数字电路原理设计与实践教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:王革思

出品人:

页数:231

译者:

出版时间:2007-4

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787810739535

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 电路原理
• 数字逻辑
• 实践教程
• 电子技术
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 电路设计
• 实验指导

《电子工程基础：从理论到应用》 本书旨在为电子工程领域的初学者和希望巩固基础知识的学习者提供一个全面、深入的学习指南。我们从最基本的概念入手，逐步构建起对现代电子系统运作方式的理解，强调理论与实践的紧密结合。 第一部分：基础电子元件与电路分析 本部分首先介绍构成现代电子设备的基本砖石——电阻、电容和电感。我们将详细解析它们的物理原理、电路符号、关键参数（如阻值、容值、感值、功率额定值、耐压值等）以及在不同电路中的作用。您将学习如何使用欧姆定律、基尔霍夫电压定律和电流定律来分析简单的直流和交流电路。此外，本书还会探讨串联、并联电路的计算方法，以及 RC、RL、RLC 串并联谐振电路的特性和应用，例如滤波器和振荡器。我们将通过大量的实例和计算题，帮助您熟练掌握这些基本电路的分析和设计。 第二部分：半导体器件原理与应用 半导体器件是现代电子学的核心。本部分将深入讲解二极管（包括 P-N 结二极管、齐纳二极管、LED 等）的导通、截止特性，以及它们的整流、稳压、发光等基本功能。随后，我们将重点介绍三极管（BJT）和场效应管（MOSFET）的工作原理，包括它们的结构、电特性曲线、放大作用和开关作用。您将学会如何配置三极管和 MOSFET 来实现放大电路、开关电路以及简单的功率驱动电路。我们将分析不同偏置方式对放大器性能的影响，并介绍常用的放大器结构，如共发射极、共集电极和共基极放大器。 第三部分：集成电路基础与运算放大器 集成电路（IC）将众多电子元件集成在一块芯片上，极大地提高了电子设备的性能和集成度。本部分将为您介绍集成电路的制造工艺、封装形式以及集成电路的分类。在此基础上，我们将重点讲解运算放大器（Op-Amp）这一功能强大且应用广泛的集成电路。您将学习运算放大器的理想模型、基本参数（如开环增益、输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比等）以及反馈对运算放大器性能的影响。本书将详细介绍运算放大器在构成反相放大器、同相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等多种基本模拟电路中的应用，并展示如何利用它们解决实际问题，例如信号的衰减、放大、求和以及基本的数学运算。 第四部分：反馈、振荡器与电源 反馈是电子电路设计中的一个重要概念，它能稳定电路性能、提高线性度和扩展带宽。本部分将深入探讨负反馈和正反馈对放大器稳定性和频率响应的影响，以及它们的优缺点。在此基础上，我们将介绍几种经典的振荡器电路，如 RC 振荡器（相移振荡器、韦恩桥振荡器）和 LC 振荡器（哈特莱振荡器、科尔皮兹振荡器），并分析它们的振荡原理和频率决定元件。最后，我们将介绍直流电源的构成，包括线性稳压器和开关稳压器的工作原理，以及如何设计一个简单但可靠的直流电源电路。 第五部分：基础数字逻辑与时序电路 在学习了模拟电路的基础上，本部分将为您打开数字电路的大门。我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）开始，介绍它们的功能和逻辑符号。您将学习如何使用真值表和逻辑表达式来描述和化简逻辑函数。本书将重点讲解组合逻辑电路的设计，包括编码器、译码器、多路选择器、数据分配器以及加法器、减法器等算术电路。随后，我们将介绍时序逻辑电路，包括触发器（SR, JK, D, T 触发器）和它们在构成寄存器、计数器中的应用。您将理解时序电路的状态转移和时钟信号的作用。 第六部分：信号与系统导论 为进一步拓展您的视野，本部分将简要介绍信号与系统的一些基本概念。我们将探讨周期信号和非周期信号的特征，以及信号的频谱分析。您将了解线性时不变（LTI）系统及其基本性质，并初步接触卷积的概念，这是理解系统响应的关键。本部分旨在为后续更深入的学习奠定基础。 实践导向与学习支持 本书在每一章都提供了丰富的案例分析、计算练习以及动手实验的指导建议。我们鼓励读者在学习理论的同时，积极动手实践，通过搭建简单的电路来验证所学知识。此外，书中还包含常见故障的排除技巧，帮助您解决在实际操作中遇到的问题。 《电子工程基础：从理论到应用》 致力于成为您电子工程学习之旅中不可或缺的伙伴，助您掌握电子世界的基本规律，并为未来更复杂的系统设计和研发打下坚实的基础。

