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計算機電路基礎(第2版)(簡體書)
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計算機電路基礎(第2版)(簡體書)

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商品簡介
作者簡介
目次

商品簡介

本書內容分為三篇,分別是電路分析、模擬電子技術和數字電子技術。數字電子技術篇是重點,占的比重也更大。全書分為11章:電路基本概念及分析方法,正弦穩態電路的相量分析法,常用半導體器件,放大電路基礎,集成運算放大電路及其應用,邏輯代數基礎,邏輯門電路,組合邏輯電路,觸發器和時序邏輯電路,存儲器和可編程邏輯器件,數模和模數轉換電路。本書適合作為高等學校計算機、電子、通信、機電、控制等專業的教材,也可作為自學考試和從事電子技術工程人員的自學用書。本教材總課時為72~90(不含實驗)。

作者簡介

張虹,畢業于山東大學電子信息專業,濰坊學院計算機與通信工程學院信息技術基礎教研室主任,中青年骨幹教師。自任教以來,主講過《電路分析》、《電子技術》、《微機原理與接口技術》等多門課程。她連年被評為優秀教師,撰寫專業論文9篇,核心期刊3篇,主編國家規劃教材2部,院級精品課程主持人。2003年7月獲院教學優秀獎一等獎,2006年6月被評為濰坊學院首屆教學名師。

第2版前言
《計算機電路基礎》第1版被許多高等學校選為教材,得到了廣大讀者的支持和肯定。隨著課程改革的不斷深入以及教學方法的不斷探究,作者在教學實踐過程中也積累了更多的教學經驗,使得教學思想和教學理念逐步科學和完善。為了更好地適應電路理論、電子技術及計算機硬件技術的應用與發展,不斷滿足高等學校對應用型人才培養的需要,同時也為了更好地服務于讀者,有必要對本書進行全面的修訂。
本次修訂,既保持第1版教材的諸多特點及完整體系,又要面向新世紀的發展;既要符合本門課程的基本要求,又要適當引進電子技術中的新器件、新技術、新方法;既要使學生掌握基礎知識,又要培養他們的定性分析能力、綜合應用能力和創新能力;既要有利於教師對教材的靈活取捨,又要有利於學生對教材內容的自主學習和思考。為此,提出了如下總體思路:精選內容,推陳出新;講清基本概念、基本電路的工作原理和基本分析方法;內容由淺入深,通俗易懂,便於自學,力爭做到“講、學、做”統一協調,重點與難點採取闡述與比喻相結合、例題與習題相結合、實例與實驗相結合的方法講解。
本次修訂在如下方面做了進一步改進:
(1)在體系結構上,將第4篇“實驗實訓”的內容分散到前面相應的章節中,這樣使得理論與實際應用的結合更加緊密,更加具有針對性,效果也更為突出。
(2)每章前面增加了內容提要,使學生在學習新的內容前做到心中有數,有的放矢。
(3)擴大了習題的種類與題量。計算機電路概念多,內容瑣碎,理論分析抽象難懂,必須加強訓練才能更好地掌握基礎知識。
(4)增加了習題參考答案,便於學生更好地掌握所學內容。
(5)在每一章中有效地增加了相關內容。與第1版相比,使內容更加細膩,問題探討更加深入,邏輯關聯性更強,理論與實際結合更加緊密,知識體系更加完整。
(6)將第1版第1篇的4章內容縮減為兩章,使電路理論更加精簡,同時內容以夠用為尺度,這樣可以加大第3篇“數字電子技術”在全書中的比重。
(7)刪掉第1版第3章“非正弦週期電流電路”。這部分內容在計算機電路的內容體系中不太重要,只需在相關章節中提及一下即可。
(8)刪掉了第1版第14章“EDA技術與VHDL”。考慮到當前電子電路的計算機輔助分析軟件的不斷更新,而教材更新相對滯後的實際情況,鼓勵學生在教師的引導下,充分利用網絡資源,自行學習相關軟件。利用這種方式,要比單獨使用有限一章的篇幅介紹如何使用某一種軟件的效果要好。當然,對於如何才能讓學生更好地掌握一種電子電路計算機輔助分析和設計軟件,有待於在今後的教學實踐中繼續探索。
由於本書是電路分析、模擬電子技術、數字電子技術三門課程的整合,因此內容多,知識覆蓋面廣。為了讓學生更好地掌握每一部分內容,需要合理分配有限的課時。在此,提供本書的課時分配表,以供參考。
本書較為適宜的理論教學課時為88課時(1課時按50分鐘算),各章的參考課時如下。
《計算機電路基礎(第2版)》各章理論教學參考課時一覽表
章 次 名 參考課時 章 次 名 參考課時
第1章 電路基本概念及分析方法 10 第7章 邏輯門電路 6
第2章 正弦穩態電路的相量分析法 6 第8章 組合邏輯電路 10
第3章 常用半導體器件 6 第9章 觸發器和時序邏輯電路 16
第4章 放大電路基礎 8 第10章 存儲器和可編程邏輯器件 4
第5章 集成放大器及其應用 10 第11章 數模和模數轉換電路 4
第6章 邏輯代數基礎 8
本次教材修訂工作由張虹教授組織完成,參加本書編寫的還有:高寒、杜德、于欽慶、王立梅、李厚榮、張建華、劉磊、周金玲等。
修訂後的第2版一定還會有許多不盡人意之處,誠望廣大讀者給以指正。
作 者

