电路 [Circuits] pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《电路》足美国密歇根大学乌拉比教授和加州大学伯克利分校马哈必斯副教授于2011年编写的电路教材，在美国几十所高校中使用。
　　《电路》主要内容包括电路术语、电阻电路、电路分析方法、运算放大器、一阶电路、二阶电路、电路的正弦稳态分析、频率响应和滤波器、拉普拉斯变换和傅里叶变换等。《电路》的最大特点是包含了丰富的电路应用实例。这些实例具有鲜明的时代特征，而且紧密结合电路分析原理。
　　《电路》适合作为普通高等院校电路课程的教材和参考书，也可供科研与工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 电路术语
手机中的电路
1-1 电路发展历程
1-2 单位、量纲和符号
技术概要1：微纳技术
1-3 电荷与电流
1-4 电压和功率
技术概要2：摩尔定律和尺度
1-5 电路元件
第1章 知识关系
第1章 重点
关键术语
习题

第2章 电阻电路
概述
2-1 欧姆定律
技术概要3：超导
2-2 电路拓扑
2-3 基尔霍夫定律
2-4 等效电路
技术概要4：电阻型传感器
2-5 星形一三角形（Y-△）变换
2-6 惠斯通电桥
2-7 应用注释：线性与非线性i-v关系
2-8 Multisim介绍
第2章 知识关系
第2章 重点
关键术语
习题
Multisim和myDAQ应用

第3章 分析方法
概述
3-1 节点电压法
3-2 网孔电流法
3-3 直观法
技术慨要5：发光二极管（LFD）
3-4 电源叠加
3-5 戴维南和诺顿等效电路
技术概要6：显示技术
3-6 最大功率传输
3-7 应用注释：双极结型品体管
3-8 用Multisim进行节点分析
第3章 知识关系
第3章 重点
关键术语
习题
Multisim和myDAQ应用

第4章 运算放大器
概述
4-1 运放特性
技术概要7：集成电路制造工艺
4-2 负反馈
4-3 理想运放模型
4-4 反相放大器
4-5 加法放大器
4-6 差分放大器
4-7 电压跟随器
4-8 运放信号处理电路
4-9 仪器放大器
4-10 数字一模拟转换器（DAC）
技术慨要8：电磁波谱
4-11 在模拟与数字电路中使用MOSFET
技术慨要9：计算机存储电路
4-12 应用注释：神经探针
4-13 用Multisim分析
第4章 知识关系
……
第5章 一阶RC和RL电路
第6章 RLC电路
第7章 交流分析
第8章 交流电路的功率
第9章 电路的频率响应和滤波器
第10章拉普拉斯变换分析法
第11章 傅里叶分析法
附录A 符号、量和单位
附录B 求解代数方程组
附录C Multisim简介
附录D 数学公式
附录E 部分习题答案
索引