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这本书的深层价值，体现在它对“设计哲学”的阐述上，而非仅仅停留在电路实现的层面。它成功地将“工程思维”融入了理论讲解之中。例如，在讨论资源优化和功耗控制时，作者并没有给出冰冷的技术参数，而是深入探讨了在特定性能指标要求下，设计师如何在速度、面积和功耗这“不可能三角”中做出取舍的权衡过程。书中有一个章节专门探讨了“设计约束的设定与迭代”，这在很多偏重于基础原理的书籍中是完全缺失的。它教导我们，一个好的设计不仅仅是能工作的电路，更是能在成本和性能约束下“最优”的解决方案。这种从宏观设计理念出发，再逐步细化到具体门电路实现的视角转换，极大地提升了读者的工程素养。我个人认为，对于那些已经掌握了基础知识，渴望向专业数字系统工程师迈进的人来说，这部分内容比任何复杂的公式推导都更具指导意义。它教会了我们如何像一个真正的架构师那样思考问题，而不是仅仅作为一个电路实现者。

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我必须强调这本书在图示和示例代码上的专业度，这在很多教材中常常是重灾区，但在这里却达到了教科书级别的标准。首先，电路图的绘制清晰度极高，所有元器件的符号标注规范、布局合理，即便是初次接触硬件描述语言（HDL）的读者，也能仅凭图示就能大致推断出信号的流向和逻辑功能。特别是在讲解竞争与冒险消除时，作者提供的波形图简直是艺术品——它不仅展示了理想状态，还精确地标出了毛刺的出现时间和幅度，配合文字分析，让那些抽象的时序问题变得触手可及。再来看配套的代码示例，无论是Verilog还是VHDL的部分，都严格遵循了业界最佳实践。很多教材为了简化讲解，会故意使用一些效率低下或容易出错的写法，但这本书却坚持使用高效、可综合的描述方式，这对于希望未来从事FPGA或ASIC设计的读者来说，简直是无价之宝。我甚至发现，书中在解释同步设计与异步设计差异时，直接引用了不同时钟域之间数据传输的握手协议流程图，比我参加过的任何一次公司内部培训都要透彻直观。这种对细节的极致追求，保证了读者在学习过程中不会被错误的范例带偏方向。

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这本书对于高级应用的覆盖广度和深度，远超出了我对一本“入门/实践教程”的预期。我原本以为它会在可编程逻辑器件（PLD）的部分草草收场，但令人惊喜的是，它花了相当大的篇幅深入探讨了现代高速数字系统中的关键挑战。例如，关于时钟域交叉（CDC）的处理，书中不仅停留在理论层面介绍异步FIFO的结构，还详细剖析了双触发器同步器、握手协议的常见错误模式及其对系统稳定性的影响。更进一步，它还涉猎了总线仲裁机制（如Round-Robin和Priority Encoding）的VHDL实现细节，这通常是更专业的系统级设计书籍才会涉及的内容。这表明作者的视野并不仅仅局限于“设计一个计数器”这样的基础任务，而是着眼于构建复杂、可靠、可扩展的数字系统。对于那些已经熟悉了基本组合逻辑和时序逻辑，但希望将这些知识应用于实际大规模项目中的工程师而言，这本书提供了坚实的、接轨实际工作需求的理论与实践桥梁，是实现技能跃迁的绝佳资源。

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阅读体验上，这本书的语言风格保持了一种难得的平衡——它既有学术的严谨性，又带有适度的亲和力，完全没有那种拒人于千里之外的晦涩感。作者在处理专业术语时非常谨慎，第一次出现时必然会给出详尽的定义和出处，后续则通过上下文的强化来加深记忆，这种处理方式极大地降低了阅读过程中的“查字典”频率。尤其值得称道的是，书中对一些历史上的经典设计案例的引用。比如，在讲解乘法器的实现时，它穿插介绍了早期的串行乘法器与现代的并行阵列乘法器的演进过程，这不仅是知识的补充，更像是一场生动的技术发展史小课堂。这种叙事手法让枯燥的逻辑单元组合变得富有故事性。另外，书中的排版也极为考究，关键术语加粗、定理和公式用独立方框突出，使得眼睛在快速浏览时也能迅速定位到信息的核心。这种精心打磨过的文字和版式，让长达数百页的阅读过程变成了一种享受而非负担。

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这本书的作者显然在信息组织的架构上花费了大量心力，目录的设计精巧得令人赞叹。它不像许多技术书籍那样堆砌概念，而是以一种螺旋上升的方式引导读者深入。初学者在阅读前几章时，那种对复杂电路的恐惧感几乎被完全消解了，因为作者巧妙地将基础逻辑门的概念嵌入到日常能理解的类比中。我记得我第一次尝试理解触发器的工作原理时，总是卡在时序逻辑的死循环里，但这本书里关于“状态”的阐述，引入了一个非常形象的“水龙头开关”模型，一下子就点亮了我的思路。更绝妙的是，书中后续章节对高级概念的引入，比如有限状态机（FSM）的设计，并不是突然的跨越，而是建立在前面对基本逻辑和时序分析的扎实理解之上。每一章末尾的“设计挑战”环节，更是将理论和实践的距离拉得极近，它们不是那种照本宣科的练习题，而是真正需要你动脑筋去构思解决方案的小项目。这种循序渐进、环环相扣的结构，使得阅读体验非常流畅，每读完一节，都有一种“原来如此”的豁然开朗感，极大地增强了自我学习的信心和动力。这种对学习路径的精心雕琢，是许多同类书籍所欠缺的。

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