脉冲与数字电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:16.90元

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isbn号码:9787040072471

丛书系列:

图书标签:

• 脉冲电路
• 数字电路
• 电子技术
• 电路分析
• 模拟电路
• 信号处理
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 通信原理

好的，这是一本关于现代工程学中两个核心分支的权威性著作的详细介绍。 --- 《光子学与集成系统设计：从基础理论到前沿应用》 图书简介 本书旨在为高年级本科生、研究生以及专业工程师提供一个深入而全面的视角，探讨光子学技术在现代信息处理和系统集成领域中的前沿发展与实践应用。本书超越了传统的电子学范畴，聚焦于如何利用光的独特属性——高带宽、低延迟和并行处理能力——来构建下一代计算、通信和传感系统。全书结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，力求构建一座连接基础物理原理与尖端工程应用的坚实桥梁。 第一部分：光子学基础与材料科学 本部分系统地回顾了经典光学与量子光学的基本原理，并将其作为理解现代光子器件的基础。 第一章：电磁波理论与光传播 详细阐述了麦克斯韦方程组在介质中的应用，重点分析了光波在不同材料（如半导体、介电质）中的传播特性，包括折射、反射、衍射和散射现象。引入了波导理论，对平面波导、圆波导以及光纤中的模式分析进行了深入讨论，包括模式的截止条件、有效折射率计算以及模式耦合的理论。 第二章：半导体光电子学导论 本章聚焦于光与半导体材料的相互作用。首先回顾了半导体物理基础，如能带结构、有效质量和费米能级。随后，深入探讨了光吸收、光发射（自发辐射与受激辐射）的微观机制。重点介绍了在光通信和光存储中至关重要的半导体激光器（LEDs和半导体激光器）的工作原理、结构设计（如DFB、VCSEL）及其性能参数的优化方法。 第三章：先进光子学材料与制造技术 探讨了用于构建高性能光子器件的新型材料系统。内容涵盖了硅基光子学（Silicon Photonics, SiPh）的优势与挑战，包括SOI（Silicon-on-Insulator）平台的材料特性、光刻与集成技术。此外，还对III-V族化合物半导体（如InP）在高速光电子集成中的应用进行了比较分析。本章特别强调了纳米结构对光场调控的巨大潜力，并介绍了光子晶体（Photonic Crystals）和超表面（Metasurfaces）的设计与制造工艺。 第二部分：光子系统组件与器件设计 本部分深入到构成复杂光子系统的基本模块，探讨了其工作原理、设计考量与性能极限。 第四章：光调制与解调技术 详细分析了将电信号转化为光信号的关键技术——调制器。介绍了电光效应（Pockels效应、Kerr效应）在高速调制器中的应用。重点对比了马赫-曾德尔调制器（MZM）、双电极调制器（DE-MZM）以及新型的载流子调制器和基于等离激元的调制器。在接收端，深入探讨了光电探测器的设计，包括PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的响应速度、量子效率和噪声特性。 第五章：无源光子集成电路（PIC） 本章专注于构建无源光路网络。详细介绍了波导耦合器（如定向耦合器、多模干涉耦合器MMI）、光滤波器（如布拉格光栅FBG、环形谐振腔）、光开关（如热光开关、载流子注入开关）的原理与设计规范。重点阐述了如何利用这些基本单元搭建复杂的集成光子芯片，并讨论了器件间的损耗匹配与串扰抑制技术。 第六章：非线性光子学与频率梳 本章探讨了光强对光学响应的影响，这是实现光信号处理和精密测量的基础。介绍了克尔效应、四波混频（FWM）和自相位调制（SPM）等非线性现象。深入分析了光频率梳的产生原理（如腔内孤子、克尔透镜锁模），及其在精密计量、光谱分析和光采样技术中的革命性应用。 第三部分：光子集成与系统架构 本部分将器件层面提升到系统层面，探讨如何将光子学与电子学融合，构建高性能的异构集成系统。 第七章：光电异构集成（OEI） 讨论了实现高密度、高性能系统的关键挑战——如何将光子芯片（如基于硅或氮化硅）与电子芯片（如CMOS或SiGe）可靠地连接和集成。内容包括先进的键合技术（如混合键合、直接键合）、倒装焊（Flip-Chip）技术、高速电学与光学生存连接器的设计，以及热管理在异构集成系统中的重要性。 第八章：全光信号处理 分析了在光域中直接进行信号处理的技术路线，以克服光电转换带来的带宽瓶颈。研究了基于集成光栅干涉仪的滤波器、基于非线性效应的波长转换器和光采样器。重点讨论了光域中的高速逻辑门设计和数据处理架构，为超快数据中心网络提供解决方案。 第九章：面向计算的光子学：加速器设计 本章是本书的前沿总结部分，探讨了光子学在特定计算任务中的潜力。介绍了光子矩阵向量乘法（MVM）的硬件实现，包括基于干涉仪阵列和调制器阵列的架构。分析了相控阵技术在光束操控、激光雷达（LiDAR）以及新兴的“光子神经网络”（Optical Neural Networks, ONNs）中的应用。探讨了如何利用光子的并行性和低能耗特性来突破冯·诺依曼瓶颈。 全书特色： 本书的每一个章节都辅以大量的工程实例和案例分析，包括对当前业界领先芯片设计公司的技术路线的剖析。附录部分提供了用于器件仿真的常用软件工具包（如FDTD, BPM）的使用指南，确保读者能够将理论知识迅速转化为实际的设计能力。本书的最终目标是培养读者将光作为一种强大的工程工具，设计和实现下一代高速、低功耗的智能系统。

