电路和模拟电子技术实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘泾 著

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564313432

商品编码：29709383332

包装：平装

出版时间：2011-08-01

基本信息

书名:电路和模拟电子技术实验指导

定价：26.00元

售价：17.7元,便宜8.3元,折扣68

作者:刘泾

出版社：西南交通大学出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787564313432

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

内容提要

本书是电路、模拟电子技术实验指导书。全书内容分为4个模块：
(1)基础实验模块，重点是让同学们学会基本的实验方法。该模块按通常教学模式进行。
(2)自学开放实验模块主要是学生根据自己在基础实验模块掌握的实验方法、技能，进一步对自己已有理论知识进行深入的理解、消化、掌握。
(3)自主开放实验模块是在开放实验室进行的，它与自学开放实验模块的主要区别是同学根据基础实验模块和自学开放实验模块的学习，尝试着自己用实验的方法来解决一些较复杂的问题，为将来的应用和继续提高深造打下坚实基础。因此这一部分实验有些只有标题或框架，有些只给了部分内容，其他要靠学生自己完善，并完成实验。
(4)附录模块主要收集了一些完成基础实验模块实验必需的技术资料和自学开放实验模块和自主开放实验模块资料查找方向。

目录

作者介绍

文摘

序言

《现代通信系统设计》 内容简介 本书致力于为读者提供一个全面而深入的现代通信系统设计视角。从基础的信号传播原理到复杂的系统集成与优化，本书力求涵盖现代通信领域的核心概念、关键技术和实际应用。本书并非一本理论的堆砌，而是以实践为导向，强调理论与实际工程的紧密结合，旨在帮助读者建立起扎实的通信系统设计能力，并能应对当前及未来通信技术发展带来的挑战。 第一章 基础信号处理与分析 本章首先回顾并深化了读者对信号与系统的基本理解。我们将从离散时间信号和连续时间信号的定义出发，介绍傅里叶级数、傅里叶变换以及拉普拉斯变换等核心分析工具，并探讨它们在信号频谱分析中的重要作用。章节将详细讲解信号的采样、量化和编码过程，这是数字通信系统的基础。读者将学习到奈奎斯特采样定理的原理及其在实际应用中的意义，了解不同量化方式（如均匀量化、非均匀量化）对信号保真度的影响，以及常见的编码技术（如脉冲编码调制PCM、差分脉冲编码调制DPCM）的原理和优缺点。 此外，本章还将深入探讨各种信号的典型表示方法，包括时域、频域和相频特性。我们将分析冲激信号、方波信号、指数信号、正弦信号等常见信号的频谱特性，理解信号的时域行为如何映射到频域。对于系统分析，将重点介绍系统的线性、时不变性（LTI）特性，以及卷积积分/和在描述LTI系统响应中的应用。通过对经典滤波器（如低通、高通、带通、带阻滤波器）的分析，读者将理解滤波器在信号去噪、信号分离等通信任务中的关键作用，并学习如何用系统函数来表征滤波器的频率响应。 第二章 调制与解调技术 调制是通信系统的核心环节，它负责将原始信息信号“搬运”到适合传输的载波频率上。本章将系统性地介绍各类模拟调制技术。我们将详细阐述幅度调制（AM），包括普通幅度调制（DSB-LC）、双边带抑制载波（DSB-SC）和单边带（SSB）调制，分析它们的频谱特性、功率效率和抗干扰性能。读者将学习到它们的原理、产生和解调电路设计，并理解SSB为何能在保证通信质量的同时节省带宽。 接下来，我们将深入研究角度调制技术，包括调频（FM）和调相（PM）。调频的优点在于其良好的抗噪声性能，本书将详细讲解调频信号的产生方式（如直接调频和间接调频），以及宽带调频（WBFM）和窄带调频（NFM）的差异。调相作为另一种角度调制方式，也将在本章得到深入探讨。 随着数字通信的兴起，数字调制技术成为通信系统的必然选择。本章将重点介绍几种重要的数字调制方式，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。我们将分析它们的星座图、功率谱密度和误码率性能，并探讨它们各自的优缺点以及适用场景。例如，二进制相移键控（BPSK）和正交相移键控（QPSK）的实现原理和性能对比将是本章的重点。 此外，我们还将介绍更先进的数字调制技术，如正交频分复用（OFDM）和自适应调制和编码（AMC）。OFDM通过将高速数据流分割成多个低速数据流，并并行地在多个正交子载波上传输，极大地提高了频谱利用率并有效解决了多径衰落问题，是Wi-Fi、4G/5G等现代通信系统的关键技术。AMC则允许系统根据信道条件动态调整调制方式和编码率，以在保证可靠性的前提下最大化数据吞吐量。 第三章 信道编码与纠错 在实际通信过程中，信号会受到各种噪声和干扰的影响，导致传输错误。信道编码技术是解决这一问题的关键手段。本章将从信息论的基础出发，介绍信道编码的基本概念，包括编码增益、纠错能力和编码效率。 我们将详细讲解两大类重要的信道编码方案：线性分组码和卷积码。对于线性分组码，我们将重点介绍循环码（如CRC码），分析其检错原理和生成多项式设计。同时，我们会深入讲解纠错能力更强的码，如Hamming码，理解其纠错原理和校验矩阵的构建。 卷积码作为另一类重要的纠错码，将在本章得到充分的阐述。我们将介绍卷积码的编码器结构，以及通过维特比（Viterbi）算法等解码算法来实现高效的译码。读者将理解卷积码的编码率、约束长度等参数如何影响其性能。 此外，本章还将介绍更高级的编码技术，如Turbo码和LDPC码。这些码在现代通信系统中发挥着至，尤其在卫星通信、深空探测以及4G/5G等标准中扮演着至关重要的角色。我们将分析它们的设计理念，以及为何能够获得接近香农极限的纠错性能。 第四章 接收机设计与信号恢复 高效的接收机设计是保证通信系统性能的关键。本章将深入探讨接收机的功能模块及其设计原则。我们将从匹配滤波器的原理出发，介绍如何设计一个最优的滤波器来最大化信噪比，从而实现对弱信号的有效检测。 本章将重点关注不同调制方式下的最佳接收机设计。对于模拟调制，我们将分析相干解调和非相干解调的原理和应用。对于数字调制，我们将详细讲解最佳基带接收机（如匹配滤波器加采样判决）的设计。我们将深入分析误码率（BER）与信噪比（SNR）之间的关系，并介绍提高接收机性能的各种方法。 此外，本章还将讨论接收机中的关键技术，如符号定时恢复和载波同步。在数字通信中，精确的符号定时是正确判决的关键。我们将介绍基于早晚码、拖尾码等同步技术的符号定时恢复方法。载波同步对于相干解调至关重要，我们将探讨科斯塔斯环（Costas Loop）等载波恢复环路的原理和实现。 对于无线通信场景，本章还将涉及多径衰落和频率选择性衰落等信道特性对接收信号的影响，并介绍均衡器（Equalizer）的设计，如迫零均衡器（ZF Equalizer）和最小均方误差均衡器（MMSE Equalizer），以补偿信道失真。 第五章 多址接入技术 在实际通信系统中，多个用户常常需要共享同一个通信媒介，这就需要多址技术。本章将全面介绍现有的以及未来发展中的多址接入技术。 我们将首先回顾传统的时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）。