具体描述
基本信息
书名:数字电路读图100例
定价：29.00元
售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67
作者:瞿德福著
出版社：中国标准出版社
出版日期：2013-09-01
ISBN：9787506672245
字数：
页码：
版次：2
装帧：平装
开本：大16开
商品重量：0.4kg
编辑推荐
瞿德福编著的《数字电路读图100例》是《数字集成电路新的读看图法》一书的姊妹篇，重点是读图，通过大量经典读图示例指导读者正确画图。在本书前部分给出三种检索方法，以利读者有针对性地快速检索i00例中感兴趣的示例。书中100个读图示例中应用了图形符号6种读图方法是本书的一大特点；第二个特点是，除了一般数字电路器件的读图外，还有大量的锁存器和触发器以及多种总线收发器的读图示例，这对读者掌握较难的图的读图方法很有帮助。
内容提要
《数字电路读图100例》作者(瞿德福)为新的“实用数字电路读看图法”的提出者。
该方法以国家标准GB／T 4728．12为逻辑符号和语言 ，具有快速正确的读图功效。
《数字电路读图100例》灵活运用6种新的实用数 字电路读图方法，深入浅出地介绍了100个数字电路读图实例。除了一般的数 字电路 器件的读图外，还有大量的锁存器和触发器以及多种 总线收发器的读图实例，对读者掌握较难的数字电路读图方 法很有 帮助，是宝贵的技术参考资料。作者在100个精心选 编的实例中，将功能、图和标准三者紧密结合，并在例前和 例后分 设了便于查找所需器件实例的检索方式和便于读者自 学、练习的习题及答案，非常有助于读者看图能力的提高， 有利于 实际器件的应用。
本书是电子、电工、电信、航天航空、仪器仪表 、自动控制和检测、机电一体化和家电等电气领域中的工程 技术人 员和工人以及大专院校相关专业的师生解读数字电路 图的良 师益友。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电路信号深度解析：理论与实践的双重奏》 概述 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电路信号理解框架。我们跳出对单一器件或模块的孤立分析，而是聚焦于电路在不同工作状态下，其内部信号传递、变换和交互的本质规律。通过系统性的理论阐述与贴近实际的案例分析，本书将带领读者逐步掌握解读复杂电路行为的关键能力，从而能够更自信地进行电路设计、调试和故障诊断。我们相信，真正的电路功力在于对“信号”的深刻洞察，而本书正是为此而生。 核心理念 本书的核心理念在于“信号流”和“信号域”的统一。我们认为，理解一个电路，归根结底是要理解其内部信号在不同“域”（如时域、频域、相域）中的表现，以及这些信号如何从输入端出发，经过一系列的变换，最终到达输出端。每一个器件、每一个连接，都只是信号流动的节点或通路。因此，本书将大量篇幅用于讲解如何从不同维度观察和分析信号，以及不同电路结构对信号产生的典型影响。 本书结构与内容详解 本书共分为五个主要部分，每一部分都围绕着信号展开，层层递进： 第一部分：信号的本质与表征 第一章：信号的物理基础回顾 本章将简要回顾电子信号的物理本质，包括电压、电流、电荷、能量等基本概念。我们将重点强调这些物理量的动态变化如何构成我们所说的“信号”。 内容详述： 电荷与电流： 深入讲解自由电子的运动如何形成电流，以及不同导体的导电特性对电流信号的影响。讨论瞬时电流、平均电流的概念，以及它们在实际电路中的意义。 电压与电势差： 解释电压作为驱动电荷运动的动力源，强调电势差的形成机制（如化学能、电磁感应等）。讲解节点电压、支路电压、瞬态电压的变化规律。 能量与功率： 分析电路中能量的存储（电容、电感）和耗散（电阻），以及功率的产生和传输。理解信号的幅值与能量、功率之间的关系。 动态信号的特性： 引入信号的“动态”概念，区分静态偏置和动态信号。讨论信号的幅度、频率、相位、波形等基本属性，并初步介绍这些属性的测量方法。 实际信号的非理想性： 探讨真实世界信号存在的噪声、失真、寄生效应等非理想因素，为后续章节的分析打下基础。 第二章：信号的时域分析 时域分析是理解电路行为最直观的方式。本章将聚焦于信号在时间轴上的变化规律。 内容详述： 基本波形分析： 深入分析直流信号（DC）、方波（Square Wave）、三角波（Triangle Wave）、锯齿波（Sawtooth Wave）、正弦波（Sine Wave）等基本波形的数学表达式、特性及其在电路中的产生和应用。 瞬态响应： 详细讲解电路对阶跃信号（Step Signal）、脉冲信号（Pulse Signal）等瞬态输入的响应。