电子电路实验及仿真(第2版)(国家电工电子教学基地系列教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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路勇 著

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出版社： 北京交通大学出版社

ISBN：9787512100671

商品编码：29729366561

包装：平装

出版时间：2010-02-01

基本信息

书名：电子电路实验及仿真(第2版)(国家电工电子教学基地系列教材)

定价：43.00元

作者：路勇

出版社：北京交通大学出版社

出版日期：2010-02-01

ISBN：9787512100671

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.622kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是国家电工电子基地系列教材之一，2004年出版至今已5年，2005年被评为北京市精品教材。现被列为普通高等教育“十一五”*规划教材。为适应当前教学改革的要求以及目前的研究性教学的要求，本书按照认知规律，将传统的实验内容整合成基础实验、设计性实验、课程设计及仿真是实验这样几个层次，并增加了一些新内容、新知识。为使读者对电子电路实验有一个整体的认识，本书还系统地介绍了实验中涉及的实验工具及实验仪器的使用、基本的设计方法、基本的测试方法、电路板的制造以及元器件的基础知识。为使读者更好的理解实验内容及实验现象，在每个实验的后都有一定的习题。为了配合目前的实践性教学（课程设计、创新实验以及研究型教学）的开展，在课程设计、综合电子系统设计方面增加了一些内容。另外，为了为全国电子技术竞赛提供一些参考，书中还收录了部分电子大赛的题目及学生的获奖作品。
　　本书作为高等学校电子信息类专业及相近专业的本、专科生的实验教材和课程设计、毕业设计的参考书以及作为电子设计大赛的培训教材，也可作为电子技术专业人员的参考书。

