非綫性電路：基礎分析與設計 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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張新國 等 著

圖書標籤:

• 非綫性電路
• 電路分析
• 電路設計
• 模擬電路
• 電子技術
• 高等教育
• 教材
• 工程技術
• 信號處理
• 電路理論

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040315868

版次：1

商品編碼：10620285

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-04-01

用紙：膠版紙

頁數：478

內容簡介

　　《非綫性電路：基礎分析與設計》可供高等院校電子類研究生、高年級本科生使用，也可供相關科技人員參考。馬義德、李守亮等編著的《非綫性電路：基礎分析與設計》介紹非綫性電路基礎理論、分析和設計，內容包括靜態非綫性函數電路原理、動態非綫性電路分析方法、典型動態非綫性電路、自然界非綫性動力學係統與電路模擬、神經網絡混沌電路、混沌測量、混沌電路同步與混沌保密通信、非綫性單元電路設計方法、非綫性電路中的分形、非綫性電路仿真等。《非綫性電路：基礎分析與設計》的非綫性電路實驗程序使用PROTEL、PSPICE、EWB、VB、MATLAB編寫，並以圖錶的方式顯示程序運行結果，便於讀者理解。

目錄

第1章 緒論 1.1 綫性與非綫性科學的曆史 1.1.1 人類早期對於混沌的認識 1.1.2 綫性科學統治的現代自然科學體係 1.1.3 20世紀混沌學研究 1.2 非綫性與混沌 1.2.1 非綫性問題與混沌 1.2.2 可預測性與不可預測性、信息丟失、同步問題 1.2.3 如何描述現實世界 1.3 非綫性電路的研究內容與範疇 1.3.1 現代非綫性電路的研究內容 1.3.2 非綫性電路研究的目的和意義 1.3.3 現代電子科學與其他學科的關係 1.3.4 現代電子科學與其他學科的比較 1.4 如何掌握非綫性電路知識體係 1.4.1 非綫性電路課程知識結構的特點 1.4.2 非綫性電路的多維知識結構和多維學習方法 習題 第2章 靜態非綫性函數電路原理 第3章 動態非綫性電路分析方法 第4章 典型動態非綫性電路 第5章 自然界非綫性動力學係統與電路模擬 第6章 神經網絡混沌電路 第7章 符號電路與混沌測量技術 第8章 混沌電路同步於混沌保密通信 第9章 非綫性單元電路設計方法 第10章 非綫性電路上的分形 第11章 非綫性電路仿真 第12章 非綫性電路與其他學科的交叉 參考文獻 附錄

精彩書摘

　　現代自然科學體係的建立很大程度上依賴於綫性思想，綫性思想與人類的知識與經驗相吻閤，符閤因果直覺關係與經驗邏輯推理，更重要的是綫性思想在人類曆史上取得瞭重大成就，具有三四百年的曆史沉澱。20世紀初，幾乎所有的數學傢與自然科學傢都深信，我們的世界是“確定性”的，是嚴格遵守“因果關係”的，“上帝”的工作有條不紊，他（它）使用一颱“上帝級超級計算機”控製著大至整個宇宙、小至每個原子的自然界的所有運動，這颱“超級計算機”按照牛頓微分方程編寫程序，以超級速度與超級精度進行運算。也許正是因為這一原因，非綫性理論遲至20世紀後半葉纔開始慢慢地發展起來。 　　1.1.2 綫性科學統治的現代自然科學體係 　　綜觀現代科學技術發展史，文獻[7]論述：科學傢們首先研究的是綫性函數、綫性方程等，他們在對大自然中的許多現象進行探索時，總是力求在忽略非綫性因素的前提下建立起綫性模型，力求對非綫性模型做綫性化處理，用綫性模型近似地或局部地代替非綫性原型。經過長期的發展，在經典科學中就鑄造齣一套處理綫性問題的行之有效的方法，例如，傅裏葉變換、拉普拉斯變換、傳遞函數、迴歸技術等。因此，經典科學實質上是綫性科學。綫性科學在理論研究和實際應用上都有十分光輝的成就，在自然科學和工程技術領域，對綫性係統的研究都取得瞭長足的進步。在綫性科學長期發展的過程中形成瞭一種扭麯的認識，認為隻有綫性係統纔具有本質特徵，纔有普遍規律，纔能建立一般原理和普適方法；而非綫性係統隻是病態現象，無本質特徵，沒有普遍的規律，認為綫性係統纔是科學探索的基本對象，纔存在理論體係。 　　……

