PC Based Instrumentation and Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Tooley, Mike

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2005-6

价格:$ 55.31

装帧:Pap

isbn号码:9780750647168

丛书系列:

图书标签:

• Instrumentation
• Control Systems
• PC-Based Systems
• Data Acquisition
• Measurement
• Automation
• Industrial Control
• LabVIEW
• MATLAB
• Embedded Systems

好的，这里为您提供一份图书简介，聚焦于电子学、信号处理、以及经典控制理论等相关领域，但明确不涉及“PC Based Instrumentation and Control”的具体内容。 --- 现代电子系统设计与信号完整性：从理论基础到实践应用 导言：电子工程的基石与前沿挑战 在当今技术飞速发展的时代，电子系统已成为驱动现代社会各个领域的核心动力。从消费电子产品到复杂的航空航天系统，高性能、高可靠性的电子设计是实现功能的基础。本书《现代电子系统设计与信号完整性》旨在为电子工程师、系统架构师以及相关专业的研究人员提供一个全面而深入的知识框架。我们着重于电子电路设计、高速信号传输中的物理效应、以及系统层面的信号完整性（Signal Integrity, SI）分析与优化，这些都是构建稳定、高效数字和混合信号系统的关键要素。 本书的叙述脉络清晰，从基础的电磁理论出发，逐步过渡到复杂的系统级设计挑战。我们避免了特定应用软件或基于计算机的控制界面的讨论，而是将重点放在了信号的物理行为、器件特性以及系统级架构的优化上，以确保读者能够理解电子信号在实际物理介质上传播时的本质规律。 第一部分：模拟与数字电路基础的深化 第一章：半导体器件物理与模型 本章深入探讨了半导体PN结、MOSFET等有源器件的物理工作原理。我们详细分析了晶体管在不同偏置条件下的非线性特性，并引入了高频下的寄生效应模型，如栅极电容和漏电导的影响。不同于侧重于系统配置的教材，本章强调了器件物理层面对电路性能，特别是速度和功耗的根本制约。我们将探讨各种先进晶体管结构（如FinFET）在当前技术节点下的性能表现，以及如何利用器件模型精确预测电路行为。 第二章：高级线性电路与噪声分析 本章聚焦于运算放大器（Op-Amp）及相关线性电路在高精度应用中的设计考量。内容涵盖了频率响应分析、稳定性判据（如相位裕度和增益带宽积），以及反馈系统的瞬态响应特性。尤其重要的是，我们投入大量篇幅分析了噪声的产生源——包括热噪声、散粒噪声以及闪烁噪声（1/f噪声）——并介绍了低噪声放大器（LNA）的设计技巧，包括噪声匹配和噪声系数的计算。这部分内容侧重于电路层面的模拟性能优化，而非如何通过外部工具进行数据采集和处理。 第三章：高速数字逻辑与时序分析 数字电路设计已进入GHz时代，时序是决定系统稳定性的生命线。本章详细剖析了CMOS、LVDS等主流逻辑家族的电气特性，重点分析了上升时间、传播延迟以及扇出对逻辑门性能的影响。我们引入了先进的布尔代数分析方法，用于简化复杂逻辑网络，并讨论了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的裕度计算，确保数字系统在极高频率下仍能正确同步运行。 第二部分：信号完整性——高速设计的核心挑战 信号完整性是高速电子设计的核心难题，它关注的是信号在传输线路上失真、串扰和反射等物理现象。 第四章：传输线理论与电磁兼容性基础 本章建立在麦克斯韦方程组的基础之上，将导线视为真正的传输线。我们深入讨论了特性阻抗的概念，并推导了TDR（时域反射仪）分析的数学基础，用于定位线路中的阻抗不匹配点。此外，本章详细阐述了串扰（Crosstalk）的机理，包括前向和后向串扰，以及如何通过增加间距或引入屏蔽层来减轻电磁耦合。电磁兼容性（EMC）作为系统可靠性的保障，其辐射和抗扰度分析在本章得到充分阐述。 第五章：PCB层叠设计与阻抗控制 对于多层板而言，正确的层叠结构是实现良好信号完整性的先决条件。本章详细介绍了PCB材料的介电常数、损耗角正切（Df）对信号衰减的影响。我们提供了微带线和带状线在不同层间距下的精确阻抗计算公式，并结合实际设计案例，演示了如何通过调整线宽和介质厚度来实现50Ω或75Ω的精确阻抗匹配。本部分完全聚焦于物理布局和材料科学，不涉及软件仿真或测试配置。 第六章：抖动、眼图与系统级仿真 在分析高速串行链路（如PCIe, DDR等）时，时域抖动（Jitter）是关键的性能指标。本章系统性地分解了抖动分量（如确定性抖动DJ和随机抖动RJ），并解释了它们如何共同作用导致眼图的张开度减小。我们介绍了眼图的测量意义及其在评估链路裕度中的作用。讨论了通过合理的预加重（Pre-emphasis）和均衡（Equalization）技术来补偿信道损耗，以恢复信号的清晰度，这些都属于纯粹的物理层和通道建模范畴。 第三部分：电源完整性与系统级噪声管理 一个设计良好的信号路径必须有稳定的供电。电源完整性（Power Integrity, PI）与信号完整性相辅相成。 第七章：去耦网络设计与地弹效应 本章探讨了电源分配网络（PDN）的阻抗特性。我们详细分析了电容的等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）在高频下的影响，并说明了多层去耦电容（从大容量电解到陶瓷旁路电容）的组合策略。地弹（Ground Bounce）作为一种由瞬态大电流引起的电压波动，在本章中被分解为电感和电流变化率的函数，并给出了减小地弹的布局规则，例如使用实心接地平面和最小化回流路径长度。 第八章：电磁屏蔽与辐射抑制 本章专注于如何通过物理手段，如法拉第笼、屏蔽罩（Can）和导线槽设计，来限制高频噪声的辐射和侵入。我们探讨了屏蔽材料的选择（磁导率和电导率），以及通风孔和接缝处的缝隙效应（Aperture Effect）。这部分内容是传统射频与电磁兼容工程的实践指南，完全基于电磁场理论和物理结构设计。 结语 本书《现代电子系统设计与信号完整性》提供了一个扎实的、基于第一性原理的电子系统设计方法论。通过对器件物理、传输线理论、信号完整性及电源完整性的深入剖析，读者将掌握构建高性能、高可靠性嵌入式和数字系统的核心技能，从而在复杂电子系统的设计和调试中游刃有余。 ---

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