数字逻辑设计

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页数:326
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出版时间:2008-10
价格:33.00元
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isbn号码:9787302186090
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  • 数字电路
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具体描述

《数字逻辑设计》共分8章和两个附录,第1章是逻辑电路导论,第2章介绍门电路的物理实现和特性,第3-4章介绍各种组合逻辑电路及其优化实现,第5章介绍触发器和寄存器,第6章介绍同步时序电路,第7章介绍异步时序电路,第8章以实例介绍数字系统的特点和设计方法,附录A介绍EDA工具Quartus Ⅱ,附录B介绍硬件描述语言VHDL。《数字逻辑设计》附有光盘,其中包含QuartusⅡ网络版安装软件、《数字逻辑设计》中的图片、表格以及VHDL源代码,方便学生学习和教师制作课件。《数字逻辑设计》的特点是引入电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)工具和硬件描述语言VHDL,使理论教学和上机实践相结合,使学习基本原理和掌握设计方法相结合。

现代光学与光电子学导论 内容提要 本书旨在为物理学、电子工程、材料科学以及相关领域的研究生和高年级本科生提供一个全面而深入的现代光学与光电子学基础知识框架。我们聚焦于光与物质相互作用的基本原理,从经典电磁波理论出发,逐步深入到量子光学的核心概念。全书结构严谨,内容涵盖了从光的基本性质(如波动性、偏振)到先进的光学系统设计(如激光器、调制器),再到光电子器件的物理基础和应用。特别强调了现代光通信、传感和成像技术中对这些原理的实际应用。 第一部分:光学基础与电磁场理论 第一章:电磁波的经典描述与麦克斯韦方程组 本章回顾了电磁场的基本理论框架,详细阐述了麦克斯韦方程组在介质中的形式。我们着重分析了均匀、各向同性介质中平面电磁波的传播特性,包括波的传播速度、波长、频率以及波矢的定义。对电磁波的能量流密度——坡印亭矢量的深入讨论,为后续理解光在介质中的传输损耗和效率奠定了基础。本章还包含了对菲涅耳公式的详细推导,解释了光在不同折射率界面上反射和折射的定量关系,并引入了全内反射的概念及其在光纤传输中的关键作用。 第二章:光的偏振与 Mueller 矩阵分析 偏振是光的关键特性之一。本章系统地介绍了不同类型的偏振光,包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振光的数学表示。我们引入了 Stokes 参数来完整描述任意偏振态的光,并详细阐述了 Mueller 矩阵在描述光学元件对偏振态影响中的强大工具作用。通过分析反射镜、波片(如四分之一波片和半波片)以及起偏器对光束的影响,读者将能够掌握如何设计复杂的偏振控制系统。本章还探讨了自然光与部分偏振光的分析方法。 第三章:光与物质的相互作用:吸收、散射与色散 本章深入探讨了光子与原子、分子尺度上的相互作用机制。我们首先从经典阻尼振子模型出发,解释了介质对光的吸收和色散现象(如克拉末斯-克罗尼希关系)。随后,引入量子力学的视角,解释了光吸收和受激辐射的基本速率方程。散射理论部分详细分析了瑞利散射和米氏散射的物理机制及其在散射光谱学中的应用。此外,对非线性光学现象的初步探讨,如二次谐波产生(SHG)的物理图像,为后续的章节做了铺垫。 第二部分:激光原理与先进光源 第四章:激光器的基本原理与结构 激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)是现代光电子学的核心技术。本章详细剖析了实现激光振荡所需的三个基本要素:增益介质、粒子数反转与光学谐振腔。我们推导了增益和损耗的平衡条件,解释了阈值振荡的物理意义。深入分析了不同类型的增益介质(如固体激光器、半导体激光器和气体激光器)的工作机制。本章还探讨了激光器的输出特性,如线宽、纵模结构和光束质量(M²因子)。 第五章:特定类型激光器与光束整形 本章聚焦于几种重要的实用型激光器。对半导体激光器(LD)的工作原理进行了细致的讲解,包括异质结结构、载流子注入与辐射复合过程,以及其在光通信中的重要性。对于超快激光技术,本章详细介绍了锁模技术,包括外腔锁模和克尔透镜锁模,以及它们如何产生皮秒和飞秒脉冲。此外,还包括如何利用衍射光学元件和空间光调制器(SLM)对激光光束进行精确的相位和强度整形,以满足特殊应用的需求。 第三部分:光电子学与器件 第六章:半导体光学器件的物理基础 光电子学的核心在于半导体中的光电转换过程。本章从能带理论出发,阐释了半导体吸收光子产生电子-空穴对(光生载流子)的过程,以及这些载流子如何通过辐射复合(发光)或非辐射复合(热量)返回平衡态。详细分析了p-n结在光照下的光伏效应和光导效应。对光电二极管(PIN、雪崩光电二极管APD)和光电导探测器(光敏电阻)的响应速度、量子效率和噪声特性进行了定量比较。 第七章:光调制与光纤通信基础 为了实现信息的高效传输,需要将电信号转化为光信号。本章系统地介绍了光调制技术。重点分析了电光效应(Pockels效应)和光场效应在调制器中的应用,如马赫-曾德尔调制器和波导型调制器的工作原理。在光通信方面,本章讲解了光纤的传输特性,包括色散(模式色散、材料色散、波导色散)和损耗机制。最后,简要介绍了光纤通信系统的基本架构,包括光发射端、传输信道和光接收端。 第八章:光学传感与测量 光学传感技术因其高灵敏度和抗电磁干扰能力而受到广泛关注。本章讨论了基于干涉原理的光纤传感器,如法布里-珀罗(F-P)和马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪在压力、温度和应变测量中的应用。对多普勒效应在光纤激光多普勒测速中的应用进行了详尽的分析。此外,本章还探讨了光谱分析技术,如傅里叶变换光谱仪(FTIR)的基本工作原理,及其在材料成分分析中的应用。 结论与展望 本书在最后总结了光学与光电子学领域的最新进展,展望了量子光学在信息处理、量子计算和精密测量中的巨大潜力,并探讨了超材料和纳米光子学对未来器件设计可能带来的颠覆性变革。 适用对象: 物理学、光学工程、电子工程、材料科学等专业的硕士和博士研究生。 需要深入了解现代光电子器件工作原理的高级工程师和研究人员。 特点: 理论推导详尽,结合大量实例说明。 覆盖面广,连接了经典光学、激光物理与现代半导体光电子学。 强调定量分析和工程实践。

