模拟电子与数字逻辑 9787301214503 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

邬春明 著

图书标签:

• 模拟电子
• 数字逻辑
• 电子技术
• 电路分析
• 基础电子学
• 高等教育
• 教材
• 电子工程
• 通信工程
• 计算机硬件

店铺： 琅琅图书专营店

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301214503

商品编码：29599777629

包装：简装

出版时间：2013-02-01

图书基本信息
图书名称	模拟电子与数字逻辑	作者	邬春明
定价	39.00元	出版社	北京大学出版社
ISBN	9787301214503	出版日期	2013-02-01
字数		页码
版次	1	装帧	简装
开本	12k	商品重量	0.481Kg

内容简介

《模拟电子与数字逻辑(21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材)》(作者邬春明)参照非电类模拟电子与数字逻辑课程教学大纲编写，包括模拟电子和数字逻辑两大部分。模拟电子部分以基本概念、基本方法为主；数字逻辑部分以电路功能、分析设计方法和应用为主。全书共8章，分别为绪论，常用半导体器件，放大电路基础，集成运算放大电路及应用，数字逻辑基础，组合逻辑电路，时序逻辑电路，信息存储与信号产生、变换电路。各章后以“阅读材料”的形式对本章主要内容进行Multisim仿真分析，以便巩固和理解相关知识。书后提供了部分习题的参考答案。《模拟电子与数字逻辑(21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材)》注重对基本概念、基本原理的介绍，强调实际应用，内容叙述力求简明扼要、通俗易懂，可作为普通高等院校非电类各专业、计算机专业以及其他相近专业的电子技术基础等课程的教材，也可供相关工程技术人员参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《电路基础与应用》 前言 电路是现代科技的基石，从微小的集成电路到庞大的电力系统，无处不见其身影。理解电路的工作原理，掌握电路的设计与分析方法，是从事电子信息、自动化、电气工程等相关领域学习与研究的基础。本书旨在为读者系统性地介绍电路的基本概念、分析方法以及常见的应用，帮助读者建立扎实的电路知识体系，为进一步深入学习和解决实际工程问题打下坚实的基础。 本书的编写遵循循序渐进、理论与实践相结合的原则。我们从最基本的电路元件出发，逐步引入电路分析的各种工具和方法，然后将这些知识应用于分析和设计各种实际电路。我们力求语言清晰易懂，公式推导严谨，并通过丰富的实例和习题，帮助读者巩固所学知识，提高分析和解决问题的能力。 本书适合作为高等院校电子类、电气类、自动化类等专业本科生的教材，也可作为相关领域研究生的参考书，以及从事电子工程技术工作的工程师的案头必备。 第一章 电路基础概念 本章将介绍构成电路的基本元素和描述电路状态的物理量。 1.1 电路与电路模型 电路是指由各种电学元件（如电源、电阻、电容、电感等）连接而成的电流通路。在电路分析中，我们通常会使用电路模型来简化实际器件的复杂性，使其能够用数学方程来描述。 电路模型： 理想化元件的数学表示，例如理想电压源、理想电流源、理想电阻等。 实际元件与模型： 讨论实际元件（如实际电池、实际电阻）如何用理想元件的组合来近似。 1.2 基本电学量 电荷 (Charge)： 物质的基本属性，单位为库仑 (C)。电荷有正负之分。 电流 (Current)： 自由电荷的定向移动形成电流，单位为安培 (A)。电流的方向规定为正电荷移动的方向。 定义式： $i = frac{dq}{dt}$ 瞬时值、平均值、有效值： 讨论不同时间尺度下电流的描述。 