工程电路分析/普通高等院校电子信息类“十二五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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章家岩，郎佳红 编

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• 信号与系统

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118087604

版次：1

商品编码：11310726

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸

页数：336

正文语种：中文

内容简介

　　《工程电路分析/普通高等院校电子信息类“十二五”规划教材》共分为13章，分别是电路模型和电路定律、电阻电路的等效变换、电阻电路的一般分析方法、电路定理、正弦稳态电路分析、三相电路、耦合电感电路、非正弦周期信号电路的稳态分析、动态电路的时域分析、线性动态电路的复频域分析、二端口网络及多端元件、电路方程的矩阵形式、非线性电路分析基础等。各章附有一定例题、习题，书末附有各章主要习题的参考答案。
　　《工程电路分析/普通高等院校电子信息类“十二五”规划教材》选材新颖、结构合理、时代感强，着力培养学生的分析计算能力、理论联系实际的工程思维，既可作为电类工科专业的专业基础课教材，也可作为相关专业工程技术人员的学习和参考用书。

目录

第一章 电路模型和电路定律
1.1 实际电路和电路模型
1.2 电路基本变量
1.2.1 电流及其参考方向
1.2.2 电压及其参考方向
1.2.3 关联参考方向
1.2.4 电功率和能量
1.3 理想电路元件
1.3.1 电阻元件
1.3.2 电压源和电流源（独立电源）
1.4 受控源
1.5 基尔霍夫定律
1.5.1 几个概念
1.5.2 基尔霍夫电流定律（KCL）
1.5.3 基尔霍夫电压定律（KVL）
习题

第二章 电阻电路的等效变换
2.1 单端口网络及等效概念
2.2 电阻串联一并联和△-Y的等效变换
2.2.1 电阻的串联与并联
2.2.2 电阻的Y形与△形连接及它们间的相互转换
2.3 含受控源单端口网络的等效电阻
2.4 等效电阻的常见解题技巧
2.5 有源单端口网络的等效变换
习题

第三章 电阻电路的一般分析方法
3.1 电路图论的基本概念
3.2 KCL和KVL的独立方程
3.3 支路电流法
3.4 网孔电流法与回路电流法
3.5 节点电压法
3.6 含运算放大器的电阻电路的分析
习题

第四章 电路定理
4.1 齐性定理
4.2 叠加定理
4.3 替代定理
4.4 戴维南定理和诺顿定理
4.4.1 戴维南定理
4.4.2 诺顿定理
4.5 最大功率传输功率
4.6 特勒根定理
4.7 互易定理
4.8 对偶定理
习题

第五章 正弦稳态电路分析
5.1 电容元件与电感元件
5.1.1 电容元件
5.1.2 电感元件
5.1.3 电容、电感元件的串联与并联
5.2 正弦量有关概念
5.2.1 正弦量有关概念
5.2.2 正弦量的有效值
5.3 正弦量的相量
5.3.1 复数及其描述形式
5.3.2 相量法基础
5.3.3 电工常用仪表
5.4 电路定律的相量形式
5.5 阻抗与导纳
5.6 相量图及其应用
5.7 IE：弦稳态电路相量分析方法
5.8 正弦稳态电路的功率分析
5.8.1 平均功率
5.8.2 功功率
5.8.3 复功率
5.8.4 正弦稳态最大功率传输
5.9 频率响应与谐振电路
5.9.1 频率响应
5.9.2 RLC串联谐振电路
5.9.3 RLC并联谐振电路
5.10 工程应用介绍功率因数的提高
习题

第六章 三相电路
6.1 三相电路的基本知识
6.1.1 三相电源与三相负载
6.1.2 线电压（电流）与相电压（电流）关系
6.2 对称三相电路的分析计算
6.2.1 Y-Y形对称三相电路
6.2.2 △-△形对称三相电路
6.2.3 复杂对称三相电路分析与计算
6.3 不对称三相电路的分析计算
6.4 三相电路的功率与测量
6.5 工程应用介绍
习题

第七章 耦合电感电路
7.1 耦合电感的概念
7.2 含耦合电感电路的分析
7.2.1 耦合电感的串联
7.2.2 耦合电感的并联
7.2.3 耦合电感的三端连接
7.3 空芯变压器电路的分析
7.4 全耦合变压器及理想变压器
7.5 工程应用介绍
7.5.1 自耦变压器
7.5.2 电流互感器和电压互感器
7.5.3 电焊变压器
习题

