全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:251

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出版时间:2009-4

价格:35.00元

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isbn号码:9787121085475

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• 电路分析
• 电子设计竞赛
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电子设计与前沿技术：从理论到实践的深度探索 本书聚焦于现代电子系统设计的核心原理、关键技术以及面向未来的创新方向，旨在为电子工程、通信、计算机科学等领域的专业人士和高阶学生提供一套全面、深入且极具实践指导价值的知识体系。本书内容不涉及特定竞赛的规范、流程或具体的赛题解析，而是着眼于电子技术本身的基础理论深化与工程实践能力的全面提升。 本书结构围绕信号完整性、射频电路设计、嵌入式系统的高级应用、新型传感器技术与数据处理这四大核心支柱展开，力求在理论深度和工程应用广度之间找到完美的平衡点。 --- 第一部分：高速与精密电路设计中的信号完整性（SI） 本部分深入剖析了现代高密度、高频率电路板（PCB）设计中不可回避的信号完整性问题。我们不再停留在基础的传输线理论层面，而是直击影响系统性能的关键物理现象及其量化模型。 1.1 电磁场理论在PCB层面的应用 详细阐述了麦克斯韦方程组在微带线、带状线结构中的简化模型建立过程。重点讨论了耦合效应、串扰（Crosstalk）的严格数学描述，包括近端串扰（NEXT）与远端串扰（FEXT）的能量传播机制。引入了三维有限元法（FEM）和时域有限差分法（FDTD）在分析复杂结构下的电磁兼容性（EMC）问题时的应用框架，而非仅仅罗列仿真软件的使用说明。 1.2 阻抗控制与匹配的精细化设计 超越传统的50欧姆恒定阻抗概念，本书探讨了非线性阻抗对高速信号的影响。内容包括： 非均匀传输线的设计误差分析，如过孔（Via）的等效模型建立（电感与电容参数的精确提取）。 皮带线（Stripline）与微带线（Microstrip）的耦合优化，特别是在多层板中的交叉耦合抑制技术。 先进的端接技术：讨论了串联端接、并联端接、AC端接以及更为复杂的蝶形（Butterworth）和图腾柱（Totem-pole）驱动器的选择依据与设计考量。 1.3 时域反射与抖动（Jitter）分析 深入剖析了由阻抗不连续性引起的反射机制，并引入TDR（时域反射测量仪）的物理原理与数据解读。在抖动分析方面，本书区分了确定性抖动（DJ）和随机抖动（RJ），并结合布朗运动模型，推导了系统级容许抖动预算的计算方法，为高速接口（如DDR、PCIe）的设计提供理论支撑。 --- 第二部分：现代射频（RF）与微波电路的系统集成 本部分侧重于高频电路设计中系统级思维的重要性，涵盖从器件选择到功放线性化处理的全流程。 2.1 噪声理论与低噪声放大器（LNA）设计 详细讲解了有效噪声温度的概念，超越了传统的噪声系数（NF）。重点分析了双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）在不同偏置点下的噪声优化策略。内容包括： 噪声匹配网络的设计，如何同时优化增益与噪声系数。 有源/无源混频器的隔离度分析与寄生效应抑制。 2.2 功率放大器（PA）的效率与线性度权衡 深入探讨了PA设计中的核心矛盾。内容包括： 高效率调制技术：如包络跟踪（ET）和包络再生（ER）技术的原理及实现框图。 非线性失真校正：详细介绍数字预失真（DPD）技术，包括基于Volterra级数模型和记忆多项式模型的构建与实时处理流程。 2.3 滤波器设计的高级技巧 超越常见的LC滤波器，本书讲解了更适用于宽带和高Q值的技术： 腔体滤波器的理论基础与尺寸优化。 梳状线（Combline）和发夹线（Hairpin）滤波器的耦合系数计算与版图实现。 电磁积分仿真在验证耦合度中的关键作用。 --- 第三部分：高性能嵌入式系统的硬件加速与实时控制 本部分聚焦于将通用处理器（CPU/MCU）的计算能力与专用加速硬件（FPGA/DSP）相结合的系统架构。 3.1 FPGA的设计流程与硬件描述语言（HDL）的高级实践 本书探讨了FPGA设计中的资源优化与时序收敛问题，主要集中在综合与布局布线层面： 同步设计原则：跨时钟域（CDC）安全处理的握手协议（如异步FIFO）设计与验证。 流水线（Pipelining）与并行化：如何通过优化算法结构以最大化吞吐量，并避免资源冲突。 时序约束的精确定义：系统级路径延迟分析和建立/保持时间裕度的量化管理。 3.2 实时操作系统（RTOS）与硬件交互的底层机制 探讨了嵌入式系统中实现确定性（Determinism）的关键技术： 中断服务程序（ISR）的优化：最小化中断延迟与抖动。 内存保护单元（MPU）在保障实时任务优先级和数据隔离中的作用。 DMA（直接内存存取）控制器的高效配置，以卸载CPU处理大量数据传输任务。 --- 第四部分：现代传感器系统与前沿数据处理 本部分关注于如何从物理世界获取高质量数据，并对其进行高效、智能化的初步处理。 4.1 噪声抑制与前端调理电路 详细分析了各类传感器的等效电路模型，特别是电桥、压电效应传感器和光电二极管的噪声源识别。重点讲解了如何设计低噪声放大器（INA）和高精度ADC驱动电路： 去抖动与滤波：讨论了巴特沃斯、切比雪夫滤波器在抑制特定频段噪声方面的适用性。 ADC的动态范围与有效位数（ENOB）的计算，以及如何通过过采样技术提升测量精度。 4.2 传感器数据总线与网络化 探讨了工业和高精度领域常用的数据通信协议，而非侧重于基础的UART/SPI/I2C： 工业以太网（如EtherCAT/Profinet）在时间敏感应用中的帧结构与同步机制。 CAN FD协议的增强特性及其在分布式控制中的优势。 4.3 嵌入式机器学习（TinyML）的硬件支持 简要概述了将轻量级AI模型部署到资源受限硬件上的挑战，包括： 模型量化（Quantization）对硬件计算单元（如定点乘法器）的适配性要求。 硬件加速器（如神经处理单元NPU）与主处理器的协同工作模式。 本书的价值在于提供了一个跳出具体应用场景限制的、专注于电子系统“如何工作得更好、更快、更稳定”的理论框架与工程视野。

