信息技术和电气工程学科国际知名教材中译本系列：模拟和数字电子电路基础 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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美国麻省理工学院Agarwal教授和Lang教授在过去10年中合作，以一种全新的方式讲授电路课程，本书即是他们合作的结晶。

在过去的几十年中，电路课程作为电气工程系一年级的核心课程，一直以一种传统的方式讲授。但自20世纪90年代中期以来，半导体技术取得巨大进步，学生的背景知识也从业余无线电过渡为计算机，这些变化使得传统课程缺乏活力，其中的许多内容都过时了。Agarwal和Lang在本书中通过建立当今世界数字系统与模拟系统之间的紧密联系来改进并拓宽这门电气工程与计算机科学系核心课程，具体体现为，他们用一致的方式处理了电路原理与模拟和数字电子电路。

麻省理工学院电气工程和计算机科学系和斯坦福大学相关专业均采用本书英文版作为教材。清华大学教学一线老师将它译为中文，推荐给国内读者，希望本书能对国内电路系列课程教学方法的改进有所裨益。

内容简介

　　《信息技术和电气工程学科国际知名教材中译本系列：模拟和数字电子电路基础》可用作电气工程或电气工程与计算机科学专业一门课程的教材，使学生在大学二年级完成从物理世界向电子和计算机世界的转换。《信息技术和电气工程学科国际知名教材中译本系列：模拟和数字电子电路基础》试图实现两个目的：将电路和电子学以统一的、完整的方式来处理，并建立起电路与当今数字和模拟世界的紧密联系。
　　

作者简介

　　Anant Agarwal，麻省理工学院（MIT）电气工程与计算机科学系（EECS）教授，1988年成为教师。讲授的课程包括电路与电子学，VLSI，数字逻辑与计算机结构。1999--2003年任计算机科学实验室（LCS）副主任。Agarwal教授获斯坦福大学电气工程博士和硕士学位，印度IIT Madras大学电气工程学士学位。Agarwal教授领导的研究小组于1992年开发了Sparcle多线程微处理器，于1994年开发了MIT Alewife可扩展共享存储器微处理器。他同时还领导着MIT的VirtualWires项目，并为Virtual Machine Works公司的创始人。该公司于1993年将VirtualWires的逻辑仿真技术应用于市场。目前Agarwal教授在MIT领导Raw项目。该项目旨在开发新型可重配置的计算芯片。他带领其团队开发了世界上较大的麦克风阵列LOUD，可以在噪音中定位、跟踪并放大语音，因此于2004年被授予吉尼斯世界记录。他还与他人共同创建了Engim公司。该公司开发多通道无线混合信号芯片集。Agarwal教授还于2001年获得Maurice Wilkes计算机结构奖，于1991年获得Presidential Young Investigator奖。

　　Jeffrey H.Lang，麻省理工学院（MIT）电气工程与计算机科学系（EECS）教授，1980年成为教师。他分别于1975年、1977年和1980年在MIT的EECS获得学士、硕士和博士学位。他在1991年至2003年期间任MIT电磁与电子系统实验室（LEES）副主任，在1991年至1994年任Sensors and Actuators杂志副主编。Lang教授的研究与教学兴趣在于分析、设计与控制机电系统，尤其关注电机、微传感器和驱动器以及柔性结构等方面。他在MIT讲授电路与电子学课程。他撰写过超过170篇论文并在机电、电力电子和应用控制等方面拥有10项专利。