读者将深入理解它们的基本原理、优势和局限性。例如，TDMA通过将时间划分为多个时隙分配给不同用户，而FDMA则将频率划分为多个信道。 CDMA作为一种更为先进的多址技术，将在本章得到重点讲解。我们将分析扩频通信的原理，以及如何利用不同的伪随机码（PN码）实现用户之间的正交性。我们将深入探讨直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）等CDMA的实现方式，并分析其抗干扰能力和容量。 随着通信技术的进步，正交频分复用（OFDM）也催生了更先进的多址技术，如正交频分多址（OFDMA）。OFDMA结合了OFDM和FDMA的优点，能够更灵活地分配频谱资源，提高频谱利用率，并更好地适应不同用户的业务需求。本书将详细介绍OFDMA的工作原理，包括子载波分配、资源调度等关键技术。 此外，我们还将展望未来的多址技术，如非正交多址（NOMA）。NOMA通过在同一资源单元中允许多个用户同时接入，并通过叠加编码和串行干扰消除等技术来提高系统容量，是5G及未来移动通信的重要候选技术。 第六章 无线通信系统设计 本章将聚焦于当前和未来通信技术发展的前沿——无线通信系统。我们将从无线信道的特性出发，详细分析无线信道衰落、干扰、带宽限制等对系统设计的影响。 我们将深入探讨蜂窝移动通信系统的架构，包括基站、移动终端、核心网等组成部分。读者将理解从1G到5G的演进过程，了解不同代移动通信技术在传输速率、时延、连接密度等方面的提升。 本书将重点介绍4G（LTE）和5G的关键技术。对于4G，我们将解析OFDM、MIMO（多输入多输出）等核心技术，以及它们如何在提高数据速率和频谱效率方面发挥作用。对于5G，我们将深入探讨其关键技术，如大规模MIMO、波束赋形、网络切片、边缘计算等，并分析它们如何支撑多样化的应用场景，如增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）和海量机器类通信（mMTC）。 同时，本章还将涉及Wi-Fi（IEEE 802.11系列）等其他重要的无线局域网技术。我们将分析不同Wi-Fi标准的特性，以及它们在家庭、办公等场景中的应用。 此外，本书还会介绍低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa和NB-IoT，它们专为物联网（IoT）设备设计，能够在低功耗、远距离的场景下实现可靠的数据传输。 第七章 光纤通信系统 光纤通信以其巨大的带宽、低损耗的特性，成为现代通信网络的主干。本章将系统介绍光纤通信系统的原理和关键技术。 我们将从光在光纤中的传播原理讲起，详细阐述光纤的类型（如单模光纤和多模光纤），以及全反射、色散（如材料色散和波导色散）和非线性效应（如克尔效应）等对信号传输的影响。 本章将深入分析光通信系统的组成部分，包括光源（如激光器）、光调制器、光探测器、光放大器（如EDFA）和光开关等。我们将探讨不同类型光源的特性以及它们在光通信中的应用。 光信号的传输容量受到色散和非线性效应的限制。本书将介绍先进的光纤通信技术，如相干光通信，它利用光载波的相位和幅度来承载信息，并配合数字信号处理技术，极大地提高了传输速率和距离。 此外，我们将讨论光网络的架构，包括点对点光纤链路、波分复用（WDM）技术（如粗波分复用CWDM和密集波分复用DWDM），以及无源光网络（PON）等。WDM技术能够在一根光纤中传输多个不同波长的光信号，显著增加了通信容量。 第八章 网络协议与通信架构 通信系统的有效运行离不开一系列的协议和明确的网络架构。本章将从分层协议模型入手，深入讲解网络通信的体系结构。 我们将以TCP/IP协议族为核心，详细介绍各个层次的功能和关键协议。在应用层，我们将讨论HTTP、FTP、SMTP、DNS等常见协议的工作原理。在传输层，我们将重点分析TCP和UDP协议的特性，理解它们在可靠传输、流量控制、拥塞控制等方面的差异和应用。 在网络层，我们将深入讲解IP协议，包括IP地址的分配、路由选择算法（如RIP、OSPF、BGP）以及IPv4和IPv6的区别。 数据链路层将是本章的另一重点，我们将探讨以太网（Ethernet）协议，包括MAC地址、帧格式、CSMA/CD等。对于无线局域网，我们将再次回顾Wi-Fi协议（IEEE 802.11系列）中的数据链路层和物理层细节。 本书还将介绍现代通信网络中的一些关键概念，如软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）。SDN通过将网络控制逻辑与数据转发平面分离，实现了网络的灵活性和可编程性。NFV则允许网络功能以软件的形式运行在通用硬件上，降低了网络部署和运维的成本。 第九章 通信系统中的信号处理进阶 本章旨在为读者提供在通信系统中应用的信号处理进阶知识。我们将从数字信号处理（DSP）的基本概念出发，介绍滤波器设计（如FIR和IIR滤波器）的具体方法，以及在通信系统中的应用，例如用于信号去噪和信道均衡。 本章将深入探讨自适应信号处理技术。自适应滤波器能够根据接收到的信号自动调整其参数，以达到最优的性能。我们将介绍最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法等经典自适应算法，并讨论它们在信道均衡、噪声消除等方面的应用。 数字通信系统中的许多问题都可以通过对信号进行变换来解决。我们将介绍离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的应用，包括其在频谱分析、OFDM系统中子载波生成等方面的作用。 此外，本章还将探讨信号检测与估计的理论基础，如贝叶斯判决准则和最大似然估计（MLE）。这些理论对于理解接收机中的信号判决过程以及参数估计至关重要。 第十章 通信系统仿真与测试 理论与实践相结合是掌握通信系统设计知识的关键。本章将引导读者了解通信系统仿真与测试的重要性，并介绍常用的仿真工具和测试方法。 我们将重点介绍MATLAB/Simulink、Python（及其科学计算库NumPy, SciPy）以及GNU Radio等开源通信系统仿真平台。读者将学习如何利用这些工具搭建通信系统模型，模拟信号的产生、传输和接收过程，并对系统性能进行评估。我们将通过实例演示，例如搭建一个简单的ASK调制解调系统，并计算其误码率。 本章还将介绍通信系统测试的基本原则和常用仪器。我们将讨论射频信号发生器、示波器、频谱分析仪、矢量信号分析仪（VSA）等仪器在系统调试和性能验证中的作用。读者将了解如何利用这些仪器进行链路预算分析、误码率测试、眼图分析等。 此外，本章还将探讨实际通信系统中的一些挑战，如硬件实现中的量化误差、非线性失真等，以及如何通过仿真和测试来识别和解决这些问题。 结论 《现代通信系统设计》是一本综合性的教材，旨在为通信工程、电子工程以及相关专业的学生和工程师提供一个扎实的理论基础和丰富的实践指导。本书内容涵盖了从基础信号处理到先进通信技术、从无线到光纤、从协议到系统架构的广泛领域。我们相信，通过对本书的学习和实践，读者能够建立起对现代通信系统深刻的理解，并具备独立设计、分析和优化通信系统的能力，为未来的通信事业做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