第八章 非正弦周期信号电路的稳态分析
8.1 非正弦周期信号
8.1.1 常见非正弦周期信号及产生原因
8.1.2 非正弦周期信号的谐波分析
8.1.3 周期信号的频谱
8.2 非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率
8.2.1 有效值
8.2.2 平均值
8.2.3 平均功率
8.3 非正弦周期信号电路的分析计算
习题

第九章 动态电路的时域分析
9.1 动态电路暂态过程的基本概念
9.2 动态电路方程的建立及初始条件的计算
9.2.1 电路微分方程
9.2.2 换路定则
9.2.3 独立与非独立初始值的计算
9.3 一阶电路的零输入响应
9.3.1 一阶RC电路的零输入响应
9.3.2 一阶RL电路的零输入响应
9.4 一阶电路的零状态响应
9.4.1 直流激励下RC电路的零状态响应
9.4.2 直流激励下RL电路的零状态响应
9.5 一阶电路的全响应及三要素公式法
9.5.1 全响应及其分解
9.5.2 三要素法
9.5.3 ／正弦激励下一阶电路的响应
9.6 一阶电路的阶跃响应
9.6.1 阶跃函数
9.6.2 阶跃响应
9.7 一阶电路的冲激响应
9.7.1 冲激函数
9.7.2 冲激响应
9.8 二阶动态电路的时域分析
9.8.1 二阶电路的零输入响应
9.8.2 二阶电路的零状态响应
9.8.3 二阶电路的全响应
9.9 工程应用介绍

第十章 线性动态电路的复频域分析
10.1 拉普拉斯变换与拉普拉斯逆变换
10.2 拉普拉斯变换的基本性质
10.3 拉普拉斯逆变换的部分分式展开法
10.4 元件方程及电路定律的运算形式
10.5 动态电路暂态响应复频域分析
习题

第十一章 二端口网络及多端元件
11.1 二端口网络基本概念
11.2 二端口网络的参数及方程
11.2.1 Z参数方程（开路阻抗参数方程）
11.2.2 Y参数方程（短路导纳参数方程）
11.2.3 T参数方程（传输参数及方程）
11.2.4 H参数及方程（混合参数及方程）
11.3 二端口网络的等效电路
11.3.1 互易二端口的等效电路
11.3.2 非互易二端口的等效电路
11.4 端接二端口网络的分析
11.4.1 输入阻抗
11.4.2 输出阻抗
11.4.3 开路电压
11.4.4 电压增益函数
11.4.5 电流增益函数
11.5 复合二端口网络
11.5.1 二端口网络的级联
11.5.2 二端口网络的串联
11.5.3 二端口网络的并联
11.5.4 二端口网络有效性连接的判定方法
11.6 回转器和负阻抗变换器
11.6.1 回转器
11.6.2 负阻抗变换器
习题

第十二章 电路方程的矩阵形式
12.1 电路拓扑矩阵
12.1.1 割集
12.1.2 关联矩阵
12.1.3 回路矩阵
12.1.4 割集矩阵
12.1.5 矩阵A，Bf，Qf，的关系
12.2 节点电压方程的矩阵形式
12.3 回路电流方程的矩阵形式
12.4 割集电压方程的矩阵形式
习题

第十三章 非线性电路分析基础
13.1 非线性元件
13.1.1 非线性电阻元件
13.1.2 非线性电容元件
13.1.3 非线性电感元件
13.2 非线性电阻电路分析
13.2.1 非线性电路方程
13.2.2 小信号分析法
13.2.3 分段线性化分析
13.3 二极管电路分析
13.3.1 二极管电路分析
13.3.2 二极管折线段模型
13.3.3 二极管小信号等效模型
13.4 工程应用介绍
习题

