数字电路与逻辑设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国铁道

作者:陈利永，郑明编著

出品人:

页数:239

译者:

出版时间:2008-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787113081423

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 电路分析
• 数字系统设计
• FPGA
• Verilog
• VHDL
• 电子工程

深入探索现代集成电路的基石：模拟电子学与信号处理 （本书简介） 在当代电子技术飞速发展的浪潮中，数字电路与逻辑设计无疑是构建信息时代的神经中枢。然而，支撑起这宏伟数字殿堂的，是那些看似“老派”却至关重要的基础学科——模拟电子学与信号处理。本书《模拟电子学与信号处理导论》旨在为读者构建一个坚实、全面且深入的知识体系，深入剖析电子世界中信息得以承载、传输和转换的物理机制与数学模型。 本书并非对数字逻辑的简单重复或替代，而是聚焦于电子信号在连续时间域和频率域中的本质特性。我们将带领读者穿越电阻、电容、电感这些基本元件构筑的物理世界，进入到半导体器件的精妙设计层面，最终抵达复杂系统信号调制的宏大图景。 第一部分：半导体器件的物理基础与放大电路的艺术 本书伊始，我们将追溯电子学的源头——半导体物理基础。这不是枯燥的材料科学堆砌，而是理解现代电子设备工作原理的钥匙。我们将详细解析PN结的形成、肖特基势垒的特性，以及这些微观结构如何催生出高性能的晶体管。 重点聚焦于双极性结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。我们将超越课堂上简单的开关模型，深入探讨其Ebers-Moll模型和Spice模型，理解其在不同工作区域（截止、放大、饱和）的非线性行为。如何精确地设置晶体管的静态工作点（Q点），避免失真，是本部分的核心技能。 随后，我们将步入小信号分析的世界。这部分是模拟电路设计的灵魂所在。我们运用等效电路模型（如混合$pi$模型），将复杂的非线性器件转化为易于分析的线性模型，从而精确预测电路的增益、输入阻抗和输出阻抗。 核心章节将覆盖单级和多级放大电路的设计与优化： 1. 共源、共射、共基极（或共集电极）组态的特性对比与应用场景分析。 2. 反馈理论的应用：引入负反馈的概念，探讨如何利用反馈结构（串联、并联、串并联）来稳定增益、拓宽带宽并降低失真。我们将详细推导波德图在反馈分析中的实际应用。 3. 频率响应分析：理解高频和低频时的截止频率（Corner Frequencies），以及米勒效应如何限制放大器的带宽。掌握带宽与增益的乘积（Gain-Bandwidth Product）这一核心参数。 第二部分：高精度与特殊功能模拟电路的实现 随着对基础放大器理解的加深，我们将进入实现高精度、高效率功能的模块设计。这部分内容侧重于系统集成和性能提升。 运算放大器（Op-Amp）的深度剖析：我们不仅会分析经典的七段式运放结构（如推挽输出级），更会深入探究内部补偿技术（如米勒补偿）以确保电路的稳定性。读者将学会如何从零开始设计一个满足特定指标（如高开环增益、低输入失调电压）的集成运放，而不是仅仅将其视为黑箱使用。 有源滤波器设计：在信号处理中，精确的频率选择至关重要。本部分将彻底解析巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器的数学特性，并详细介绍如何利用Sallen-Key、MFB（Multiple Feedback）等经典拓扑结构，结合有源器件实现高阶、高Q值的无感应滤波器。 电源管理与线性稳压器（LDO）：电子系统的稳定运行离不开高质量的电源。我们将详细讨论线性稳压器的工作原理，包括误差放大器、基准源和调整管的协同作用。探讨PSRR（电源抑制比）的重要性及其在设计中的优化策略。 第三部分：从时域到频域的信号转换与处理 现代电子系统几乎都涉及模拟信号与数字信号之间的交互。第三部分聚焦于这种至关重要的模数（A/D）和数模（D/A）转换技术，以及信号的频域表征。 信号的傅里叶变换与频谱分析：我们将严谨地回顾傅里叶级数和傅里叶变换的数学工具，并重点讨论它们在电子工程中的实际意义，例如如何通过频谱来量化信号的失真和噪声含量。 数模与模数转换器（DAC/ADC）：这是连接模拟世界与数字世界的桥梁。我们将系统地介绍： 1. DAC技术：电流舵（Current Steering）、R-2R梯形网络的工作原理与非线性误差（DNL/INL）。 2. ADC技术：逐次逼近式（SAR）、双积分式以及最快的闪烁式（Flash）转换器的结构和速度限制因素。对量化噪声和有效位数（ENOB）的计算将贯穿其中。 第四部分：噪声、失真与系统级考量 一个真正高性能的模拟电路必须具备低噪声和低失真的特性。本书的最后部分将提升到系统级的视野，关注实际工程中的限制因素。 随机过程与噪声分析：我们将介绍热噪声（Johnson Noise）、散粒噪声（Shot Noise）等基本噪声源的物理起源。学习如何计算电路的等效输入噪声电压和电流，以及如何利用噪声匹配原理优化信噪比（SNR）。 非线性失真分析：深入探讨谐波失真（THD）和互调失真（IMD）的产生机理，并引入截点（Intercept Point，如IP3）等关键指标来量化放大器在强信号驱动下的性能极限。 本书的特色与目标读者 本书的编写风格力求严谨的数学推导与直观的工程实践相结合。我们不满足于表面的电路功能描述，而是致力于揭示为什么一个电路会以特定的方式工作，以及如何通过参数调整来达到最优性能。 本书非常适合： 正在学习或需要系统回顾模拟集成电路设计的电子工程专业本科高年级学生及研究生。 致力于从事射频前端、传感器接口、高精度数据采集系统等领域研发工作的工程师。 对现代电子系统底层运行机制抱有浓厚兴趣，并希望弥补其连续信号处理知识短板的技术人员。 通过对这些核心模拟技术的深入掌握，读者将不仅能够理解数字系统的输入输出，更能驾驭信息世界的连续波形，从而在复杂的电子设计领域中游刃有余。

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