重点分析RC、RL、RLC电路的瞬态响应特性，包括充电、放电过程，以及时间常数（Time Constant）在其中的作用。 稳态响应： 探讨电路在长时间运行后，其信号行为趋于稳定的状态。讲解在不同输入信号下，电路输出信号的稳态特征。 波形测量与解读： 介绍示波器（Oscilloscope）的基本原理和使用方法，如何通过示波器观察、测量和分析信号的幅值、周期、占空比、上升/下降时间等关键参数。 傅里叶级数与傅里叶变换初步： 初步介绍如何将复杂周期信号分解为一系列正弦信号的叠加（傅里叶级数），以及如何用傅里叶变换来表示非周期信号的频谱特性。这为进入频域分析做好铺垫。 第三章：信号的频域分析 频域分析提供了一种看待信号的全新视角，揭示了信号中包含的各种频率成分及其强度。 内容详述： 频谱概念： 详细解释信号的频谱（Spectrum）是什么，即信号在不同频率上的能量分布。理解周期信号的离散频谱和非周期信号的连续频谱。 傅里叶变换的深入： 详细讲解傅里叶变换（Fourier Transform）及其逆变换，如何从时域信号得到频域表示，反之亦然。讨论其在信号分析中的强大应用。 滤波器（Filter）的频率响应： 重点分析低通滤波器（Low-Pass Filter, LPF）、高通滤波器（High-Pass Filter, HPF）、带通滤波器（Band-Pass Filter, BPF）、带阻滤波器（Band-Stop Filter, BSF）的频率响应曲线，理解它们如何选择性地允许或阻止特定频率的信号通过。 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）： 介绍频谱分析仪的基本原理和使用，如何通过它观察和测量信号的频谱特性，识别信号中的谐波（Harmonics）、噪声和干扰。 拉普拉斯变换（Laplace Transform）与Z变换（Z-Transform）： 引入拉普拉斯变换（用于连续时间系统）和Z变换（用于离散时间系统），讲解它们在分析系统频率响应和稳定性方面的优势，以及与傅里叶变换的关系。 第四章：信号的相位与相干性 除了幅度和频率，信号的相位信息在许多应用中至关重要，尤其是在同步、调制和信号叠加等场景。 内容详述： 相位（Phase）的定义与测量： 详细解释信号的相位，尤其是在正弦信号中，相位表示信号在时间轴上的偏移。讨论相位差（Phase Difference）的概念。 相干性（Coherence）： 定义信号的相干性，理解相干信号之间的相位关系是固定不变的。讨论相干信号在干涉、全息等现象中的作用。 相位失真（Phase Distortion）： 分析在信号传输过程中，不同频率分量发生相位偏移（相位失真）对信号波形的影响，以及如何评估和避免相位失真。 锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）： 深入介绍锁相环的工作原理，它如何通过跟踪输入信号的相位来产生一个与其同步的输出信号。讨论PLL在频率合成、时钟恢复等领域的应用。 信号的同步： 探讨在通信系统、数字系统等领域，信号同步的重要性，以及实现信号同步的各种技术。 第二部分：模拟电路信号分析 第五章：放大器信号特性 放大器是模拟电路的核心。本章将分析放大器如何处理输入信号，产生放大或衰减的输出。 内容详述： 直流和交流增益： 区分放大器的直流增益和交流增益，分析不同类型放大器（如共射、共集、共基）的增益特性。 频率响应与带宽（Bandwidth）： 详细讲解放大器的频率响应曲线，理解其带宽的定义以及对信号的影响。分析低频和高频响应的限制因素（如耦合电容、寄生电容）。 瞬态响应： 讲解放大器对阶跃信号、脉冲信号的瞬态响应，包括上升时间、下降时间、过冲（Overshoot）和振铃（Ringing）。 失真分析： 深入分析放大器产生的各种失真，包括非线性失真（谐波失真、互调失真）和瞬态失真（压摆率限制）。 噪声（Noise）： 讲解放大器产生的内部噪声（热噪声、散粒噪声等）如何影响输出信号的信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）。 第六章：信号滤波与信号调理 本章聚焦于使用无源和有源元件实现对信号的滤波和优化。 内容详述： 无源滤波器设计与分析： 详细分析RC、RL、LC滤波器（低通、高通、带通、带阻）的电路结构、传递函数（Transfer Function）和频率响应。 有源滤波器（Active Filters）： 讲解使用运算放大器（Operational Amplifier, Op-Amp）构建有源滤波器的优势，包括增益、阻抗匹配和级联设计。分析Sallen-Key、MFB等结构。 