附录A E-24系列和E-96系列电阻标称值
附录B 部分习题答案
参考文献

前言/序言

《电子技术基础：信号与系统》 一、 课程定位与内容概述 《电子技术基础：信号与系统》是一门面向电子信息类专业本科生的核心专业基础课程，旨在为学生构建一个扎实的信号与系统理论基础。本课程系统地介绍连续时间和离散时间信号的描述、分类、运算，以及线性时不变（LTI）系统的时域、频域和复频域分析方法。通过对信号与系统的深入学习，学生将能够理解和掌握电子信息系统中信息传递和处理的基本原理，为后续学习专业课程（如通信原理、数字信号处理、控制理论、集成电路设计等）打下坚实的基础。 课程内容涵盖了信号的基本概念，包括信号的定义、分类（如连续/离散、周期/非周期、偶/奇、能量/功率信号等），以及信号的运算（如加、减、乘、移位、翻转、尺度变换等）。在此基础上，课程将重点讲解线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时移不变性、因果性、稳定性等。 时域分析是理解系统行为的起点。本课程将详细介绍卷积运算在LTI系统分析中的核心作用，包括连续时间卷积和离散时间卷积的计算方法，以及如何通过卷积来描述LTI系统对任意输入信号的响应。通过时域分析，学生能够直观地理解系统是如何“记忆”过去的输入并生成输出的。 频域分析是信号与系统分析的重要工具。课程将引入傅里叶级数和傅里叶变换，用于分析周期信号和非周期信号的频谱特性。学生将学习如何利用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，从而揭示信号的频率成分。傅里叶变换在系统分析中的应用也将被深入探讨，包括如何通过系统的频率响应来理解系统对不同频率分量的滤波或放大作用。 复频域分析（拉普拉斯变换和Z变换）是进一步深化系统分析的强大手段。本课程将介绍拉普拉斯变换在连续时间LTI系统分析中的应用，包括其收敛域的概念，以及如何利用拉普拉斯变换将微分方程转换为代数方程，从而简化系统分析。同样，Z变换将在离散时间LTI系统分析中发挥重要作用，帮助学生理解离散系统的稳定性、频率响应等特性。 此外，本课程还将触及一些重要的辅助概念，如采样定理，它解释了连续信号如何被离散化以进行数字处理，以及如何避免混叠现象。同时，也会介绍一些基本的系统模型，如RC电路、RLC电路等，并展示如何运用信号与系统的理论对它们进行分析。 二、 学习目标与能力培养 通过本课程的学习，学生将能够： 1. 掌握信号与系统的基本概念和理论：清晰理解连续和离散信号的各种类型及其数学表示，并熟练运用信号的运算。 2. 深刻理解LTI系统的性质：能够准确判断一个系统是否为LTI系统，并理解其因果性、稳定性、线性、时移不变性等核心特性。 3. 熟练运用时域分析方法：掌握卷积的概念及其计算，能够通过卷积运算求解LTI系统在零状态下的零输入响应。 4. 掌握频域分析工具：能够利用傅里叶级数和傅里叶变换分析信号的频谱特性，理解系统的频率响应，并运用傅里叶分析解决实际问题。 5. 熟练运用复频域分析方法：掌握拉普拉斯变换和Z变换的计算及性质，能够利用它们分析连续时间和离散时间LTI系统的稳定性、暂态响应和稳态响应。 6. 建立信号与系统之间的联系：能够理解时域、频域和复频域分析方法之间的内在联系，并根据具体问题选择最合适的分析工具。 7. 培养抽象思维和数学建模能力：能够将实际的物理系统抽象为数学模型，并运用信号与系统的理论进行分析和预测。 8. 为后续专业课程学习奠定基础：为深入学习通信原理、数字信号处理、控制理论、嵌入式系统等专业课程提供必要的理论支撑。 三、 教学内容详细阐述 第一部分：信号的基本概念与运算 信号的定义与表示：信号作为信息载体，其基本定义和数学表示方法（如解析式、表格、图形）。 信号的分类： 连续时间信号与离散时间信号：时间变量是连续的还是离散的。 周期信号与非周期信号：是否存在一个最小正时间间隔，使得信号在每个周期内重复。 偶信号与奇信号：信号是否关于时间原点对称。 能量信号与功率信号：信号的能量或功率是否有限，区分信号的衰减特性。 实信号与复信号：信号的幅值是否为复数。 基本信号：单位冲激信号（δ(t)或δ[n]）、单位阶跃信号（u(t)或u[n]）、指数信号（e^(at)或a^n）、正弦/余弦信号。这些基本信号是构建复杂信号和分析系统响应的基础。 信号的运算： 基本运算：加、减、乘。 时间变量变换： 移位：f(t-a) 或 f[n-k]，信号在时间轴上的平移。 翻转：f(-t) 或 f[-n]，信号在时间轴上的镜像。 尺度变换：f(at) 或 f(an)，信号在时间轴上的压缩或展宽。 幅度变换：Af(t) 或 Af[n]，信号幅值的伸缩。 信号的分解：例如，将任意信号分解为偶分量和奇分量。 