要性,瞬间激发了我深入探索的兴趣。作者并没有上来就抛出大量的公式和理论,而是从最基本的概念讲起,比如电阻、电容、电感这些看似简单的元件,在书中被赋予了更深层次的理解,不仅仅是它们的物理意义,更重要的是它们在电路中的作用和相互关系。我特别喜欢书中穿插的一些历史故事和应用案例,比如早期收音机的原理,以及集成运算放大器是如何改变电子世界的,这些内容让枯燥的理论变得生动有趣,也让我更加理解了模拟电路的“前世今生”。尽管我还没有深入到后面的章节,但仅从开篇的内容,我就已经感受到了作者深厚的功底和严谨的教学态度,相信这本书一定能帮助我打开通往模拟电路世界的大门。

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这本书的结构安排非常合理,循序渐进,逻辑清晰。从基础概念的引入,到各种基本放大电路的分析,再到滤波器、振荡器等复杂电路的设计,每一个环节都衔接得非常紧密。我最欣赏的是书中对每一个重要概念的讲解都非常透彻,并且配合了大量的图示和实例。例如,在讲解BJT(双极结型晶体管)的特性时,书中不仅给出了详细的i-v特性曲线,还用直观的图示解释了三极管的放大原理,以及不同工作区域的含义。更让我惊喜的是,作者还提供了一些非常实用的设计指导,比如在设计一个放大器时,需要考虑哪些因素,如何选择合适的元器件,以及如何进行参数的优化。书中的例题都非常有代表性,涵盖了各种典型的应用场景,并且对解题过程进行了详细的步骤分解,让我能够一步步地跟着思路去理解,而不是仅仅看到一个最终的答案。在学习过程中,我常常会遇到一些似懂非懂的地方,但只要翻回到书中对应的部分,总能找到清晰的解释。这本书让我感觉像是在和一位经验丰富的老师面对面交流,他耐心解答我的每一个疑问,并引导我不断深入。

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我非常喜欢书中对模拟电路“哲学”层面的探讨。作者在讨论各种电路结构和设计方法时,经常会触及到一些更深层次的原理和权衡。比如,在分析某个电路的优缺点时,作者会从增益、带宽、噪声、功耗等多个维度进行比较,并且强调在实际设计中,往往需要在这些指标之间做出取舍。这种辩证的思维方式,让我对模拟电路设计有了更全面的认识,不再是简单地套用公式,而是能够理解设计背后的逻辑和意图。书中对一些经典电路的讲解,比如差分放大器、多级放大器等,都进行了深入的剖析,让我不仅知道了它们是什么,更明白了它们为什么是这样设计的。作者还时不时地引用一些行业内的资深工程师的经验和建议,这些“真知灼见”让我受益匪浅,仿佛站在巨人的肩膀上,能够看得更远。这本书的深度和广度都超出了我的预期,它不仅教我如何“做”,更教我如何“思考”。

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这本书的排版和插图质量非常高。每一页都充满了信息量,但却不会让人感到拥挤或杂乱。大量的电路图都绘制得非常清晰、规范,关键节点和信号流向都标注得一目了然。色彩的运用也很恰当,能够有效地突出重点信息。相比于一些电子版书籍,纸质版的阅读体验更佳,而且我可以随时随地翻阅,不用担心设备电量或者网络连接问题。书中的公式推导过程也十分详细,逻辑严密,每一步都经过了充分的解释,即使是对于我这种初学者来说,也能够理解其中的数学原理。我尤其喜欢书中对每一个公式的物理意义的解读,这让我能够更深刻地理解公式背后所代表的物理现象。此外,书中还包含了一些推荐的参考资料和进一步学习的途径,这对于希望深入研究某个领域的读者来说,无疑是极大的帮助。总的来说,这本书的整体质量都非常出色,无论是内容、结构还是形式,都堪称一本优秀的技术教材。

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