虚拟仿真系统导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防科技大学出版社

作者:王炜、包卫东、张茂军、熊志辉、徐玮

出品人:

页数:270

译者:

出版时间:2007-1

价格:28.00

装帧:平装

isbn号码:9787810993838

丛书系列:

图书标签:

• 虚拟仿真
• 仿真技术
• 虚拟现实
• 系统工程
• 计算机应用
• 教育技术
• 建模与仿真
• 工业仿真
• 数字孪生
• 仿真系统

电子测量与仪器原理 第一章：电磁场与电磁波基础 本章深入探讨了描述电磁现象的基本物理规律，为理解后续电子测量和仪器原理奠定理论基础。我们将从麦克斯韦方程组出发，系统阐述静电场、静磁场以及时变电磁场的性质与行为。 1.1 静电场理论 电荷与库仑定律： 考察点电荷之间的相互作用力，理解电场的概念及其矢量特性。 电位与电势： 引入电势的概念，探讨电势与电场强度的关系，分析等势面的物理意义。 高斯定理的应用： 学习如何利用高斯定理简化计算具有特定对称性的电场分布，包括导体、电介质中的场分布。 电容与储能： 定义电容，分析平行板电容器、球形电容器等典型结构的电容计算，并研究电容器的储能机制。 1.2 静磁场理论 电流与毕奥-萨伐特定律： 分析稳恒电流产生的磁场，掌握毕奥-萨伐特定律的基本形式及其在计算环形电流、长直导线磁场中的应用。 安培环路定律： 阐述安培环路定律，探讨其在求解具有高对称性电流分布（如螺线管、托里圆柱）磁场中的便捷性。 磁介质与磁化强度： 引入磁导率、磁化强度等概念，区分顺磁、抗磁和铁磁材料在磁场中的行为差异。 磁矢量位： 探讨磁矢量位在求解复杂磁场分布中的数学工具作用。 1.3 时变电磁场与电磁感应 法拉第电磁感应定律： 深入分析磁通量变化引起电动势的现象，理解动生电动势与变压器电动势的区别。 麦克斯韦修正项： 阐述位移电流的概念及其在修正安培环路定律中的重要性，从而建立完整的麦克斯韦方程组。 电磁波的产生与传播： 基于麦克斯韦方程组推导电磁波方程，分析电磁波在无损和有损介质中的传播特性，包括传播常数、特性阻抗和波阻抗的概念。 坡印廷矢量： 定义坡印廷矢量，研究电磁场的能量流动方向与大小。 第二章：有源与无源电路分析基础 本章聚焦于电子测量系统中最基本的组成单元——电路元件的特性及其在直流和交流状态下的分析方法。 2.1 电阻、电容、电感元件特性 电阻元件： 欧姆定律、电阻的温度效应、功率耗散。 电容元件： 理想电容的伏安特性、储能特性、交流阻抗。 电感元件： 理想电感器的伏安特性、自感与互感现象、交流阻抗。 2.2 直流（DC）电路分析 基本定律： 基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。 电路等效变换： 串并联简化、戴维宁（Thévenin）定理和诺顿（Norton）定理的应用，用于简化复杂电路模型。 叠加定理与互易定理： 分析多源激励下的线性电路响应。 2.3 交流（AC）电路分析 相量法（Phasor）： 引入相量表示法处理正弦稳态电路分析，简化微积分运算。 交流稳态电路分析： RLC串联和并联电路的阻抗分析，理解谐振现象（串联谐振与并联谐振）的条件与特性。 功率计算： 有功功率、无功功率和视在功率的定义，功率因数及其校正的重要性。 三相交流电路： 星形（Y）连接与三角形（Δ）连接的负载分析，线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 第三章：半导体器件基础 本章介绍构成现代电子系统核心的半导体器件的基本工作原理和特性曲线。 3.1 半导体物理基础 能带理论与本征半导体： 导体、绝缘体和半导体的能带结构区别，本征半导体的载流子浓度。 杂质半导体： N型和P型半导体的掺杂过程，费米能级的位置。 少数载流子与载流子迁移率： 漂移运动与扩散运动的物理机制。 3.2 PN结与二极管 PN结的形成： 内建电场、空间电荷区、势垒电容。 二极管的伏安特性： 正向偏置与反向偏置下的工作状态，击穿现象。 理想二极管模型与实际二极管模型： 欧姆模型与肖特基模型。 二极管的应用： 整流电路（半波、全波、桥式）、限幅、钳位电路。 3.3 双极性晶体管（BJT） BJT结构与工作原理： NPN和PNP晶体管的结构，电流控制特性。 BJT的输入特性与输出特性曲线： E区、C区、B区的划分。 BJT的四种工作状态： 截止、放大、饱和、反向。 BJT作为开关的应用： 开关速度与饱和压降的考量。 