脉冲功率技术基础

脉冲功率技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学
作者:韩旻//邹晓兵//张贵新
出品人:
页数:205
译者:
出版时间:2010-7
价格:25.00元
装帧:
isbn号码:9787302219422
丛书系列:
图书标签:
  • 脉冲功率
  • TN电子通信技术
  • 脉冲功率
  • 高电压
  • 电磁兼容
  • 电力电子
  • 电物理
  • 电磁场
  • 能量存储
  • 开关电源
  • 电磁武器
  • 激光电源
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具体描述

《脉冲功率技术基础》主要介绍脉冲功率技术的基本原理及应用。内容包括能量的储存、高功率脉冲的产生、开关技术、绝缘、强流相对论二极管的结构和特性、脉冲功率装置中常用的检测与诊断技术、几种典型脉冲功率装置及其应用,以及脉冲功率技术的最新发展等。

《脉冲功率技术基础》可作为高等院校电气工程、工程物理、核聚变、强激光与高功率微波等专业高年级本科生和研究生相关课程的教材,也可供相关领域的科研和工程技术人员参考。

现代通信系统中的信号处理与信息论 图书名称: 现代通信系统中的信号处理与信息论 内容简介: 本书深入探讨了现代通信系统中信号处理和信息论的核心原理及其在实际系统设计中的应用。全书分为四个主要部分,旨在为读者构建一个从基础理论到前沿应用的完整知识体系。 第一部分:信号分析与表示 本部分从经典信号理论出发,系统地介绍了连续时间信号和离散时间信号的数学描述与分析工具。重点内容包括傅里叶分析(连续与离散)、拉普拉斯变换、Z变换及其在系统分析中的应用。我们详细阐述了周期性与非周期性信号的频谱特性,以及如何利用这些特性进行有效的信号表示与压缩。 傅里叶级数与变换: 详细剖析了信号在频域的表示方法,包括功率谱密度和能量谱密度的计算,强调了傅里叶变换在解调与滤波过程中的关键作用。 线性时不变(LTI)系统: 深入分析了LTI系统的冲激响应、频率响应和传递函数。通过卷积运算,清晰地展示了信号通过系统后的动态变化规律,并讨论了因果性与稳定性判据。 采样定理与量化: 全面覆盖奈奎斯特-香农采样定理,讨论了欠采样、过采样及其对信号重建的影响。量化理论部分着重分析了量化噪声的统计特性及其在模数(A/D)转换器设计中的优化策略。 第二部分:随机过程与噪声理论 现代通信系统不可避免地受到噪声和干扰的影响,本部分专注于随机过程的数学模型及其在通信信道分析中的应用。 随机变量与随机过程基础: 阐述了概率论与数理统计的基本概念,引入了高斯过程、平稳过程、遍历过程等关键随机过程模型。读者将学习如何利用自相关函数和功率谱密度来描述随机信号的统计特性。 噪声源与建模: 详细分析了通信系统中常见的噪声类型,如热噪声(约翰逊噪声)、散粒噪声和环境噪声。着重介绍如何使用白噪声和带通高斯噪声模型来模拟信道中的随机干扰。 最优滤波理论: 这是本部分的核心。详细推导并应用维纳-霍夫方程,介绍了维纳滤波器(Wiener Filter)的设计原理,用以在存在随机噪声的环境下实现信号的最佳估计。同时,对卡尔曼滤波(Kalman Filter)的基础结构和递推算法进行了介绍,展示了其在动态系统跟踪中的强大能力。 第三部分:信息论与信道容量 信息论是现代通信系统的理论基石。本部分致力于揭示信息传输的极限和效率。 信息度量与熵: 引入信息源的概念,精确定义了信息熵、互信息和条件熵,用以量化信息的不确定性和关联性。讨论了源编码的理论极限,如霍夫曼编码和算术编码的效率分析。 信道容量理论: 深入剖析了离散信道和连续信道模型。重点讲解了香农-哈特利定理(Shannon-Hartley Theorem),阐明了带宽、信噪比(SNR)与信道容量之间的基本关系,这是衡量通信系统性能的根本指标。 信道编码基础: 在介绍完容量极限后,本部分开始探讨如何设计编码方案来逼近这一极限。详细介绍了线性分组码(如汉明码)、循环码(如CRC)的基本代数结构和纠错能力。 第四部分:现代数字通信系统 最后一部分将理论与实际应用相结合,重点关注现代数字调制、解调技术及其性能分析。 基带传输与限带信号: 阐述了信号在基带传输中的限制因素,包括码间干扰(ISI)的产生机制。详细介绍了奈奎斯特准则,并讨论了如何通过均衡技术(如线性均衡器和判决反馈均衡器)来消除ISI。 数字调制技术: 系统地介绍了幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)和相移键控(PSK)等基本调制方式。着重分析了正交幅度调制(QAM)和相位调制在功率谱密度和星座图上的特性。 最佳接收与性能分析: 聚焦于在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的最佳解调器设计,即匹配滤波器(Matched Filter)。详细推导出二进制和多进制调制的误码率(BER)性能曲线,并对比了不同调制方案的功率效率和带宽效率。 信道编码进阶: 针对如何突破香农限的挑战,本部分引入了更先进的信道编码技术,包括卷积码及其维特比(Viterbi)译码算法,以及Turbo码和低密度奇偶校验码(LDPC)的基本思想和应用场景,展示了现代通信系统如何通过复杂的编码和译码策略实现可靠传输。 本书的特点在于理论推导严谨,同时密切关注工程实际。大量的图表和例题穿插其中,帮助读者建立直观理解,是通信工程、电子信息、信号处理等领域研究生及高年级本科生的理想教材,亦可作为相关领域工程技术人员的深入参考书。全书力求在保持数学严谨性的前提下,清晰地揭示现代通信系统的设计哲学和性能瓶颈。

