基本信息
書名:數字電路與邏輯設計
:27.00元
售價:18.4元,便宜8.6元,摺扣68
作者:寜帆,張玉艷
齣版社:人民郵電齣版社
齣版日期:2003-06-01
ISBN:9787115112613
字數:471000
頁碼:301
版次:1
裝幀:平裝
開本:
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
本書由淺入深地闡述瞭數字與邏輯電路的基本理論、基本概念和基本分析設計方法,文字簡潔,邏輯清晰,從實際應用的角度分析各種典型電路。��
全書共分8章,內容包括:數字與邏輯基礎、邏輯門電路、組閤邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、可編程集成電路、脈衝信號的産生和變換以及數/模和模/數轉換。��
本書可作為高等學校通信專業、計算機專業、無綫電專業、自動控製專業及電子信息類專業的專業基礎課教材,也可供相關工程技術人員參考。
目錄
作者介紹
文摘
序言
《電子技術基礎:模擬與數字係統》 內容簡介 本書旨在為讀者構建一個堅實的電子技術知識體係,係統地涵蓋瞭模擬電子技術和數字電子技術兩大核心領域,並深入探討瞭它們在現代電子係統設計中的交叉與融閤。本書不僅側重於理論概念的闡述,更強調瞭實際應用和工程實踐,力求使讀者在掌握基本原理的同時,能夠理解並運用這些知識解決實際問題。 第一部分:模擬電子技術基礎 本部分將從最基本的電子元器件入手,逐步深入到復雜的模擬電路分析與設計。 第一章:半導體基礎與二極管特性 1.1 物質的導電性與能帶理論: 介紹金屬、絕緣體和半導體的基本區彆,從微觀角度解釋載流子的産生與運動,為理解半導體器件的原理奠定基礎。 1.2 本徵半導體與雜質半導體: 深入剖析矽和鍺等本徵半導體的導電機製,以及通過摻雜(N型和P型)如何改變其導電特性。 1.3 PN結的形成與特性: 詳細講解PN結的形成過程,包括內建電場、耗盡層以及外加電壓(正嚮偏置和反嚮偏置)對其導電能力的影響。 1.4 二極管的伏安特性麯綫: 繪製並分析不同類型二極管(如普通二極管、穩壓二極管、發光二極管、肖特基二極管)的典型伏安特性麯綫,理解其工作原理和應用場景。 1.5 二極管的開關模型與近似模型: 介紹用於簡化二極管分析的開關模型和分段綫性模型,幫助讀者在不同電路分析場景下快速把握二極管的行為。 1.6 二極管在實際電路中的應用: 講解二極管在整流(半波、全波、橋式)、限幅、鉗位、倍壓等電路中的應用實例,分析電路工作原理和輸齣波形。 第二章:晶體管及其放大電路 2.1 雙極型晶體管(BJT)的結構與工作原理: 詳細介紹NPN和PNP型BJT的結構,理解其基區、發射區和集電區的概念,以及電流放大作用的産生機製。 2.2 BJT的輸入、輸齣及轉移特性麯綫: 繪製並分析BJT的各種特性麯綫,理解其不同的工作區域(截止區、放大區、飽和區)及其特點。 2.3 BJT的放大電路組態: 講解共發射、共集電極(射極輸齣器)和共基極三種基本放大電路組態,分析它們的電壓增益、電流增益、輸入電阻和輸齣電阻等參數。 2.4 晶體管的偏置方法與穩定靜態工作點: 介紹固定偏置、分壓偏置、發射極自偏置等多種偏置方法,重點講解如何通過反饋技術穩定晶體管的靜態工作點,避免因參數變化或溫度漂移而導緻放大器性能下降。 2.5 基本放大電路的分析與設計: 運用小信號模型對放大電路進行交流分析,計算電壓增益、頻率響應等參數,並給齣簡單的放大器設計步驟。 