非线性电路：基础分析与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张新国 等 著

图书标签:

• 非线性电路
• 电路分析
• 电路设计
• 模拟电路
• 电子技术
• 高等教育
• 教材
• 工程技术
• 信号处理
• 电路理论

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040315868

版次：1

商品编码：10620285

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-04-01

用纸：胶版纸

页数：478

内容简介

　　《非线性电路：基础分析与设计》可供高等院校电子类研究生、高年级本科生使用，也可供相关科技人员参考。马义德、李守亮等编著的《非线性电路：基础分析与设计》介绍非线性电路基础理论、分析和设计，内容包括静态非线性函数电路原理、动态非线性电路分析方法、典型动态非线性电路、自然界非线性动力学系统与电路模拟、神经网络混沌电路、混沌测量、混沌电路同步与混沌保密通信、非线性单元电路设计方法、非线性电路中的分形、非线性电路仿真等。《非线性电路：基础分析与设计》的非线性电路实验程序使用PROTEL、PSPICE、EWB、VB、MATLAB编写，并以图表的方式显示程序运行结果，便于读者理解。

目录

第1章 绪论 1.1 线性与非线性科学的历史 1.1.1 人类早期对于混沌的认识 1.1.2 线性科学统治的现代自然科学体系 1.1.3 20世纪混沌学研究 1.2 非线性与混沌 1.2.1 非线性问题与混沌 1.2.2 可预测性与不可预测性、信息丢失、同步问题 1.2.3 如何描述现实世界 1.3 非线性电路的研究内容与范畴 1.3.1 现代非线性电路的研究内容 1.3.2 非线性电路研究的目的和意义 1.3.3 现代电子科学与其他学科的关系 1.3.4 现代电子科学与其他学科的比较 1.4 如何掌握非线性电路知识体系 1.4.1 非线性电路课程知识结构的特点 1.4.2 非线性电路的多维知识结构和多维学习方法 习题 第2章 静态非线性函数电路原理 第3章 动态非线性电路分析方法 第4章 典型动态非线性电路 第5章 自然界非线性动力学系统与电路模拟 第6章 神经网络混沌电路 第7章 符号电路与混沌测量技术 第8章 混沌电路同步于混沌保密通信 第9章 非线性单元电路设计方法 第10章 非线性电路上的分形 第11章 非线性电路仿真 第12章 非线性电路与其他学科的交叉 参考文献 附录

精彩书摘

　　现代自然科学体系的建立很大程度上依赖于线性思想，线性思想与人类的知识与经验相吻合，符合因果直觉关系与经验逻辑推理，更重要的是线性思想在人类历史上取得了重大成就，具有三四百年的历史沉淀。20世纪初，几乎所有的数学家与自然科学家都深信，我们的世界是“确定性”的，是严格遵守“因果关系”的，“上帝”的工作有条不紊，他（它）使用一台“上帝级超级计算机”控制着大至整个宇宙、小至每个原子的自然界的所有运动，这台“超级计算机”按照牛顿微分方程编写程序，以超级速度与超级精度进行运算。也许正是因为这一原因，非线性理论迟至20世纪后半叶才开始慢慢地发展起来。 　　1.1.2 线性科学统治的现代自然科学体系 　　综观现代科学技术发展史，文献[7]论述：科学家们首先研究的是线性函数、线性方程等，他们在对大自然中的许多现象进行探索时，总是力求在忽略非线性因素的前提下建立起线性模型，力求对非线性模型做线性化处理，用线性模型近似地或局部地代替非线性原型。经过长期的发展，在经典科学中就铸造出一套处理线性问题的行之有效的方法，例如，傅里叶变换、拉普拉斯变换、传递函数、回归技术等。因此，经典科学实质上是线性科学。线性科学在理论研究和实际应用上都有十分光辉的成就，在自然科学和工程技术领域，对线性系统的研究都取得了长足的进步。在线性科学长期发展的过程中形成了一种扭曲的认识，认为只有线性系统才具有本质特征，才有普遍规律，才能建立一般原理和普适方法；而非线性系统只是病态现象，无本质特征，没有普遍的规律，认为线性系统才是科学探索的基本对象，才存在理论体系。 　　……