信号调理（Signal Conditioning）： 讨论在传感器信号接入主处理电路前，需要进行的信号调理技术，如放大、衰减、隔离、滤波、基准电压调整等。 采样与保持（Sample-and-Hold）： 介绍采样与保持电路的作用，在模数转换（ADC）过程中如何捕获瞬时信号值。 第三部分：数字电路信号分析 第七章：逻辑门与时序信号 数字电路的核心是逻辑门，其信号是离散的电平。本章将分析数字信号在逻辑门中的转换。 内容详述： 逻辑门（Logic Gates）的输入输出特性： 详细分析AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR门电路的逻辑功能，以及它们的输入输出电压范围（高电平、低电平）。 逻辑电平与噪声容限（Noise Margin）： 解释数字信号的逻辑高、低电平定义，以及噪声容限对系统稳定性的重要性。 建立时间（Setup Time）与保持时间（Hold Time）： 深入分析时序电路（如触发器、寄存器）对输入信号的时序要求，包括建立时间和保持时间的概念，以及违反时序可能导致的锁存错误。 时钟信号（Clock Signal）的分析： 讲解时钟信号在同步数字电路中的核心作用，包括时钟频率、占空比、上升/下降时间对电路工作的影响。 竞争与冒险（Race Condition and Hazards）： 分析在组合逻辑电路中，由于门电路延迟差异导致信号路径竞争，可能产生短暂的错误输出（冒险），以及如何消除冒险。 第八章：时序逻辑与状态转换 时序逻辑电路是数字电路的核心，其输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的输入（状态）。 内容详述： 触发器（Flip-Flops）与寄存器（Registers）： 详细讲解SR, D, JK, T型触发器的结构、工作原理和状态转换表。分析寄存器如何组合多个触发器实现数据存储。 时序分析（Timing Analysis）： 重点介绍时序分析的概念，包括时钟周期、传播延迟（Propagation Delay）、时钟到输出延迟（Clock-to-Output Delay）、建立/保持时间裕量（Setup/Hold Margin）。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 介绍Mealy型和Moore型有限状态机的概念，如何使用状态图（State Diagram）和状态转移表（State Transition Table）来描述和设计时序逻辑。 移位寄存器（Shift Registers）： 分析各种移位寄存器（SISO, SIPO, PISO, PIPO）的工作原理，以及它们在串并转换、数据延迟等方面的应用。 计数器（Counters）： 讲解异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的原理，以及它们在分频、定时等方面的应用。 第九章：总线信号与接口传输 现代数字系统通常通过总线进行数据传输，本章将关注总线信号的特性和接口设计。 内容详述： 总线（Bus）结构与协议： 分析单向总线、双向总线、三态门（Tri-state Buffer）在总线结构中的作用。介绍常见的总线协议（如I2C, SPI, UART）的基本原理和信号时序。 信号完整性（Signal Integrity）： 讨论在高频总线传输中，信号完整性问题的重要性，包括反射（Reflection）、串扰（Crosstalk）、衰减（Attenuation）等，以及如何通过阻抗匹配、串联电阻等方式改善。 数据编码与解码（Data Encoding and Decoding）： 介绍常用的数据编码方式（如Manchester编码、NRZ编码）及其在信号传输中的作用，以及相应的解码器设计。 接口电路设计： 分析TTL、CMOS等不同逻辑电平标准之间的接口设计，以及如何通过电平转换电路实现兼容。 总线驱动器与接收器（Bus Drivers and Receivers）： 讲解总线驱动器和接收器的功能，以及它们在高带宽、长距离传输中的作用。 第四部分：混合信号电路信号分析 第十章：模数转换（ADC）与数模转换（DAC） 混合信号电路是连接模拟世界和数字世界的桥梁，ADC和DAC是其中的核心。 内容详述： ADC工作原理： 详细介绍不同类型的ADC（如逐次逼近型SAR ADC, 双积分型Integrator ADC, 流水线型Pipeline ADC, Sigma-Delta ADC）的工作原理，包括采样、量化、编码过程。 