电路与Systemview仿真/普通高等教育“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张柯，李琳芳，张海燕，张树静 编

图书标签:

• 电路分析
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• 高等教育
• 电子工程
• 模拟电路
• 信号处理
• 通信电路
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• 电工基础

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563551439

版次：1

商品编码：12231847

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：182

正文语种：中文

内容简介

　　《电路与Systemview仿真/普通高等教育“十三五”规划教材》共分9章。第1章电路的基础知识和电路定律，第2章电阻元件，第3章线性电阻电路的分析方法，第4章电路定理，第5章储能元件，第6章一阶电路的时域分析，第7章二阶电路分时域分析，第8章单相正弦交流电路，第9章频率特性。《电路与Systemview仿真/普通高等教育“十三五”规划教材》将基础知识的讲解、习题练习和上机实训有机融合，例题丰富，十分便于自学。《电路与Systemview仿真/普通高等教育“十三五”规划教材》可作为本专科院校电气、电子信息类专业“电路理论”课程的教材，也可供有关科技人员参考。

目录

第1章 电路基础知识和电路定律
1．1 电路和电路模型
1．1．1 电路的组成及功能
1．1．2 电路模型
思考与练习
1．2 电流、电压及其参考方向
1．2．1 电流及其参考方向
1．2．2 电压、电位和电动势
思考与练习
1．3 电功和电功率
1．3．1 电功
1．3．2 电功率
思考与练习
1．4 电压源和电流源
1．4．1 理想电压源
1．4．2 理想电流源
1．4．3 实际电源的两种电路模型
思考与练习
1．4．4 受控源
1．4．5 电压源、电流源的串联和并联
思考与练习
1．5 基尔霍夫定律
1．5．1 电路的几个常用术语
1．5．2 基尔霍夫电流定律
1．5．3 基尔霍夫电压定律
思考与练习
本章小结
习题一
仿真实训1基尔霍夫电流定律仿真
仿真实训2基尔霍夫电压定律仿真

第2章 电阻电路的等效变换
2．1 电阻元件
2．2 串联和并联电阻电路的等效变换
2．2．1 电阻的串联及仿真
2．2．2 电阻的并联及仿真
2．3 Y形连接和△形连接的电阻电路的等效变换
2．4 输入电阻
2．5 实际电源及其等效变换
习题二
习题二参考答案

第3章 线性电阻电路的分析方法
3．1 电路的图
3．2 KCL和KVL的独立方程数
3．3 支路电流法
3．4 网孔电流法
3．5 回路电流法
3．6 节点电位法
习题三

第4章 电路定理
4．1 叠加定理及仿真
4．1．1 叠加定理
4．1．2 叠加定理的仿真
4．2 替代定理及仿真
4．2．1 替代定理
4．2．2 替代定理的仿真
4．3 戴维南定理及仿真
4．3．1 戴维南定理
4．3．2 戴维南定理的仿真
4．4 诺顿定理及仿真
4．4．1 诺顿定理
4．4．2 诺顿定理的仿真
4．5 最大功率传输定理及仿真
4．5．1 最大功率传输定理
4．5．2 最大功率传输定理的仿真
思考题
习题四
仿真实训1用EWB软件验证叠加定理
仿真实训2用EwB软件验证替代定理
仿真实训3用EwB软件验证戴维南定理
仿真实训4用EwB软件验证诺顿定理
仿真实训5用EwB软件验证最大功率传输定理
本章小结
习题四参考答案

第5章 储能元件
5．1 电能储存元件
5．1．1 电容器
5．1．2 电容器的串联和并联
5．2 磁能储存元件
5．2．1 电感器
5．2．2 电感器的串联和并联
习题五
本章小结
习题五参考答案