近来沉迷于学习如何用FPGA实现高速数据采集和预处理，发现市面上很多教程都停留在“点亮LED”的入门阶段，对于真正的高吞吐量设计语焉不详。直到我偶然翻到《超高速数据采集系统设计与VHDL/Verilog编程详解》，才找到了我想看的干货。这本书的视角非常独特，它完全聚焦于数据流的“管道化”处理，而不是传统的顺序逻辑设计。书中详细阐述了流水线（Pipeline）结构在A/D转换器输出数据处理中的应用，如何通过合理的流水级划分来榨干时钟周期的每一分性能。作者对时序约束的理解达到了近乎偏执的程度，他会用好几页篇幅去解释如何计算和满足“建立时间”（Setup Time）和“保持时间”（Hold Time），并给出了在Xilinx和Intel FPGA不同的布局布线工具下，处理时序违规的具体策略。尤其是在处理高速ADC的数据格式转换（如Gray Code到Binary Code的转换）时，书中提供的并行处理架构，效率远高于我之前尝试的串行转换方法。这本书的语言风格非常直接，充满了专业术语，没有丝毫的客套，完全是技术专家对技术专家的交流方式。它更像是一本高级工程师的“设计备忘录”，里面包含了许多教科书里不会提及的“经验法则”，比如如何选择合适的锁相环（PLL）倍频系数以避免抖动，或者在跨时钟域（CDC）传输中，使用多比特握手信号比单比特更安全的原因。对于想在FPGA领域做出高性能产品的读者，这本书是磨刀不误砍柴工的典范。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电源管理技术抱有浓厚的兴趣，尤其是在便携式设备日益普及的今天，如何高效地从电池中抽取能量而不产生过多的热损耗，是核心难题。我最近拜读的《先进DC-DC变换器拓扑与无源器件选择指南》这本书，可以说是将我的认知提升到了一个新的高度。这本书的切入点非常务实，它不像宏观的电力电子学教材那样，花大量篇幅介绍基础的半导体器件特性，而是直接跳到拓扑结构本身。作者对各种新型DC-DC拓扑，如SEPIC、Cuk以及各种无桥谐振转换器的数学建模和环路补偿进行了深入剖析。最让我感到惊艳的是其对无源器件选型标准的详细论述，比如如何根据工作频率和纹波电流来精确计算磁芯的损耗，以及在EMI抑制方面，如何通过优化PCB走线布局来替代传统的滤波器元件。书中提供了一个非常实用的“热管理设计流程”，将功率损耗计算、热阻估算和散热片选型串联起来，形成了一个完整的闭环设计方法。对于设计高效率、高功率密度的电源模块来说，这种系统性的指导太重要了。我记得我上次设计一个快充方案时，被纹波电压困扰很久，这本书里关于输出滤波器的二阶响应分析，让我明白了调整电容ESR和电感值之间的微妙平衡点，这完全是经验总结出来的宝贵财富。这本书的文字略显晦涩，但一旦你掌握了基础的开关电源理论，它提供的知识深度绝对能让你受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