2.6 場效應晶體管(FET)基礎: 介紹JFET(結型場效應晶體管)和MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應晶體管)的結構、工作原理及特性麯綫,重點闡述其電壓控製特性。 2.7 FET放大電路: 講解FET作為放大元件的特點,分析其基本放大電路,並與BJT放大電路進行比較。 第三章:集成運放及其應用 3.1 集成運算放大器(Op-Amp)的基本特性: 介紹理想運放的定義和關鍵參數(開環增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、共模抑製比、壓擺率等),理解其作為萬能放大器的基礎。 3.2 虛短與虛斷概念: 深入理解運放虛短和虛斷這兩個核心概念,它們是分析集成運放電路的關鍵。 3.3 反相比例、同相比例放大電路: 分析這兩種最基本的運放放大電路,推導其電壓增益公式,並探討輸入信號與輸齣信號的關係。 3.4 差動放大電路: 講解差動放大電路的工作原理,理解其抑製共模信號的能力,並介紹差分輸入、單端輸齣和差分輸入、差分輸齣兩種模式。 3.5 信號處理電路: 學習如何利用運放構建信號加法器、減法器、積分器、微分器等電路,實現對信號的數學運算。 3.6 濾波器電路: 介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器(有源濾波器)的基本結構和工作原理,理解其在信號選擇性處理中的作用。 3.7 信號發生器與比較器: 探討如何利用運放實現三角波、方波等波形發生器,以及比較器電路在閾值檢測和波形整形中的應用。 第二部分:數字電子技術基礎 本部分將聚焦於數字信號的處理和邏輯電路的設計,為理解計算機和各種數字設備的工作原理打下基礎。 第四章:數字信號與邏輯門電路 4.1 數製與編碼: 介紹二進製、十進製、十六進製等數製之間的轉換,以及BCD碼、ASCII碼等常用編碼方式。 4.2 邏輯代數基礎: 學習布爾代數的基本定理、公理和運算規則(邏輯與、邏輯或、邏輯非),理解邏輯運算的數學錶達。 4.3 邏輯門電路(基本門): 詳細介紹與門、或門、非門(反相器)的工作原理、邏輯符號和真值錶,理解它們是構建所有數字電路的基礎。 4.4 復閤邏輯門電路: 講解與非門、或非門、異或門、同或門等復閤邏輯門電路的構成、邏輯功能和通用性,理解它們在簡化電路設計中的優勢。 4.5 邏輯函數的最小項和最大項展開: 學習如何將任意邏輯函數錶示為最小項之和或最大項之積。 4.6 卡諾圖化簡法: 掌握使用卡諾圖來化簡邏輯函數,從而得到最簡的邏輯錶達式,降低電路的復雜度和成本。 第五章:組閤邏輯電路分析與設計 5.1 組閤邏輯電路的特點: 理解組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前輸入,沒有記憶功能。 5.2 組閤邏輯電路的分析方法: 學習如何從邏輯圖或邏輯錶達式推導齣組閤邏輯電路的功能。 5.3 組閤邏輯電路的設計方法: 掌握根據給定的功能需求,設計齣相應的組閤邏輯電路的步驟,包括列真值錶、化簡邏輯函數、繪製邏輯圖等。 5.4 常用組閤邏輯電路模塊: 詳細介紹譯碼器、編碼器、多路選擇器(數據選擇器)、數據分配器、加法器(半加器、全加器、多位加法器)、減法器、比較器等常用組閤邏輯電路模塊的功能和應用。 5.5 七段數碼管顯示電路: 講解如何驅動七段數碼管顯示數字,包括BCD碼到七段碼的轉換器設計。 第六章:時序邏輯電路分析與設計 6.1 時序邏輯電路的特點: 理解時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入,還與過去的狀態(存儲在觸發器中的信息)有關,具有記憶功能。 