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出版者:机械工业出版社

作者:何利民

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:27

装帧:

isbn号码:9787711103664

丛书系列:

图书标签:

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《电路设计与仿真宝典》 本书是一本集理论、实践与前沿技术于一体的电路设计与仿真工具书，旨在为电子工程领域的专业人士、技术研究者以及高等院校师生提供一套全面、深入的解决方案。不同于传统的电气制图与读图手册，本书侧重于电路的实际设计流程、电路的行为分析、性能优化以及在复杂系统中的应用，强调理论与实践的紧密结合，通过大量实例和仿真演示，帮助读者快速掌握现代电路设计的方法论和工具链。 核心内容概览： 第一部分：电路设计基础与建模 深入理解模拟电路核心原理： 本部分将系统梳理放大器（如跨导放大器、跨阻放大器、运算放大器）、滤波器（如低通、高通、带通、陷波滤波器，包括Butterworth、Chebyshev、Bessel等类型）、振荡器（如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器）等经典模拟电路模块的工作原理、设计考量和性能指标。重点在于解析不同拓扑结构的设计技巧、器件选择原则以及噪声、失真等关键性能的分析方法。 掌握数字电路逻辑设计： 详细介绍组合逻辑电路（如译码器、编码器、多路选择器、加法器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器、状态机）的设计与实现。重点阐述逻辑代数简化、卡诺图化简、有限状态机（FSM）设计方法，以及如何从需求分析到逻辑实现的全过程。 现代电路建模技术： 引入行为级建模、寄存器传输级（RTL）建模以及门级建模的概念。讲解Verilog和VHDL等硬件描述语言（HDL）在不同抽象层次上的应用，以及如何利用这些语言精确描述电路功能，为后续的仿真和综合奠定基础。 电路元件模型与仿真： 深入探讨各种电子元器件（电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSFET、BJT、运放等）的Spice模型，以及SPICE仿真器的基本操作和高级应用。涵盖直流分析、瞬态分析、交流小信号分析、傅里叶分析、噪声分析等基本仿真类型，并介绍模型参数提取与验证的方法。 第二部分：高级电路设计与优化 电源管理与低功耗设计： 聚焦于现代电子系统中至关重要的电源管理技术。深入讲解线性稳压器（LDO）和开关稳压器（DC-DC转换器）的设计原理、效率优化、瞬态响应分析以及纹波抑制技术。此外，还将详细阐述低功耗设计策略，包括时钟门控、电源门控、动态电压与频率调整（DVFS）等，为移动设备、物联网（IoT）等应用提供设计指导。 射频（RF）电路设计入门： 介绍射频电路设计的基础知识，包括阻抗匹配（如史密斯圆图的应用）、S参数分析、微带线理论、射频放大器（LNA）、混频器、振荡器（VCO）的设计挑战与方法。重点讲解如何处理高频效应，如寄生参数、传输线效应、电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI）。 嵌入式系统与接口设计： 探讨嵌入式系统中常用的总线接口，如I2C、SPI、UART、USB、Ethernet等，介绍其工作原理、时序特性、协议规范以及在实际设计中的应用。涵盖信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的基本概念，以及如何在PCB设计中考虑这些因素。 性能优化与参数扫描： 讲解如何利用仿真工具对电路性能进行系统性优化。介绍参数扫描（Parameter Sweep）、优化算法（如梯度下降、遗传算法）在电路设计中的应用，帮助读者找到最优的器件参数组合，以满足性能、功耗和成本等多方面约束。 第三部分：电路仿真工具链与实战 主流EDA工具详解（以Cadence/Altium/PSpice/MATLAB Simulink为例）： 本部分将选取业界主流的电子设计自动化（EDA）工具，从用户界面、基本操作、原理图编辑、PCB布局布线、仿真设置与执行、结果分析等各个环节进行详细介绍。通过对比不同工具的优缺点，帮助读者根据项目需求选择最合适的工具。 典型电路仿真案例分析： 提供一系列涵盖模拟、数字、混合信号电路的综合仿真案例。例如，设计并仿真一个音频放大器，实现一个简单的微处理器控制器，或者搭建一个通信系统前端。每个案例都将详细展示从需求分析、电路设计、建模、仿真到结果验证的完整流程。 故障注入与鲁棒性分析： 探讨如何通过故障注入（Fault Injection）技术来评估电路的鲁棒性。学习如何模拟器件失效、噪声干扰等情况，并分析电路的失效模式和可容忍度，为提高设计的可靠性提供依据。 高级仿真技术： 介绍一些更高级的仿真技术，如蒙特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation）用于参数偏差分析，温度扫描用于分析温度对电路性能的影响，以及后仿真（Post-Layout Simulation）以考虑PCB寄生参数的影响。 本书特色： 理论与实践并重： 深度剖析电路背后的物理原理和数学模型，同时提供大量实际设计案例和仿真演示，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 工具链整合： 强调现代EDA工具链的协同工作，从概念设计到最终验证，贯穿整个设计流程。 前沿技术涵盖： 关注低功耗设计、射频电路、嵌入式接口等当前热门且关键的技术领域。 面向问题导向： 针对工程师在实际工作中遇到的典型问题，提供系统性的分析方法和解决方案。 内容详实，结构清晰： 各章节内容逻辑严谨，由浅入深，便于读者循序渐进地学习和查阅。 《电路设计与仿真宝典》将是您在电子工程领域深入探索、提升设计能力、攻克技术难关的得力助手，助您在瞬息万变的电子技术浪潮中，掌握核心竞争力。