第6章 一阶电路的时域分析
6．1 动态电路的方程及初始条件
6．2 一阶电路的零输入响应
6．2．1 RC电路的零输入响应分析
6．2．2 RL电路的零输入响应分析
6．2．3 一阶电路的零输入响应仿真
6．3 一阶电路的零状态响应
6．3．1 RC电路的零状态响应
6．3．2 RL电路的零状态响应
6．3．3 一阶电路的零状态响应仿真
6．4 一阶电路的全响应
6．4．1 一阶电路的全响应分析
6．4．2 一阶电路的全响应仿真
6．5 一阶电路的阶跃响应
6．6 一阶电路的冲激响应
习题六
习题六参考答案

第7章 二阶电路的时域分析
7．1 二阶电路的零输入响应
7．1．1 过阻尼响应
7．1．2 临界阻尼响应
7．1．3 欠阻尼响应
7．2 二阶电路的零状态响应
7．3 二阶电路的全响应
7．4 二阶电路的阶跃响应
7．5 二阶电路的冲激响应
习题七

第8章 向量法
8．1 相量法基础
8．1．1 复数的表示形式
8．1．2 复数的四则运算
8．1．3 正弦量的相量表示法
8．1．4 用相量求正弦量的和与差
思考与练习
8．2 电路定律的相量形式
8．2．1 电阻元件伏安关系的相量形式
8．2．2 电感元件伏安关系的相量形式
8．2．3 电容元件伏安关系的相量形式
8．2．4 基尔霍夫定律的相量形式
思考与练习
8．3 正弦稳态电路分析
8．3．1 阻抗和导纳
思考与练习
8．3．2 正弦稳态电路的分析
思考与练习
8．3．3 正弦交流电路中的功率
思考与练习
8．3．4 复功率
思考与练习
8．3．5 最大传输功率
本章小结
习题八

第9章 RLC串并联电路的频率特性
9．1 频域网络函数
9．2 RLC串联电路的谐振原理
9．3 RLC串联电路的频率特性
思考与练习
9．4 RLC并联电路的谐振原理
思考与练习
本章小结
思考题
参考文献