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我是一位刚刚接触电子设计竞赛的学生，对很多专业术语和电路原理都还在摸索阶段。在网上搜集资料的时候，我经常会遇到各种各样的电路图和设计方案，但往往理解起来非常困难，不知道从何下手。这本书的标题《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》吸引了我，我希望它能像一位经验丰富的老师一样，循序渐进地引导我入门。我最期待的是书中能够提供一些基础电路的详细讲解，比如放大电路、滤波电路、振荡电路等，并且能够解释它们在竞赛项目中的具体应用。我希望它能用清晰易懂的语言，配合生动的插图和实例，帮助我建立起扎实的理论基础。如果书中还能包含一些常见的电路故障分析和排除方法，那就太棒了，这样我在实际制作中遇到问题时，也能有据可依，不再那么茫然。我还需要学习如何将自己的一些想法转化为实际的电路，这本书能否提供一些创意激发和方案设计的思路，让我少走弯路，直接进入到核心的设计环节，这对我来说至关重要。

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作为一个在电子设计竞赛领域摸爬滚打了几年的学生，我深知竞赛的残酷性，也明白每一次成功背后都有无数次失败的尝试。我购买这本书，主要是想从中寻找一些突破性的设计思路和更高效的解决方案。我希望它能够提供一些我之前没有接触过的、或者是在现有方案基础上进行优化的高级电路设计技术。例如，如何在保证性能的前提下，大幅度降低功耗，或者如何在高密度PCB上实现更优化的信号完整性。我也非常关注书中是否会介绍一些适用于未来竞赛趋势的电路模块，比如物联网相关的无线通信模块、低功耗嵌入式系统设计，或者一些新兴的传感器接口技术。我希望这本书能给我带来一些“眼前一亮”的感觉，让我看到通往更高水平的路径。另外，对于那些已经掌握了基本知识的学生来说，一本真正有价值的书，应该能够提供一些关于如何平衡性能、成本和功耗的权衡技巧，以及如何进行模块化设计和系统集成的方法论。我很期待这本书能够提供一些“点石成金”的智慧。

