电子技术基础与实训

电子技术基础与实训 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:赵景波
出品人:
页数:250 页
译者:
出版时间:2008年
价格:24.0
装帧:平装
isbn号码:9787871151710
丛书系列:
图书标签:
  • 电子技术
  • 基础
  • 实训
  • 电路
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具体描述

现代光电系统设计与应用 第一章 绪论 光电技术作为21世纪信息技术的核心组成部分,其发展日新月异,深刻影响着国民经济的各个领域,从高速通信、精密测量到生物医学成像、环境监测,无不闪耀着光电技术的智慧光芒。本书旨在系统介绍现代光电系统的基本原理、关键器件以及工程实践中的设计与应用方法。我们将重点探讨光在介质中的传播规律、光与物质的相互作用,以及如何将这些基础知识转化为高效、可靠的光电系统解决方案。 本章首先概述光电技术的发展历程及其在现代社会中的战略地位,明确光电系统的基本构成要素,包括光源、调制器件、传输介质、探测器和信号处理单元。随后,简要介绍本书的组织结构和学习目标,为读者构建一个完整的知识框架。我们将强调理论学习与工程实践相结合的重要性,引导读者建立系统的、面向应用的工程思维。 第二章 电磁波与光学基础 理解光——作为一种电磁波——的性质是设计光电系统的基石。本章将深入探讨光的波动性与粒子性,从麦克斯韦方程组出发,推导光波在真空及介质中的传播规律。重点分析光的偏振特性,包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振,并介绍如何利用波片和偏振片对光束的偏振态进行精确控制,这在液晶显示和光学传感中至关重要。 接着,本章详细阐述光的几何光学原理,包括反射、折射定律、全反射现象以及成像系统的基本特性,如焦点、焦距、放大率和像差。随后转向物理光学部分,深入研究光的干涉(杨氏双缝、薄膜干涉)和衍射现象,特别是菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射,这些理论直接指导了光学仪器的分辨率极限和设计。最后,讨论光的散射理论,如瑞利散射和米氏散射,及其在遥感和大气光学中的应用。 第三章 光源技术与特性 光源是光电系统的能量之源。本章全面覆盖现代光电系统中最常用的两大类光源:传统光源和半导体光源。 首先,对传统光源(如白炽灯、卤素灯、气体放电灯)的工作原理、光谱特性、光效和寿命进行分析比较,明确它们在特定应用中的适用性。 核心内容聚焦于半导体发光器件——激光器和发光二极管(LED)。对LED,我们将分析其PN结的发光机制、量子效率、封装技术(如SMD、COB)以及在照明和显示领域的技术指标(色温、显色指数、光通量)。对于激光器,本章详述了受激辐射的基本原理,不同类型激光器(如光纤激光器、半导体激光器、固体激光器)的结构、工作模式(连续波与脉冲模式)以及关键参数(阈值电流、边模抑制比、光束质量M²)。特别地,将详细讨论半导体激光器的驱动电路设计与温度控制策略,以确保输出功率和波长的稳定性。 第四章 光的调制与传输 有效的信息传输依赖于对光载波的精确调制。本章首先介绍调制的基础理论,包括调制深度、带宽和信噪比(SNR)。 在调制技术方面,本章区分电光调制和声光调制。重点讲解电光调制器(如铌酸锂调制器)的工作原理,分析其调制效率、插入损耗和带宽限制。对于高速光通信系统,将深入探讨直接调制(半导体激光器注入电流调制)和外部调制技术(如马赫-曾德尔调制器和林尼克调制器)的优劣势及应用场景。 传输介质部分,本书将聚焦于光纤通信。详细解析光纤的结构(纤芯、包层、涂覆层),以及导致信号衰减(吸收、散射)和色散(模间、材料、波导)的主要因素。随后,介绍单模光纤和多模光纤的特性,并阐述色散补偿技术(如色散补偿光纤和布拉格光栅)。此外,还将涉及光纤放大器(如EDFA)在长距离传输系统中的关键作用。 第五章 光探测与光电转换 光电探测器是将光信号转换为可测电信号的核心部件。本章系统梳理各类光电探测器的物理基础和性能评估标准。 首先,分析光电导效应和光伏效应,这是所有半导体探测器工作的基础。详细介绍PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的结构、工作原理和响应特性,特别关注其噪声源(散粒噪声、暗电流噪声)和频率响应。 在图像传感方面,本章深入探讨电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的成像原理、像素结构、量子效率(QE)曲线以及读出噪声。对比分析CCD和CMOS在速度、功耗和动态范围上的差异,指导选择合适的成像技术。此外,还将涉及光电倍增管(PMT)在高灵敏度应用中的原理和使用注意事项。 第六章 光电系统集成与工程设计 本章将理论知识转化为实际工程能力,侧重于光电系统的模块化设计、装配与测试。 6.1 光学系统设计方法: 介绍光学传递函数(OTF)、调制传递函数(MTF)的概念,用于量化系统的成像质量。重点讲解如何利用光学设计软件(如Zemax或Code V)进行初级系统建模,包括选择合适的透镜类型、确定光路布局和进行公差分析。 6.2 机械与热学设计考量: 强调光学系统对机械稳定性的高要求。讨论如何设计坚固的光学装调平台,如何补偿环境温度变化对光路(如热漂移、元件膨胀)的影响,以及如何进行减振设计。 6.3 电路接口与信号处理: 阐述光电探测器后端电路的设计,包括跨阻放大器(TIA)和低噪声放大器的设计,以有效地将微弱的光电流转换成可用的电压信号,并讨论模数转换(ADC)的选择标准。 6.4 系统测试与校准: 介绍光电系统性能评估的常用方法,如光源的功率和波长校准、光纤的损耗测试(OTDR)、成像系统的分辨率测试(MTF测量)以及系统整体的信噪比和动态范围测试流程。 第七章 现代光电应用前沿 本章展望光电技术在关键高新技术领域的最新进展和应用实例。 7.1 光纤通信系统: 探讨波分复用(WDM/DWDM)技术在提高光纤容量中的作用,以及相干光通信技术在超高速、超长距离传输中的突破。 7.2 光电子集成电路(PIC): 介绍将激光器、调制器、波导和探测器集成到单一芯片上的技术,分析硅光子学(Silicon Photonics)在低成本、高密度光互连中的潜力。 7.3 三维传感与计量: 深入研究激光雷达(LiDAR)的测距原理(如ToF、FMCW),以及结构光和激光扫描技术在三维重建和机器人导航中的应用。 7.4 生物医学光子学: 介绍光学相干断层扫描(OCT)在非侵入式组织成像中的优势,以及利用拉曼光谱和荧光成像技术进行分子水平的诊断研究。 本书的最终目标是培养具备扎实理论基础和出色工程实践能力的专业人才,使其能够适应快速迭代的光电技术行业需求。