3.4 场效应晶体管（FET） MOSFET结构与工作原理： 增强型与空穴型，栅氧层的关键作用。 MOSFET的I-V特性： 跨导、阈值电压、欧姆区、饱和区的描述。 FET作为开关的应用： 低导通电阻和高输入阻抗的优势。 第四章：模拟电子电路与运算放大器 本章侧重于模拟信号的放大、处理以及运算放大器（Op-Amp）在各类模拟电路中的核心应用。 4.1 晶体管放大电路 直流偏置： 静态工作点的选择与稳定偏置电路（分压式偏置）。 小信号模型： BJT的混合 $pi$ 型等效电路，确定放大器的电压增益、电流增益和输入/输出阻抗。 耦合方式： 直流通路与交流通路的分离，直接耦合、阻容耦合、变压器耦合。 4.2 运算放大器（Op-Amp）的理想化模型与非理想特性 理想运放的特性： 无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗。 线性应用电路： 反相放大器、同相放大器、电压跟随器、求和电路、减法器。 积分与微分电路： 实际电路中积分器和微分器的设计与误差分析。 4.3 负反馈与线性化 负反馈概念： 负反馈对放大器性能的影响（增益、带宽、输入/输出阻抗、失真）。 反馈组态： 电压串联、电流并联、电压并联、电流串联四种反馈组态的识别与分析。 4.4 频率响应与补偿 频率响应分析： 低通、高通特性，-3dB带宽的计算。 滚降与相位裕度： 运放开环频率特性，校正技术（如米勒补偿）以保证系统稳定性。 第五章：线性与非线性波形处理电路 本章讨论如何利用有源和无源元件构建用于信号调理、比较和转换的电路模块。 5.1 有源滤波器 滤波器分类： 低通、高通、带通、带阻滤波器的功能描述。 一阶与二阶有源滤波器： 介绍巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）等经典逼近函数的特性。 有源RC滤波器： 讨论如何利用运放实现高Q值、高选择性的滤波器设计，避免使用电感。 5.2 比较器与非线性电路 零点漂移与迟滞现象： 比较器的基本功能与应用。 施密特触发器： 利用正反馈引入迟滞电压，实现抗噪声的信号整形功能。 电压跟随器与缓冲器： 在信号测量前端的应用，隔离高输出阻抗源。 5.3 信号源与波形发生 弛张振荡器： 利用RC充放电原理产生非正弦波形（如方波、三角波）。 文氏电桥振荡器： 利用反馈机制产生低失真正弦波。 功能波形发生器： 集成电路（如555定时器）在方波和脉冲产生中的应用。 第六章：数字电子系统基础 本章为进入测量与仪器数字化控制打下基础，介绍逻辑门、组合逻辑和时序逻辑电路。 6.1 逻辑代数与门电路 布尔代数： 基本运算规则、德摩根定理。 基本逻辑门： AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR门的真值表与物理实现。 逻辑化简： 卡诺图（Karnaugh Map）在化简复杂布尔表达式中的应用。 6.2 组合逻辑电路 译码器与编码器： 数据选择与地址解码的应用。 数据选择器（MUX）与数据分配器（DEMUX）： 实现多路信号的切换功能。 加法器与算术逻辑单元（ALU）的基本结构。 6.3 锁存器与触发器 基本锁存器（Latch）： SR锁存器的建立与保持条件。 同步时序电路： D触发器、JK触发器和T触发器的特性与时钟控制。 寄存器与计数器： 数据的暂存和频率分频、移位操作。 6.4 脉冲整形与单稳态电路 单稳态触发器： 利用555定时器等构建，用于产生特定宽度的脉冲。 去抖动电路： 应用触发器消除机械开关或按键产生的毛刺信号。 第七章：电磁兼容性与噪声抑制 本章探讨在电子测量系统中普遍存在的电磁干扰（EMI）和噪声问题，以及相应的抑制技术。 7.1 噪声的来源与耦合机制 噪声分类： 内部噪声（热噪声、散弹噪声、闪烁噪声）与外部噪声（工频干扰、射频干扰）。 耦合路径： 串扰、辐射耦合、传导耦合和地线回流噪声的机理分析。 7.2 屏蔽技术 电场屏蔽与磁场屏蔽： 法拉第笼的基本原理，高导磁材料（如坡莫合金）在低频磁场屏蔽中的应用。 接地技术： 单点接地、多点接地、混合接地的适用场景，避免地环路电流。 7.3 滤波技术 电源滤波： 使用电容和电感进行低通滤波，抑制电源纹波。 信号线滤波： 共模扼流圈、串联电阻在差分信号线上的应用。 7.4 隔离技术 隔离放大器： 隔离原理（如光耦、电容耦合、变压器隔离），用于高压测量或病人安全隔离。 共模抑制比（CMRR）： 差分放大器在抑制共模干扰中的关键作用。