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读后感

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用户评价

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作为一名刚刚接触电子工程领域的学生,我对于“数字逻辑设计”这个概念最初是感到有些迷茫的。它听起来似乎是那么的抽象和遥不可及,但这本书的出现,彻底颠覆了我的刻板印象。它就像一位耐心的老师,用循序渐进的方式,将原本晦涩的知识点一一剖析。书中对布尔代数(Boolean algebra)的阐述,让我明白了逻辑运算的数学基础,并学会了如何运用这些代数规则来简化复杂的逻辑表达式,这对于理解和优化电路设计至关重要。我尤其欣赏的是书中对于组合逻辑电路(combinational logic circuits)的讲解,从最简单的编码器(encoder)、解码器(decoder)到多路选择器(multiplexer)和数据选择器(demultiplexer),每一个电路的结构和功能都描述得非常详细,并且配有大量的真值表和逻辑图,使得理解过程更加直观。书中还讲解了如何利用这些基本组合逻辑块来构建更复杂的系统,比如加法器(adder)和减法器(subtractor),这让我看到了理论与实践结合的魅力。让我印象深刻的是,作者并没有仅仅停留在理论层面,而是巧妙地融入了一些实际的应用场景,例如在数据传输和信号处理中的应用,这让我深刻体会到数字逻辑设计的实际价值和重要性。对于我这样的新手而言,这本书的语言风格非常友好,避免了过于专业的术语堆砌,而是力求用最清晰明了的方式来阐述每一个概念。它不仅让我掌握了基本的数字逻辑设计原理,更重要的是培养了我独立分析和解决问题的能力,让我能够更加自信地面对后续的学习和实践。