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读后感

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这本《嵌入式系统开发与Linux驱动编程》带给我的冲击是巨大的,因为它完美地解决了我在实际项目开发中经常遇到的“两张皮”问题——理论知识很丰富,但一到具体移植和调试就束手无策。这本书的叙事结构非常巧妙,它不是先讲Linux内核再讲硬件,而是从一个实际的硬件平台(比如ARM Cortex-A系列)出发,倒推出需要哪些驱动模块。书中对设备树(Device Tree)的讲解尤其到位,它清晰地解释了为什么现代嵌入式系统需要DT,以及如何有效地编写和修改`.dts`文件来描述硬件资源。当我读到关于中断处理和内存映射I/O的部分时,作者没有仅仅停留在Linux内核API层面,而是深入到了底层汇编代码和寄存器操作,展示了驱动程序是如何与裸机环境交互的。特别是针对一个常见的I2C控制器驱动的完整实现,从硬件初始化到上层应用接口的封装,每一步的逻辑都写得干净利落,并且对可能出现的竞态条件(Race Condition)提供了专业的规避方案。这本书让我真正理解了“驱动工程师”这个岗位的核心价值所在——连接操作系统与物理世界的桥梁,它提供的不仅仅是知识,更是一种系统性的、面向工程实践的思维框架。

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天呐,我刚翻开这本《数字信号处理原理与应用》,简直是打开了新世界的大门!这本书的讲解方式太接地气了,完全没有那种晦涩难懂的教科书腔调。作者似乎深谙初学者在面对傅里叶变换、Z变换这些概念时的迷茫,所以从最基本的采样定理讲起,每一步的推导都清晰得让人拍案叫绝。特别是关于滤波器设计的那几个章节,它没有直接抛出复杂的数学公式,而是先用非常形象的类比,比如用水管里的水流来比喻信号的平滑处理,让我立刻就抓住了核心思想。更让我惊喜的是,书中对实际应用案例的剖析,简直是教科书级别的。它没有停留在理论层面,而是深入到了音频压缩、图像增强这些我们日常生活中都能接触到的领域,并且详细展示了如何用MATLAB或Python来实现这些算法。我记得有一部分讲到快速傅里叶变换(FFT)的优化,图文并茂地展示了不同算法在计算效率上的巨大差异,这对于我未来想从事嵌入式系统开发的人来说,简直是无价之宝。这本书的配图质量也很高,那些波形图、频谱图都绘制得非常规范、准确,直接作为参考资料都完全足够。总的来说,这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处,既能满足深入研究的需求,又能让入门者快速上手,强烈推荐给所有对信号处理感兴趣的朋友们!