第二部分：线性时不变（LTI）系统 系统的定义与建模：将物理现象抽象为数学模型，理解输入-输出关系。 LTI系统的基本性质： 叠加性（线性）：对于输入信号的线性组合，系统的输出也是相应输出的线性组合。 时移不变性：输入信号的时间平移，导致输出信号相应的时间平移。 因果性：系统的输出仅依赖于当前和过去的输入，不依赖于未来的输入。 稳定性：若有界输入能产生有界输出，则系统是稳定的。 LTI系统的系统函数（传递函数）：描述LTI系统在复频域或Z域的特性，是分析系统行为的关键。 第三部分：时域分析 卷积积分（连续时间）： 定义：y(t) = x(t) h(t) = ∫[-∞, ∞] x(τ)h(t-τ) dτ 几何解释：通过输入信号的翻转、移位和相乘求面积。 重要性：零状态响应的计算，即系统在初始状态为零时，对任意输入信号的响应。 卷积的性质：交换律、结合律、分配律。 卷积和（离散时间）： 定义：y[n] = x[n] h[n] = Σ[k=-∞, ∞] x[k]h[n-k] 计算方法：类似卷积积分，通过移位、翻转、相乘求和。 冲激响应：LTI系统对单位冲激信号的响应h(t)或h[n]，是完全表征LTI系统的关键。 第四部分：频域分析 傅里叶级数（FS）： 应用：分析周期信号的频谱。 三角形式和指数形式。 傅里叶级数系数的计算。 周期信号的频谱图。 傅里叶变换（FT）： 应用：分析非周期信号的频谱。 定义：X(ω) = ∫[-∞, ∞] x(t)e^(-jωt) dt 傅里叶反变换。 傅里叶变换的性质：线性性、时移性、频率移位性、对称性、卷积性质、微分性质、积分性质等。 常用信号的傅里叶变换对：冲激信号、阶跃信号、指数信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号、正弦/余弦信号等。 系统频率响应： 定义：H(ω) = Y(ω)/X(ω)，其中Y(ω)和X(ω)分别是输出和输入的傅里叶变换。 幅频特性和相频特性：描述系统对不同频率分量幅值和相位的改变。 滤波器的概念：低通、高通、带通、带阻滤波器。 帕斯瓦尔定理：信号的能量在时域和频域的等价性。 第五部分：复频域分析 拉普拉斯变换（LT）： 定义：F(s) = ∫[-∞, ∞] f(t)e^(-st) dt，其中s = σ + jω是复变量。 收敛域（ROC）：拉普拉斯变换存在的s的范围，它包含了关于系统稳定性和因果性的重要信息。 拉普拉斯反变换。 拉普拉斯变换的性质：线性性、时移性、尺度变换、频移性、微分性质、积分性质、卷积性质等。 LTI系统在拉普拉斯域的分析：将微分方程转化为代数方程，求解系统响应。 系统函数H(s)：由系统的单位冲激响应h(t)的拉普拉斯变换得到，或直接由微分方程得到。 极点和零点：系统函数H(s)的极点和零点决定了系统的动态特性。 稳定性与因果性：与拉普拉斯变换的收敛域和系统函数极点的关系。 Z变换（ZT）： 定义：F(z) = Σ[n=-∞, ∞] f[n]z^(-n)，其中z是复变量。 收敛域（ROC）：Z变换存在的z的范围，同样对离散系统分析至关重要。 Z反变换。 Z变换的性质：与拉普拉斯变换类似，包括线性性、时移性、尺度变换、尺度变换、卷积性质、微分性质等。 LTI系统在Z域的分析：将差分方程转化为代数方程，求解系统响应。 系统函数H(z)：由系统的单位冲激响应h[n]的Z变换得到。 极点和零点：系统函数H(z)的极点和零点决定了离散系统的动态特性。 稳定性与因果性：与Z变换的收敛域和系统函数极点的关系。 第六部分：采样定理 采样过程：将连续时间信号离散化的过程。 奈奎斯特采样定理：为了无失真地恢复原始信号，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。 混叠现象：采样频率不足时，高频分量会“折叠”到低频区域，导致信息失真。 采样定理在数字信号处理中的重要性。 四、 学习方法与建议 注重概念理解：信号与系统的分析方法高度依赖于数学工具，但背后的物理意义和概念理解更为重要。 勤加练习：大量的习题练习是掌握信号与系统分析方法的不二法门。包括信号运算、卷积计算、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的应用等。 掌握数学工具：熟练运用微积分、复变函数等数学知识是学习本课程的基础。 建立联系：时刻关注时域、频域和复频域分析方法之间的内在联系，理解它们在解决不同问题时的优势。 利用仿真工具：学习使用MATLAB等工具进行信号生成、系统建模和仿真分析，有助于加深对理论知识的理解和验证。 积极参与课堂讨论：与同学和老师交流，解决学习中的疑问，互相启发。 五、 适用对象 本课程适用于高等院校电子信息类、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业的本科生。