电压 (Voltage)： 克服电场力在单位正电荷间移动所做的功，单位为伏特 (V)。电压是相对的，必须指明参考点。 定义式： $u = frac{dw}{dq}$ 电势 (Electric Potential)： 某点相对于参考点的电位。 电功率 (Power)： 电流在单位时间内所做的功，单位为瓦特 (W)。 定义式： $p = frac{dw}{dt} = u cdot i$ 能量 (Energy)： 功率随时间积分，单位为焦耳 (J)。 1.3 电路元件 介绍构成电路的最基本元件。 电阻 (Resistor)： 阻碍电流流动的元件，其两端电压与通过的电流成正比。 欧姆定律： $u = iR$ 电阻率、电阻率与温度的关系。 电容 (Capacitor)： 储存电荷能力的元件，其两端电压与储存的电荷成正比。 定义式： $C = frac{q}{u}$ 电容两端电压与电流的关系： $i = C frac{du}{dt}$ 电容中储存的能量： $w_C = frac{1}{2}Cu^2 = frac{1}{2} frac{q^2}{C}$ 电感 (Inductor)： 阻碍电流变化的元件，其两端电压与通过的电流变化率成正比。 定义式： $L = frac{Phi}{i}$ （其中 $Phi$ 为磁链） 电感两端电压与电流的关系： $u = L frac{di}{dt}$ 电感中储存的能量： $w_L = frac{1}{2}Li^2$ 独立电源 (Independent Sources)： 独立电压源： 提供恒定的电压或随时间变化的电压，不受电路其他部分影响。 独立电流源： 提供恒定的电流或随时间变化的电流，不受电路其他部分影响。 受控源 (Dependent Sources)： 其输出（电压或电流）受电路中其他元件的电压或电流控制。 电压控制电压源 (VCVS)： 电流控制电压源 (CCVS)： 电压控制电流源 (VCCS)： 电流控制电流源 (CCCS)： 1.4 电路的连接方式 串联 (Series Connection)： 元件首尾相连，电流处处相等。 并联 (Parallel Connection)： 元件的端点分别连接在一起，电压处处相等。 混联 (Combination Connection)： 串联和并联的组合。 1.5 基尔霍夫定律 (Kirchhoff's Laws) 基尔霍夫定律是分析复杂电路的基础。 基尔霍夫电流定律 (KCL)： 集中于节点（干路交汇处）的定律。在一个节点上，所有流入节点的电流之和等于所有流出节点的电流之和。 数学表达式： $sum_{k=1}^n i_k = 0$ 基尔霍夫电压定律 (KVL)： 集中于回路（闭合路径）的定律。在一个回路中，所有支路电压的代数和等于零。 数学表达式： $sum_{k=1}^n u_k = 0$ 第二章 直流电路分析 本章将介绍分析稳态直流电路的基本方法。 2.1 欧姆定律与功率计算 单边欧姆定律： $u = iR$ 电阻元件上的功率： $p = u cdot i = i^2R = frac{u^2}{R}$ 发热 (Power Dissipation)： 电阻消耗的功率转化为热能。 2.2 串联电路与并联电路分析 串联电路： 等效电阻： $R_{eq} = R_1 + R_2 + dots + R_n$ 电流： 处处相等，等于总电流。 电压分配： $u_k = U_{total} frac{R_k}{R_{eq}}$ （分压公式） 并联电路： 等效电导： $G_{eq} = G_1 + G_2 + dots + G_n$ 等效电阻： $frac{1}{R_{eq}} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} + dots + frac{1}{R_n}$ 电压： 处处相等，等于总电压。 