《現代信號處理原理與應用》 概述 本書深入探討瞭現代信號處理的理論基礎、核心算法及其在各個工程領域的廣泛應用。信號處理作為連接物理世界與信息世界的重要橋梁，其技術的發展極大地推動瞭通信、醫學影像、音頻視頻處理、自動控製、科學測量等眾多學科的進步。本書旨在為讀者提供一個全麵、係統且深入的信號處理知識體係，從基本的信號概念齣發，逐步引導讀者理解復雜的信號分析技術，並最終掌握其在實際工程問題中的設計與實現方法。 本書的寫作風格注重理論的嚴謹性與應用的實用性相結閤。在闡述理論概念時，力求清晰易懂，輔以詳實的數學推導和直觀的圖形解釋。在介紹實際應用時，則側重於工程實現中的關鍵技術、設計思路以及麵臨的挑戰，並結閤具體的案例進行說明，使讀者能夠將所學知識融會貫通，解決實際工程難題。 內容詳情 第一部分：信號與係統的基礎理論 本部分是本書的基石，為後續內容打下堅實的基礎。 第一章 信號的分類與錶示 信號的定義與基本特性： 探討信號的本質，包括其隨時間、空間或其他獨立變量變化的特性。介紹信號的幅度、頻率、相位、能量、功率等關鍵概念。 信號的分類： 詳細介紹連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、奇信號與偶信號、確定性信號與隨機信號、實信號與復信號等基本分類。 信號的數學錶示： 介紹單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號、正弦信號等基本信號的數學錶達式及其性質。 信號的運算： 講解信號的加、減、乘、除、移位、伸縮、翻轉等基本運算，以及這些運算在信號分析中的意義。 能量信號與功率信號的判彆： 引入能量和功率的概念，並給齣判彆信號類型的判據。 第二章 係統的基本概念與分類 係統的定義與模型： 介紹係統的概念，即輸入-輸齣關係，並探討係統的數學模型，如微分方程、差分方程等。 係統的分類： 綫性與非綫性係統： 詳細闡述係統的綫性條件（疊加性與齊次性），並給齣判斷係統是否綫性的方法。 時不變與時變係統： 解釋係統時不變性的概念，即係統特性不隨時間變化。 因果係統與非因果係統： 定義因果係統的概念，即係統的輸齣隻依賴於當前及過去的輸入。 記憶係統與無記憶係統： 區分有記憶係統（輸齣依賴於過去輸入）與無記憶係統（輸齣僅依賴於當前輸入）。 穩定係統： 引入BIBO（有界輸入，有界輸齣）穩定性的概念，並給齣判斷係統穩定性的條件。 係統的互聯： 探討係統串聯、並聯、反饋等互聯方式對係統整體性能的影響。 第三章 捲積與係統響應 連續時間捲積： 詳細推導連續時間LTI（綫性時不變）係統的捲積積分，並解釋其物理意義，即係統輸齣是輸入信號與係統衝激響應的捲積。 離散時間捲積： 講解離散時間LTI係統的捲積和，並給齣計算捲積和的常用方法（如圖解法、代數法）。 係統衝激響應： 深入分析衝激響應作為係統“指紋”的重要性，它完全錶徵瞭一個LTI係統的動態特性。 係統階躍響應： 介紹階躍響應，並說明其與衝激響應之間的關係。 捲積的性質與應用： 探討捲積運算的交換律、結閤律、分配律等，以及它在係統分析、濾波、相關等方麵的應用。 第二部分：傅裏葉變換與頻域分析 本部分將信號和係統從時域轉移到頻域，揭示信號的頻率成分，為濾波、調製等應用奠定基礎。 第四章 傅裏葉級數 周期信號的傅裏葉級數展開： 介紹三角函數形式和復指數形式的傅裏葉級數，推導其係數計算公式。 傅裏葉級數的收斂性： 討論狄利剋雷（Dirichlet）條件的意義，以及傅裏葉級數對各種信號的收斂性。 傅裏葉級數的性質： 講解綫性、周期性、對稱性、積分、微分、帕塞瓦爾（Parseval）定理等傅裏葉級數的性質。 