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这本书简直是理论与实践的完美结合，我作为一名电子工程专业的学生，在学习过程中经常感到抽象的概念难以理解，但这本书的讲解方式却能将复杂的原理娓娓道来。它不仅仅罗列公式，更重要的是深入剖析了每个电路模块背后的物理意义和设计哲学。比如在讲述CMOS反相器时，作者通过详细的负载效应分析和噪声容限的探讨，让我明白了为什么在实际电路设计中，我们必须权衡功耗、速度和面积这三大要素。书中的例题设计得非常巧妙，既有基础巩固的简单计算，也有贴近实际应用的综合设计题，解答部分更是详尽到让人感到贴心。我记得有一次为了理解亚阈值导通机制，我翻阅了多本参考书，但直到看到这本书的图表和文字描述，才恍然大悟。它的行文流畅自然，即使是初学者也能很快跟上节奏，丝毫没有那种堆砌术语的晦涩感。这种将深奥知识以平易近人方式呈现的能力，绝对是衡量一本优秀教材的关键标准。我毫不夸张地说，这本书是我书架上被翻阅次数最多的技术书籍之一，它对我的专业技能提升起到了决定性的作用。

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这本书的叙事节奏掌握得非常精准，张弛有度，让人读起来既不觉得拖沓，也不会因为信息量过大而感到窒息。作者似乎非常懂得读者的认知负荷极限，每一个章节的收尾都会有一个简洁的“要点回顾”，这个设计对我梳理知识点非常有帮助。我发现自己可以轻松地将书中讲解的组合逻辑设计方法（如卡诺图、Quine-McCluskey算法）与后续的序列逻辑设计（有限状态机设计）进行有效串联。特别是对于复杂的状态机设计，书中提供了一个详细的、可供参考的完整设计流程图，从规格说明到状态图、状态表、再到最终的电路图绘制，每一步都有清晰的指导和错误排查的提示。这种系统性的、工程化的讲解方式，极大地增强了我面对复杂系统设计时的信心。它给予的不仅仅是知识点，更是一种解决问题的标准流程。

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从一个更宏观的角度来看，这本书成功地架设了基础电子学与现代集成电路设计之间的桥梁。它并没有沉湎于过时的技术细节，而是非常前瞻性地引入了诸如低功耗设计（如电源门控技术）和高速信号完整性初步概念。我尤其欣赏它在讨论同步电路设计时，对时钟树综合（Clock Tree Synthesis）的简要介绍，虽然篇幅不长，但足以让读者意识到，将时钟信号精确分发到芯片的每一个角落，是一个比设计逻辑门本身更具挑战性的任务。这本书的视野是开阔的，它始终将读者定位在一个即将步入实际工程领域的学习者身上，因此它所传授的知识带有强烈的“实用主义”色彩。读完此书，你会发现，你掌握的已经不仅仅是电路图上的那些符号和连接，而是整个数字系统设计背后的工程约束和权衡艺术。

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这本书的排版和视觉呈现方式令人耳目一新，完全没有传统理工科教材那种刻板、枯燥的印象。大量的精美插图和示意图，不仅仅是简单的配角，更是理解核心概念的关键辅助工具。作者对于如何用图形语言来表达电路行为的理解达到了极高的水准。我特别欣赏它对时序逻辑电路中竞争与冒险现象的论述，书中特意增加了一个全彩的动态时序图，直观地展示了信号在不同路径上的延迟差异是如何导致错误输出的。这种对细节的关注，体现了编者对读者学习体验的深度考量。翻阅时，那种阅读体验更像是在和一位经验丰富的工程师进行一对一的交流，而不是在啃一本冷冰冰的教科书。此外，书中的附录部分提供了许多实用的设计规范和行业标准引用，这对于想要将理论知识应用于实际项目中的读者来说，价值不可估量。总之，这本书成功地将晦涩的电子学内容转化成了一种富有吸引力的知识载体，让人愿意长时间沉浸其中。

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我接触过不少关于数字系统基础的读物，但很少有能像这本书一样，在介绍基本逻辑门的同时，就将后端的半导体物理特性融入讲解的。它采取了一种自底向上的构建方法，首先夯实了晶体管层面上的开关特性，然后平滑过渡到布尔代数和逻辑表达式的实现。这种层次分明的结构，极大地帮助我建立了对电子元件工作原理的整体认知框架。尤其是在介绍存储单元时，作者并没有停留在理想化的D触发器模型上，而是深入探讨了锁存器（Latch）与触发器（Flip-flop）之间的本质区别，以及它们在实际电路中对时钟抖动（Jitter）的敏感性。这种对“为什么”而不是仅仅“是什么”的探究精神，是这本书最宝贵的地方。对我而言，它不只是一本教材，更像是一本“数字电路设计思维训练手册”，它教会我如何像一个真正的电路设计师那样去思考问题的根源和潜在的陷阱。

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