电流分配： $i_k = I_{total} frac{G_k}{G_{eq}} = I_{total} frac{R_{eq}}{R_k}$ （分流公式） 2.3 节点分析法 (Nodal Analysis) 基于 KCL 的方法，选择节点作为分析对象。 基本步骤： 1. 选取电路中的所有非参考节点。 2. 选择一个节点作为参考节点（通常为地）。 3. 写出每个非参考节点的 KCL 方程，变量为节点电压。 4. 联立求解节点电压。 5. 计算各支路电流和电压。 处理受控源： 将受控源的输出量用其控制量表示，并代入 KCL 方程。 2.4 回路分析法 (Mesh Analysis) 基于 KVL 的方法，选择回路作为分析对象。 基本步骤： 1. 选取电路中的所有独立回路。 2. 为每个独立回路定义一个回路电流（通常顺时针方向）。 3. 写出每个回路的 KVL 方程，变量为回路电流。 4. 联立求解回路电流。 5. 计算各支路电流和电压。 处理受控源： 类似于节点分析法，将受控源的输出量用其控制量表示。 2.5 等效电源 (Thevenin's Theorem & Norton's Theorem) 简化复杂电路的方法。 Thevenin 定理： 任何线性双端口网络，从其端口看进去，都可以等效为一个理想电压源 $U_{th}$ 与一个串联电阻 $R_{th}$ 的组合。 计算 $U_{th}$： 开路电压。 计算 $R_{th}$： 令所有独立电源为零（电压源短路，电流源开路），然后计算端口的等效电阻。 对于含受控源的网络，需要引入测试源。 Norton 定理： 任何线性双端口网络，从其端口看进去，都可以等效为一个理想电流源 $I_N$ 与一个并联电阻 $R_N$ 的组合。 计算 $I_N$： 短路电流。 计算 $R_N$： 与 $R_{th}$ 相等。 Thevenin 等效与 Norton 等效的转换： $U_{th} = I_N R_{th}$。 2.6 电源的等效变换 理想电压源与理想电流源的等效变换： 一个理想电压源 $U$ 与一个串联电阻 $R$ 可以等效为一个电流源 $I = U/R$ 与一个并联电阻 $R$。反之亦然。 2.7 最大功率传输定理 (Maximum Power Transfer Theorem) 当负载电阻等于电源内阻时，负载获得最大功率。 条件： $R_L = R_{th}$ 最大功率： $P_{max} = frac{U_{th}^2}{4R_{th}}$ 第三章 暂态电路分析 本章将介绍含有电容和电感元件的电路在电压或电流变化时的响应，即暂态响应。 3.1 一阶电路的暂态响应 一阶电路是指只包含一个储能元件（电容或电感）以及电阻的电路，其微分方程为一阶。 RL 电路： 冲角响应： 当电源断开，储能元件释放能量的过程。 响应公式： $i(t) = I_0 e^{-t/ au}$， $u(t) = U_0 e^{-t/ au}$，其中 $ au = L/R$ 是时间常数。 全响应： 稳态响应与冲角响应之和。 RC 电路： 冲角响应： 响应公式： $u(t) = U_0 e^{-t/ au}$， $i(t) = I_0 e^{-t/ au}$，其中 $ au = RC$ 是时间常数。 全响应： 3.2 二阶电路的暂态响应 二阶电路是指包含两个储能元件（两个电容、两个电感或一个电容一个电感）的电路，其微分方程为二阶。 RLC 电路： 响应形式： 欠阻尼、临界阻尼、过阻尼，取决于阻尼系数 $alpha$ 和固有振荡角频率 $omega_0$ 的关系。 固有振荡角频率： $omega_0 = frac{1}{sqrt{LC}}$ 阻尼系数： $alpha = frac{R}{2L}$ （串联 RLC）或 $alpha = frac{1}{2RC}$ （并联 RLC） 欠阻尼： $alpha < omega_0$，响应呈衰减振荡。 