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这本书给我带来的知识冲击,可以说是非常巨大的。作为一名长期在模拟电路领域工作的工程师,我一直觉得数字逻辑设计是一片相对“死板”的领域,但这本书彻底颠覆了我的认知。书中对组合逻辑和时序逻辑的讲解,充满了智慧和艺术感。我尤其欣赏作者对复杂逻辑表达式的化简方法,不仅仅是讲解卡诺图(Karnaugh map)的技巧,更是深入剖析了化简的意义,以及如何通过最少的逻辑门来实现最优化的设计,这让我看到了“少即是多”的哲学在工程设计中的体现。在时序逻辑方面,书中对触发器(flip-flops)的各种类型及其特性进行了详细的比较和分析,让我深刻理解了它们在状态存储和同步控制中的关键作用。我印象特别深刻的是书中关于有限状态机(finite state machines)的设计部分,作者通过多个精心设计的实例,演示了如何利用状态机来描述和实现复杂的系统行为,这让我看到了数字逻辑设计在控制系统领域的强大威力。此外,书中还涉及了一些关于时序逻辑优化和性能分析的进阶内容,例如时钟偏移(clock skew)和建立时间(setup time)/保持时间(hold time)的概念,这些都是在实际高速数字电路设计中必须考虑的重要因素。这本书的内容非常充实,而且兼具深度和广度,它不仅仅传授技术,更重要的是激发了我对数字逻辑设计的创新思维。

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我不得不说,这本书的内容实在是太丰富了,简直是数字逻辑设计的“宝藏”。作为一名已经有一定电子工程基础的学习者,我原以为自己对这门学科已经有了比较全面的了解,但这本书还是给了我很多惊喜。书中对各种逻辑门(logic gates)的讲解,不仅仅是定义和符号,而是深入探讨了它们在不同半导体工艺下的实现原理,这让我看到了理论与物理基础的紧密联系。在组合逻辑电路部分,书中不仅介绍了基本的组合电路,还重点讲解了如何设计大规模的组合逻辑,例如多路选择器(multiplexer)和译码器(decoder)在实际系统中的广泛应用,这让我看到了它们在数据路径选择和控制信号生成中的关键作用。而时序逻辑电路部分,则是我最感兴趣的。书中对各种触发器(flip-flops)的详细比较,包括JK触发器、D触发器、T触发器,以及它们的时序特性和应用场景,都分析得非常透彻。我特别喜欢书中关于有限状态机(finite state machines)的设计方法,包括状态转移图(state transition diagrams)和状态编码(state encoding)的策略,这对于设计复杂的控制器非常有帮助。书中还涉及了一些关于时序逻辑的优化技术,比如流水线(pipelining)和时钟域交叉(clock domain crossing)的处理,这些都是在实际高速数字电路设计中非常重要的内容。这本书的深度和广度都令人惊叹,它不仅仅是一本教材,更像是一本数字逻辑设计的“百科全书”。

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这本书简直就是我的“数字逻辑设计入门指南”,它用一种非常易于理解的方式,为我打开了数字世界的大门。作为一名对电子工程充满好奇但又缺乏基础的学习者,我之前对数字逻辑的概念总是感到有些畏惧。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。书中从最基础的逻辑门,如AND、OR、NOT,开始讲解,并用生动形象的比喻,让我明白了它们的工作原理,就像是一些简单的“开关”,但组合起来却能完成复杂的任务。我特别喜欢书中关于组合逻辑电路的讲解,例如加法器(adder)的构建过程,让我看到了二进制运算是如何在电路中实现的,这简直太神奇了!书中还详细介绍了如何利用真值表(truth tables)和逻辑图(logic diagrams)来描述和设计这些电路,这让我看到了逻辑思维在电子设计中的重要性。更让我惊喜的是,书中还引入了时序逻辑电路(sequential logic circuits),让我明白了“记忆”在数字系统中的作用。触发器(flip-flops)的概念,就像是微小的“记忆单元”,它们在时钟信号的驱动下,能够存储和传递信息,这让我对计算机的工作原理有了更深的认识。这本书的语言风格非常亲切,没有那些晦涩难懂的专业术语,而是用最直观的方式,让我们领略到数字逻辑设计的魅力,它让我看到了0和1之间蕴含的无限可能,也让我对未来的学习充满了信心。