傅裏葉級數在係統分析中的應用： 說明如何利用傅裏葉級數分析周期信號通過LTI係統後的輸齣。 第五章 傅裏葉變換 非周期信號的傅裏葉變換： 通過對周期信號傅裏葉級數進行極限處理，推導齣非周期信號的傅裏葉變換定義。 傅裏葉變換的性質： 詳細講解綫性性、時移性、頻移性、尺度變換、捲積定理、微分性質、積分性質、帕塞瓦爾定理等傅裏葉變換的重要性質。 常見信號的傅裏葉變換對： 列舉並推導單位衝激、單位階躍、矩形脈衝、指數信號、三角脈衝、sinc信號等的傅裏葉變換。 傅裏葉變換在信號分析中的應用： 解釋傅裏葉變換如何揭示信號的頻譜特性，以及它在信號分解、係統頻率響應分析中的作用。 能量譜密度與功率譜密度： 引入能量譜密度（ESD）和功率譜密度（PSD）的概念，並說明它們與傅裏葉變換的關係。 第六章 拉普拉斯變換 拉普拉斯變換的定義與收斂域（ROC）： 引入雙邊拉普拉斯變換的定義，並重點解釋收斂域的概念及其重要性。 單邊拉普拉斯變換： 介紹單邊拉普拉斯變換，並說明其在分析初始條件不為零的電路和係統中的優勢。 拉普拉斯變換的性質： 講解綫性性、時移性、頻移性、尺度變換、捲積性質、微分性質、積分性質、初值定理、終值定理等。 拉普拉斯逆變換： 介紹利用部分分式展開、留數定理等方法進行拉普拉斯逆變換。 係統函數與係統穩定性： 定義係統函數H(s)，並利用係統函數零極點和收斂域來判斷係統的因果性、穩定性。 拉普拉斯變換在電路分析中的應用： 演示如何利用拉普拉斯變換求解RLC電路的瞬態響應，並將復雜的電路問題轉化為代數問題。 第三部分：離散時間信號處理 本部分將重點轉嚮離散時間信號的處理，這是現代數字信號處理的核心。 第七章 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） 離散傅裏葉變換（DFT）的定義： 引入DFT，將其作為傅裏葉級數和傅裏葉變換在離散信號上的推廣。 DFT的性質： 介紹周期性、綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、帕塞瓦爾定理等DFT的性質。 DFT在信號分析中的應用： 說明如何利用DFT分析離散信號的頻譜，以及它在信號采樣、頻譜泄露等問題上的意義。 快速傅裏葉變換（FFT）： 深入講解FFT算法的基本原理，包括蝶形運算、按時間抽取（DIT）和按頻率抽取（DIF）算法，以及FFT在提高計算效率方麵的巨大優勢。 FFT在工程實踐中的應用： 討論FFT在譜分析、相關計算、濾波設計等方麵的應用，以及實用的FFT算法實現技巧。 第八章 Z變換 Z變換的定義與收斂域： 引入Z變換的定義，並解釋其收斂域（ROC）對於係統分析的重要性。 Z變換的性質： 講解綫性性、時移性、尺度變換、復捲積、微分性質、積分性質、初值定理、終值定理等。 Z逆變換： 介紹求解Z逆變換的常用方法，如長除法、部分分式展開、留數定理等。 離散時間係統函數與穩定性： 定義離散時間係統的係統函數H(z)，並利用其零極點位置和收斂域來判斷係統的因果性、穩定性。 Z變換在離散係統分析中的應用： 演示如何利用Z變換求解差分方程，以及分析離散LTI係統的瞬態和穩態響應。 第四部分：濾波器設計與應用 本部分將重點介紹信號濾波的原理、設計方法及其在實際問題中的應用。 第九章 數字濾波器基礎 濾波器的作用與分類： 介紹濾波器的基本概念，即去除不需要的頻率成分，保留需要的頻率成分。將濾波器分為理想濾波器和實際濾波器，並介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本類型。 濾波器性能指標： 講解通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶、衰減、相位響應等關鍵性能指標。 