ADC性能指标： 讲解ADC的关键性能指标，如分辨率（Resolution）、采样率（Sampling Rate）、量化误差（Quantization Error）、非线性度（Non-linearity）、信噪比（SNR）、有效位数（ENOB）。 DAC工作原理： 详细介绍不同类型的DAC（如电阻网络型R-2R Ladder DAC, 权电流型Weighted Current DAC）的工作原理，包括参考电压、转换电流、输出电压的生成。 DAC性能指标： 讲解DAC的关键性能指标，如分辨率、转换时间、单调性（Monotonicity）、差分非线性（DNL）、积分非线性（INL）。 数字信号对模拟输出的影响： 分析数字输入的微小变化如何通过DAC产生模拟输出的变化，以及数字噪声如何影响模拟输出。 第十一章：运算放大器（Op-Amp）应用中的信号 运算放大器作为核心模拟器件，其信号处理能力在混合信号电路中至关重要。 内容详述： 理想与实际运放的信号模型： 分析理想运放和实际运放的特性差异，如输入阻抗、输出阻抗、开环增益、带宽限制、输入失调电压（Input Offset Voltage）、输入偏置电流（Input Bias Current）。 运放作为信号处理器： 重点分析运放在各种电路中的信号处理能力，如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器、微分器。 运放的稳定性问题： 讲解运放电路可能出现的振荡（Oscillation）现象，分析其产生原因（如频率补偿不足、正反馈），以及如何通过补偿技术解决。 比较器（Comparator）与迟滞（Hysteresis）： 分析比较器的工作原理，以及如何引入迟滞（施密特触发器 Schmitt Trigger）来增强抗噪声能力，改善输出信号波形。 第五部分：信号分析的实践与进阶 第十二章：实际电路中的信号干扰与抑制 本章将聚焦于实际电路设计和调试中最常见的信号干扰问题，并提供解决方案。 内容详述： 电磁干扰（EMI）与电磁兼容（EMC）： 详细讲解EMI的产生源（传导、辐射），以及EMC的基本原则。 接地（Grounding）与布线（Layout）： 分析良好的接地和合理的PCB布线对信号完整性和抗干扰的重要性。讲解星型接地、单点接地、多点接地等不同接地方式的适用场景。 屏蔽（Shielding）与滤波（Filtering）： 介绍金属屏蔽、滤波电容、滤波电感等对抗干扰的常用手段。 差分信号（Differential Signaling）： 详细讲解差分信号的工作原理，以及它在抑制共模噪声（Common-Mode Noise）方面的优势，并分析差分对的布线要求。 电源去耦（Power Supply Decoupling）： 讲解在电源线上添加旁路电容的作用，以滤除电源噪声，保证数字电路和模拟电路的稳定工作。 第十三章：故障诊断中的信号分析 本书的最终目标是帮助读者解决实际问题。本章将以故障诊断为切入点，展示信号分析的实战价值。 内容详述： 典型故障的信号特征： 分析常见的电路故障（如短路、开路、元件失效、参数漂移）在电路信号上表现出的特征。 示波器在故障诊断中的应用： 结合实际案例，演示如何利用示波器观察输入信号、输出信号、中间节点信号，通过对比正常与异常信号来定位故障。 逻辑分析仪（Logic Analyzer）的应用： 讲解逻辑分析仪在诊断复杂数字系统故障时的优势，如何捕捉和分析总线信号、控制信号的时序。 信号注入与响应测试： 介绍通过向电路注入已知信号（如脉冲、正弦波），然后观察响应，来判断电路功能是否正常的诊断方法。 从宏观到微观的诊断思路： 强调在诊断过程中，应从系统整体入手，逐步缩小范围，最终定位到具体的故障器件或连接。 学习建议 本书的编写力求循序渐进，但由于内容涉及多个方面，建议读者： 理论与实践相结合： 在阅读理论章节的同时，积极动手进行电路仿真（如使用LTspice, Proteus等软件）或搭建实际电路进行验证。 多用工具： 熟练掌握示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪等工具的使用，它们是理解和分析信号的得力助手。 关注细节： 电路分析的关键在于对细节的把握，每一个电阻、每一个电容、每一次信号的跳变都可能隐藏着重要的信息。 建立模型： 在分析复杂电路时，尝试建立简化的模型，抓住问题的本质。 结语 信号是电路的语言，理解信号的流动、变换和交互，是成为一名优秀电路工程师的必经之路。《电路信号深度解析：理论与实践的双重奏》致力于成为您在这条道路上的可靠向导。我们希望通过本书，您不仅能够掌握一套分析信号的工具和方法，更能培养出对电路信号的敏锐洞察力，从而在您的电路设计和开发生涯中游刃有余。
