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出版者:

作者:骆雅琴 编

出品人:

页数:261

译者:

出版时间:2008-2

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787312014321

丛书系列:

图书标签:

• 电工技术
• 电路基础
• 电气实习
• 实训
• 教学
• 专业课
• 技能提升
• 理论与实践
• 电力系统
• 电子技术

跨越理论与实践的桥梁：《现代电子系统设计与调试实战》 图书名称：现代电子系统设计与调试实战 书籍简介 在信息技术飞速发展的今天，电子系统已渗透到我们生活的方方面面，从消费电子到工业控制，从通信设备到智能交通，高性能、高可靠性的电子系统设计能力已成为工程师的核心竞争力。《现代电子系统设计与调试实战》正是一本旨在填补纯理论学习与真实工程实践之间鸿沟的权威指南。它摒弃了传统教材中过于抽象和孤立的知识点罗列，转而采用项目驱动和问题导向的教学方法，带领读者深入理解现代电子系统从概念构思、元器件选型、电路设计、系统集成到最终调试优化的全过程。 本书的编写团队由经验丰富的资深电子工程师和高等院校的资深教师组成，他们深知当前行业对人才的迫切需求——不仅要懂“是什么”，更要知“怎么做”以及“为什么这样做”。因此，全书内容紧密围绕当前主流的、具有前瞻性的电子技术热点展开，确保读者学到的知识即刻能应用于实际工作场景。 第一部分：系统化设计思维的构建 电子系统设计并非简单的电路堆砌，而是一个复杂的系统工程。本书的第一部分重点在于建立工程师的全局观和系统化设计思维。 1. 需求分析与系统规格定义： 我们将详尽阐述如何从模糊的用户需求中提炼出清晰、量化的技术指标（如功耗预算、带宽要求、EMC/EMI标准等）。书中提供了大量案例分析，展示了如何利用树状结构图（如系统分解树）和指标矩阵来管理复杂系统的早期设计决策，避免后期因需求蔓延导致的返工。 2. 现代元器件选型与供应链管理： 在当前全球供应链波动的背景下，合理的元器件选型至关重要。本章深入探讨了微控制器（MCU）、FPGA、高性能模拟器件（ADC/DAC）、电源管理芯片（PMIC）等核心部件的选型标准，包括生命周期管理（EOL）、可靠性等级、不同工艺制程的优劣对比。同时，书中还引入了基于风险评估的替代件选择策略，以增强设计的鲁棒性。 3. 硬件描述语言（HDL）与高层次综合（HLS）入门： 针对需要进行定制化逻辑设计的场景，本书提供了VHDL和Verilog的快速入门指南，重点强调同步电路设计原则和时序约束的设置。对于追求高效率的读者，我们还简要介绍了HLS工具链，展示如何利用C/C++语言快速迭代FPGA设计。 第二部分：核心电路模块的精深解析与优化 系统的性能往往取决于其核心功能模块的质量。本书的第二部分聚焦于电子系统中最关键、最易出错的几个模块，提供深入的原理分析和实战技巧。 1. 高速信号完整性（SI）与电源完整性（PI）： 这是现代高频电子设计的核心挑战。我们详细剖析了阻抗匹配、串扰抑制、过冲/下冲的形成机理。在PI部分，本书重点讲解了去耦电容的优化布局、地弹（Ground Bounce）的缓解措施，并利用仿真工具（如Keysight ADS或Cadence Sigrity）的截屏实例，直观展示了不良设计与优化设计在眼图（Eye Diagram）上的显著差异。 2. 射频（RF）前端设计基础与匹配网络： 针对无线通信类产品，本章涵盖了LNA、混频器等关键模块的工作原理。实战部分详细演示了史密斯圆图（Smith Chart）的使用，以及如何设计最优的输入输出匹配网络，以实现最大功率传输，并探讨了滤波器的选择对系统噪声系数（NF）的影响。 3. 嵌入式系统的电源管理与热设计： 稳定的供电是系统可靠运行的基石。本书不仅讲解了LDO与开关电源（Buck/Boost）的拓扑选择，还深入分析了瞬态响应、纹波抑制的具体指标。热设计方面，从散热片选型到热阻计算，再到PCB上的热传导路径优化，提供了一套完整的流程，确保设备在长期高负载运行下的温度达标。 第三部分：PCB布局布线的高阶技术与实战规范 PCB是电子系统的物理载体，其布局布线质量直接决定了系统的电磁兼容性（EMC）和可制造性（DFM）。 1. 多层板堆叠设计与层规划： 针对8层及以上复杂PCB，本书提供了详细的层叠方案推荐，解释了信号层、电源层、地平面之间的隔离原则，特别是如何构建“平面骨架”以增强信号回路的完整性。 2. 差分信号与高速走线布线艺术： 详细阐述了差分对的等长要求、耦合长度控制，以及在过孔（Via）处如何处理阻抗突变问题。书中给出了应对背板（Back-drilling）和盲埋孔（Blind/Buried Vias）布局的工程建议。 3. 电磁兼容性（EMC）的“设计即测试”理念： 这是本书区别于其他教材的亮点。我们不将EMC视为后期测试问题，而是贯穿于整个布局阶段。内容包括：合理分割电源域、敏感信号线的包地处理、屏蔽罩的设计与安装规范，以及如何通过PCB上的分割和滤波元件有效抑制传导和辐射干扰。 第四部分：系统级调试、验证与故障排除 设计终将面对现实的挑战——调试。本部分是本书的实战核心，旨在培养工程师快速定位和解决复杂系统问题的能力。 1. 调试工具的精通使用： 示波器的高级功能（如串扰测量、抖动分析）、逻辑分析仪的数据采集与协议解码（I2C, SPI, UART, PCIe），以及频谱分析仪在RF和EMI排查中的应用，均配有详尽的操作步骤和实际采集到的波形示例。 2. 启动（Bring-up）流程与常见故障分析： 提供了从“裸板加电”到“系统稳定运行”的标准化调试清单。重点分析了如“时钟不稳”、“复位序列错误”、“看门狗失效”、“电源轨欠压保护触发”等经典故障的排查路径和逻辑分析方法。 3. 固件与硬件交互的调试策略： 讲解了如何利用JTAG/SWD接口进行硬件断点设置，如何通过软件调试来反推硬件设计缺陷，例如通过GPIO状态监测外部电路的时序逻辑。 结论 《现代电子系统设计与调试实战》是一本为追求卓越的电子工程师量身打造的实战手册。它不仅传授了坚实的理论基础，更重要的是，教会读者如何将这些知识转化为可靠、高效、可制造的实际产品。通过本书的学习，读者将能够自信地应对当前电子系统设计中遇到的各种复杂挑战，真正实现从“会画图”到“能落地”的飞跃。本书适用于电子信息工程、自动化、微电子等专业的本科高年级学生、研究生以及希望提升实战能力的初中级电子工程师。

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