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这本书的行文风格简直像是一位经验丰富的老工程师在手把手地教你。它没有那种学院派著作的晦涩难懂，而是充满了实战经验的提炼与总结。作者似乎深谙初学者在面对专业图纸时的困惑点，总能在关键技术节点给出非常接地气的解释。举个例子，关于如何快速识别标准配电盘的接线逻辑，作者没有直接罗列一堆规范代码，而是设计了一个“故障排除路径图”，引导读者通过观察最常见的几种接线错误，反推正确的标准配置，这种教学方法效率极高。书中对不同国家和行业标准图例的对比分析也做得极其到位，特别是对那些容易混淆的符号，都会配上详细的注释和应用场景的描述。我感觉作者在编写过程中，一直在思考“读者实际工作中会遇到什么问题”，而不是单纯地罗列知识点。这种以问题为导向的叙述方式，让学习过程变得非常顺畅和有目的性，大大缩短了从理论到实践的过渡时间。读起来就像是在和一位耐心且博学的导师交流，让人感觉知识点都是鲜活的、有用的。

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深入阅读后，我发现这本书的知识体系构建得非常科学和严谨，它不仅仅停留在“是什么”的层面，更着重于“为什么”和“如何做”。作者在介绍完基础的电路符号和元件表示法后，并没有急于进入下一章节，而是用了一整章的篇幅来讨论“图纸的逻辑层次与信息密度控制”。这部分内容极其深刻，它教会我们如何从一张复杂的、信息量巨大的系统图纸中，迅速剥离出我们当前关注的核心回路，这是一种非常高级的读图思维训练。书中还引入了“图纸版本管理与修订标记的解读”，这一点在实际工程项目中至关重要，很多事故都是因为误用了过时的图纸版本导致的。作者用几个真实的案例来佐证说明，其警示作用非常强。更让我惊喜的是，它对数字化绘图工具的兼容性也做了前瞻性的探讨，比如如何优化CAD文件以适应不同软件间的互操作性，这些超出现有入门教材的范畴，展现了作者深厚的行业洞察力。这本书无疑是拓宽了我的知识边界，不仅仅是教我识别符号，更是教我如何“思考”图纸。

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从易用性和可检索性的角度来看，这本书的编排也体现了高度的专业素养。书后的索引部分做得非常详尽和人性化，它不仅按照标准的术语排列，还加入了“常见故障符号速查”和“跨领域系统接口符号对照表”，极大地提高了工具书的实用价值。当我在工作中遇到一个陌生的设备接口符号时，我可以直接翻到索引的特定区域进行快速定位，节省了大量翻阅正文的时间。此外，书中对术语的定义非常精确，每一处使用专业词汇的地方，作者都会在脚注或旁侧给出清晰的解释，保证了不同背景的读者都能理解无碍。我发现，即便是那些非常细微的绘图规范差异，比如不同行业对于“屏蔽层”的表示方法略有不同，作者都进行了详尽的图示说明和区别标注。这本书的结构层次分明，就像一个精心组织的工程数据库，知识点之间逻辑清晰，互为支撑，任何一个章节拿出来都能作为独立的参考资料使用，足见作者在内容组织上的深厚功力。

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这本书的封面设计简洁大气，黑色的主色调搭配着精致的电路图线条，让人一眼就能感受到其专业性和严谨性。我刚拿到手的时候，就被它厚实的质感和沉甸甸的分量所吸引，感觉这不是一本轻松读物，而是一本需要沉下心来研读的工具书。书的装帧质量非常棒，纸张的质地细腻，印刷的字迹清晰锐利，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。我尤其喜欢书中大量采用的高清插图和示意图，它们把抽象的电气原理具象化，对于理解复杂的系统结构至关重要。比如，书中对不同类型开关符号的解析，用到了三维透视图，这在其他教材中是很少见的，极大地帮助我迅速建立了空间想象能力。而且，书中的排版布局非常考究，段落之间留白得当，重点内容都有用粗体或不同的颜色标记出来，即使是初学者也能很快找到阅读的重点，不会被信息淹没。整体而言，这本书在物理呈现上做到了教科书级别的水准，让人在捧读时就油然而生一种信赖感，相信里面蕴含的知识也是经过精心打磨的。

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这本书在处理复杂案例分析时的深度和广度令人印象深刻。它不像许多手册那样只是罗列案例，而是将一个大型工业项目的电气系统图纸，拆解成了若干个独立但又相互关联的模块进行剖析。我特别欣赏它对“功能区块划分”的阐述，作者展示了如何根据设备的控制功能，如电源输入、信号采集、逻辑控制和执行机构，来在庞杂的图纸中快速定位到相关回路。在对变电站一次系统图的解读部分，作者没有直接给出标准接线图，而是模拟了施工方的视角，从现场设备布置出发，反向推导出图纸上抽象的单线图和三相图之间的对应关系，这种“逆向工程”式的教学方法，极大地锻炼了我的综合分析能力。此外，书中对安全联锁回路的解读部分，其严谨程度达到了近乎苛刻的程度，每一个闭锁条件和冗余设计都分析得鞭辟入里，让人在学习技术的同时，也时时刻刻绷紧了安全这根弦。这本书的案例设计，堪称是教科书级别的范本，它把知识点融入到真实的工作场景中，让学习变得目标明确而富有挑战性。

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