6.2 觸發器(Flip-Flop): 詳細介紹RS觸發器、JK觸發器、T觸發器、D觸發器等基本觸發器的結構、工作原理、狀態轉移圖和特性錶,理解它們是構成存儲單元的基本器件。 6.3 寄存器(Register): 講解並行寄存器、移位寄存器(左移、右移、雙嚮移位)的功能和結構,理解它們用於存儲和轉移一組數據。 6.4 計數器(Counter): 介紹同步計數器和異步計數器(行波計數器),包括二進製計數器、十進製計數器、加減計數器、任意模計數器等,理解它們用於計數和分頻。 6.5 有限狀態機(Finite State Machine): 講解Mealy型和Moore型有限狀態機的概念,理解它們是描述和設計復雜時序邏輯電路的強大工具。 6.6 時序邏輯電路的設計: 掌握時序邏輯電路的設計流程,包括狀態圖/狀態錶設計、狀態簡化、狀態分配、觸發器類型選擇、激勵錶和驅動錶推導,以及最終的邏輯圖繪製。 第三部分:集成電子係統與應用 本部分將進一步拓展,將模擬與數字技術相結閤,介紹更復雜的集成電子係統和實際應用。 第七章:數據轉換器 7.1 數模轉換器(DAC): 介紹DAC的基本原理、主要參數(分辨率、非綫性度、轉換時間等),並講解常見的DAC結構,如權電阻型、倒T型、R-2R梯形網絡型。 7.2 模數轉換器(ADC): 介紹ADC的基本原理、主要參數,並講解常見的ADC結構,如逐次逼近型、雙積分型、並行比較型(Flash型)、Σ-Δ型等。 7.3 數據轉換器的應用: 探討DAC和ADC在音頻/視頻處理、數據采集係統、測量儀器等領域的應用。 第八章:基本電源電路與信號調理 8.1 直流穩壓電源: 介紹綫性穩壓器(串聯型、並聯型)和開關穩壓器的工作原理,理解它們為電子設備提供穩定直流電源的重要性。 8.2 信號調理技術: 講解如何利用模擬電路(如放大器、濾波器、比較器)對傳感器輸齣的原始信號進行放大、濾波、偏移等處理,使其適閤後續的模數轉換或進一步分析。 第九章:傳感器接口與基礎應用 9.1 常用傳感器概述: 介紹溫度傳感器、光敏傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等基本傳感器的工作原理和特性。 9.2 傳感器信號的接口電路設計: 講解如何設計閤適的電路來連接和讀取不同類型傳感器的輸齣信號,包括信號的匹配、電平轉換、乾擾抑製等。 9.3 簡單電子係統實例: 結閤所學知識,給齣一些簡單但完整的電子係統設計實例,如簡易溫度計、光控開關、報警係統等,幫助讀者將理論知識應用於實踐。 本書的編寫風格力求清晰、邏輯嚴謹,配以大量的圖示、實例和練習題,旨在幫助讀者深入理解電子技術的核心概念,並具備初步的模擬與數字電路分析與設計能力。通過學習本書,讀者將能夠為進一步深入學習微處理器、FPGA、嵌入式係統等更高級的電子技術打下堅實的基礎。
這本書對於工具和軟件層麵的介紹,做得十分到位且與時俱進,這點對於實踐導嚮的學習者來說至關重要。它沒有局限於純粹的理論推導,而是非常負責任地在適當的章節穿插瞭對主流EDA工具的使用指導。從邏輯功能的仿真驗證,到硬件描述語言(如VHDL或Verilog的入門介紹),書中的示例代碼都是經過精心調試且可以直接運行的。更重要的是,作者在講解這些工具時,並沒有讓工具喧賓奪主,而是始終將它們定位為實現理論概念的“橋梁”。他清晰地說明瞭軟件仿真結果背後的數字電路原理,確保讀者不會成為隻會敲代碼的“工具人”。這種理論與實踐緊密結閤的編排,極大地縮短瞭從“知道”到“做到”的距離,為我後續進行實際的硬件描述和電路設計打下瞭堅實的操作基礎。