现场总线技术应用选编1（下） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学出版社

作者:邬宽明

出品人:

页数:783

译者:

出版时间:2004-1

价格:69.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810772549

丛书系列:

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现代电子系统与通信原理精要 本书聚焦于当代电子系统设计、信号处理与通信技术的前沿进展，为工程师和高级技术人员提供一套系统、深入且实用的理论与实践指南。 在信息时代，电子系统的复杂性与日俱增，对器件的性能、系统的可靠性以及数据的传输效率提出了前所未有的要求。本书旨在填补理论深度与工程实践之间的鸿沟，通过对核心概念的精辟阐述和对实际应用案例的细致剖析，构建起读者坚实的理论基础和高阶的设计能力。 第一部分：半导体器件物理与高级集成电路设计 本部分深入探讨现代集成电路（IC）的物理基础与前沿设计方法。我们从半导体材料的量子力学特性入手，解析PN结、MOSFET等基本器件的非理想效应，为理解现代芯片的性能瓶颈奠定基础。 1.1 晶体管的深层物理模型： 详细论述了从亚微米到纳米尺度下，沟道效应、短沟道效应（DIBL, 漏致势垒降低）以及载流子速度饱和对晶体管开关速度和功耗的影响。此外，对FinFET等新兴晶体管结构的工作原理及其对降低泄漏电流的贡献进行了深入的分析和建模。 1.2 模拟CMOS电路设计进阶： 重点讲解了高精度、高带宽模拟模块的设计挑战。内容涵盖低噪声放大器（LNA）的设计优化，特别是噪声匹配与增益-功耗权衡的技巧；高分辨率Σ-Δ调制器和流水线模数转换器（ADC）的架构选择、误差消除技术及噪声塑形原理。对于高精度运算放大器（Op-Amp）的频率补偿（如米勒补偿、零点/极点配置）及其稳定性分析，提供了详尽的步骤和仿真验证方法。 1.3 数字电路与低功耗设计： 本章关注现代处理器核心和SoC中的关键数字模块。深入剖析了时序分析（Static Timing Analysis, STA）的复杂性，包括建立时间、保持时间、时钟抖动（Jitter）的量化与裕度计算。低功耗设计策略被系统化地介绍，包括电压频率调节（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）的硬件实现细节，以及亚阈值（Sub-threshold）电路在物联网（IoT）设备中的应用潜力与挑战。 第二部分：高级信号完整性与电磁兼容性（EMC） 随着系统时钟频率的攀升和封装密度的增加，信号完整性（SI）和电磁兼容性已成为决定产品成败的关键因素。本部分侧重于从传输线理论到系统级辐射抑制的完整解决方案。 2.1 高速传输线的频域与时域分析： 本章从电磁场理论出发，推导了无损和损耗传输线的特征阻抗、传播常数及反射系数。重点分析了PCB层叠设计对阻抗控制的制约，以及过孔（Via）和连接器引入的寄生电感与电容。时域反射（TDR/TDT）的测量与反卷积技术被详细阐述，用以准确诊断PCB布局中的不匹配点。 2.2 串扰与噪声耦合机制： 详尽分析了近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）的发生机理，特别是在多层互连结构中，耦合路径的识别与抑制方法，如增加地平面分割、线间距优化等。同时，讨论了电源完整性（Power Integrity, PI）与信号完整性的相互影响，包括电源分配网络（PDN）的阻抗建模与去耦电容的优化布局策略。 2.3 电磁兼容性设计与辐射抑制： 从标准规范（如FCC、CE）的要求出发，解析了辐射发射（EMI）和抗扰度（EMS）的物理根源。重点介绍屏蔽技术（如法拉第笼、导线缝隙分析）、滤波器的设计（共模与差模扼流圈的原理与选型），以及PCB布局中“分割与接地”的黄金法则，确保产品在复杂电磁环境中稳定运行。 第三部分：现代通信系统与信道编码 本部分将理论知识应用于现代高速数据传输系统，涵盖了从基带处理到射频前端的关键技术。 3.1 数字化调制与解调： 深入探讨了正交幅度调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）的原理。详细解析了OFDM系统中的循环前缀（CP）添加、快速傅里叶变换（FFT/IFFT）的实现方式，以及在高斯白噪声（AWGN）和瑞利衰落信道下的性能表现。对同步问题（如载波频偏和定时误差）的估计与校正算法进行了深入的数学推导。 3.2 接收机架构与同步技术： 聚焦于高速接收机的实现细节。分析了模拟和数字下变频器（Mixer）的非线性失真（如输入三阶截点IP3）对系统性能的影响。重点阐述了载波恢复（如Gardner定时同步器、Costas环）和符号定时恢复的先进算法，这些算法是实现高阶调制系统性能的关键。 3.3 信道编码与纠错原理： 阐释了现代通信系统（如5G、Wi-Fi 6）中使用的强大纠错码。详细讲解了卷积码、分组码（如BCH码）的基本结构与译码过程。重点解析了现代迭代译码的基石——Turbo码和低密度奇偶校验码（LDPC）的软判决译码原理，包括贝尔曼-福特算法（Belief Propagation）在LDPC译码中的应用，以及如何通过增加编码增益来改善误码率（BER）性能。 第四部分：嵌入式系统的高级实时性与可靠性 本部分关注将复杂算法高效部署到硬件平台上的挑战，特别是针对需要严格时间约束的应用场景。 4.1 实时操作系统（RTOS）的内核机制： 深入剖析主流RTOS（如FreeRTOS, VxWorks）的任务调度策略（固定优先级、轮转、最短剩余时间优先）。详细讨论了中断延迟、上下文切换的开销，以及如何通过设计确定性系统来满足硬实时要求。互斥锁、信号量、消息队列等同步原语在防止竞态条件和死锁中的正确使用。 4.2 硬件加速与异构计算： 探讨了如何利用FPGA、GPU或专用DSP核来卸载CPU的计算负担。重点分析了数据流编程模型在FPGA设计中的应用，以及如何利用流水线和并行化技术加速数字信号处理（DSP）算法。对于嵌入式视觉系统，介绍了如何设计高效的内存访问模式以优化DMA传输效率。 4.3 系统级可靠性与故障诊断： 讨论了软件和硬件故障的预测与处理。内容包括看门狗定时器的配置、冗余和投票机制在关键任务中的应用。此外，还涵盖了内存保护单元（MPU/MMU）的配置，用于隔离不同软件模块，提高系统对随机错误的鲁棒性。 本书内容全面覆盖了从器件物理到系统集成的多尺度工程问题，旨在培养读者驾驭新一代高速、高密度电子系统的综合能力。所有理论推导均辅以实际工程参数和案例进行验证。