目次

目 錄
第1篇 電 路 分 析
第1章 電路基本概念及分析方法 1
1.1 電路理論基礎 1
1.1.1 電路理論及其發展 1
1.1.2 電路和電路模型 2
1.1.3 計算機輔助電路分析 3
1.2 電路基本物理量 3
1.2.1 電流 3
1.2.2 電壓 4
1.2.3 功率與能量 5
1.3 電路基本元件 6
1.3.1 電阻元件 7
1.3.2 電容元件 8
1.3.3 電感元件 9
1.4 獨立電源和受控電源 10
1.4.1 獨立電源 10
1.4.2 受控電源 12
1.5 基爾霍夫定律及支路電流分析法 13
1.5.1 基爾霍夫定律 13
1.5.2 定律應用――支路電流分析法 14
1.6 等效變換分析法 15
1.6.1 等效變換 15
1.6.2 無源二端網絡的等效變換 16
1.6.3 有源二端網絡的等效變換 19
1.7 節點電壓分析法 21
1.7.1 節點電壓及節點電壓方程 21
1.7.2 節點法應用舉例 22
1.8 網絡定理分析法 23
1.8.1 疊加定理 23
1.8.2 戴維南定理和諾頓定理 24
1.8.3 最大功率傳輸定理 26
1.9 一階動態電路的分析 26
1.9.1 過渡過程與換路定律 26
1.9.2 一階RC電路過渡過程分析 28
1.9.3 一階RL電路過渡過程分析 30
1.9.4 一階電路的全響應 31
本章小結 33
習題1 34
實驗1.1 電路基本定律及定理的驗證 38
實驗1.2 一階動態電路的過渡過程實驗 40
第2章 正弦穩態電路的相量分析法 42
2.1 正弦交流電路的基本概念 42
2.1.1 正弦量的三要素 42
2.1.2 相位差 43
2.2 正弦量的相量表示 44
2.2.1 複數的表示形式及運算規則 44
2.2.2 正弦量的相量表示及相量圖 45
2.3 R、L、C各元件伏安關係的相量形式 46
2.3.1 電阻元件 46
2.3.2 電感元件 46
2.3.3 電容元件 47
2.4 複阻抗與複導納及正弦電路的相量分析法 48
2.4.1 複阻抗 48
2.4.2 複導納 49
2.4.3 正弦電路的相量分析法 49
2.5 正弦交流電路的功率 50
2.5.1 瞬時功率和平均功率 50
2.5.2 複功率、視在功率和無功功率 51
2.5.3 功率因數的提高 51
2.6 RLC串聯諧振電路 52
2.6.1 諧振及概念及諧振條件 52
2.6.2 串聯諧振的特點 52
2.7 三相電路 53
2.7.1 三相電源 53
2.7.2 三相電源的連接 54
2.7.3 三相電源和負載的連接 55
2.8 互感耦合電路 55
2.8.1 互感現象及同名端 55
2.8.2 互感電壓 57
2.8.3 理想變壓器 57
本章小結 58
習題2 59
實驗2.1 單相正弦交流電路實驗 61
實驗2.2 串聯諧振電路實驗 62
第2篇 模擬電子技術
第3章 常用半導體器件 64
3.1 半導體基礎知識 64
3.1.1 本征半導體 64
3.1.2 雜質半導體 65
3.1.3 PN結 65
3.2 半導體二極管 67
3.2.1 二極管的結構及外形 67
3.2.2 二極管的伏安特性 67
3.2.3 二極管的主要參數 68
3.2.4 其他類型二極管 69
3.2.5 二極管應用電路舉例 70
3.3 半導體三極管 73
3.3.1 三極管的基本結構及外形 73
3.3.2 三極管的電流放大原理 74
3.3.3 三極管的伏安特性 76
3.3.4 三極管的主要參數 77
3.4 場效應管 79
3.4.1 結型場效應管 79
3.4.2 絕緣柵場效應管 81
3.4.3 場效應管和三極管比較 82
本章小結 83
習題3 83
實驗3.1 半導體元器件性能測試 85
第4章 放大電路基礎 89
4.1 放大的概念和放大電路的性能指標 89
4.1.1 放大的概念 89
4.1.2 放大電路的性能指標 89
4.2 基本放大電路的組成及工作原理 91
4.2.1 基本放大電路的組成及各元件作用 91
4.2.2 基本放大電路的工作原理 92
4.3 基本放大電路的分析方法 94
4.3.1 直流通路與交流通路 94
4.3.2 靜態分析 94
4.3.3 動態分析 96
4.4 放大電路靜態工作點的穩定 99
4.4.1 溫度對靜態工作點的影響 99
4.4.2 靜態工作點穩定電路 99
4.5 單管放大電路的三種基本組態 100
4.5.1 共集電極放大電路 101
4.5.2 共基極放大電路 102
4.6 多級放大電路 103
4.6.1 多級放大電路的耦合方式 103