作者简介

韩曼 清华大学教授。1960年毕业于清华大学电机系。主要从事强电流脉冲放电技术、稠密等离子体焦点和z箍缩(z—Pirmh)等离子体等学科的教学与科研工作。曾任清华大学气体放电与等离子体实验室主任(1983—1997年),北京市等离子体学会两届理事。先后为清华大学高年级本科生新开设选修课程“冲击大电流技术”(1983—1988年)“强流脉冲放电技术”(1989—1992年),为研究生新开设选修课程“脉冲功率技术基础”(1994—2002年),并编写了相关教材。作为指导教师指导硕士、博士研究生及博士后20余人。获清华大学教学工作优秀成果二等奖两项(1987年,1993年)。科研方面,获得国防科工委科技进步二等奖(第一完成人,1992年),获得国家教委科技进步二等奖(第二完成人,1988年)。作为项目负责人完成国家自然科学重点基金和自然科学基金、国家攻关项目子课题、国防预研基金、国家863基金、清华大学基础研究重点基金等十余项。在国内外发表论文100余篇。获国务院政府特殊津贴。是IEEE高级会员(Senior Member)。

目录信息

第1章 脉冲功率技术概述 1.1 什么是脉冲功率技术 1.2 脉冲功率技术的发展 1.3 脉冲功率系统的基本组成与应用 参考文献 第2章 能量的储存 2.1 概述 2.2 电容储能及脉冲电容器 2.2.1 电容储能 2.2.2 脉冲电容器 2.2.3 Marx发生器储能系统 2.3 电感储能 2.3.1 工作原理 2.3.2 人工过零技术 2.4 机械储能 2.4.1 脉冲发电机组 2.4.2 单极发电机 2.5 化学能 2.5.1 蓄电池 2.5.2 爆磁压缩发生器 参考文献 第3章 高功率脉冲的产生 3.1 概述 3.2 大容量电容器组并联运行 3.2.1 多台电容器并联运行 3.2.2 放电回路分析 3.2.3 用于电力部门的冲击电流发生器简介 3.2.4 开关并联运行的条件 3.3 Marx发生器 3.3.1 用于脉冲功率技术领域的Marx发生器 3.3.2 Marx发生器陡化电容器电路 3.4 单传输线 3.4.1 电磁波在均匀无损线上的传播 3.4.2 单传输线型高压脉冲形成线 3.5 Blumlein传输线 3.5.1 同轴Blumlein传输线的工作原理 3.5.2 Marx发生器对Blumlein传输线充电时的电压和能量传输效率 3.5.3 Blumlein传输线放电时负载上电压波形 3.5.4 Blumlein传输线对负载的能量传输效率 参考文献 第4章 开关技术 4.1 概述 4.1.1 开关的主要特性参数 4.1.2 开关的触发系统 4.2 气体开关 4.2.1 三电极开关 4.2.2 电场畸变火花开关 4.2.3 多弧道开关 4.2.4 激光触发气体开关 4.3 固体开关 4.3.1 固体薄膜多通道开关 4.3.2 磁开关 4.3.3 光导半导体开关 4.3.4 高功率重复频率半导体固态开关 4.4 液体开关 4.5 开断开关简介 4.5.1 开断开关 4.5.2 等离子体断路开关 4.6 赝火花开关 4.6.1 工作原理 4.6.2 赝火花开关举例 参考文献 第5章 电介质的绝缘特性 5.1 引言 5.2 气体绝缘 5.2.1 静态电压下气体电介质的绝缘强度 5.2.2 脉冲电压下气体介质的击穿特性 5.3 液体绝缘 5.3.1 液体绝缘介质中的实用公式 5.3.2 几种常用的液体绝缘介质 5.4 固体绝缘 5.4.1 固体绝缘介质的几种击穿机制简述 5.4.2 计算几种固体绝缘材料击穿场强的实用公式 5.5 固体绝缘介质沿面闪络 5.5.1 沿面闪络结构类型 5.5.2 