目录

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章 电子电路实验的基础知识
　1.1 电子电路实验课的意义、目的及要求
　1.2 实验室的安全操作规程
　1.3 实验室常用工具和材料的使用
　1.4 电子测量中的误差分析
　1.5 实验数据的处理方法
第2章 电子电路实验中常用的测试方法
　2.1 电子测量概述
　2.2 模拟电子电路基本参数的测量方法
　2.3 数字电路中常用的测试方法
第3章 实验常用仪器
　3.1 电子示波器的基本工作原理、技术参数及使用方法
　3.2 示波器的基本使用方法
　3.3 信号发生器原理与使用
第4章 电子电路基础实验
　4.1 模拟电子电路基础实验
　4.2 数字电子技术基础实验
　4.3 模拟电路的自拟测试实验
第5章 电子电路设计实验
　5.1 模拟电子电路的一般设计过程
　5.2 数字电子电路设计实验的一般设计方法
第6章 课程设计及制作
　6.1 印制电路板设计的一般原则
　6.2 印制电路板的设计
　6.3 印制电路板的制作
　6.4 利用软件Protel设计印制电路板
　6.5 电子电路课程设计
第7章 小型电子系统综合设计
　7.1 集成电路锁相环及其应用电路设计
　7.2 多路数据采集系统设计
　7.3 红外多路遥控无线发射、接收系统设计
　7.4 多路遥控无线发射系统
第8章 全国大学生电子设计竞赛实例详解
　8.1 全国大学生电子设计竞赛命题原则及要求
　8.2 全国电子设计大赛获奖作品选编
第9章 电子电路的仿真实验
　9.1 基于EWB的电子电路设计及仿真
　9.2 软件MAX plusⅡ平台上的数字电路设计及仿
0章 实验中常用的电子器件
　10.1 半导体分立器件
　10.2 半导体集成电路
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代信号处理基础与应用》 一、概述 《现代信号处理基础与应用》旨在为广大电子信息类、自动化类、通信工程类及相关专业的研究生、高年本科生以及从事相关领域的工程技术人员提供一套系统、深入的信号处理理论与实践指南。本书立足于现代信号处理的最新发展动态，融合了经典的理论方法与前沿的应用技术，力求在夯实理论基础的同时，紧密结合实际工程需求，帮助读者掌握信号分析、处理、变换以及系统设计的核心技能。 本书的编写遵循循序渐进、理论与实践相结合的原则。内容上，从最基础的信号概念出发，逐步深入到复杂的现代信号处理算法，并详细阐述了这些算法在通信、雷达、医疗、生物、工业控制等关键领域的实际应用。在方法上，注重数学工具的引入与讲解，强调理解信号处理的本质，而非死记硬背公式。同时，本书充分考虑了读者可能遇到的实际问题，提供了丰富的案例分析和仿真演示，旨在培养读者独立解决工程问题的能力。 二、内容结构与特点 全书共分为十五章，结构清晰，逻辑严谨，内容丰富。 第一部分：信号处理基础理论（第1-4章） 第一章：信号与系统基础 深入剖析了信号的定义、分类（模拟信号、数字信号、离散时间信号、连续时间信号、周期信号、非周期信号、确定性信号、随机信号等）。 系统地介绍了系统的基本概念、分类（线性系统、时不变系统、因果系统、稳定系统等）及其重要特性。 详细讲解了卷积运算在 LTI 系统分析中的核心作用，以及其在时域和频域的表示。 引入了冲激响应的概念，并阐述了其作为系统“指纹”的重要性。 本章内容为后续所有信号处理奠定坚实的理论基础，强调对信号和系统的直观理解。 第二章：傅里叶变换与频谱分析 系统地回顾并深化了连续时间傅里叶变换（CTFT）的理论，包括其定义、性质（线性、时移、频移、对称性、积分性质等）及其在信号频谱分析中的应用。 深入介绍了离散时间傅里叶变换（DTFT），阐述了其与 CTFT 的联系与区别，以及在离散信号分析中的重要性。 详尽讲解了傅里叶级数（FS）和离散傅里叶级数（DFS）的概念及其在周期信号分解中的应用。 重点分析了离散傅里叶变换（DFT）及其算法——快速傅里叶变换（FFT）。详细解释了 FFT 的原理、实现方法（如蝶形运算）以及其在数字信号处理中的革命性意义。 讨论了频谱泄露、窗函数等实际工程中不可避免的问题，并提供了相应的解决方案。 第三章：Z 变换与系统函数 全面介绍了 Z 变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性，以及 Z 变换的性质（线性、时移、尺度变换、微分、卷积定理等）。 