《现代信号处理原理与应用》 概述 本书深入探讨了现代信号处理的理论基础、核心算法及其在各个工程领域的广泛应用。信号处理作为连接物理世界与信息世界的重要桥梁，其技术的发展极大地推动了通信、医学影像、音频视频处理、自动控制、科学测量等众多学科的进步。本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的信号处理知识体系，从基本的信号概念出发，逐步引导读者理解复杂的信号分析技术，并最终掌握其在实际工程问题中的设计与实现方法。 本书的写作风格注重理论的严谨性与应用的实用性相结合。在阐述理论概念时，力求清晰易懂，辅以详实的数学推导和直观的图形解释。在介绍实际应用时，则侧重于工程实现中的关键技术、设计思路以及面临的挑战，并结合具体的案例进行说明，使读者能够将所学知识融会贯通，解决实际工程难题。 内容详情 第一部分：信号与系统的基础理论 本部分是本书的基石，为后续内容打下坚实的基础。 第一章 信号的分类与表示 信号的定义与基本特性： 探讨信号的本质，包括其随时间、空间或其他独立变量变化的特性。介绍信号的幅度、频率、相位、能量、功率等关键概念。 信号的分类： 详细介绍连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、奇信号与偶信号、确定性信号与随机信号、实信号与复信号等基本分类。 信号的数学表示： 介绍单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等基本信号的数学表达式及其性质。 信号的运算： 讲解信号的加、减、乘、除、移位、伸缩、翻转等基本运算，以及这些运算在信号分析中的意义。 能量信号与功率信号的判别： 引入能量和功率的概念，并给出判别信号类型的判据。 第二章 系统的基本概念与分类 系统的定义与模型： 介绍系统的概念，即输入-输出关系，并探讨系统的数学模型，如微分方程、差分方程等。 系统的分类： 线性与非线性系统： 详细阐述系统的线性条件（叠加性与齐次性），并给出判断系统是否线性的方法。 时不变与时变系统： 解释系统时不变性的概念，即系统特性不随时间变化。 因果系统与非因果系统： 定义因果系统的概念，即系统的输出只依赖于当前及过去的输入。 记忆系统与无记忆系统： 区分有记忆系统（输出依赖于过去输入）与无记忆系统（输出仅依赖于当前输入）。 稳定系统： 引入BIBO（有界输入，有界输出）稳定性的概念，并给出判断系统稳定性的条件。 系统的互联： 探讨系统串联、并联、反馈等互联方式对系统整体性能的影响。 第三章 卷积与系统响应 连续时间卷积： 详细推导连续时间LTI（线性时不变）系统的卷积积分，并解释其物理意义，即系统输出是输入信号与系统冲激响应的卷积。 离散时间卷积： 讲解离散时间LTI系统的卷积和，并给出计算卷积和的常用方法（如图解法、代数法）。 系统冲激响应： 深入分析冲激响应作为系统“指纹”的重要性，它完全表征了一个LTI系统的动态特性。 系统阶跃响应： 介绍阶跃响应，并说明其与冲激响应之间的关系。 卷积的性质与应用： 探讨卷积运算的交换律、结合律、分配律等，以及它在系统分析、滤波、相关等方面的应用。 第二部分：傅里叶变换与频域分析 本部分将信号和系统从时域转移到频域，揭示信号的频率成分，为滤波、调制等应用奠定基础。 第四章 傅里叶级数 周期信号的傅里叶级数展开： 介绍三角函数形式和复指数形式的傅里叶级数，推导其系数计算公式。 傅里叶级数的收敛性： 讨论狄利克雷（Dirichlet）条件的意义，以及傅里叶级数对各种信号的收敛性。 傅里叶级数的性质： 讲解线性、周期性、对称性、积分、微分、帕塞瓦尔（Parseval）定理等傅里叶级数的性质。 傅里叶级数在系统分析中的应用： 说明如何利用傅里叶级数分析周期信号通过LTI系统后的输出。 第五章 傅里叶变换 非周期信号的傅里叶变换： 通过对周期信号傅里叶级数进行极限处理，推导出非周期信号的傅里叶变换定义。 傅里叶变换的性质： 详细讲解线性性、时移性、频移性、尺度变换、卷积定理、微分性质、积分性质、帕塞瓦尔定理等傅里叶变换的重要性质。 常见信号的傅里叶变换对： 列举并推导单位冲激、单位阶跃、矩形脉冲、指数信号、三角脉冲、sinc信号等的傅里叶变换。 傅里叶变换在信号分析中的应用： 解释傅里叶变换如何揭示信号的频谱特性，以及它在信号分解、系统频率响应分析中的作用。 