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说实话，我选择这本书，很大程度上是因为它触及了我作为一个普通人对科技发展的朴素好奇心。我虽然不是技术领域的专业人士，但总是对那些能够“创造”出新事物、并且让不可能变为可能的技术感到由衷的赞叹。《虚拟仿真系统导论》这个名字，一下子就勾起了我的想象，我脑海中浮现出的是各种各样的虚拟世界，它们看起来如此真实，甚至比现实世界还要精美。我特别好奇，这些虚拟的世界是如何被“建造”出来的？背后有哪些科学原理在支撑？我希望这本书能够用一种相对通俗易懂的方式，为我揭示虚拟仿真技术的奥秘，让我能够理解那些在游戏、电影、甚至科研领域中常见的仿真技术是如何工作的。我期待书中能够包含一些生动的案例，让我能够直观地感受到虚拟仿真技术在现实生活中的应用，比如在医疗手术的模拟训练，或者是在建筑设计的方案评审等等。我希望这本书能满足我对科技的好奇，并且让我对这个充满无限可能性的领域有一个初步的了解。

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坦白说，我是一个对技术细节不太感冒的人，但却对“可能性”本身非常着迷。虚拟仿真这个概念，对我来说，不仅仅是关于技术，更是关于想象力的释放。我希望这本书能像一位经验丰富的向导，带领我穿梭于各种虚拟的边界，让我看到那些在现实世界中难以实现、甚至是不可能实现的场景，是如何被科学地构建和模拟出来的。我想知道，那些精密的模拟背后，是否隐藏着某种哲学思考，关于真实与虚假的界限，关于人类认知能力的拓展。我对那些能够用数字模型来理解和预测复杂现象的方法论很感兴趣，比如，如何通过模拟来加速新药的研发，或者如何通过虚拟实验来研究气候变化的影响。我希望这本书能够以一种引人入胜的方式，将复杂的科学原理和技术概念，转化为易于理解的知识，让我能够从中感受到一种思维的乐趣，以及对未知世界的好奇心被唤醒。

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这本书的装帧设计我真是太喜欢了！封面色彩搭配沉静又不失活力，那种蓝色和灰色的渐变，让人联想到深邃的知识海洋，同时又有一抹亮色点缀，仿佛是探索未知领域的火花。拿在手里，纸张的触感也很扎实，不是那种廉价的印刷纸，翻阅时有一种油墨清香，这种细微之处更能体现出出版方的用心。我当初选择这本书，很大程度上是被它精美的外观所吸引，觉得这一定是一本值得细细品读的书。拿到手后，果然没有让我失望，即便还没深入阅读内容，光是这份沉甸甸的质感和优雅的设计，就已经让我对它充满了期待。我特别喜欢封面上的那个抽象图案，感觉它蕴含着一种科技感和艺术感的融合，很符合我对“虚拟仿真”这个主题的想象。而且，书的整体排版也很舒服，字体大小适中，行间距合理，阅读起来不会感到压迫感，即使长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。我想，这不仅仅是一本书，更像是一件可以摆在家中书架上的艺术品，每次看到它，都能感受到一种内心的宁静和对知识的渴望。

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我一直对那些能够构建出逼真世界的技术充满好奇，总觉得它们是连接现实与想象的桥梁。这本书的标题《虚拟仿真系统导论》一下子就抓住了我的兴趣点，让我联想到那些在电影里看到的、在游戏中体验到的、或者是在科学研究中用于模拟各种复杂场景的强大系统。我脑海中浮现出的是一个个由代码和数据构建的数字空间，里面可以容纳千奇百怪的元素，从微观的原子运动到宏观的宇宙演化，再到复杂的社会系统和生物模型。我期待这本书能够为我揭示这些“虚拟世界”是如何被创造出来的，它们背后的原理是什么？又有哪些技术在支撑着这些令人惊叹的模拟？我猜想，书中会详细介绍各种仿真技术的分类，比如物理仿真、生物仿真、经济仿真等等，并且会深入剖析其中的关键技术，比如建模、离散化、求解算法等等。我尤其希望能够了解到，这些虚拟仿真系统是如何实现高度的逼真度和准确性，以及它们在不同领域的实际应用案例，比如在航空航天、医疗、教育、娱乐等方面的创新应用。

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我一直认为，学习是一个不断探索和发现的过程，而书籍则是这个过程中不可或缺的伙伴。我之所以被《虚拟仿真系统导论》这本书吸引，是因为它触及到了我内心深处对“重塑现实”的一种渴望。我想象着，通过这本书，我能够窥见那些能够模拟出逼真物理环境、甚至是模拟出人类情感和行为的系统，它们是如何被设计和实现的。我期待能够了解到，在这个由数据和算法构建的“第二世界”里，究竟蕴含着怎样的逻辑和规律。这本书会不会为我打开一扇新的窗口，让我能够以一种全新的视角去理解我们所处的现实世界？我猜想，书中可能会介绍一些前沿的仿真技术，比如基于人工智能的仿真、实时交互式的仿真等等，这些都让我感到无比兴奋。我希望通过阅读这本书，能够对虚拟仿真技术有一个宏观而又深刻的认识，并且能够激发我对这个领域的进一步探索热情。

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