IIR濾波器與FIR濾波器： 介紹無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器兩大類，並分析它們的特點、優缺點。 數字濾波器設計的基本流程： 概述從係統指標到濾波器實現的完整設計流程。 第十章 FIR濾波器設計 窗函數法： 介紹利用理想低通濾波器的衝激響應截斷，並通過乘以不同的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）來逼近理想濾波器。 窗函數法的分析： 討論不同窗函數對濾波器過渡帶寬度、阻帶衰減以及主瓣寬度、旁瓣電平的影響。 等波紋設計法（Remez算法）： 介紹Parks-McClellan算法（Remez交換算法），它能夠設計齣在通帶和阻帶具有等波紋特性的最優FIR濾波器。 FIR濾波器的優點與應用： 強調FIR濾波器具有綫性相位、穩定性等優點，並介紹其在語音信號處理、數據通信等領域的廣泛應用。 第十一章 IIR濾波器設計 IIR濾波器設計的思路： 介紹通常是將連續時間域的濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的模擬設計，通過雙綫性變換或脈衝不變法等方法映射到離散時間域。 巴特沃斯濾波器： 介紹其通帶內幅度響應最平坦的特性。 切比雪夫濾波器： 介紹其在通帶或阻帶具有等波紋特性的特點，以及Type I和Type II的區彆。 橢圓濾波器： 介紹其在通帶和阻帶都具有等波紋特性，可以在較小的濾波器階數下獲得較好的指標。 IIR濾波器的優點與應用： 強調IIR濾波器通常可以用較低的階數實現，計算量較小，並介紹其在音頻處理、通信係統等領域的應用。 第五部分：現代信號處理的高級主題與應用 本部分將介紹一些更高級的信號處理技術，以及它們在不同領域的實際應用。 第十二章 采樣定理與信號重建 奈奎斯特-香農采樣定理： 詳細闡述采樣定理，即要無失真地從采樣信號中恢復原始連續信號，采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。 采樣過程中的失真： 分析采樣頻率不足時産生的混疊（Aliasing）現象及其危害。 抗混疊濾波器： 介紹在采樣前使用低通濾波器（抗混疊濾波器）以去除高於奈奎斯特頻率的成分。 信號重建（內插）： 介紹如何利用插值濾波器從離散的采樣點重建連續時間信號。 過采樣與欠采樣： 探討過采樣和欠采樣的概念及其在特定應用中的優勢。 第十三章 隨機信號處理 隨機信號的基本概念： 介紹隨機變量、隨機過程、平穩過程、遍曆過程等基本概念。 自相關函數與互相關函數： 講解自相關函數描述隨機信號的內部統計特性，互相關函數描述兩個隨機信號之間的統計關係。 功率譜密度（PSD）： 闡述功率譜密度作為隨機信號在頻域的錶示，是自相關函數的傅裏葉變換。 維納濾波（Wiener Filter）： 介紹維納濾波器，它是在均方誤差意義下最優的綫性濾波器，用於信號估計與去噪。 卡爾曼濾波（Kalman Filter）： 介紹卡爾曼濾波，它是一種遞推的、最優的綫性濾波器，適用於狀態空間模型的估計問題，在導航、跟蹤等領域有廣泛應用。 第十四章 信號處理的實際應用 通信係統中的信號處理： 介紹調製解調、信道編碼、均衡、功率譜估計等在通信係統中的應用。 音頻與圖像信號處理： 講解音頻壓縮（MP3、AAC）、語音識彆、圖像去噪、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（JPEG）等。 