能量谱密度与功率谱密度： 引入能量谱密度（ESD）和功率谱密度（PSD）的概念，并说明它们与傅里叶变换的关系。 第六章 拉普拉斯变换 拉普拉斯变换的定义与收敛域（ROC）： 引入双边拉普拉斯变换的定义，并重点解释收敛域的概念及其重要性。 单边拉普拉斯变换： 介绍单边拉普拉斯变换，并说明其在分析初始条件不为零的电路和系统中的优势。 拉普拉斯变换的性质： 讲解线性性、时移性、频移性、尺度变换、卷积性质、微分性质、积分性质、初值定理、终值定理等。 拉普拉斯逆变换： 介绍利用部分分式展开、留数定理等方法进行拉普拉斯逆变换。 系统函数与系统稳定性： 定义系统函数H(s)，并利用系统函数零极点和收敛域来判断系统的因果性、稳定性。 拉普拉斯变换在电路分析中的应用： 演示如何利用拉普拉斯变换求解RLC电路的瞬态响应，并将复杂的电路问题转化为代数问题。 第三部分：离散时间信号处理 本部分将重点转向离散时间信号的处理，这是现代数字信号处理的核心。 第七章 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 离散傅里叶变换（DFT）的定义： 引入DFT，将其作为傅里叶级数和傅里叶变换在离散信号上的推广。 DFT的性质： 介绍周期性、线性性、时移性、频移性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等DFT的性质。 DFT在信号分析中的应用： 说明如何利用DFT分析离散信号的频谱，以及它在信号采样、频谱泄露等问题上的意义。 快速傅里叶变换（FFT）： 深入讲解FFT算法的基本原理，包括蝶形运算、按时间抽取（DIT）和按频率抽取（DIF）算法，以及FFT在提高计算效率方面的巨大优势。 FFT在工程实践中的应用： 讨论FFT在谱分析、相关计算、滤波设计等方面的应用，以及实用的FFT算法实现技巧。 第八章 Z变换 Z变换的定义与收敛域： 引入Z变换的定义，并解释其收敛域（ROC）对于系统分析的重要性。 Z变换的性质： 讲解线性性、时移性、尺度变换、复卷积、微分性质、积分性质、初值定理、终值定理等。 Z逆变换： 介绍求解Z逆变换的常用方法，如长除法、部分分式展开、留数定理等。 离散时间系统函数与稳定性： 定义离散时间系统的系统函数H(z)，并利用其零极点位置和收敛域来判断系统的因果性、稳定性。 Z变换在离散系统分析中的应用： 演示如何利用Z变换求解差分方程，以及分析离散LTI系统的瞬态和稳态响应。 第四部分：滤波器设计与应用 本部分将重点介绍信号滤波的原理、设计方法及其在实际问题中的应用。 第九章 数字滤波器基础 滤波器的作用与分类： 介绍滤波器的基本概念，即去除不需要的频率成分，保留需要的频率成分。将滤波器分为理想滤波器和实际滤波器，并介绍低通、高通、带通、带阻等基本类型。 滤波器性能指标： 讲解通带、阻带、截止频率、过渡带、衰减、相位响应等关键性能指标。 IIR滤波器与FIR滤波器： 介绍无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器两大类，并分析它们的特点、优缺点。 数字滤波器设计的基本流程： 概述从系统指标到滤波器实现的完整设计流程。 第十章 FIR滤波器设计 窗函数法： 介绍利用理想低通滤波器的冲激响应截断，并通过乘以不同的窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）来逼近理想滤波器。 窗函数法的分析： 讨论不同窗函数对滤波器过渡带宽度、阻带衰减以及主瓣宽度、旁瓣电平的影响。 等波纹设计法（Remez算法）： 介绍Parks-McClellan算法（Remez交换算法），它能够设计出在通带和阻带具有等波纹特性的最优FIR滤波器。 FIR滤波器的优点与应用： 强调FIR滤波器具有线性相位、稳定性等优点，并介绍其在语音信号处理、数据通信等领域的广泛应用。 第十一章 IIR滤波器设计 IIR滤波器设计的思路： 介绍通常是将连续时间域的滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的模拟设计，通过双线性变换或脉冲不变法等方法映射到离散时间域。 巴特沃斯滤波器： 介绍其通带内幅度响应最平坦的特性。 切比雪夫滤波器： 介绍其在通带或阻带具有等波纹特性的特点，以及Type I和Type II的区别。 