临界阻尼： $alpha = omega_0$，响应最快地衰减到稳态值而无振荡。 过阻尼： $alpha > omega_0$，响应缓慢衰减到稳态值而无振荡。 3.3 拉普拉斯变换在电路分析中的应用 (可选) 介绍使用拉普拉斯变换来简化暂态电路分析，特别是高阶电路。 时域到频域的变换： 将微分方程转化为代数方程。 阻抗概念： 电容的阻抗为 $1/(sC)$，电感的阻抗为 $sL$，电阻的阻抗为 $R$。 逆变换： 将频域解转换回时域。 第四章 正弦稳态电路分析 本章将介绍分析含有正弦电压源和电感、电容元件的电路在稳态下的响应。 4.1 正弦量的基本概念 正弦函数： $A_m sin(omega t + phi)$ 或 $A_m cos(omega t + phi)$ 幅值 (Amplitude)： $A_m$ 角频率 (Angular Frequency)： $omega = 2pi f$，单位 rad/s。 频率 (Frequency)： $f$，单位 Hz。 周期 (Period)： $T = 1/f$ 初相位 (Initial Phase)： $phi$ 相量 (Phasor)： 用复数表示正弦量的幅值和相位。 幅值相量： $A_m angle phi$ 有效值相量： $A_{rms} angle phi$ 有效值 (RMS Value)： 衡量正弦量等效功率的指标。对于正弦量，有效值等于幅值除以 $sqrt{2}$。 4.2 阻抗与导纳 (Impedance and Admittance) 将电阻、电容、电感推广到交流电路中的复数阻抗。 电阻： $Z_R = R$ 电感： $Z_L = jomega L$ 电容： $Z_C = frac{1}{jomega C} = -jfrac{1}{omega C}$ 复阻抗： $Z = R + jX$，其中 $R$ 为电阻分量， $X$ 为电抗分量。 感抗： $X_L = omega L > 0$ 容抗： $X_C = -frac{1}{omega C} < 0$ 导纳： 阻抗的倒数， $Y = 1/Z = G + jB$，其中 $G$ 为电导， $B$ 为电纳。 4.3 正弦稳态电路的相量分析法 将电路分析方法推广到交流电路。 欧姆定律： $U = I Z$ 功率计算： 瞬时功率： $p(t) = u(t)i(t)$ 平均功率 (Average Power)： $P = U_{rms} I_{rms} cos heta$ 视在功率 (Apparent Power)： $S = U_{rms} I_{rms}$ 无功功率 (Reactive Power)： $Q = U_{rms} I_{rms} sin heta$ 功率因数 (Power Factor)： $cos heta = P/S$ 基尔霍夫定律在相量形式下的应用。 节点分析法和回路分析法在相量域的应用。 Thevenin 定理和 Norton 定理在相量域的应用。 4.4 谐振电路 (Resonant Circuits) 当电路中电感和电容的电抗相互抵消时发生的现象。 串联谐振： $X_L = |X_C|$，此时总阻抗最小，电流最大。 谐振角频率： $omega_0 = frac{1}{sqrt{LC}}$ 品质因数 (Quality Factor)： $Q = frac{omega_0 L}{R} = frac{1}{omega_0 RC}$ 谐振带宽 (Bandwidth)： $BW = omega_0 / Q$ 并联谐振： 导纳的虚部为零，此时总阻抗最大，电流最小。 第五章 三相电路 本章介绍三相电源和三相负载的连接与分析。 5.1 三相电源 三相交流发电机。 三相电压的产生： 相位差 120°。 对称三相电源： 各相电压的幅值和频率相等，相位互差 120°。 5.2 三相负载的连接 星形连接 (Y-connection)： 负载的端点连接在一起形成中性点。 