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这本书的案例分析环节简直是虚设，看得我一头雾水。所谓的“应用选编”，重点应该在于如何将理论转化为实际可行的解决方案，但这本书里的案例却显得极其脱离实际，很多场景设置得过于理想化，完全不考虑工业现场复杂的电磁环境、兼容性问题以及成本限制。我花了很大精力去研读那些所谓的“解决方案”，结果发现它们要么是教科书上翻出来的老掉牙的配置，要么就是只在特定、完美的条件下才能运行的理论模型。缺乏针对性强、有代表性的、甚至是失败的案例来供我们反思和学习。要说“应用”，这本书给出的指导性太弱，完全达不到指导实践的水平，读完后感觉对真实世界的复杂性一点帮助都没有。

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我对这本书的理论深度感到非常失望，它更像是一本面向新手的入门手册，而不是一本“选编”类书籍应该有的专业深度。很多章节只是泛泛而谈，对核心技术的原理阐述得过于简化，仿佛只是在罗列概念，缺乏对底层机制的深入剖析和数学推导。例如，在讨论某个通信协议的细节时，作者只是简单描述了它的“功能”，却避开了关于时序、冲突解决机制等关键的技术难点。对于一个期望能从中学习到扎实工程知识的读者来说，这本书提供的价值微乎其微。它更像是提供了一堆零散的、缺乏系统性的知识点，让人学完之后，感觉好像什么都知道了点，但真要上手解决实际问题时，却发现无从下手，理论基础极其薄弱。

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装订质量简直是侮辱知识。我拿到书后没多久，就发现封面和内页的连接处开始松动，有些书页甚至因为装订线处理不当而内卷，导致边缘部分的内容无法完全展平阅读。更别提纸张的质量了，那种廉价的纸张反光严重，如果室内光线稍暗一点，阅读起来就非常吃力，字迹在纸张上显得很“漂”。对于一本需要反复查阅和做笔记的技术参考书来说，这样的物理质量是完全不可接受的。我甚至担心这本书的寿命，可能在下一次翻阅时，某些重要章节就会因为物理损坏而脱落，这对于学习者来说是一种巨大的损失和困扰。知识的载体如此粗糙，实在让人对出版方的专业度产生严重质疑。

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这本书的排版简直是一场灾难，简直是把读者当傻子糊弄。光是目录那一块，就感觉像是随手拼凑起来的，章节之间的逻辑关联性几乎为零。我记得我找一个特定主题的内容时，得在好几个章节之间来回跳转，效率低得令人发指。而且，很多图表的质量也相当差，分辨率低得像是在看马赛克，更别提那些标注不清的符号和线条，完全看不懂作者到底想表达什么。有时候，甚至连文字的排版都有问题，行间距忽大忽小，看着眼睛非常疲劳，读起来完全没有流畅感，更别提什么深入思考了。感觉作者和出版社对“阅读体验”这四个字是完全没有概念的，随便应付一下就想交差，这样的书，实在让人难以恭维。

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语言风格上，这本书的行文逻辑跳跃性太强，很不连贯。感觉像是把不同时期、不同作者写的一些零散笔记硬生生地缝合在一起，缺乏一个统一的编辑声音和流畅的过渡。有时候，前一句话还在讨论高层架构的宏观概念，下一句话突然就扎进了一个非常具体的、甚至有些琐碎的硬件参数讨论中，让人措手不及。这种不稳定的叙事节奏，极大地干扰了读者的专注力。我得一遍又一遍地回读前面的段落，试图理解作者这次跳跃的意图，非常耗费心神。一本技术书，如果不能用清晰、有条理的方式组织信息，那么它的信息载体价值也就大打折扣了。

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