同时，也适合对信号与系统理论感兴趣的其他专业的学生或工程师作为入门和进阶学习的教材。 《电子技术基础：信号与系统》 将引领学生进入一个充满数学之美和工程智慧的信号与系统世界，为他们在信息时代的广阔天地中施展才华奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构安排是我非常喜欢的一点。它遵循了一个非常逻辑清晰的学习路径，从最基础的电路元件（电阻、电容、电感）和基本定律（欧姆定律、基尔霍夫定律）开始，逐步过渡到更复杂的分析技术，比如节点电压法、网孔电流法，再到交流电路分析、三相电路等。这种循序渐进的编排方式，让我在学习过程中不会感到突兀或迷失。每章的结尾通常会有一个小结，对本章的重点内容进行回顾和提炼，这对于巩固记忆非常有帮助。另外，书中对定理和定律的引入，都给出了清晰的数学推导，并且解释了其物理意义，让我能够理解这些理论是如何发展而来的，而不仅仅是背诵结论。我注意到，在讲解某些重要定理时，作者会反复提及，并将其与其他分析方法进行对比，从而加深读者的理解。这种严谨的学术风格，确实是一本优秀教材的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常准确而严谨，用词专业，没有多余的废话，这正是我所期望的一本专业教材应有的特质。作者在处理每一个概念时，都力求做到表述清晰、逻辑严密，很少出现含糊不清或模棱两可的说法。我印象深刻的是，当引入一些较难理解的数学工具时，作者会给出非常详尽的背景介绍和应用场景，让读者明白为什么需要学习这些工具，以及它们在电路分析中扮演的角色。虽然有些地方的数学推导确实需要一定的基础，但整体而言，作者的叙述方式是易于跟随的，通过精心的引导，让我能够一步步理解复杂的推导过程。我发现，在阅读过程中，我很少需要反复查阅其他的辅助资料，因为这本书本身就提供了相当完整和深入的讲解。这本教材对于我建立扎实的工程电路分析基础，起到了至关重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书给我留下的最深刻印象是其内容的深度和广度。它并没有浅尝辄止，而是深入剖析了许多工程电路分析的核心理论，例如稳态分析、瞬态分析以及频率响应等，这些内容都处理得非常细致。在讲解例如拉普拉斯变换在电路分析中的应用时，作者给出了非常详尽的推导过程，并且联系了实际的电路案例，让我能够真切地感受到理论的实用价值。书中对于一些经典的电路模型，如RLC电路、二端口网络等，都有专门的章节进行阐述，并且提供了多种分析方法，这对于培养我从不同角度审视和解决问题的能力非常有益。我尤其赞赏的是，作者在讲解过程中，始终注意理论与实践的结合，虽然这本书本身更偏重理论，但字里行间都透露出对工程应用场景的考量。这种“知其然，更知其所以然”的学习体验，让我觉得不仅仅是在记忆公式，而是在真正理解电路工作的本质。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，我最大的感受是它非常“实战”。虽然是一本理论教材，但它在讲解每一个知识点时，都尽可能地贴近实际工程中的应用需求。例如，在介绍运算放大器的应用时，书中不仅讲解了其基本原理，还列举了多种实际的电路设计，如滤波器、积分器、微分器等，并且详细分析了这些电路在不同参数下的性能表现。这种“理论服务于实践”的教学理念，让我觉得学到的知识不仅是枯燥的公式，而是能够真正解决实际问题的工具。我还在书中看到了一些关于元器件选择、噪声分析等方面的讨论，这对于初涉工程领域的学生来说，无疑是宝贵的经验指导。这本书让我觉得，学习电路分析不仅仅是为了考试，更是为了将来能够设计出更优化的电路系统，这激发了我更大的学习热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量确实很棒，纸张厚实，排版清晰，即使是长期翻阅也不会轻易损坏。封面设计也相当有现代感，色彩搭配和谐，给人一种专业且易于亲近的感觉，这对于一本理工科教材来说，无疑是加分项。我特别喜欢它在关键概念的解释部分，通常会用粗体字或者不同的颜色来强调，这使得我在阅读时更容易抓住重点，效率也因此大大提高。每章的开头都有清晰的学习目标，这让我能够提前了解本章的学习方向，并据此规划自己的阅读进度。此外，书中大量的插图和示意图，对于理解抽象的电路原理非常有帮助，它们不仅仅是简单的装饰，而是真正地辅助理解，将理论知识具象化。即使是相对复杂的概念，通过这些图示，也变得直观易懂，这对于初学者来说是非常友好的。我甚至发现，在某些章节后面附带的习题，其难度梯度设计得也相当合理，从基础概念的巩固到综合性问题的分析，层层递进，能够有效地检验和巩固学习成果。