详细讲解了逆 Z 变换的求解方法，包括部分分式展开法、留数法等。 引入了系统函数（传递函数）的概念，阐述了其作为系统在 Z 域表征的重要性，并探讨了系统函数与系统零、极点之间的关系。 重点分析了系统函数与系统频率响应之间的联系，以及如何通过系统函数判断系统的稳定性、因果性。 本章内容为分析和设计离散时间系统提供了强大的数学工具。 第四章：概率论与随机信号处理基础 回顾了概率论的基本概念，包括随机变量、概率分布、概率密度函数、期望、方差等。 重点介绍了随机信号的统计特性，如均值、自相关函数、互相关函数、功率谱密度等。 深入探讨了平稳随机过程的定义及其重要性，并详细分析了平稳随机过程的统计特性。 讲解了随机信号与 LTI 系统的输出关系，以及输出信号的统计特性的计算方法。 引入了白噪声、高斯白噪声等典型随机信号模型，及其在系统分析中的应用。 本章为理解和处理实际应用中普遍存在的噪声和不确定性信号奠定基础。 第二部分：经典数字信号处理（第5-8章） 第五章：数字滤波器设计（IIR 滤波器） 系统介绍了无限脉冲响应（IIR）滤波器的基本结构和设计原理。 详细讲解了模拟原型滤波器的设计方法，如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器等，并分析了它们的幅频和相频特性。 深入阐述了从模拟滤波器到数字滤波器的设计方法，如脉冲响应不变法、双线性变换法等，并分析了各自的优缺点。 重点讲解了直接型、级联型、并联型等 IIR 滤波器实现结构，以及相应的系数取舍策略。 通过丰富的实例，演示了低通、高通、带通、带阻等 IIR 滤波器的设计与仿真。 第六章：数字滤波器设计（FIR 滤波器） 系统介绍了有限脉冲响应（FIR）滤波器的基本结构和设计原理，强调其相位特性良好的优势。 详细讲解了 FIR 滤波器的设计方法，包括窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。 重点介绍了 Parks-McClellan 算法（最优等波纹设计法），详细阐述了其基本原理、迭代过程以及在设计最优 FIR 滤波器中的作用。 分析了 FIR 滤波器实现结构，如直接型、移位累加器型等。 通过实例，展示了不同设计方法和窗函数的选择对滤波器性能的影响，以及在实际应用中的取舍。 第七章：多速率信号处理 深入介绍了多速率信号处理的概念，包括信号的采样率变化（抽取和插值）。 详细讲解了抽取器和插值器的基本原理和实现结构。 系统阐述了数字滤波器的应用在抽取和插值过程中的作用，特别是抗混叠滤波器和抗镜像滤波器。 重点分析了多速率信号处理中的关键技术，如上/下变频、变采样率系统设计等。 讲解了多速率信号处理在数字通信、数据压缩、图像处理等领域的应用，并通过实例展示其效率提升作用。 第八章：自适应信号处理导论 引入了自适应信号处理的概念，即能够根据输入信号的统计特性自动调整系统参数的信号处理技术。 详细阐述了自适应滤波器的基本原理，包括误差信号的产生、代价函数的选择以及优化算法。 重点介绍了最常用的梯度下降算法（LMS 算法）及其变种（RLS 算法），详细分析了它们的收敛性能、计算复杂度以及在不同场景下的适用性。 初步探讨了自适应滤波器在噪声消除、回声消除、均衡器等方面的应用。 第三部分：现代信号处理技术与应用（第9-15章） 第九章：短时傅里叶变换（STFT）与时频分析 深入分析了传统的傅里叶变换在分析非平稳信号时的局限性。 系统介绍了短时傅里叶变换（STFT）的概念，通过引入窗函数来分析信号在不同时间段的频谱特性。 详细讨论了 STFT 的分辨率问题，即时间分辨率与频率分辨率之间的权衡。 讲解了时频分布的表示，如语音信号、心电信号等非平稳信号的时频图谱分析。 引入了小波变换作为 STFT 的一种改进，为后续章节铺垫。 第十章：小波变换及其应用 全面介绍了小波变换的理论基础，包括连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT）。 详细讲解了小波基函数的选择原则及其对信号分解的影响。 系统阐述了多分辨率分析（MRA）的概念，以及其在信号去噪、信号压缩、特征提取等方面的应用。 重点介绍了 Mallat 算法，阐述了其在信号的分解和重构过程中的高效性。 通过实例，展示了小波变换在图像去噪、音频压缩、边缘检测等领域的强大能力。 第十一章：谱估计方法 系统回顾了经典谱估计方法（周期图法、Welch 法）的原理、优缺点及其局限性。 