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说实话，拿到这本书的时候，我最先关注的是它在内容上的深度和广度。我一直认为，电子设计竞赛考察的不仅仅是某一个知识点的掌握，更重要的是综合运用能力和解决实际问题的能力。所以，一本好的参考书，应该能够覆盖竞赛中可能涉及到的各种硬件电路模块，比如电源管理、信号处理、微控制器接口、传感器集成等等。我希望《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》能够提供一些前沿的电路设计理念和技术，例如低功耗设计、高精度测量、或者在通信模块上的创新应用。同时，我也很想知道书中是否会涉及到一些EDA工具的使用技巧，以及如何在设计过程中进行仿真和验证。毕竟，在实际制作过程中，很多问题都需要通过仿真来提前发现和解决。我很看重那些能够提供“为什么”和“怎么做”的书籍，而不只是简单地罗列一些电路图。我希望这本书能够解释清楚每一个设计决策背后的原理和考量，让读者真正理解电路的工作机制，而不是死记硬背。另外，如果书中能包含一些关于PCB布局布线、EMC/EMI防护等方面的指导，那就更完美了，因为这些细节往往是影响电路性能的关键因素。

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这本书的标题叫做《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》，光看书名就觉得内容一定非常扎实，充满了技术干货。我一直对电子设计领域有着浓厚的兴趣，尤其是在大学期间，电子设计竞赛更是我关注的焦点。我曾多次在各种技术论坛和在线社区看到与EDC相关的讨论，大家在分享经验、交流心得时，往往会提到对复杂电路的深入理解和巧妙设计的重要性。很多同学都会为如何将理论知识转化为实际可用的电路而苦恼，如何在有限的时间和资源下做出具有竞争力的作品更是难上加难。这本书的名字恰好点出了这个痛点，它承诺要“精解”硬件电路的设计，这对于所有准备参赛的学生来说，无疑是雪中送炭。我非常期待它能提供系统性的方法论，帮助我们梳理设计思路，掌握核心技术，并且能够深入剖析一些经典或具有代表性的EDC项目案例，让读者在学习理论的同时，也能看到实际应用中的成功范例，从而触类旁通，激发自己的创新灵感。我希望这本书不仅仅是讲解理论，更能提供一些实用的调试技巧、元器件选型指南，甚至是如何进行成本控制和电路优化的建议。总而言之，这本书的价值在于它能否真正帮助我们跨越从理论到实践的鸿沟，提升我们在电子设计竞赛中的竞争力。

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这本书的名称《全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解》让我立刻联想到我在学习过程中遇到的一个普遍问题：理论知识的理解与实际工程应用的脱节。我学习过很多电子技术方面的教材，但很多时候，书本上的理论只是描绘了理想化的状态，而在实际电路设计中，元器件的参数差异、寄生效应、以及环境干扰等因素，都会对电路性能产生显著影响。我购买这本书，是希望它能够填补这一空白，提供更贴近实际工程应用的电路设计方法。我期待它能够深入讲解如何根据具体需求，选择合适的元器件，并解释这些选择背后的原因，例如不同型号的运放、ADC/DAC的选型考量，以及电源器件的匹配等等。此外，我希望书中能够提供一些关于电路布局、布线、接地和屏蔽等方面的实践经验，因为这些往往是决定电路稳定性和抗干扰能力的关键。如果书中还能包含一些关于故障诊断和性能优化的实例分析，能够让我学习如何从实际的测试数据中发现问题，并找到有效的解决办法，那就更具价值了。这本书如果能教会我如何“设计出可靠的、高性能的、并且是能够通过最终测试的电路”，那它就绝对是一本必不可少的参考书。

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