椭圆滤波器： 介绍其在通带和阻带都具有等波纹特性，可以在较小的滤波器阶数下获得较好的指标。 IIR滤波器的优点与应用： 强调IIR滤波器通常可以用较低的阶数实现，计算量较小，并介绍其在音频处理、通信系统等领域的应用。 第五部分：现代信号处理的高级主题与应用 本部分将介绍一些更高级的信号处理技术，以及它们在不同领域的实际应用。 第十二章 采样定理与信号重建 奈奎斯特-香农采样定理： 详细阐述采样定理，即要无失真地从采样信号中恢复原始连续信号，采样频率必须大于信号最高频率的两倍。 采样过程中的失真： 分析采样频率不足时产生的混叠（Aliasing）现象及其危害。 抗混叠滤波器： 介绍在采样前使用低通滤波器（抗混叠滤波器）以去除高于奈奎斯特频率的成分。 信号重建（内插）： 介绍如何利用插值滤波器从离散的采样点重建连续时间信号。 过采样与欠采样： 探讨过采样和欠采样的概念及其在特定应用中的优势。 第十三章 随机信号处理 随机信号的基本概念： 介绍随机变量、随机过程、平稳过程、遍历过程等基本概念。 自相关函数与互相关函数： 讲解自相关函数描述随机信号的内部统计特性，互相关函数描述两个随机信号之间的统计关系。 功率谱密度（PSD）： 阐述功率谱密度作为随机信号在频域的表示，是自相关函数的傅里叶变换。 维纳滤波（Wiener Filter）： 介绍维纳滤波器，它是在均方误差意义下最优的线性滤波器，用于信号估计与去噪。 卡尔曼滤波（Kalman Filter）： 介绍卡尔曼滤波，它是一种递推的、最优的线性滤波器，适用于状态空间模型的估计问题，在导航、跟踪等领域有广泛应用。 第十四章 信号处理的实际应用 通信系统中的信号处理： 介绍调制解调、信道编码、均衡、功率谱估计等在通信系统中的应用。 音频与图像信号处理： 讲解音频压缩（MP3、AAC）、语音识别、图像去噪、边缘检测、特征提取、图像压缩（JPEG）等。 医学信号处理： 讨论心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的分析，医学影像（CT、MRI）的处理与重建。 自动控制系统中的信号处理： 介绍传感器信号的滤波、状态估计、控制器设计等。 其他应用领域： 简要介绍雷达信号处理、地震信号分析、生物信息学等领域的信号处理技术。 本书特色 理论与实践并重： 既有严谨的理论推导，也有丰富的工程实例，帮助读者将理论知识应用于实际问题。 循序渐进的教学方法： 从基础概念到高级主题，逻辑清晰，难度逐步提升，适合不同层次的读者。 丰富的数学工具： 广泛运用傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等数学工具，展现信号处理的强大分析能力。 最新的技术进展： 涵盖了现代信号处理领域的重要技术和发展趋势。 清晰的图示与示例： 大量使用图表和具体的数值示例，帮助读者直观理解抽象概念。 目标读者 本书适合于电子工程、通信工程、自动控制、计算机科学、应用物理等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关领域工作的工程技术人员和研究人员。对于希望系统学习信号处理理论并掌握其工程应用的读者，本书将是一个极佳的选择。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以称得上是“颠覆”二字。我之前学过的电路知识，就像是被框定在了一个小小的、整洁的空间里，所有的一切都按照固定的规律运行。然而，这本书，它把我带出了那个“舒适区”，让我看到了一个充满无限可能性的、广阔的非线性世界。它不仅仅是介绍了一些非线性器件，更重要的是，它教会我如何去“驾驭”这些非线性器件。书中对各种非线性现象的解释，比如谐波失真、互调失真、以及它们在实际电路设计中的影响，都讲得非常透彻。而且，书中还涉及到了一些高级的非线性分析方法，比如级数展开法和数值迭代法，虽然这些方法对数学要求较高，但作者通过清晰的逻辑和图示，让这些复杂的概念变得易于理解。我尤其欣赏书中关于“系统稳定性”的分析，非线性系统的稳定性分析比线性系统要复杂得多，但这本书却通过生动的例子，让我对这个概念有了直观的认识。读完这本书，我感觉自己对电路的理解，从“看山是山，看水是水”的初级阶段，进入了“看山不是山，看水不是水”的更高境界。我开始能够更加深入地洞察电路的本质，并能够独立地进行一些更具挑战性的电路设计。

