Circuit Analysis Demystified pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:McGraw-Hill

作者:McMahon, David

出品人:

頁數:288

译者:

出版時間:2007-11

價格:$ 22.60

裝幀:Pap

isbn號碼:9780071488983

叢書系列:

圖書標籤:

• Textbook
• 電路分析
• 電路理論
• 電氣工程
• 電子學
• Demystified係列
• 基礎電路
• 電路問題
• 電路求解
• 工程教育
• 學習指南

現代電子係統設計與優化：從理論基石到前沿應用 本書旨在為電子工程、計算機科學以及相關領域的專業人士和高階學生提供一套全麵、深入且高度實用的電子係統設計與優化框架。它超越瞭對基礎電路原理的簡單復述，著重於如何將這些理論知識轉化為高性能、高可靠性的實際係統解決方案。 第一部分：高級信號完整性與電源完整性（SI/PI） 本部分將聚焦於現代高速數字和射頻電路設計中最關鍵的挑戰——信號完整性（SI）和電源完整性（PI）。我們不再將傳輸綫視為理想導體，而是將其視為具有特定阻抗、損耗和色散特性的結構。 第一章：高速互連的電磁場理論基礎 深入探討麥剋斯韋方程組在復雜幾何結構（如PCB走綫、封裝引綫）中的應用。重點解析集總電路模型失效的臨界頻率，並引入分布式參數模型的必要性。我們將詳細分析反射、串擾和損耗的物理根源，包括介質損耗、導體集膚效應和輻射效應。 第二章：信號完整性分析與設計規範 本章詳細闡述瞭諸如上升時間、過衝、欠衝、毛刺和抖動（Jitter）等關鍵指標的量化分析方法。內容涵蓋： 阻抗控製與匹配： 介紹差分對、微帶綫、帶狀綫的設計準則，以及如何應對PCB堆疊變化帶來的特徵阻抗突變。 串擾分析： 區分近端串擾（NEXT）和遠端串擾（FEXT），並提供空間隔離、參考平麵切換和濾波技術來最小化耦閤效應。 眼圖的解讀與優化： 將理論波形分析與實際眼圖參數（如眼高、眼寬）聯係起來，指導設計迭代。 第三章：電源完整性與去耦策略 係統性能在很大程度上取決於穩定、低噪聲的電源分配網絡（PDN）。本章專注於： PDN的阻抗建模： 采用頻域分析方法，建立從芯片封裝引綫到整個電路闆的阻抗剖麵（Target Impedance Profile）。 去耦電容的優化布局與選型： 探討不同類型電容（MLCC、鉭電容、電解電容）在不同頻率範圍內的等效電路模型和有效性。介紹電容網格（Capacitor Mesh）和電感去耦技術。 瞬態電流的分析與仿真： 使用Spice或更高級的場求解器預測瞬態電流尖峰對電壓軌的衝擊，並設計吸收緩衝電路。 第二部分：高級濾波器設計與噪聲抑製技術 本部分關注如何利用濾波器實現頻率選擇性，並解決實際係統中普遍存在的EMI/EMC問題。 第四章：有源與無源濾波器綜閤設計 超越Butterworth和Chebyshev濾波器基礎，本章深入探討以下高級主題： 橢圓濾波器（Elliptic Filters）的實現： 針對需要陡峭過渡帶的應用場景，詳細介紹其原型設計、頻率變換和元件取值。 Sallen-Key與Multi-Feedback拓撲的深入分析： 討論雙反饋結構在噪聲性能和元件敏感性方麵的優勢與局限。 開關電容濾波器（Switched-Capacitor Filters）： 在集成電路設計中，如何利用開關電容網絡實現高Q值和高頻率的濾波器，以及其對電源噪聲的敏感性。 第五章：電磁兼容性（EMC）與輻射防護 本章從係統層麵解決電磁乾擾問題，確保産品符閤國際標準。 輻射源識彆與建模： 將高速信號、開關電源和時鍾電路視為主要的輻射源，並使用偶極子或環路模型進行初步評估。 屏蔽技術與接地設計： 詳細論述法拉第籠原理、不同類型屏蔽材料的選擇（導電性與導磁性），以及多層PCB中的單點接地、虛擬接地和混閤接地策略，強調接地迴路麵積最小化的重要性。 濾波器的應用： 介紹共模扼流圈（Common-Mode Chokes）在抑製共模噪聲中的核心作用，以及如何根據頻率特性選擇閤適的磁芯材料。 第三部分：非綫性係統與射頻電路基礎 本部分將電子係統分析的範疇擴展到處理非綫性元件和高頻環境下的係統行為。 第六章：非綫性電路的時域與頻域分析 實際電路中，晶體管、二極管等有源器件的工作特性本質上是非綫性的。本章側重於分析非綫性對信號質量的影響。 失真分析： 深入探討諧波失真（HD）、互調失真（IMD）的産生機製，以及如何通過偏置點優化或負反饋來綫性化係統。 噪聲源建模： 詳細分析熱噪聲（Johnson-Nyquist Noise）、散彈噪聲（Shot Noise）和閃爍噪聲（Flicker Noise，1/f Noise）在不同工作區域的特性及其對係統信噪比（SNR）的貢獻。 第七章：射頻前端係統與阻抗匹配網絡 針對無綫通信和雷達係統，本章提供瞭一套實用的射頻電路設計方法論。 史密斯圓圖的精細應用： 不僅僅是工具的使用，更重要的是理解其背後的物理意義——如何在給定的負載阻抗下，設計齣滿足特定增益、噪聲係數（NF）和穩定性的匹配網絡。 L-C匹配網絡的綜閤： 針對最大增益匹配（Maximal Gain Matching）和最大功率傳輸匹配（MPM）的對比分析，指導低噪聲放大器（LNA）和功率放大器（PA）前端的設計選擇。 穩定性和增益的權衡： 引入K因子和Bode圖分析，確保RF電路在整個工作頻段的穩定性（Stability Margins）。 第四部分：係統級仿真與驗證方法 本部分強調理論與實踐的橋梁——先進的仿真工具和係統級建模能力。 第八章：多物理場耦閤仿真與建模 現代電子設計越來越依賴於跨域仿真。本章介紹如何將電磁、熱和機械效應集成到設計流程中。 熱-電-磁（TEM）協同仿真： 分析大功率器件（如MOSFET、GaN HEMT）的熱效應如何改變其電學參數（如閾值電壓漂移、壽命縮短），以及如何通過散熱設計（熱沉、熱管）進行補償。 SPICE模型的高級提取與使用： 討論如何利用S參數、P-S參數等散射參數模型來準確描述高頻無源元件和封裝效應。 第九章：係統級建模與虛擬原型設計 本章探討如何使用更高抽象層次的語言和工具進行快速係統驗證。 Verilog-A/AMS與係統級描述： 介紹如何利用混閤信號語言（HDL）對復雜的混閤信號模塊（如ADC/DAC、鎖相環PLL）進行行為級建模，以加速整個係統級的仿真和功耗預算分析。 Monte Carlo分析在設計裕度中的應用： 介紹如何通過統計方法模擬元件公差和工藝變化，量化係統性能的波動範圍，從而確定可靠的設計裕度。 本書的最終目標是培養讀者將復雜的電磁現象、非綫性器件特性與實際係統約束（功耗、成本、EMC）相結閤的能力，從而能夠設計齣下一代高性能、高集成度的電子産品。

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