《电磁场与波导》 简介 《电磁场与波导》是一部深度探讨电磁场理论及其在波导系统中的应用的书籍。本书旨在为读者构建一个坚实的理论基础，并在此基础上，深入分析电磁波的传播特性、波导的结构与工作原理、以及相关的设计与分析方法。全书内容严谨、逻辑清晰，力求在概念的阐释上既深入浅出，又兼顾其数学的严密性，以期帮助读者全面理解电磁现象的本质以及现代通信技术中不可或缺的波导技术。 第一章：麦克斯韦方程组 本章是全书的基石，详细介绍了麦克斯韦方程组。我们将从矢量分析的基本概念出发，回顾散度、旋度、梯度等重要的数学工具。随后，我们将逐一推导并阐释麦克斯韦方程组的四个基本方程：高斯定律（描述电场强度与电荷分布的关系）、高斯磁定律（阐述磁单极子的不存在）、法拉第电磁感应定律（揭示变化的磁场如何产生电场）以及安培-麦克斯韦环路定律（描述电流和变化的电场如何产生磁场）。本书不仅会展示方程的形式，更会深入剖析其物理意义，结合具体的物理场景进行讲解，例如电荷在电场中的运动，磁场在感应线圈中的产生等。我们将探讨这些方程在不同介质（如真空、电介质、磁介质）中的形式，以及它们如何共同描述了电磁场在时间和空间中的演化。此外，本章还将介绍均匀平面波的概念，以及其在真空中的传播特性，为后续章节打下基础。 第二章：电磁波的产生与传播 在本章中，我们将进一步深化对电磁波的理解。从麦克斯韦方程组出发，我们将推导出电磁波的波动方程，并分析其解的物理含义。本书将详细讲解电磁波的产生机制，例如通过振荡的电荷或电流产生的辐射。我们将重点阐述电磁波的传播特性，包括波长、频率、相位、振幅等关键参数，以及它们之间的关系。同时，我们将深入探讨电磁波在不同介质中的传播情况，包括传播速度、介电常数、磁导率、以及其对波传播的影响，例如折射、反射等现象。全书将详细分析介质的导电性对电磁波传播的影响，引入了趋肤深度（skin depth）的概念，解释了在导体中电磁波如何衰减。此外，本章还将介绍电磁波的能量和动量，以及坡印廷矢量（Poynting vector）的概念，它描述了电磁波的能量流动方向和功率密度。 第三章：边界条件与反射 本章聚焦于电磁波在不同介质界面上的行为。我们将详细推导并讲解在两种不同介质边界上的电磁场边界条件，包括电场、磁场、电位移矢量和磁场强度等分量的连续性要求。这些边界条件是分析电磁波传播的关键。随后，我们将详细分析电磁波在理想导体、介质界面上的反射和折射现象。本书将推导出菲涅尔方程（Fresnel equations），用于计算反射系数和透射系数，并分析不同入射角和极化方式下反射和透射的规律。我们将通过图示和实例，清晰地展示斯涅尔定律（Snell's law）在电磁波传播中的体现。此外，本章还将讨论全反射现象及其在光纤等领域的应用。 第四章：传输线理论 本章将电磁场理论与实际的电信号传输联系起来。我们将引入传输线的概念，并分析其等效电路模型。本书将详细推导并讲解传输线方程，从而描述信号在传输线上的传播过程。我们将深入探讨传输线中的特性阻抗（characteristic impedance）、传播常数（propagation constant）、衰减常数（attenuation constant）和相速度（phase velocity）等关键参数。本书将重点讲解反射和驻波（standing waves）的概念，以及它们在传输线上的形成原因。我们将介绍阻抗匹配（impedance matching）的重要性，以及如何利用匹配网络来减少信号反射，提高能量传输效率。此外，本章还将介绍史密斯圆图（Smith chart）这一强大的工具，用于求解传输线问题，包括阻抗计算、阻抗匹配和负载分析等。 第五章：波导理论 本章将深入探讨波导作为引导电磁波传播的结构。我们将从麦克斯韦方程组出发，分析电磁波在理想无限长导体平板波导中的传播模式。本书将详细讲解横电波（TE modes）和横磁波（TM modes）的概念，以及它们的区别和特性。我们将推导出不同模式下波导的截止频率（cutoff frequency），并分析模式的截止和传播条件。本书将分析波导的截止现象，解释为何只有高于截止频率的电磁波才能在波导中有效传播。我们将进一步探讨理想金属圆波导的工作原理，分析其内部的电磁场分布和传播模式。同时，本书还将介绍脊形波导、介质波导等其他类型的波导结构，以及它们在不同应用中的特点。 第六章：波导中的能量传输与损耗 本章聚焦于波导中电磁波的能量传输和实际损耗。我们将通过坡印廷矢量来分析波导中能量的流动方向和功率密度。本书将详细计算不同模式下波导的传播功率。随后，我们将分析波导的损耗机制，包括导体损耗（由导体电阻引起）和介质损耗（由介质的电导率引起）。我们将推导出波导的衰减常数，并分析其与波导尺寸、工作频率、导体材料和介质性质的关系。本书将介绍如何通过选择合适的材料和设计合理的结构来降低波导的损耗。此外，本章还将讨论波导中的色散现象，即不同频率的电磁波在波导中以不同的速度传播，以及它对信号传输的影响。 第七章：波导的激励与匹配 本章将介绍如何将电磁波导入波导，以及如何实现波导与其他器件之间的阻抗匹配。我们将详细讲解波导的激励技术，例如使用探针（probe）、缝隙（aperture）或耦合环（coupling loop）等方法来耦合电磁波进入波导。本书将分析不同激励方式产生的电磁场模式，并讨论如何选择合适的激励方式来激发特定的模式。随后，我们将深入讲解波导与其他传输线（如同轴线）或器件之间的匹配问题。本书将介绍使用阻抗匹配器（impedance transformer），例如匹配脊（matching posts）、匹配锥（matching cones）或变压器（transformers）等技术来解决匹配问题。我们将分析阻抗匹配对于减少反射、提高能量传输效率的重要性。 第八章：微带线与带状线 本章将介绍在印刷电路板（PCB）上广泛应用的微带线（microstrip line）和带状线（stripline）等平面传输线结构。我们将分析这些结构的等效电路模型，并推导出其特性阻抗和传播常数的计算方法。本书将详细讲解微带线的结构和工作原理，包括介质基板、导体带和地平面等组成部分。我们将分析其模态特性，例如混合模态的形成。同时，本书也将介绍带状线的结构，以及它与微带线的区别和联系。我们将探讨这两种传输线在微波集成电路（MIC）和射频电路设计中的应用，以及它们在频率响应、损耗和封装方面的特点。 第九章：阻抗匹配网络设计 本章将专注于实际的阻抗匹配网络设计。我们将回顾和深化史密斯圆图的应用，包括使用史密斯圆图进行单节匹配、多节匹配和宽带匹配的设计。本书将详细讲解各种匹配网络拓扑结构，例如L型匹配网络、π型匹配网络和T型匹配网络。我们将通过具体的计算实例，演示如何根据给定的阻抗和频率范围，设计出满足要求的匹配网络。本书还将讨论匹配网络的损耗和带宽问题，以及如何权衡设计参数以达到最优性能。此外，本章还将介绍一些先进的匹配技术，例如分布参数匹配和集中参数匹配的结合使用。 第十章：波导滤波器与频率选择性器件 本章将深入探讨波导在滤波器设计中的应用。我们将介绍如何利用波导的结构特性来实现频率选择性，例如利用脊形波导或加载了金属结构的波导来构建滤波器。本书将分析不同类型的波导滤波器，如腔体滤波器、耦合线滤波器和刺状滤波器等，并讨论它们的结构、工作原理和设计方法。我们将介绍滤波器参数的定义，例如通带、阻带、插入损耗和回波损耗。此外，本章还将介绍其他频率选择性器件，例如定向耦合器（directional coupler）和环形器（circulator），以及它们在微波系统中的应用。 结论 《电磁场与波导》通过对电磁场理论的深入讲解，以及对波导结构、传播特性、匹配技术和滤波器设计的细致分析，为读者提供了一个全面的知识体系。本书不仅适合作为高等院校相关专业的教材，也为从事微波、射频、通信和电子工程领域的工程师和研究人员提供了一本宝贵的参考书。通过学习本书，读者将能够深刻理解电磁波的奥秘，并掌握设计和分析各种微波器件和系统所需的关键技能。