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这本书给我带来的震撼,远超我的预期。作为一名在行业内摸爬滚打多年的工程师,我一直认为自己对数字逻辑设计已经有了相当程度的理解,然而,阅读这本书后,我才发现,原来我对许多细节的理解还存在着盲区。书中对时序逻辑电路(sequential logic circuits)的深入剖析,简直是精辟绝伦。从最基础的锁存器(latches)到各种类型的触发器(flip-flops),再到更复杂的计数器(counters)和寄存器(registers),每一个章节都仿佛是对我知识体系的一次系统性梳理和补充。作者在讲解时,不仅仅是罗列公式和电路图,而是深入挖掘了这些电路背后的工作原理和设计思路,让我恍然大悟,原来很多看似复杂的系统,都是由这些看似简单的基本模块巧妙组合而成的。尤其让我印象深刻的是,书中对同步逻辑(synchronous logic)和异步逻辑(asynchronous logic)的对比分析,以及对时钟信号(clock signal)在时序逻辑设计中的关键作用的阐述,这让我更加深刻地理解了数字系统稳定运行的奥秘。此外,书中还涉及了一些更高级的话题,比如有限状态机(finite state machines)的设计,包括Moore型和Mealy型状态机的区别以及如何用它们来控制复杂的系统行为,这部分内容对于我今后的复杂系统设计非常有指导意义。本书的逻辑严谨,内容丰富,且兼顾了理论深度和实践指导性,它不只是提供知识,更是激发思考,让我对数字逻辑设计的理解进入了一个全新的层次。

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这本书就像一束光,照亮了我之前对于“数字世界”的模糊认知。作为一名对科技充满好奇心的普通读者,我一直对电子产品背后的原理感到好奇,而这本书无疑满足了我的求知欲。它以一种极其通俗易懂的方式,将抽象的数字逻辑概念具象化。书中对逻辑门(logic gates)的介绍,就像是在为我们打开一个神奇的“开关世界”,每一个开关都有其独特的“工作规则”,而这些规则的组合,就构成了我们今天看到的所有数字设备。我特别喜欢书中关于组合逻辑电路的讲解,例如加法器(adder)是如何通过逻辑门来实现两个二进制数相加的,这个过程被描绘得如此生动,让我仿佛亲眼看到数字在电路中跳跃和运算。书中还详细介绍了如何使用真值表(truth tables)和逻辑图(logic diagrams)来描述和设计这些电路,这让我看到了逻辑清晰、步骤明确的设计过程。此外,对于时序逻辑电路的介绍,也让我明白了“记忆”在数字系统中的重要性。书中对触发器(flip-flops)的讲解,让我理解了它们是如何存储信息,就像一个个小小的“记忆单元”,为数字系统的运行提供基础。这本书没有那些深奥的数学公式,而是用最直观的方式,让我们领略到数字逻辑设计的魅力,它让我看到了0和1之间蕴含的无穷可能性,也让我对现代科技的发展有了更深刻的认识。

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这本书简直就是我学习数字逻辑设计的“启蒙之书”。在我接触它之前,我总是觉得逻辑门、布尔代数这些词汇听起来非常枯燥,离我的生活很遥远。然而,这本书用一种非常接地气的方式,将这些概念一一呈现。书中从最基础的逻辑门开始,比如AND、OR、NOT,它们的作用是什么,在现实生活中又有哪些对应的例子,作者都讲解得非常到位。我尤其喜欢关于组合逻辑电路的章节,比如编码器(encoder)和解码器(decoder),它们的原理和应用都被清晰地展示出来。书中还详细讲解了如何使用卡诺图(Karnaugh map)来简化逻辑表达式,一开始我觉得这个方法有点像玩数学游戏,但深入学习之后,我才意识到它在实际电路设计中能够极大地节省硬件资源,提高效率。这让我看到了理论学习和实际应用之间的紧密联系。书中还引入了时序逻辑电路(sequential logic circuits),比如触发器(flip-flops)和寄存器(registers)。作者用形象的比喻,将这些电路的“记忆”功能解释得非常清楚,让我明白了它们在构建更复杂的数字系统中的作用。这本书的语言风格非常流畅,避免了晦涩难懂的专业术语,而是用最自然的方式引导读者一步步深入。它让我对数字逻辑设计产生了浓厚的兴趣,并且为我今后的学习打下了坚实的基础。