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我得承认,我选购这本《电力电子技术:器件、原理与控制》时,是抱着挑战自我的态度的,因为电力电子这个领域给人的印象总是充满了高压、复杂的半导体器件模型和晦涩的控制理论。然而,这本书的编排方式却出乎意料地清晰和有条理。它没有一上来就堆砌复杂的数学推导,而是先用大量的工程实例,比如电动汽车的牵引变流器、工业上的软启动器,来引入对晶闸管、IGBT等功率器件特性的讨论。作者在讲解开关特性和损耗模型时,特别强调了热管理和可靠性设计,这对于一个未来的电气工程师来说,比单纯的理论知识重要得多。我特别喜欢它对PWM(脉冲宽度调制)控制策略的剖析,书中不仅详细介绍了正弦波PWM、不平衡PWM,还用图示清晰地对比了它们在三次谐波抑制上的优劣。书中的电路图绘制精良,布局合理,让人一眼就能看出电流和电压的流向。阅读过程中,我感觉自己不是在被动接受知识,而是在跟随一位经验丰富的导师,一步步解开电力电子系统从直流到交流、从低频到高频转换的奥秘。这本书的价值在于,它成功地架起了一座连接基础半导体物理和高端电力驱动系统的桥梁。

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说实话,我本来对手册类的书籍是抱着将信将疑的态度去买的,毕竟很多“实训”或者“速查”类的书籍往往内容空泛,图多字少。但这本《微机接口技术与实验指导》完全颠覆了我的看法。它给我的感觉更像是一位经验丰富的老工程师坐在你旁边,手把手教你搭电路、写代码。开篇就非常直白地介绍了8051单片机的架构,但重点不在于背诵寄存器地址,而是结合实际的I/O操作来讲解。最让我印象深刻的是它的实验部分,设计得非常有层次感,从最简单的LED点亮和流水灯开始,逐步过渡到外部中断的使用,再到与PC机的串行通信。每一个实验都有详细的硬件连接图、汇编代码和C语言代码对照,而且,最关键的是,它把可能遇到的所有“坑”都提前指出来了——比如时序问题、电平转换的注意事项,甚至连调试工具的使用技巧都写得非常细致。我按照书上的步骤,成功点亮了第一个外部扩展的七段数码管,那种成就感是看视频教程无法比拟的。这本书的讲解逻辑极其严密,从硬件底层到软件控制,逻辑链条环环相扣,使得我们不再是单纯地复制粘贴代码,而是真正理解了“为什么”要这么做。对于想夯实微控制器基础,并且渴望动手实践的爱好者来说,这本书简直是神器级别的存在。

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说实话,我对“集成电路设计”这类书籍通常抱有一种敬畏感,总觉得里面充满了复杂的版图规则和EDA工具的深奥操作。但是这本《CMOS集成电路原理与版图设计》却让我感到异常亲切。它没有直接跳到先进工艺节点的复杂设计,而是从最基础的MOS管的物理模型讲起,特别是对阈值电压、跨导这些参数的讲解,作者用非常直观的图解说明了它们是如何影响器件的开关速度和功耗的。让我眼前一亮的是,书中关于版图(Layout)设计的讲解部分,它详细阐述了设计规则(DRC)的重要性,并结合实际的案例,比如如何合理布局寄生电容、如何处理电迁移效应(Electromigration)。这些内容在很多理论教材中往往是一笔带过,但这本书却花费了大量篇幅进行深入探讨,并且配有具体的版图实例和对比分析。读完后,我对于设计一个简单的反相器时,如何权衡速度、面积和功耗,有了一个全新的、立体的认识。它真正做到了将“电路原理”与“物理实现”紧密结合,不再是两个孤立的部分。这本书的实用性极强,对于想在IC领域有所建树的读者来说,是不可多得的宝藏。

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