相电压与线电压的关系： $U_{line} = sqrt{3} U_{phase}$，线电压超前相电压 30°。 相电流与线电流的关系： $I_{line} = I_{phase}$。 三角形连接 (Δ-connection)： 负载的端点顺次连接形成一个闭合回路。 相电压与线电压的关系： $U_{line} = U_{phase}$。 相电流与线电流的关系： $I_{line} = sqrt{3} I_{phase}$，线电流滞后相电流 30°。 5.3 对称三相电路的分析 对称负载的计算。 三相功率的计算： 总有功功率： $P_{total} = 3 P_{phase} = sqrt{3} U_{line} I_{line} cos heta$ 总无功功率： $Q_{total} = 3 Q_{phase} = sqrt{3} U_{line} I_{line} sin heta$ 总视在功率： $S_{total} = 3 S_{phase} = sqrt{3} U_{line} I_{line}$ 第六章 电路中的非线性元件 本章介绍一些具有非线性伏安特性的元件，以及它们在电路中的行为。 6.1 二极管 (Diode) PN 结的基本原理。 正向偏置与反向偏置。 二极管伏安特性曲线。 理想二极管模型与实际二极管模型。 二极管在整流电路中的应用。 6.2 三极管 (Transistor) BJT (双极结型晶体管) 的结构与工作原理。 发射区、基区、集电区。 电流放大作用。 放大区、饱和区、截止区。 MOSFET (金属-氧化物-半导体场效应晶体管) 的结构与工作原理。 源极、漏极、栅极。 栅电压控制导电沟道。 增强型与耗尽型。 6.3 运算放大器 (Operational Amplifier) 理想运算放大器的特性。 无穷大的开环增益。 无穷大的输入阻抗。 零的输出阻抗。 基本应用电路： 同相放大器。 反相放大器。 加法器。 减法器。 积分器。 微分器。 第七章 电路的频率响应与滤波器 本章介绍电路对不同频率信号的响应特性，以及滤波器在信号处理中的作用。 7.1 频率响应 (Frequency Response) 幅频特性曲线： 描述输出信号幅值随频率变化的规律。 相频特性曲线： 描述输出信号相位随频率变化的规律。 截止频率 (Cutoff Frequency)： 幅值衰减到最大幅值的 $1/sqrt{2}$ 时的频率。 带宽 (Bandwidth)： 滤波器允许通过的频率范围。 7.2 滤波器 (Filters) 低通滤波器 (Low-pass Filter)： 允许低频信号通过，衰减高频信号。 高通滤波器 (High-pass Filter)： 允许高频信号通过，衰减低频信号。 带通滤波器 (Band-pass Filter)： 只允许特定频带内的信号通过。 带阻滤波器 (Band-stop Filter)： 阻止特定频带内的信号通过。 第八章 电路设计的初步 本章将介绍一些基本的电路设计思路和流程。 8.1 电路设计的步骤 需求分析： 明确电路的功能和性能指标。 方案设计： 选择合适的电路拓扑和元件。 元件选择： 根据性能指标选择具体的元件型号和参数。 电路仿真： 使用电路仿真软件进行验证。 样机制作与测试： 实际制作电路并进行测试。 调试与优化。 8.2 常用电路设计软件介绍 (例如 PSpice, LTspice, Multisim 等) 仿真软件的基本功能： 原理图绘制，元件库，仿真分析（直流、交流、瞬态、暂态），波形显示。 附录 常用电学公式汇总。 常用电子元件参数表。 参考文献 本书的编写参考了大量经典的电路分析教材和专业文献，在此一并致谢。 结语 电路知识是理解和创造现代科技的关键。希望本书能够帮助您建立起对电路原理的清晰认识，激发您对电子世界的探索热情，并在未来的学习和实践中取得更大的成就。