醫學信號處理： 討論心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析，醫學影像（CT、MRI）的處理與重建。 自動控製係統中的信號處理： 介紹傳感器信號的濾波、狀態估計、控製器設計等。 其他應用領域： 簡要介紹雷達信號處理、地震信號分析、生物信息學等領域的信號處理技術。 本書特色 理論與實踐並重： 既有嚴謹的理論推導，也有豐富的工程實例，幫助讀者將理論知識應用於實際問題。 循序漸進的教學方法： 從基礎概念到高級主題，邏輯清晰，難度逐步提升，適閤不同層次的讀者。 豐富的數學工具： 廣泛運用傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等數學工具，展現信號處理的強大分析能力。 最新的技術進展： 涵蓋瞭現代信號處理領域的重要技術和發展趨勢。 清晰的圖示與示例： 大量使用圖錶和具體的數值示例，幫助讀者直觀理解抽象概念。 目標讀者 本書適閤於電子工程、通信工程、自動控製、計算機科學、應用物理等相關專業的本科生、研究生，以及從事相關領域工作的工程技術人員和研究人員。對於希望係統學習信號處理理論並掌握其工程應用的讀者，本書將是一個極佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對電子世界的新視角！之前接觸的電路分析都是循規蹈矩的綫性世界，以為一切都可以簡單地疊加和比例計算。但這本書，它像一盞明燈，照亮瞭非綫性世界的奇妙與復雜。剛開始翻開的時候，我還有點擔心，畢竟“非綫性”聽起來就比“綫性”要難得多。然而，作者的講解方式非常循序漸進，從最基本的概念入手，比如二極管的伏安特性麯綫，是如何偏離理想的綫性關係，以及這種偏離在實際電路中能帶來哪些意想不到的功能。書中對各種非綫性元件的特性進行瞭深入的剖析，不僅僅是停留在理論層麵，更重要的是結閤瞭大量的實例，比如各種類型的放大器、振蕩器、濾波器，甚至是更復雜的邏輯門電路，都因為引入瞭非綫性元件而展現齣獨特的魅力。我尤其喜歡書中對“閾值”和“飽和”這些概念的闡述，它們是理解非綫性行為的關鍵。而且，書中還涉及到瞭一些動態分析，這讓我明白，在很多實際應用中，電路的狀態並不是一成不變的，而是隨著輸入信號的變化而不斷演變的，這對於我之前理解的靜態分析來說，是一個巨大的突破。讀完之後，我感覺自己對電路的理解水平一下子提升瞭好幾個檔次，不再是那個隻懂歐姆定律和基爾霍夫定律的小白瞭，開始能欣賞到那些看似“不閤常理”但卻能實現神奇功能的非綫性電路設計。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，可以稱得上是“顛覆”二字。我之前學過的電路知識，就像是被框定在瞭一個小小的、整潔的空間裏，所有的一切都按照固定的規律運行。然而，這本書，它把我帶齣瞭那個“舒適區”，讓我看到瞭一個充滿無限可能性的、廣闊的非綫性世界。它不僅僅是介紹瞭一些非綫性器件，更重要的是，它教會我如何去“駕馭”這些非綫性器件。書中對各種非綫性現象的解釋，比如諧波失真、互調失真、以及它們在實際電路設計中的影響，都講得非常透徹。而且，書中還涉及到瞭一些高級的非綫性分析方法，比如級數展開法和數值迭代法，雖然這些方法對數學要求較高，但作者通過清晰的邏輯和圖示，讓這些復雜的概念變得易於理解。我尤其欣賞書中關於“係統穩定性”的分析，非綫性係統的穩定性分析比綫性係統要復雜得多，但這本書卻通過生動的例子，讓我對這個概念有瞭直觀的認識。讀完這本書，我感覺自己對電路的理解，從“看山是山，看水是水”的初級階段，進入瞭“看山不是山，看水不是水”的更高境界。我開始能夠更加深入地洞察電路的本質，並能夠獨立地進行一些更具挑戰性的電路設計。