《模拟电路精粹：理论、实践与前沿探索》 内容概述： 本书旨在深入剖析模拟电路的核心原理，涵盖从基础概念到复杂应用的各个层面，为读者构建一个系统、扎实的模拟电路知识体系。我们不局限于传统教材的线性分析，而是着重于工程实践中遇到的关键问题，并引入前沿的设计理念与技术趋势。全书结构清晰，逻辑严谨，力求在理论深度与工程实用性之间取得最佳平衡。 第一篇：模拟电路基石——理解万物的起点 本篇将带您重温和深化模拟电路的基本概念，为后续的学习打下坚实基础。 第一章：电阻、电容、电感——三大无源器件的本质与应用： 电阻： 详细阐述欧姆定律的物理根源，分析不同材料电阻率的差异及其对性能的影响。深入探讨实际电阻器件的类型，如碳膜、金属膜、绕线电阻等，分析它们的温度系数、功率系数、电压系数以及寄生效应。介绍电阻在电路中的具体应用，例如分压、限流、匹配等，并结合实际案例进行讲解。 电容： 剖析电介质对电容特性的影响，详细介绍陶瓷电容、电解电容、钽电容、薄膜电容等不同种类的电容器，深入分析它们的频率响应、等效串联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）、漏电流等关键参数。讲解电容器在滤波、耦合、去耦、储能等电路中的作用，并探讨高频应用中的实际挑战。 电感： 阐释电感的基本原理，分析磁芯材料（空气、铁氧体、铁硅铝等）对电感性能的影响。介绍电感器的分类（空心、铁芯、环形等）及其特点，深入理解其自感、互感以及高频下的趋肤效应和邻近效应。讲解电感在滤波、储能、耦合、变压等电路中的应用，并强调其在电源和射频电路中的重要性。 第二章：基尔霍夫定律与节点分析/网孔分析——系统化电路求解的利器： 基尔霍夫电压定律（KVL）与电流定律（KCL）： 深入理解其物理意义，并详细讲解如何将其应用于复杂电路的分析。 节点电压分析法： 系统化讲解如何选择节点，建立节点电压方程，求解电路中的各节点电压。强调该方法在处理多支路电路时的效率优势。 网孔电流分析法： 详细阐述如何选择网孔，建立网孔电流方程，求解电路中的各支路电流。重点分析该方法在处理含有独立电压源电路时的便捷性。 两种方法的比较与选择： 结合具体算例，指导读者如何在不同类型的电路中选择最合适的分析方法，提高解题效率和准确性。 第三章：戴维宁等效电路与诺顿等效电路——简化复杂网络的强大工具： 戴维宁定理： 详细讲解如何求解等效电压源（戴维宁电压）和等效电阻（戴维宁电阻），从而将一个复杂的线性二端网络简化为一个简单的电压源和串联电阻的模型。 诺顿定理： 讲解如何求解等效电流源（诺顿电流）和等效电阻（诺顿电阻），将复杂二端网络简化为一个简单的电流源和并联电阻的模型。 两种等效电路之间的转换： 详细介绍戴维宁等效电路与诺顿等效电路之间的相互转换方法，加深对电路等效变换的理解。 应用举例： 通过实际电路分析，展示戴维宁/诺顿等效电路在简化电路、分析功率传输、以及理解电路行为等方面的强大作用。 第四章：叠加定理与互易定理——线性电路分析的补充视角： 叠加定理： 详细阐述叠加定理的适用条件（线性电路），并深入讲解如何通过逐个独立作用信号源，然后将各响应叠加来求解复杂电路的整体响应。强调在处理含多个信号源电路时的便利性。 互易定理： 讲解互易定理在单端口、双端口线性网络中的应用，阐述输入端和输出端电压与电流的互换性。分析该定理在理解信号传输和网络参数计算中的价值。 应用场景与局限性： 探讨这两种定理在何种工程场景下特别有用，以及它们的局限性（如仅适用于线性电路）。 第二篇：晶体管的秘密——放大与开关的艺术 本篇将聚焦于模拟电路中最核心的有源器件——晶体管，深入探讨其工作原理、特性以及在各种应用中的设计考量。 第五章：双极结型晶体管（BJT）——电流控制电压的经典模型： BJT 的结构与工作原理： 详细介绍 NPN 和 PNP 型 BJT 的结构，深入解析 PN 结的正向偏置与反向偏置对其工作状态的影响。阐述载流子的注入、扩散、漂移过程，以及基极电流、集电极电流和发射极电流之间的关系（$eta$ 和 $alpha$）。 BJT 的工作区域： 详细分析截止区、放大区、饱和区的工作特性，以及临界条件。 BJT 的小信号模型： 推导混合 $pi$ 模型和 T 型模型，并解释其在小信号分析中的作用。