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这本书简直是打开了我对数字电路理解的一扇新大门!我一直以为数字逻辑就是一些冷冰冰的0和1,枯燥乏味,但这本书用一种非常生动且循序渐进的方式,让我看到了这门学科背后蕴含的精妙和实用性。从最基础的逻辑门,比如AND、OR、NOT,到更复杂的组合逻辑和时序逻辑,每一个概念的讲解都配有清晰的图示和易于理解的例子。我尤其喜欢书中对卡诺图(Karnaugh map)化简的讲解,一开始觉得有点绕,但跟着书里的步骤一步步来,那种豁然开朗的感觉真的太棒了!它不仅仅是教你如何化简逻辑表达式,更重要的是让你理解化简的意义,如何用最少的逻辑门实现复杂的功能,这在实际的电路设计中是多么重要。书中还穿插了一些历史背景和应用案例,比如早期计算机的构建,这让我感觉数字逻辑不仅仅是理论,它更是现代科技的基石。我印象最深刻的是关于触发器(flip-flops)的部分,D触发器、JK触发器、T触发器,它们是如何存储状态,又是如何在时钟信号的驱动下工作的,作者的讲解让我彻底明白了这些“记忆单元”的工作原理。书中还涉及到了一些基础的顺序逻辑电路,比如计数器和寄存器,这些都是构成更复杂数字系统的基本模块。对于我这样一个初学者来说,这本书的难度曲线非常平缓,不会让你感到 overwhelming,但又能让你逐步建立起扎实的理论基础。我迫不及待地想用学到的知识去尝试设计一些简单的电路,这本书无疑给了我最强有力的支持和信心。它让我看到了数字逻辑的逻辑之美,也让我对未来的学习充满了期待。

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这本书给我的感觉,就像是在探索一个精妙绝伦的“逻辑迷宫”。作为一名希望深入了解数字系统原理的学习者,我之前接触过一些零散的数字逻辑知识,但总觉得缺乏一个系统的框架。这本书恰好填补了这个空白。书中对布尔代数(Boolean algebra)的阐述,让我看到了逻辑运算的优雅和强大,以及如何通过代数方法来简化复杂的逻辑表达式,这为后续的电路设计打下了坚实的理论基础。我尤其喜欢书中对组合逻辑电路的深入讲解,从基本的编码器(encoder)和解码器(decoder)到功能更强大的多路选择器(multiplexer),作者都用清晰的图示和详细的解释,让我能够透彻理解它们的逻辑功能和电路结构。书中还巧妙地引入了一些实际的应用案例,例如在数据选择和信号路由中的应用,这让我看到了理论知识的实际价值。然后,书中对时序逻辑电路的讲解,更是让我惊叹于数字系统的“记忆”能力。各种类型的触发器(flip-flops)和锁存器(latches),以及它们在存储和处理信息方面的作用,都被讲解得非常透彻。我特别喜欢书中对状态机(state machines)的设计讲解,无论是Moore型还是Mealy型,都提供了详细的设计步骤和实例,这对于构建复杂的控制器非常有指导意义。这本书的内容深度和广度都令人印象深刻,它不仅仅是传授知识,更是激发了我对数字逻辑设计的深入思考。

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这本书就像是一本“数字世界的地图册”,为我勾勒出了数字逻辑设计的完整图景。作为一名初涉电子领域的学生,我之前对数字逻辑的理解非常零散,这本书则将这些零散的知识点一一串联起来,形成了一个清晰的脉络。书中从最基础的逻辑门开始,用生动的图示和贴近生活的例子,解释了AND、OR、NOT等基本门电路的工作原理,让我不再感到枯燥。接着,它逐步引入了组合逻辑电路,例如加法器(adder)和减法器(subtractor),让我明白了二进制运算是如何在电路中实现的,这简直太神奇了!我尤其喜欢书中对真值表(truth tables)和逻辑符号(logic symbols)的讲解,它们就像是数字电路的“通用语言”,学会了它们,就能轻松理解和设计各种逻辑电路。然后,书中转向了时序逻辑电路,让我明白了“记忆”是如何在数字系统中工作的。触发器(flip-flops)的概念,就像是微小的“存储单元”,它们在时钟信号的驱动下,能够存储和传递信息,这让我对计算机的运行机制有了更深的理解。书中还介绍了计数器(counters)和寄存器(registers),这些都是构建更复杂数字系统的基石。这本书的讲解风格非常耐心,循序渐进,让我能够一步一步地建立起扎实的理论基础,并且对数字逻辑设计产生了浓厚的兴趣。

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