现代电路分析与综合 [Analysis and Synthesis of Modern Circuit] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《现代电路分析与综合》系统介绍了现代电路理论的基础知识，内容涵盖网络分析和网络综合两大部分。全书共8章，内容包括网络图论、网络拓扑分析、网络灵敏度分析、开关网络分析、非线性动力学分析、无源网络综合、滤波器逼近方法及有源网络综合。
　　《现代电路分析与综合》适合作为高等学校电气、电子信息类专业硕士研究生的教学用书，也可作为大学本科电类专业学生的课外选修用书及相关领域科技人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 网络方程的矩阵形式
1.1 网络图论基本概念
1.2 独立的基尔霍夫定律方程
1.2.1 独立的基尔霍夫电流定律方程
1.2.2 独立的基尔霍夫电压定律方程
1.2.3 基尔霍夫定律的基本回路矩阵形式
1.2.4 基尔霍夫定律的基本割集矩阵形式
1.2.5 基尔霍夫定律方程的关联矩阵形式
1.2.6 网络矩阵之间关系
1.3 支路方程的矩阵形式
1.4 节点方程、回路方程和割集方程的矩阵形式
1.4.1 节点方程的矩阵形式
1.4.2 回路方程的矩阵形式
1.4.3 割集方程的矩阵形式
1.5 改进节点方程的矩阵形式
1.6 网络状态方程分析法
1.6.1 状态变量
1.6.2 专用树的最优排列
1.6.3 状态方程
1.6.4 状态方程系数矩阵与网络函数

第2章 网络的拓扑分析
2.1 命题及定理
2.1.1 基本定义、命题及定理
2.1.2 关联矩阵的几个定理
2.2 拓扑网络全部树的生成
2.2.1 多项式法
2.2.2 搜索法
2.2.3 树支行列式法
2.3 含受控源网络的系统分析法
2.3.1 对含有电流控制的受控源非平面电路的分析
2.3.2 对含有电压控制的受控源非平面电路的分析
2.3.3 对含有受控源平面电路的分析
2.4 无多端元件网络函数拓扑分析
2.4.1 一端口网络函数代数公式
2.4.2 二端口网络函数代数公式
2.4.3 阻抗参数拓扑公式
2.4.4 传递函数的拓扑公式
2.5 不定导纳矩阵
2.5.1 不定导纳矩阵的定义
2.5.2 不定导纳矩阵的计算
2.5.3 不定导纳矩阵的性质
2.6 含多端元件网络的拓扑分析
2.6.1 定义和定理
2.6.2 含多端元件二端口阻抗的拓扑公式

第3章 网络的灵敏度分析
3.1 网络的灵敏度
3.2 灵敏度关系式
3.3 增量网络法
3.3.1 增量网络的构成
3.3.2 用增量网络计算灵敏度
3.3.3 增量网络灵敏度计算的矩阵形式
3.4 伴随网络法
3.4.1 网络函数增量的一般形式
3.4.2 特勒根定理在伴随网络法中的应用
3.4.3 伴随网络的构造及灵敏度计算公式
3.5 符号网络法的灵敏度分析
3.6 响应对激励的灵敏度
3.6.1 定义
3.6.2 互易定理
3.6.3 灵敏度的计算

第4章 开关网络分析
4.1 开关电容等效电阻的原理
4.1.1 开关电容等效电阻的基本原理
4.1.2 开关电容串联等效电阻电路
4.1.3 开关电容并联等效电阻电路
4.1.4 开关电容双线性等效电阻电路
4.2 开关电容网络基本单元电路
4.2.1 开关电容积分电路
……
第5章 电力变换器的非线性动力学分析
第6章 无源网络综合
第7章 滤波器逼近方法
第8章 有源网络综合