分析各参数（$g_m$, $r_pi$, $r_o$ 等）的物理意义及其与直流工作点的关系。 BJT 的基本放大电路： 详细分析共发射极、共集电极、共基极放大电路的结构、增益、输入阻抗、输出阻抗特性，并讨论它们的优缺点及适用场景。 偏置技术与稳定性： 深入探讨固定偏置、自偏置、分压偏置等不同偏置方法的原理，分析各种偏置电路对温度变化、参数离散性以及负载变化的敏感度，并提出提高偏置稳定性的策略。 第六章：场效应晶体管（FET）——电压控制电流的现代选择： MOSFET 的结构与工作原理： 详细介绍 N-MOS 和 P-MOS 的结构，分析栅极电压对沟道形成与控制的影响。深入讲解增强型和耗尽型 MOSFET 的工作特性。 FET 的工作区域： 详细分析截止区、线性区（欧姆区）和饱和区的工作特性，以及它们的判据。 FET 的小信号模型： 推导 FET 的小信号模型，解释其跨导 $g_m$ 和输出电阻 $r_o$ 的物理意义。 FET 的基本放大电路： 分析共源极、共漏极、共栅极放大电路的电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗特性，并与 BJT 放大电路进行对比。 CMOS 结构与应用： 介绍 CMOS 结构及其在数字电路和模拟电路中的优势，如低功耗、高集成度等。 JFET 与 MOSFET 的比较： 详细对比 JFET 和 MOSFET 的结构、工作原理、特性曲线、优缺点及其在不同应用中的选择依据。 第七章：差分放大电路——抑制共模信号的利器： 差分放大电路的结构与工作原理： 详细介绍基本差分放大电路的结构，分析其对差模信号和共模信号的响应特性。 差模增益、共模增益与共模抑制比（CMRR）： 深入理解这些关键参数的定义和计算方法，并分析影响 CMRR 的因素。 差模输入阻抗与输出阻抗： 分析差分放大电路的输入输出阻抗特性。 实际差分放大电路的改进： 介绍使用恒流源作为尾部负载，以及差分对的级联等技术，以提高差模增益和共模抑制比。 在集成电路中的应用： 强调差分放大电路在运算放大器、比较器等集成电路中的核心作用。 第三篇：模拟电路设计实践——从理论到现实的飞跃 本篇将把前两篇的理论知识转化为实际的设计能力，重点关注电路的性能优化、噪声分析、频率响应以及实际器件的应用。 第八章：频率响应与滤波电路——理解信号的动态行为： RC 滤波器： 详细分析一阶和二阶低通、高通、带通、带阻滤波器的幅频响应和相频响应。讲解截止频率、过渡带、衰减斜率等概念。 RLC 滤波器： 分析 RLC 滤波器的谐振现象、阻尼特性，以及在不同阻尼情况下的频率响应。 有源滤波器： 介绍使用运放实现的各种有源滤波器（如萨伦滤波器、双二阶滤波器等），分析其相比无源滤波器的优点，如增益可调、不消耗源功率等。 其他滤波器类型： 简要介绍开关电容滤波器、数字滤波器等概念。 噪声分析与抑制： 噪声的来源： 详细分析热噪声（约翰逊噪声）、散弹噪声（分贝噪声）、闪烁噪声（1/f 噪声）等在电子元件中的产生机制。 噪声的表征： 介绍噪声电压、噪声电流、噪声功率谱密度等表征参数。 噪声在电路中的传播： 分析噪声信号如何通过放大器、滤波器等电路进行放大和传递。 降低噪声的策略： 介绍通过器件选择、电路拓扑设计、滤波等方法来降低电路的噪声水平。 噪声系数（Noise Figure）： 详细讲解噪声系数的定义、计算方法及其在评估放大器性能中的意义。 第九章：反馈与稳定性——驾驭电路的增益与性能： 反馈的类型： 详细分析电压并联、电压串联、电流并联、电流串联四种基本反馈组态的特点。 负反馈对电路性能的影响： 深入分析负反馈如何提高增益稳定性、展宽带宽、降低失真、改变输入输出阻抗。 寄生振荡与稳定性判据： 讲解振荡产生的原因（正反馈、增益足够大、相位满足 360°/2$pi$），以及巴克豪森判据（Barkhausen Criterion）。 频率补偿技术： 介绍级联补偿、滞后补偿、超前补偿等常用频率补偿方法，以及如何通过引入极点和零点来改善电路的稳定性。 波特图分析： 详细讲解如何绘制波特图（幅频特性曲线和相频特性曲线），以及如何从波特图中判断电路的稳定性（增益裕度和相位裕度）。 第十章：运算放大器（Op-Amp）——模拟电路设计的核心积木： 理想运放模型： 介绍理想运放的定义及其特性（无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗、零输出阻抗、无穷大的带宽、零失调电压）。 