空气中纳秒脉冲电压下同轴电缆沿面闪络特性的试验研究 5.5.3 真空沿面闪络的击穿机制 5.5.4 纳秒脉冲下绝缘子真空沿面闪络特性试验研究举例 参考文献第6章 真空二极管 6.1 真空二极管的构型与绝缘 6.1.1 真空沿面绝缘设计原则 6.1.2 真空磁绝缘 6.2 二极管中电子束和离子束的物理机制及特性 6.2.1 电子的发射过程 6.2.2 高功率二极管中的电子流 6.2.3 电子、离子双向流 6.2.4 二极管上的预脉冲 6.2.5 箍缩电子束二极管 6.2.6 同轴径向二极管 6.2.7 高功率离子束二极管 参考文献第7章 测量与诊断 7.1 引言 7.2 用分流器测量脉冲大电流 7.2.1 基本原理 7.2.2 分流器的种类 7.2.3 分流器应用举例 7.3 Rogowski电流测量线圈 7.3.1 电流测量线圈的基本原理 7.3.2 用Rogowski线圈测量冲击电流时的误差分析 7.4 用法拉第筒测量加速器二极管中强流电子束 7.4.1 法拉第筒的结构 7.4.2 法拉第筒同轴测量电阻阻值的标定 7.5 磁光电流测量装置 7.5.1 磁光效应 7.5.2 磁光式电流传感器原理与构成 7.5.3 磁光式电流传感器信号处理 7.6 用分压器测量脉冲高电压 7.6.1 电阻分压器 7.6.2 电容分压器 7.6.3 阻容分压器 7.7 脉冲功率技术中的诊断技术举例 7.7.1 X射线总剂量测量 7.7.2 X射线能谱范围 7.7.3 稠密等离子体焦点脉冲X射线源随时间的变化特性 7.7.4 X射线针孔成像 7.7.5 激光差分干涉诊断 参考文献第8章 脉冲功率装置及其应用举例 8.1 引言 8.2 相对论电子束(或离子束)加速器 8.2.1 加速器的组成 8.2.2 应用举例 8.3 高功率脉冲驱动的快速Z箍缩装置 8.4 直线感应加速器 8.5 高功率微波发生器 8.6 稠密等离子体焦点装置 8.6.1 等离子体焦点脉冲X射线源的应用举例 8.6.2 等离子体焦点脉冲中子源的应用举例 8.7 脉冲功率技术在环境保护中的应用 8.8 液电效应及其应用 8.8.1 液电效应 8.8.2 应用举例 8.9 重复频率脉冲功率装置 8.9.1 Tesla变压器型重复频率加速器的应用 8.9.2 Tesla变压器的工作原理参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计非常吸引人,深邃的蓝色背景配上醒目的红色脉冲波形,立刻抓住了我的眼球。拿到手中,纸张的质感也相当不错,印刷清晰,拿在手里有一种沉甸甸的实在感,这让我对里面内容的专业性有了初步的期待。我一直对物理世界中的能量传输和转化非常着迷,尤其是那些瞬间爆发的强大力量,比如闪电、激光,甚至是某些天文现象。这本书的标题“脉冲功率技术基础”让我联想到许多前沿科技,比如高能物理实验、定向能武器、以及各种瞬间功率放大设备。我很好奇,这本书究竟是如何将如此抽象而又充满力量的概念,用一种易于理解的方式呈现给读者的?是会从宏观的原理讲起,还是深入到具体的器件和电路设计?我特别希望能看到一些关于脉冲功率在实际应用中的案例分析,了解它们是如何改变我们的生活,或者在科研领域扮演着怎样的角色。我甚至在想,这本书会不会触及到一些高科技武器的原理,虽然这部分内容可能比较敏感,但我相信即使是基础的技术,也蕴含着无限的可能性。我对于书中是否会介绍一些历史上的里程碑式的人物和事件也很感兴趣,比如那些奠定了脉冲功率理论基础的先驱们,他们的思想和贡献又是如何一步步推动了这项技术的发展?总而言之,这本书给我带来的第一印象是厚重、专业且充满未来感,我迫不及待地想翻开它,一探究竟。