前言/序言

《新世代电子学：从原理到实践的深度探索》 书籍概述 《新世代电子学：从原理到实践的深度探索》是一本面向高等院校电子工程、通信工程、自动化以及相关专业本科生和研究生，以及广大电子技术爱好者和研发工程师的专业教材。本书旨在系统性地梳理和讲解现代电子技术的核心概念、关键理论和前沿进展，并强调理论与实践的紧密结合，引导读者构建扎实的理论基础，掌握实用的分析与设计方法，从而能够独立应对日益复杂的电子系统设计挑战。 本书最大的特色在于其“新世代”的视角，它不仅仅局限于传统的模拟与数字电路理论，更将目光投向了当前和未来电子学发展的关键领域。我们深刻理解，在信息爆炸和技术飞速迭代的时代，对电子技术的理解需要超越教科书的陈旧框架，拥抱那些正在重塑我们世界的创新思想与技术。因此，本书在内容编排上，力求将经典理论与最新发展动态融为一体，为读者勾勒出一幅全面而深入的电子学发展蓝图。 内容详解 本书共分为四个主要部分，每个部分都经过精心设计，层层递进，确保知识的系统性和完整性。 第一部分：现代电子学基础理论回顾与深化 这一部分将对构成现代电子学基石的经典理论进行系统性的回顾与深化。不同于浅尝辄止的介绍，我们将深入探讨这些理论的物理本质、数学推导以及它们在现代技术中的应用基础。 第一章：电学基本定律与元件模型：我们将从麦克斯韦方程组出发，重温基尔霍夫电压定律、电流定律、欧姆定律等基本定律，并着重讲解电容、电感、电阻等基本元件在不同工作状态下的精细模型，特别是寄生效应的建模在高速电路分析中的重要性。此外，还将引入半导体基本器件（二极管、三极管、MOSFET）的能带理论基础，以及它们在非线性电路分析中的作用。 第二章：线性电路分析的现代方法：本章将重点介绍节点电压法、回路电流法等经典分析方法，并结合现代计算机辅助分析工具（如SPICE仿真软件）的使用，演示如何高效求解复杂线性电路。我们还会深入探讨戴维宁定理、诺顿定理、叠加定理等简化分析技巧，以及它们在系统化设计中的应用。信号流图法和Mason增益公式等高级分析工具也将被引入，为理解复杂反馈系统提供理论支撑。 第三章：非线性电路分析基础：在此章节，我们将挑战线性电路的局限性。通过介绍泰勒级数展开、分段线性化等方法，探讨非线性元件（如晶体管）的近似模型及其在电路分析中的应用。分岔、混沌等非线性动力学现象的初步介绍，将为读者揭示电子系统复杂行为的根源。傅里叶级数和傅里叶变换的深入讲解，将为非线性电路的稳态分析提供强大的工具。 第四章：动态电路与暂态响应：本章将聚焦于电路的动态特性。重点分析包含电容、电感的电路在阶跃信号、冲激信号等激励下的暂态响应，以及一阶、二阶动态系统的求解方法。拉普拉斯变换在分析复杂动态系统中的强大能力将被详细阐述，包括如何利用传递函数分析系统的稳定性与响应特性。 第二部分：高级模拟电路设计与分析 在扎实的理论基础上，本部分将带领读者深入探索现代模拟电路设计的精髓，强调高性能、低功耗和高集成度等关键指标的实现。 第五章：半导体器件的深层模型与应用：我们将超越理想模型，深入分析MOSFET和BJT在不同偏置状态下的详细模型，包括短沟道效应、亚阈值导电、沟道长度调制等实际效应。这些精细模型对于高性能模拟电路设计至关重要。本章还将介绍新兴的半导体材料和器件，如GaN、SiC器件在功率电子中的应用前景。 第六章：运算放大器的原理、模型与应用：运算放大器是模拟电路设计的“万能积木”。本章将深入剖析差分放大器、电流镜等关键电路单元的构成，以及运算放大器内部的非理想特性（如输入失调电压、输入偏置电流、开环增益、带宽限制、输出阻抗等）及其对电路性能的影响。我们将详细讲解同相、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本应用，并进一步探讨滤波器（有源滤波器）的设计与实现，包括巴特沃斯、切比雪夫等几种典型滤波器类型。 第七章：反馈系统与稳定性分析：反馈是模拟电路设计的灵魂。本章将系统地讲解负反馈和正反馈的原理，分析不同反馈组态（电压并联、电压串联、电流并联、电流串联）对电路性能（增益、带宽、输入输出阻抗、失真）的影响。我们将深入讲解伯德图、奈奎斯特图等频率响应分析方法，并重点关注电路的稳定性问题，包括如何计算相位裕度和增益裕度，以及如何通过补偿技术改善稳定性。 第八章：振荡器与波形产生电路：产生稳定、精确的频率是许多电子系统的核心需求。本章将介绍各种振荡器的工作原理，包括RC振荡器（如维恩桥振荡器）、LC振荡器（如哈特利振荡器、科尔皮兹振荡器）以及晶体振荡器。还将探讨压控振荡器（VCO）和锁相环（PLL）在频率合成、解调等领域的关键作用。同时，我们将介绍方波、三角波、锯齿波等常见波形发生器的设计方法。 