实际运放的局限性： 分析实际运放的有限开环增益、非零输入失调电压、输入偏置电流、有限输入阻抗、有限输出阻抗、有限带宽、有限压摆率（Slew Rate）等对电路性能的影响。 基本运放电路： 详细分析同相比例、反相比例、电压跟随器、加法器、减法器、积分器、微分器等经典运放电路的原理、传递函数和应用。 带反馈的运放电路分析： 运用虚短（Virtual Short）和虚断（Virtual Open）的概念，简化复杂运放电路的分析。 运放的应用实例： 结合实际工程项目，展示运放如何构建有源滤波器、信号发生器、稳压电源、精密测量电路等。 第十一章：非线性电路分析与应用——超越线性世界的奥秘： 二极管的伏安特性与模型： 详细分析 PN 结二极管的正向导通、反向截止特性，介绍理想二极管模型、恒压降模型、指数模型等。 二极管在电路中的应用： 讲解二极管在整流（半波、全波、桥式）、稳压（齐纳二极管）、信号限幅、信号钳位、倍压等电路中的作用。 晶闸管（SCR）与可控硅： 介绍晶闸管的触发导通、自锁、关断特性，分析其在电力控制、开关电源中的应用。 其他非线性器件： 简要介绍光电二极管、LED、光耦等。 振荡器电路： 振荡器的工作原理： 讲解正反馈振荡器需要满足的条件（增益和相位）。 LC 振荡器： 详细分析哈特莱振荡器、考毕兹振荡器、振幅稳定机制。 RC 振荡器： 介绍移相振荡器、维恩电桥振荡器的工作原理。 石英晶体振荡器： 分析其高稳定性和高频率精度。 压控振荡器（VCO）： 介绍其在锁相环（PLL）等系统中的应用。 第四篇：前沿与展望——探索模拟电路的未来 本篇将目光投向模拟电路设计的最新进展和未来发展方向，为读者提供更广阔的视野。 第十二章：模拟集成电路设计基础——从分立元件到片上系统： 半导体制造工艺简介： 简要介绍光刻、外延、扩散、离子注入、金属化等关键工艺步骤。 MOSFET 制造工艺： 重点讲解 CMOS 工艺的流程及其优势。 模拟电路在集成电路中的设计挑战： 分析有限的器件参数、工艺偏差、噪声耦合、功耗限制等问题。 基本模拟电路模块的集成： 介绍如何将放大器、滤波器、基准电压源、ADC/DAC 等基本模块集成到芯片中。 数据转换器（ADC/DAC）： 介绍不同类型的 ADC（逐次逼近型、Δ-Σ 型、流水线型）和 DAC（R-2R 型、权电流型）的工作原理和性能指标。 第十三章：低功耗模拟电路设计——绿色电子的必然选择： 低功耗设计的重要性： 分析在便携式设备、物联网、传感器网络等领域对低功耗的需求。 降低功耗的技术： 介绍降低静态功耗（亚阈值工作、栅极漏电控制）和动态功耗（降低工作电压、时钟门控）的策略。 低功耗运算放大器设计： 探讨如何设计具有高增益、高带宽但功耗极低的运放。 低功耗电源管理： 介绍低压差线性稳压器（LDO）、开关稳压器（Buck, Boost, Buck-Boost）等低功耗电源管理技术。 第十四章：射频（RF）模拟电路设计导论——无线世界的精密之舞： RF 电路的基本概念： 讲解高频下的集肤效应、邻近效应、寄生参数的影响。 RF 放大器设计： 介绍低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）的设计要点，如阻抗匹配、增益、噪声系数、功率效率等。 RF 振荡器与混频器： 简要介绍压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）及其在频率合成中的作用，以及混频器的原理。 阻抗匹配网络： 详细讲解史密斯圆图的应用，以及如何设计匹配网络来最大化功率传输或最小化反射。 总结： 本书内容涵盖模拟电路的理论基础、核心器件、实用设计技巧以及前沿技术，旨在帮助读者建立扎实的理论功底，掌握有效的分析和设计方法，并对模拟电路的未来发展有清晰的认识。通过理论讲解、算例分析和工程案例的结合，我们力求使本书既具有学术深度，又充满实践价值。本书适合于高等院校电子信息类专业的本科生、研究生，以及从事相关领域工作的工程师和科研人员阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是电工小白的福音！