深入介绍了现代谱估计方法，包括参数模型方法（AR、MA、ARMA 模型）和高分辨率谱估计方法（MUSIC、ESPRIT 等）。 详细分析了各方法的数学原理、计算步骤以及在不同噪声环境下的性能表现。 通过仿真实验，比较了不同谱估计方法的优劣，并探讨了在实际应用中的选择策略。 第十二章：盲信号分离技术 引出了盲信号分离（BSS）的概念，即在不知道信源信号和信道特性的情况下，分离混合信号。 详细介绍了独立成分分析（ICA）的基本原理，包括独立性度量（如负熵、互信息）和优化算法。 分析了 ICA 在语音分离、脑电信号分析（EEG）、图像处理等领域的应用。 初步探讨了其他 BSS 技术，如主成分分析（PCA）在降维和去相关方面的作用。 第十三章：数字信号处理在通信系统中的应用 将前面章节的理论知识与通信系统紧密结合。 详细讲解了数字调制解调技术（ASK, FSK, PSK, QAM）的原理及其在数字信号处理中的实现。 分析了信道编码与解码（如汉明码、卷积码、Turbo 码）的信号处理过程。 重点阐述了数字滤波在通信系统中的作用，如匹配滤波、均衡滤波等。 探讨了自适应信号处理在自适应均衡、自适应滤波等方面的应用。 第十四章：数字信号处理在雷达系统中的应用 详细分析了雷达信号的产生、接收、处理过程。 重点讲解了脉冲压缩技术，以及其在提高雷达距离分辨率中的作用。 深入分析了多普勒效应在雷达目标检测和速度测量中的应用，以及如何利用信号处理技术实现。 介绍了动目标显示（MTI）和脉冲多普勒（PD）雷达的设计原理和信号处理方法。 探讨了现代雷达系统中的先进信号处理技术，如合成孔径雷达（SAR）图像形成。 第十五章：数字信号处理在生物医学工程中的应用 选取生物医学领域具有代表性的应用进行深入分析。 详细讲解了心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的采集、预处理和特征提取。 重点介绍了医学图像处理技术，如医学成像（CT, MRI）的重建、滤波、增强和分割。 探讨了生物信号的去噪和模式识别在疾病诊断中的作用。 引入了生物信息学与信号处理交叉领域的研究方向。 三、本书的突出特点 1. 理论深度与广度并存： 本书系统地介绍了信号处理领域的核心理论，从经典傅里叶变换到现代小波变换，从统计信号处理到自适应信号处理，力求为读者构建完整的知识体系。 2. 注重实践应用： 每一章都紧密结合实际工程应用，通过丰富的案例分析，帮助读者理解抽象的理论在实际问题中的体现。通信、雷达、生物医学等领域的应用案例，使读者能够将所学知识转化为解决实际问题的能力。 3. 数学工具的讲解与应用： 本书在讲解理论的同时，注重对所需数学工具的引入和解释，例如傅里叶变换、Z 变换、概率论等，确保读者能够理解理论背后的数学逻辑，并掌握其应用方法。 4. 算法的详细阐述： 对于重要的信号处理算法，如 FFT、IIR/FIR 滤波器设计算法、LMS/RLS 算法、ICA 等，本书进行了详细的原理阐述和步骤分解，便于读者理解和实现。 5. 最新技术的前瞻性： 本书不仅涵盖了信号处理的经典内容，也对一些前沿技术如小波变换、盲信号分离等进行了深入介绍，帮助读者了解该领域的最新发展动态。 6. 循序渐进的学习路径： 全书结构安排合理，从基础概念到高级应用，由浅入深，符合读者的学习规律，尤其适合作为高等院校相关专业的教材和研究生的参考书。 7. 解决工程实际问题的能力培养： 通过大量仿真案例和工程应用分析，本书旨在培养读者独立分析和解决信号处理相关工程问题的能力，提升其在实际工作中的竞争力。 四、适用读者 电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、生物医学工程等专业的高年本科生。 相关专业的研究生，用于课程学习和科研课题研究。 从事通信、雷达、导航、控制、医疗仪器、图像处理、数据挖掘等领域的工程技术人员，用于提升专业技能和解决实际工程问题。 对现代信号处理技术感兴趣的科研人员。 《现代信号处理基础与应用》将是您深入理解和掌握信号处理技术的理想选择，助您在信息时代浪潮中乘风破浪。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本教材，我的第一感觉是“厚重”，不仅仅是物理上的重量，更是内容上的密度。我是一个偏向于理论推导的读者，所以对于那些需要深入理解电路工作机理的章节会格外关注。这本书在对晶体管等有源器件的非线性特性分析上，处理得相当到位，没有一味地使用理想模型，而是引入了更贴近实际的参数模型进行分析，这使得后续的电路性能预测更加可靠。