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坦白说,当我在书店里看到这本书的时候,我的第一反应是它看起来非常“硬核”。封面那种科技感十足的设计,加上“脉冲功率技术基础”这样直接的标题,很容易让人联想到复杂的数学公式和晦涩难懂的物理原理。我的专业背景并非直接与此相关,但我一直对那些能够瞬间释放巨大能量的技术抱有浓厚的兴趣,比如核聚变、粒子加速器,这些都需要极高的功率控制。我特别想知道,这本书是如何平衡科学的严谨性和科普的可读性,它是否会用一些生动的比喻和直观的图示来帮助我们理解那些抽象的物理概念?我最希望看到的是,书中能够清晰地解释“脉冲”和“功率”这两个词在技术语境下的具体含义,以及它们如何组合在一起产生如此强大的效应。是不是会涉及到电磁学、等离子体物理、半导体器件等多个领域?这本书的“基础”二字,也让我产生了一些小小的担忧,我担心它会过于简化,而无法触及到技术的精髓,或者反之,它会深奥到让非专业读者望而却步。我期望书中能够提供一些循序渐进的学习路径,从最基本的概念讲起,逐步深入到更复杂的系统和应用,让像我这样的普通读者也能有所收获,而不是被一堆术语淹没。我很好奇,作者在写作过程中,是如何考虑读者的知识背景的?

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我对这本书产生浓厚兴趣,是因为它触及了我一直以来对能量瞬间释放所带来的巨大潜力的好奇。我们生活中许多看起来习以为常的技术,比如照明、通信,其背后都离不开对电能的有效控制和传输,而“脉冲功率”则代表着将这种控制推向一个极致的领域。我设想,这本书可能会从基础的电磁学和电路理论讲起,逐步引导读者理解如何构建能够产生高电压、大电流甚至超短时间脉冲的系统。我特别希望能看到书中对一些经典脉冲功率发生器(如Marx发生器、感应电压倍增器)的原理进行深入浅出的讲解,配以清晰的电路图和物理模型。同时,我也对脉冲功率在各种极端环境下的应用非常感兴趣,比如它如何被用来模拟闪电、进行材料改性,甚至在太空探索中扮演某种角色。这本书的“基础”二字,也让我期待它能够提供一个扎实的理论框架,让我能够理解更复杂的脉冲功率系统,而不至于在遇到实际问题时感到无从下手。我很好奇,作者是否会分享一些关于脉冲功率技术发展历史上的重要事件和人物,或者在书中穿插一些有趣的实验案例,让我能够更直观地感受到这项技术的强大之处。

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我之所以对这本书产生好奇,很大程度上是因为我曾经在某个科普纪录片中看到过关于高功率脉冲放电的震撼画面,那瞬间释放出的巨大能量,以及由此产生的各种奇妙的现象,都给我留下了极其深刻的印象。我一直想了解,这些现象背后到底蕴含着怎样的科学原理,以及它们是如何被人类掌握和利用的。“脉冲功率技术基础”这个书名,在我看来,就好像一把钥匙,能够打开通往这些神秘领域的大门。我特别好奇,书中会不会详细介绍产生和控制高功率脉冲的各种方法和设备,比如那些体积庞大、结构复杂的发电机组,或者微小却精密的半导体开关?我非常希望能够了解到,这些技术是如何在瞬间将能量聚集起来,并以脉冲的形式释放出去的,其中涉及到哪些关键的物理过程?同时,我也对脉冲功率技术的应用领域非常感兴趣。除了那些显而易见的军事用途,它在工业生产、医疗诊断、甚至是基础科学研究中,又扮演着怎样的角色?比如,在材料科学领域,是否会用到脉冲功率来处理特殊的材料,或者在医学领域,是否有利用脉冲功率进行非侵入性治疗的技术?我希望能看到一些具体的案例,让我能够更直观地感受到这项技术是如何影响我们现实世界的,而不是停留在纯理论的层面。

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在我看来,“脉冲功率技术基础”这个标题本身就充满了探索的魅力。它不像某些科技书籍那样,直接指向某个具体的产品或应用,而是更偏向于对一种核心技术进行系统性的讲解。这让我对作者的写作意图产生了极大的兴趣:他/她究竟想从哪个角度切入,来构建这个“基础”?我一直对那些能够瞬间改变物质状态或能量形态的技术非常着迷,而“脉冲功率”恰恰符合我的这种好奇心。我猜想,这本书可能会从电磁学的基本原理出发,解释如何产生和储存瞬时的高能量,然后逐步深入到如何将这些能量以脉冲的形式精确地释放出来。我特别希望书中能够包含一些关于不同类型脉冲发生器(如电感式、电容式、等离子体式)的工作原理的详细介绍,以及它们各自的优缺点和适用场景。我也对如何测量和诊断脉冲功率信号的技术感兴趣,毕竟,准确的测量是理解和优化技术的基础。此外,我还在思考,这本书是否会涉及一些前沿的脉冲功率应用,比如在聚变能源研究中的作用,或者在先进雷达和通信系统中的应用。毕竟,基础技术往往是孕育颠覆性创新的土壤,我希望这本书能够为我打开一扇了解未来科技的可能性的大门。

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