我之前对电路一窍不通，拿到手的时候心里还打鼓，怕看不懂。但读了之后，发现作者的叙述方式非常平易近人，就像一位耐心的老师在一步步地教你。最棒的是，书中不只是理论堆砌，而是结合了Systemview这款强大的仿真软件。我以前听到“仿真”两个字就头大，觉得很高深。但这本书把Systemview的使用方法讲得清晰明了，从基础的元器件搭建到复杂的电路分析，都有详实的图文指导。我跟着书中的例子一步步操作，很快就理解了如何用Systemview搭建和测试电路。很多在理论上难以理解的概念，通过仿真直观地展现出来，简直是醍醐灌顶！而且，书中还穿插了一些实际应用的案例，让我明白了这些知识在现实生活中是如何应用的，这大大增加了我的学习兴趣。这本书让我感觉学习电路不再是枯燥的任务，而是一次充满探索和乐趣的旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容组织和逻辑结构上，给我留下了深刻的印象。它遵循了一个非常清晰的学习路径，从最基础的概念开始，逐步深入，层层递进。每一章的知识点都衔接得很自然，不会让人感到突兀。而且，书中对于每一个知识点的讲解都非常到位，既有理论深度，又有实践指导。更值得一提的是，作者在讲解过程中，善于运用各种不同的阐述方式，有时候是严谨的数学推导，有时候是形象的比喻，有时候又是直观的仿真演示。这种多样化的教学手段，能够有效地满足不同类型读者的学习需求。我尤其欣赏书中对于一些容易混淆的概念，进行了详细的对比和辨析，这大大减少了我学习过程中的困惑。总而言之，这本书的编排设计非常合理，逻辑清晰，内容详实，绝对是一本值得反复研读的精品教材。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的教材，不仅仅在于内容的权威性，更在于它能否激发读者的学习热情。这本书在这方面做得相当出色。书中大量精美的插图和图表，让复杂的电路原理变得生动形象，不再是冷冰冰的文字。而且，作者在讲解过程中，穿插了许多小故事和历史背景，这让学习过程变得更加有趣。当我遇到困难时，常常会因为书中某个生动的比喻或者一个有趣的小故事而豁然开朗。Systemview的仿真部分，也做得非常人性化，即使是初学者也能很快上手。我喜欢书中那种“动手实践”的教学理念，每介绍一个新概念，都会立刻引导读者去用Systemview进行仿真验证，这种即时反馈极大地增强了我的自信心和成就感。这本书让我重新找回了学习的乐趣，也让我对电子电路这个领域充满了好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经工作多年的工程师，我一直觉得电子电路方面的知识需要不断更新。这本书的出现，恰好满足了我对最新仿真技术和应用的需求。书中对Systemview在现代电子系统设计中的作用进行了详尽的阐述，尤其是在信号处理、通信系统等领域，它所展示的仿真流程和方法，都非常具有前瞻性。我个人对书中关于嵌入式系统和FPGA仿真的部分特别感兴趣，作者在这方面的讲解非常到位，不仅介绍了如何使用Systemview进行建模，还深入探讨了仿真结果的优化和验证方法。这对于我来说，是非常宝贵的知识财富，可以直接应用到我的工作中，提高设计效率和质量。这本书让我认识到，掌握先进的仿真工具，是现代电子工程师必备的技能之一，而这本书正是通往这个方向的一条捷径。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的理论深度和广度都超出了我的预期。原本以为这会是一本偏向入门级的教材，没想到在一些关键概念的探讨上，它有着相当深入的分析。作者在讲解过程中，并没有回避那些复杂的数学推导和物理原理，而是以一种严谨但不失逻辑的方式呈现。尤其是在分析一些复杂电路的动态行为时，书中对瞬态响应、稳态分析的阐述，都能够引人深思。同时，它与Systemview的结合也并非简单的“点到为止”，而是将仿真工具的强大功能与理论分析紧密结合，让我能够通过仿真验证理论，反过来也通过理论加深对仿真结果的理解。这种“理论与实践相结合”的模式，对于想要深入理解电路原理的读者来说，非常有价值。书中提及的一些高级仿真技巧，例如参数扫描、蒙特卡洛分析等，也为我打开了新的思路，让我意识到Systemview不仅仅是一个工具，更是一个强大的研究平台。