尤其在电源部分，它对开关电源的拓扑结构介绍得非常全面，从Buck到Boost再到Buck-Boost，每种拓扑的优缺点和适用场景都分析得井井有条，结合仿真来看，更容易理解能量转换的动态过程。唯一让我略感遗憾的是，对于一些新兴的、比如基于FPGA的信号处理实验，书中着墨不多，这可能是受限于教材的定位和出版周期。但总体来说，它构建了一个非常坚实的模拟电子电路和基础数字电路的实验体系，是打好电路基础的绝佳工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺有意思的，那种深蓝配上电路图的纹理，一看就知道是搞技术的。我拿到手的时候，首先关注的是它的厚度和页码，拿在手里沉甸甸的，感觉内容量挺扎实的。目录翻起来，涵盖了基础的元器件特性测试，到一些比较复杂的放大电路、滤波器和电源设计。我个人对信号处理那一块比较感兴趣，特地看了下这部分，它对一些经典电路的分析讲解得比较透彻，图示清晰，公式推导也循序渐进，不像有些书上来就扔一堆复杂的公式，让人望而却步。特别是关于运算放大器的部分，它似乎不仅讲了理论，还结合了实验验证的思路，这一点我很欣赏。不过，说实话，我对仿真软件的使用经验不算特别丰富，所以对于书中涉及到的SPICE仿真流程和具体操作细节，我还需要花更多时间去琢磨，但至少从文字描述来看，它提供了足够的理论基础来支撑仿真实践。总体感觉，这是一本可以从入门阶段一直用到进阶阶段的参考书，适合需要系统学习电子电路实验原理和操作的工科学生。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量着实令人满意，纸张没有那种廉价的漂白感，墨迹清晰，即便是那些密密麻麻的电阻电容参数和波形图，看起来也毫不费力。我之前用过几本教材，有些图注模糊不清，对照实物操作时总要反复比对很久，这本书在这方面做得相当到位。我印象最深的是关于反馈系统的章节，它没有仅仅停留在负反馈能稳定系统的口号上，而是深入剖析了波特图和尼奎斯特图的应用，甚至还讨论了实际元件引入的寄生参数对稳定性的影响，这种深入到工程实践层面的讨论，对于真正想做硬件设计的人来说，价值无可估量。虽然我还没有完全跟着书里的步骤把所有实验都做一遍，但光是阅读那些实验步骤的描述，就能感觉到作者在编写过程中对实验环境的细致考虑，比如对万用表、示波器等仪器的使用注意事项都有明确提醒，这对于初学者简直是救星。它不是那种只重理论不重实践的“纸上谈兵”教材，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手带你入门。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经工作几年但需要回顾基础的工程师，我发现这本书的实用价值非常高，它不像一些侧重于前沿研究的专著那样高深莫测，而是非常脚踏实地地聚焦在“实验”与“仿真”的结合点上。我特别喜欢它在每一章后面对实验结果分析的引导，它不是简单地让你对比理论值和测量值，而是引导你去思考“为什么会有差异”，这才是真正体现工程师思维的地方。比如，在测量MOSFET的跨导时，它会提醒你注意温度对阈值电压漂移的影响，这种细节的捕捉，正是区分合格工程师和普通技术人员的关键。虽然仿真部分我还没有深入研究，但从描述来看，它似乎采用了业界比较主流的建模方法，这为后续我用更专业的EDA工具进行深入分析打下了很好的概念基础。这本书更像是一本技能手册，它不只是告诉你“是什么”，更重要的是教会你“怎么做”以及“为什么这样做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，带着一种典型的理工科教材的克制与精确，没有过多华丽的辞藻去渲染知识的“美感”，而是直接将知识点以最清晰、最结构化的方式呈现出来。我比较欣赏它在实验原理阐述中的逻辑层次感，总能先给出宏观目标，然后层层递进地分解到每一个元器件的作用，最后通过公式和图示进行量化。对于那些需要准备考试的读者来说，这种结构无疑是高效的。比如，在讲解低频振荡器设计时，它不仅给出了设计公式，还详细说明了晶体管参数波动对起振条件的影响，这种对“不确定性”的考量，是很多入门书籍会忽略的。我个人是更倾向于在实践中学习的类型，这本书的实验设计充分考虑到了可操作性，很多实验看起来都是可以在标准实验室设备上顺利完成的，而不是那种只有在理论上成立的“空中楼阁”。这本书的价值在于，它教会你如何从一个黑箱中抽丝剥茧，理解内部的运作机制。