第九章：功率电子器件与基本功率变换器：本章将拓展模拟电路的范畴至功率领域。介绍功率MOSFET、IGBT等功率器件的特性与选型，并重点分析DC-DC变换器（如降压、升压、升降压变换器）、AC-DC整流器（如半波、全波、桥式整流器）等基本功率变换电路的原理、设计与控制。将引入PWM（脉冲宽度调制）技术在功率变换中的核心作用。 第三部分：现代数字电路设计与逻辑系统 这一部分将聚焦于数字电路的设计方法与理论，从最基础的逻辑门开始，逐步构建起复杂的数字系统。 第十章：组合逻辑电路设计与优化：本章将从布尔代数和逻辑门开始，讲解如何设计和分析组合逻辑电路。重点介绍卡诺图（Karnaugh Map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法等逻辑化简方法，以及如何利用现有的优化工具进行高效化简。编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等常用组合逻辑模块的设计与应用也将被详细讲解。 第十一章：时序逻辑电路基础：本章将引入“时间”的概念，讲解触发器（D触发器、JK触发器、T触发器、SR触发器）的工作原理和设计，以及它们构成的寄存器、计数器等基本时序逻辑单元。状态机（有限状态机，FSM）的设计方法，包括状态图、状态转移表、状态编码等，将是本章的重点。 第十二章：微处理器与微控制器体系结构：本章将从更高的层面审视数字系统。介绍现代微处理器和微控制器的基本体系结构，包括指令集、流水线、缓存等概念。重点讲解如何利用FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）等硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行数字系统设计与验证。 第十三章：存储器与接口技术：本章将探讨数字系统中至关重要的存储单元。讲解RAM（随机存取存储器，包括SRAM和DRAM）和ROM（只读存储器，包括PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory）的工作原理、特性和应用。还将介绍常见的总线接口技术（如USB、SPI、I2C）及其在不同设备之间数据交换中的作用。 第四部分：前沿电子技术与未来发展趋势 本部分将目光投向了当前和未来电子学发展的最前沿，为读者勾勒出激动人心的技术图景。 第十四章：嵌入式系统设计与开发：嵌入式系统已无处不在。本章将介绍嵌入式系统的构成要素（硬件平台、操作系统、应用软件），重点讲解实时操作系统（RTOS）的基本概念和应用，以及如何进行嵌入式硬件和软件的协同设计与开发。 第十五章：信号处理与通信系统基础：数字信号处理（DSP）是现代通信、音频、视频处理的核心。本章将介绍离散时间信号、Z变换、FIR和IIR滤波器等DSP基础理论。还将简要介绍现代通信系统的基本模型，包括调制解调、信道编码、多址技术等。 第十六章：射频（RF）与微波电路基础：随着无线通信的飞速发展，RF和微波电路成为关键技术。本章将介绍集肤效应、传输线理论、S参数等RF电路分析基础，以及低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器等RF收发机关键模块的设计原理。 第十七章：新兴电子技术展望：本章将是对未来电子技术的一次探索。我们将简要介绍量子计算、物联网（IoT）相关的传感器技术与边缘计算、人工智能（AI）硬件加速器（如GPU、TPU）等前沿领域的发展状况和对电子学提出的新挑战与机遇。 实践环节与学习指导 本书不仅仅是理论的堆砌，更注重实践能力的培养。每章的最后都配有丰富的例题，涵盖了从概念验证到复杂系统设计的各个层面。此外，书中还提供了一系列推荐的实验项目，涵盖了基础模拟电路搭建、数字系统设计、FPGA开发等多个方面，鼓励读者动手实践，将所学知识转化为解决实际问题的能力。 本书还提供详细的附录，包括常用元器件的参数规格、数学公式速查表、以及推荐的参考资料和学习资源，为读者提供全面的学习支持。 适用对象 高等院校电子工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业本科生和研究生。 从事电子产品研发、系统设计、测试验证的工程师。 对现代电子技术感兴趣，希望系统学习相关知识的爱好者。 《新世代电子学：从原理到实践的深度探索》将以其系统性的知识体系、前沿的技术视野、严谨的理论推导、丰富的实践案例，成为您通往现代电子技术殿堂的得力助手。它将帮助您理解过去，把握现在，并激发您探索未来的无限可能。