哎呀，最近在忙活电子设计大赛的事儿，手头上的参考资料真是五花八门，翻来覆去地看。我手里倒是有本挺有意思的书，名字叫《现代通信原理与信号处理应用实例解析》，这本书简直是为我这种实战派量身定制的。它不像那些纯理论的教材，上来就抛一堆傅里叶变换和Z变换公式把你砸晕。这本书的妙处在于，它把复杂的通信系统拆解成了一个个具体的应用场景，比如WIFI信号的收发、4G LTE的基础架构，甚至是卫星通信中的一些链路预算问题。每一章都配了大量的MATLAB或Python代码示例，让你能亲手把理论变成可视化的结果。我记得有一次为了解决一个信噪比（SNR）的优化问题，卡了好几天，翻到这本书里关于“自适应均衡器”的那一章，里面详细讲解了维纳滤波器在实际信道下的参数调整技巧，配上代码，我一下子就茅塞顿开。书里对信道编码和调制解调技术（如QPSK, 16QAM）的讲解也极其透彻，它没有停留在定义层面，而是深入到实现细节，比如如何用查找表（Look-up Table）高效地完成星座图映射。对于我们做硬件实现的人来说，理解这些底层的数学模型和实现方法至关重要。这本书的排版也比较舒服，图表清晰，不会因为图太多而显得拥挤。要说缺点嘛，可能是对初学者来说，某些高级主题如MIMO系统的预编码部分略显跳跃，需要读者有一定的数字信号处理基础才能完全跟上作者的思路。但总体而言，作为一本进阶的实践指导手册，它的价值无可替代。