内页插图

目录

前言/序言

　　方法
　　本书可用作电气工程或电气工程与计算机科学专业第一门课程的教材，使学生在大学二年级完成从物理世界向电子和计算机世界的转换。本书试图实现两个目的：将电路和电子学以统一的、完整的方式来处理，并建立起电路与当今数字和模拟世界的紧密联系。
　　这两个目的来自于这样的事实，即用传统电路分析课程来介绍电气工程的方法日显过时。我们的世界正逐渐数字化。电气工程领域中大部分学生都将要进入与数字电子学或计算机系统相关的工业界或研究生阶段，甚至那些继续留在电气工程核心领域的学生也受到了数字领域的深刻影响。
　　由于更加强调数字领域，因此基础电气工程教学必须从两个方面进行改变。首先，传统的那种无视数字领域而讲授电路和电子学的方法必须被强调数字和模拟领域共同的电路基础的方法所取代。由于电路和电子学中大多数基本概念均可同时用于数字和模拟领域，这就意味着，我们首先要强调电路与电子学对数字系统的更为广阔的影响，并借此来激励学生。比如说，虽然传统的对一阶RC电路动态过程的讨论对于进入数字系统的学生来说并无兴趣，但如果用相同的方法介绍由开关和电阻器构成的反相器连接到非理想容性导线时的开关行为，则会使人兴趣盎然。类似地，我们可以用观察带有寄生效应的MOSFET反相器的行为来激发学生对二阶RLC电路阶跃响应的兴趣。
　　其次，在考虑计算机工程的附加需求后，许多系提供了过多关于电路和电子学的独立课程。因此更适合将其组合成为一门课程①。电路课程讨论无源元件网络，如电阻、电源、电容和电感。电子学讨论无源元件和有源元件网络，如MOS晶体管。虽然本书对电路与电子学进行了统一的处理，但也可以将其划分为两个学期连续的课程，一个强调电路，另一个强调电子学，二者的基础内容相同。
　　本书使用“抽象”的概念来试图构建物理世界与大型计算机世界的联系。特别地，本书试图将电气工程与计算机科学统一起来，使其作为不断进行创造性和探索性抽象的艺术，从而可解决在创建有用的电气系统所导致的复杂问题。简而言之，计算机系统就是一种电气系统。
　　为了将电路和电子学结合为一个整体，本书采取的方法是较为深入地讨论一些非常重要的主题，并尽可能选择新的元件。比如，本书使用MOSFET作为基本的有源元件，而将对其他装置（如双极晶体管）的讨论限制在练习和例子中。此外，为了让学生理解基本电路概念，而不是沉迷于特定的元件，本书在例子和练习中还介绍了若干抽象元件。我们相信这种方法可使学生学会用现有元件和以后发明的元件进行设计。
　　最后，下面列出了本书与本领域相关书籍的其他区别。
　　本书通过介绍如何从麦克斯韦方程利用一系列简化假设直接得到集总电路抽象，在电气工程和物理间建立了清晰的联系。
　　本书中始终使用抽象的概念，以统一在模拟和数字设计中所进行的工程简化。
　　本书更为强调数字领域。但我们对数字系统的处理却强调其模拟方面。我们从开关、电源、电阻器和MOSFET开始，介绍KCL、KVL应用等内容。本书表明，数字特性和模拟特性可通过关注元件特性的不同区域而获得。
　　MOSFET装置的介绍采用循序渐进的方式进行：从S模型，到SR模型，再到SCS模型和SU模型。
　　本书表明，可用非常简单的MOSFET模型对数字电路的静态和动态工作进行大量而深入的分析。
　　元件的不同特性，如电容的记忆特性或放大器的增益效益，均与其在模拟电路和数字电路中的应用相关。
　　从直觉角度强调了暂态问题的状态变量观点，这样处理的原因在于可方便地得到线性或非线性网络的计算机解。
　　能量和功率的问题在模拟和数字电路中均进行讨论。
　　从数字领域中抽取大量VLSI的例子，这样可强调传统电路中分析的力量和普遍适用性。
　　我们相信，在具有上述特点后，本书为即将进入核心电气工程专业（包括数字和RF电路、通信、控制、信号处理、装置制造等领域）或计算机工程专业（包括数字设计、体系结构、操作系统、编译器和语言）的学生提供了足够的基础。
　　MIT具有统一的电气工程与计算机科学系。本书作为MIT关于电路与电子学入门课程的教材。该课程每学期均开设，每年有约500名学生选修。
　　概述
　　第1章讨论抽象的概念并介绍集总电路的抽象。本章讨论如何从麦克斯韦方程中抽象出集总电路，提供了电气工程领域简化复杂系统分析过程的基本方法。然后，本章介绍了若干理想的集总元件，包括电阻、电压源和电流源。
　　本章还讨论了研究电子电路的两个主要动机：对物理系统建模和信息处理。本章介绍了模型的概念，并讨论如何用理想电阻和电源对物理元件进行建模。本章还讨论了信息处理与信号表示。
　　……

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