4.6.2 多級放大電路的動態分析 104
本章小結 105
習題4 105
實驗4.1 單管共射放大電路實驗 108
第5章 集成運算放大電路及其應用 111
5.1 集成電路概述 111
5.1.1 集成電路及其發展 111
5.1.2 集成電路的特點及分類 111
5.1.3 集成電路製造工藝簡介 112
5.2 集成運放的基本組成及各部分的作用 113
5.2.1 偏置電路――電流源 113
5.2.2 輸入級――差分放大電路 114
5.2.3 中間級――採用有源負載的共射放大電路 118
5.2.4 輸出級――功率放大電路 120
5.3 集成運放的性能指標 121
5.4 放大電路中的反饋 121
5.4.1 理想運放的概念及工作特點 121
5.4.2 反饋的基本概念及判別方法 123
5.4.3 負反饋對放大電路性能的影響 126
5.5 集成運放的應用 128
5.5.1 模擬信號運算電路 128
5.5.2 有源濾波器 135
5.5.3 電壓比較器 138
本章小結 140
習題5 141
實驗5.1 模擬信號運算電路實驗 144
第3篇 數字電子技術
第6章 邏輯代數基礎 147
6.1 數字電路概述 147
6.1.1 模擬信號和數字信號 147
6.1.2 數字電路的特點及分類 148
6.1.3 數字電路的應用 149
6.2 數制與碼制 149
6.2.1 數制及其轉換 149
6.2.2 碼制 152
6.3 邏輯代數 155
6.3.1 邏輯變量與邏輯函數 155
6.3.2 基本邏輯運算 156
6.3.3 複合邏輯運算 157
6.3.4 幾個概念 158
6.4 邏輯函數的表示方法及其相互轉換 159
6.4.1 真值表 159
6.4.2 邏輯表達式 160
6.4.3 邏輯圖 161
6.4.4 波形圖 162
6.4.5 卡諾圖 162
6.5 邏輯代數的基本公式、定律和規則 163
6.5.1 基本公式 163
6.5.2 基本定律 163
6.5.3 常用公式 164
6.5.4 有關異或運算的一些公式 164
6.5.5 基本規則 164
6.6 邏輯函數的化簡 165
6.6.1 “最簡”的概念及最簡表達式的幾種形式 165
6.6.2 邏輯函數的公式化簡法 165
6.6.3 邏輯函數的卡諾圖化簡法 166
6.6.4 具有無關項的邏輯函數的化簡 167
本章小結 168
習題6 169
第7章 邏輯門電路 173
7.1 半導體器件的開關特性 173
7.1.1 半導體二極管的開關特性 173
7.1.2 半導體三極管的開關特性 173
7.1.3 MOS管的開關特性 174
7.2 分立元件門電路 175
7.2.1 二極管與門 175
7.2.2 二極管或門 176
7.2.3 三極管非門(反相器) 176
7.3 集成門電路 176
7.3.1 TTL集成門電路 177
7.3.2 CMOS集成門電路 182
7.3.3 TTL與CMOS門電路之間的接口技術 185
本章小結 186
習題7 186
實驗7.1 集成邏輯門電路功能檢測 189
實驗7.2 集成邏輯門電路性能參數的測試 191
第8章 組合邏輯電路 195
8.1 組合邏輯電路的特點及分析設計方法 195
8.1.1 組合電路的特點 195
8.1.2 組合電路的一般分析方法 195
8.1.3 組合電路的一般設計方法 197
8.2 常用組合邏輯電路介紹 200
8.2.1 編碼器 200
8.2.2 譯碼器 204
8.2.3 加法器 209
8.2.4 數值比較器 211
8.2.5 數據選擇器 214
8.2.6 數據分配器 216
8.3 組合電路中的競爭冒險 217
8.3.1 競爭冒險的概念及產生原因 217
8.3.2 競爭冒險的消除方法 218
本章小結 219
習題8 219
實驗8.1 組合邏輯電路的功能檢測及設計實驗 223
第9章 觸發器和時序邏輯電路 227
9.1 觸發器 227
9.1.1 觸發器的功能特點 227
9.1.2 觸發器的分類及邏輯功能描述方法 227
9.1.3 基本RS觸發器 228
9.1.4 同步觸發器 230
9.1.5 主從觸發器 232
9.1.6 邊沿觸發器 235
9.1.7 不同類型時鐘觸發器間的轉換 237
9.2 時序電路概述 238
9.2.1 時序電路的特點 238
9.2.2 時序電路邏輯功能的描述方法 238
9.2.3 時序電路的一般分析方法

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