评分☆☆☆☆☆

老实说，一开始我拿到这本书的时候，并没有抱太高的期望，以为又是一本枯燥的理论教材。但事实证明，我错了。这本书的魅力在于它的“实用性”和“前瞻性”。它并没有仅仅停留在理论的空中楼阁，而是大量地结合了实际工程中的应用。比如，书中对电源管理IC、射频电路中的非线性效应，以及一些传感器信号处理中的非线性补偿技术，都有非常深入的介绍。这些都是我之前在其他教材中很少接触到的内容。而且，这本书对一些先进的非线性分析技术，比如分岔分析和相空间重构，也进行了初步的介绍，虽然这些内容对我来说还比较超前，但它无疑为我打开了另一扇通往更广阔领域的大门。我最喜欢的是书中关于“混沌”和“分形”在电路中的应用部分，这让我看到了非线性理论的巨大潜力，以及它在解决一些复杂工程问题上的独特优势。这本书不仅仅是教会我如何分析非线性电路，更重要的是，它激发了我对未来电子技术发展的无限遐想。它让我明白，在这个日新月异的时代，掌握非线性电路的知识，是紧跟技术前沿的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是在解开一个复杂的谜题。之前我对电路的理解，总是停留在“如果输入是X，那么输出就是Y”这种简单直接的对应关系上。但这本书，它彻底颠覆了我的认知。它展示了在非线性世界里，输入和输出的关系可能是千变万化的，甚至是“多值”的。书中对于各种非线性元件的数学模型，从二极管的Shockley方程到晶体管的Ebers-Moll模型，都进行了详尽的讲解。我印象最深刻的是关于“回线”和“滞后”的分析，这在很多非线性器件中是普遍存在的现象，而这本书则详细解释了它们是如何产生的，以及在实际应用中可能带来的影响。比如，在某些存储电路中，这种滞后现象就被巧妙地利用了。而且，书中还介绍了很多非线性电路的等效模型，这对于我们分析和设计复杂的非线性电路非常有帮助。我感觉这本书不仅仅是在教我知识，更是在培养我解决问题的能力。它鼓励我去尝试，去探索，去理解那些看似“不按常理出牌”的电路行为。读完这本书，我感觉自己对电子工程的理解，从一个“操作手册”升级到了一个“哲学思辨”的高度，我开始能从更深层次去理解电路的设计原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对电子世界的新视角！之前接触的电路分析都是循规蹈矩的线性世界，以为一切都可以简单地叠加和比例计算。但这本书，它像一盏明灯，照亮了非线性世界的奇妙与复杂。刚开始翻开的时候，我还有点担心，毕竟“非线性”听起来就比“线性”要难得多。然而，作者的讲解方式非常循序渐进，从最基本的概念入手，比如二极管的伏安特性曲线，是如何偏离理想的线性关系，以及这种偏离在实际电路中能带来哪些意想不到的功能。书中对各种非线性元件的特性进行了深入的剖析，不仅仅是停留在理论层面，更重要的是结合了大量的实例，比如各种类型的放大器、振荡器、滤波器，甚至是更复杂的逻辑门电路，都因为引入了非线性元件而展现出独特的魅力。我尤其喜欢书中对“阈值”和“饱和”这些概念的阐述，它们是理解非线性行为的关键。而且，书中还涉及到了一些动态分析，这让我明白，在很多实际应用中，电路的状态并不是一成不变的，而是随着输入信号的变化而不断演变的，这对于我之前理解的静态分析来说，是一个巨大的突破。读完之后，我感觉自己对电路的理解水平一下子提升了好几个档次，不再是那个只懂欧姆定律和基尔霍夫定律的小白了，开始能欣赏到那些看似“不合常理”但却能实现神奇功能的非线性电路设计。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为，电路分析无非就是那些基本的电阻、电容、电感和理想放大器。直到我遇到了这本书，我才意识到，我之前所学的，可能只是冰山一角。这本书它不仅仅是介绍了一些“不那么直”的元件，它更是一种思维方式的转变。它教会我如何去“思考”非线性，如何从纷繁复杂的非线性行为中找到规律，并将其应用于实际的设计中。书中对各种非线性微分方程的推导和求解，虽然一开始有些挑战，但一旦理解了背后的物理意义，就觉得豁然开朗。特别是关于稳态和暂态分析的部分，让我对电路的动态响应有了更深刻的认识。我记得书中举了一个关于压电陶瓷的例子，那种材料在电压作用下会发生形变，而在形变时又会产生电压，这种自洽的反馈机制，正是非线性世界的精妙之处。还有关于混沌电路的章节，更是让我大开眼界，原来简单的元件组合，在非线性作用下，竟然能产生如此复杂且不可预测的行为，这简直是物理世界的“魔术”。这本书不回避复杂的数学工具，但又巧妙地将其与直观的物理概念相结合，使得即便是一些高深的理论，也能被我这个非专业背景的读者所理解。它让我开始思考，在现实世界中，有多少事物都存在非线性关系，而这种关系又是如何塑造了我们周围的世界。