评分☆☆☆☆☆

最近在准备一个项目的硬件部分，需要回顾一下基础知识，正好翻到了这本《模拟电子与数字逻辑》。这本书的装订质量很不错，纸张也比较厚实，拿在手里很有分量，不是那种轻飘飘的盗版书的感觉。书的整体排版也很清晰，字体大小适中，阅读起来不会觉得压抑。虽然我不是专门学电子工程的，但之前工作中也接触过一些模拟电路和数字电路的概念，这次重温一下，发现很多之前模糊的地方都变得清晰起来。特别是关于一些基础元器件的特性描述，例如三极管的放大作用、二极管的单向导电性，还有一些运算放大器的应用，都讲得非常细致。我觉得对于初学者来说，这本书的理论讲解应该是非常扎实的，能够建立起一个良好的基础。而且，书中穿插了一些实际的应用案例，虽然我还没有完全细看，但光是看目录和标题，就能感受到作者在理论联系实际方面下了不少功夫，这对于我这样的实践者来说，是非常宝贵的。书中的图示也很丰富，各种电路图都画得很规范，很多细节都标注得很清楚，有助于理解抽象的电路原理。总之，从初步的翻阅感受来看，这是一本内容扎实、排版精良的教材，让人对深入学习充满期待。

评分☆☆☆☆☆

我是一名业余的电子爱好者，平时喜欢自己动手做一些小玩意儿。最近想升级一下自己的项目，需要用到一些更复杂的控制逻辑，所以就买了这本《模拟电子与数字逻辑》。这本书虽然厚，但我觉得它的实用性非常强。我个人对书中的数字逻辑部分更感兴趣，特别是关于状态机设计的内容。书中用大量的例子来讲解如何设计和实现各种状态机，从简单的交通灯控制器，到稍微复杂一点的流水线控制，都讲得非常清晰。而且，书中还介绍了使用Verilog HDL等硬件描述语言来进行数字逻辑设计，这对我来说非常实用，因为我一直想学习如何使用FPGA来实现更复杂的逻辑。在模拟电子方面，虽然我不是特别精通，但书中关于滤波电路、信号调理电路的讲解，让我受益匪浅。特别是关于一些常见问题的分析，比如噪声抑制、阻抗匹配等，都提供了很多实用的技巧。我觉得这本书的优点在于，它不仅仅停留在理论层面，而是提供了很多实际的电路设计思路和方法，非常适合我这种喜欢动手实践的人。

评分☆☆☆☆☆

最近一直在学习一些信号处理相关的知识，为了更好地理解数字信号的产生和处理过程，我购入了这本《模拟电子与数字逻辑》。这本书的内容质量非常高，整体感觉就是内容严谨、逻辑清晰。我尤其欣赏书中对于模拟信号与数字信号之间转换的讲解，它详细介绍了采样、量化、编码等过程，并且对各种ADC和DAC的架构进行了深入的剖析，包括它们的工作原理、优缺点以及适用场景。这对于我理解数字化的过程至关重要。在数字逻辑部分，我被书中关于组合逻辑和时序逻辑的系统性讲解所吸引。它从最基础的逻辑门开始，逐步深入到各种复杂的集成电路，如加法器、译码器、寄存器、计数器等，并且通过大量的真值表和状态图来帮助读者理解。此外，书中还涉及到了逻辑电路的优化和简化方法，这对于提高电路的效率和降低功耗很有帮助。总的来说，这本书的理论深度和广度都非常令人满意，是学习模拟和数字电子领域知识的绝佳选择。

评分☆☆☆☆☆

这次入手《模拟电子与数字逻辑》这本书，主要是我个人对这方面知识一直抱有浓厚的兴趣，想系统地梳理一下。翻开书，首先映入眼帘的是其厚重的篇幅，这让我对内容的深度和广度有了初步的信心。从内容上看，这本书涵盖了从最基础的半导体器件原理，到各种复杂的逻辑门电路、时序逻辑电路，再到一些模拟信号处理的经典电路，可以说是一个相当全面的体系。我特别喜欢书中对一些核心概念的阐述方式，比如在讲解放大电路时，它并没有直接给出复杂的公式，而是先从电流、电压的关系出发，一步步引导读者理解放大器的工作原理，这种循序渐进的教学方法很适合我这种喜欢探究事物本质的人。此外，书中还引用了大量的图表和实例，有些甚至是非常经典的实验电路，这些都极大地增强了书的可读性和实用性。我花了点时间看了关于ADC和DAC的章节，感觉讲得相当透彻，不仅解释了转换原理，还涉及到了不同转换方式的优缺点，以及实际应用中的注意事项。总的来说，这本书的内容密度很高，信息量巨大，需要花时间细细品味，但一旦掌握，我想会对模拟和数字电子领域有一个非常深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将毕业的大学生，为了准备一些工程类的面试，我特意找了这本《模拟电子与数字逻辑》。这本书的专业性很强，感觉更像是大学本科阶段的教材，内容非常严谨。在看到书的目录时，我就被其系统的结构吸引了，从直流电路、交流电路分析，到各种晶体管模型，再到数字逻辑的布尔代数、组合逻辑和时序逻辑，几乎涵盖了电子工程领域的基础知识。其中，我特别关注了书中关于放大器失真、频率响应以及负反馈等模拟电路的讲解，我觉得讲得非常到位，特别是对各种非理想因素的讨论，让我对实际电路设计有了更深的认识。在数字逻辑部分，书中对各种触发器、寄存器、计数器的原理和应用都做了详细的介绍，并且配有清晰的时序图，这对于理解数字电路的时序行为非常有帮助。我还在书中看到了关于微处理器接口和基本逻辑芯片的应用，这些内容对于我理解嵌入式系统的工作原理非常有启发。尽管有些章节的数学推导比较多，但我相信认真学习的话，能够打下非常坚实的理论基础，这对于我未来的职业发展至关重要。