评分☆☆☆☆☆

话说回来，电子工程领域的新书层出不穷，但真正能沉下心来做深度的，其实不多。我最近读的这本《嵌入式系统实时操作系统内核剖析与驱动开发实践》简直是打开了新世界的大门。我过去总觉得FreeRTOS或者Linux内核的裁剪只是个技术活，但这本书让我意识到，底层调度算法对整个系统性能的影响是多么微妙而巨大。作者没有过多地纠缠于操作系统的历史沿革，而是直接切入了核心——任务切换的时序、中断处理的优先级反转问题、以及内存池的管理机制。书中对信号量和互斥锁的使用场景分析得极为精辟，尤其是关于“死锁”的预防和诊断，提供了几套非常实用的检查清单和调试工具链。我印象最深的是它对“Tickless Idle”模式的讲解，清晰地解释了如何通过降低系统唤醒频率来达到节能目的，这对于开发电池供电设备简直是救命稻草。更难得的是，作者在讲解完理论后，会紧接着提供一套完整的、基于STM32平台的Demo代码，从配置宏定义到编写第一个“Hello World”任务，每一步都详略得当。这套书最大的魅力在于它的“反向工程”思维，它教你不是如何使用API，而是如何理解API背后的C语言实现和汇编指令级别的操作。读完这本书，我再看任何厂商提供的驱动例程，都能一眼看出里面的“陷阱”和优化空间。对于想从应用层晋升到系统底层的工程师来说，这本书简直是必经之路，它用严谨的逻辑构建了一个坚实的内核认知框架。

评分☆☆☆☆☆

最近为了一款面向工业控制的传感器接口开发工作，我一直在寻找关于电磁兼容性（EMC）和电路保护方面的专业书籍。市面上很多EMC书籍偏重于标准和测试流程，但对电路内部的防护设计讲得不够细致。而我找到的这本《高可靠性电子设备电磁兼容设计与防护技术》则完全不同，它就像一本“防弹衣”的制造手册。这本书从根本上讨论了干扰源、耦合路径和敏感接收器这“三要素”之间的物理关系，并提供了针对性的对策。它花了大量的篇幅来讲解如何设计一个低阻抗回路，这是抑制高频噪声的关键所在。我特别欣赏它对“接地”这个老生常谈问题的深入探讨，书中通过三维电磁场仿真结果，清晰地展示了单点接地、星形接地和混合接地的优劣，以及在高密度PCB设计中如何构建一个可靠的“地平面”。在防护方面，这本书对瞬态抑制器件（TVS Diode、MOV）的选型标准进行了详尽的对比，尤其是在高速信号线路上如何选取具有快速响应时间和低钳位电压的器件，提供了非常具体的公式和图表。它甚至讨论了PCB阻抗控制与电源完整性（PI）对EMC性能的连锁影响。这本书的语言风格是严谨而富有说服力的，每一项建议都配有相应的理论依据或实验数据支撑，让人不得不信服。对于需要确保产品能通过严苛的工业或军工环境认证的工程师而言，这本书提供的防护思路，是确保产品长期稳定运行的基石。