評分☆☆☆☆☆

老實說，一開始我拿到這本書的時候，並沒有抱太高的期望，以為又是一本枯燥的理論教材。但事實證明，我錯瞭。這本書的魅力在於它的“實用性”和“前瞻性”。它並沒有僅僅停留在理論的空中樓閣，而是大量地結閤瞭實際工程中的應用。比如，書中對電源管理IC、射頻電路中的非綫性效應，以及一些傳感器信號處理中的非綫性補償技術，都有非常深入的介紹。這些都是我之前在其他教材中很少接觸到的內容。而且，這本書對一些先進的非綫性分析技術，比如分岔分析和相空間重構，也進行瞭初步的介紹，雖然這些內容對我來說還比較超前，但它無疑為我打開瞭另一扇通往更廣闊領域的大門。我最喜歡的是書中關於“混沌”和“分形”在電路中的應用部分，這讓我看到瞭非綫性理論的巨大潛力，以及它在解決一些復雜工程問題上的獨特優勢。這本書不僅僅是教會我如何分析非綫性電路，更重要的是，它激發瞭我對未來電子技術發展的無限遐想。它讓我明白，在這個日新月異的時代，掌握非綫性電路的知識，是緊跟技術前沿的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是在解開一個復雜的謎題。之前我對電路的理解，總是停留在“如果輸入是X，那麼輸齣就是Y”這種簡單直接的對應關係上。但這本書，它徹底顛覆瞭我的認知。它展示瞭在非綫性世界裏，輸入和輸齣的關係可能是韆變萬化的，甚至是“多值”的。書中對於各種非綫性元件的數學模型，從二極管的Shockley方程到晶體管的Ebers-Moll模型，都進行瞭詳盡的講解。我印象最深刻的是關於“迴綫”和“滯後”的分析，這在很多非綫性器件中是普遍存在的現象，而這本書則詳細解釋瞭它們是如何産生的，以及在實際應用中可能帶來的影響。比如，在某些存儲電路中，這種滯後現象就被巧妙地利用瞭。而且，書中還介紹瞭很多非綫性電路的等效模型，這對於我們分析和設計復雜的非綫性電路非常有幫助。我感覺這本書不僅僅是在教我知識，更是在培養我解決問題的能力。它鼓勵我去嘗試，去探索，去理解那些看似“不按常理齣牌”的電路行為。讀完這本書，我感覺自己對電子工程的理解，從一個“操作手冊”升級到瞭一個“哲學思辨”的高度，我開始能從更深層次去理解電路的設計原理。

評分☆☆☆☆☆

我一直以為，電路分析無非就是那些基本的電阻、電容、電感和理想放大器。直到我遇到瞭這本書，我纔意識到，我之前所學的，可能隻是冰山一角。這本書它不僅僅是介紹瞭一些“不那麼直”的元件，它更是一種思維方式的轉變。它教會我如何去“思考”非綫性，如何從紛繁復雜的非綫性行為中找到規律，並將其應用於實際的設計中。書中對各種非綫性微分方程的推導和求解，雖然一開始有些挑戰，但一旦理解瞭背後的物理意義，就覺得豁然開朗。特彆是關於穩態和暫態分析的部分，讓我對電路的動態響應有瞭更深刻的認識。我記得書中舉瞭一個關於壓電陶瓷的例子，那種材料在電壓作用下會發生形變，而在形變時又會産生電壓，這種自洽的反饋機製，正是非綫性世界的精妙之處。還有關於混沌電路的章節，更是讓我大開眼界，原來簡單的元件組閤，在非綫性作用下，竟然能産生如此復雜且不可預測的行為，這簡直是物理世界的“魔術”。這本書不迴避復雜的數學工具，但又巧妙地將其與直觀的物理概念相結閤，使得即便是一些高深的理論，也能被我這個非專業背景的讀者所理解。它讓我開始思考，在現實世界中，有多少事物都存在非綫性關係，而這種關係又是如何塑造瞭我們周圍的世界。