电路 [Circuits] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 乌拉比（Fawwaz T.Ulaby），[美] 马哈必斯（Michel M.Maharbiz） 著，于歆杰 等 译

图书标签:

• 电路分析
• 电路设计
• 电子工程
• 模拟电路
• 数字电路
• 电力系统
• 信号处理
• 电磁场
• 嵌入式系统
• 微电子学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040389517

版次：1

商品编码：11412838

包装：平装

外文名称：Circuits

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：749

字数：1180000

正文语种：中文

内容简介

　　《电路》足美国密歇根大学乌拉比教授和加州大学伯克利分校马哈必斯副教授于2011年编写的电路教材，在美国几十所高校中使用。
　　《电路》主要内容包括电路术语、电阻电路、电路分析方法、运算放大器、一阶电路、二阶电路、电路的正弦稳态分析、频率响应和滤波器、拉普拉斯变换和傅里叶变换等。《电路》的最大特点是包含了丰富的电路应用实例。这些实例具有鲜明的时代特征，而且紧密结合电路分析原理。
　　《电路》适合作为普通高等院校电路课程的教材和参考书，也可供科研与工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 电路术语
手机中的电路
1-1 电路发展历程
1-2 单位、量纲和符号
技术概要1：微纳技术
1-3 电荷与电流
1-4 电压和功率
技术概要2：摩尔定律和尺度
1-5 电路元件
第1章 知识关系
第1章 重点
关键术语
习题

第2章 电阻电路
概述
2-1 欧姆定律
技术概要3：超导
2-2 电路拓扑
2-3 基尔霍夫定律
2-4 等效电路
技术概要4：电阻型传感器
2-5 星形一三角形（Y-△）变换
2-6 惠斯通电桥
2-7 应用注释：线性与非线性i-v关系
2-8 Multisim介绍
第2章 知识关系
第2章 重点
关键术语
习题
Multisim和myDAQ应用

第3章 分析方法
概述
3-1 节点电压法
3-2 网孔电流法
3-3 直观法
技术慨要5：发光二极管（LFD）
3-4 电源叠加
3-5 戴维南和诺顿等效电路
技术概要6：显示技术
3-6 最大功率传输
3-7 应用注释：双极结型品体管
3-8 用Multisim进行节点分析
第3章 知识关系
第3章 重点
关键术语
习题
Multisim和myDAQ应用

第4章 运算放大器
概述
4-1 运放特性
技术概要7：集成电路制造工艺
4-2 负反馈
4-3 理想运放模型
4-4 反相放大器
4-5 加法放大器
4-6 差分放大器
4-7 电压跟随器
4-8 运放信号处理电路
4-9 仪器放大器
4-10 数字一模拟转换器（DAC）
技术慨要8：电磁波谱
4-11 在模拟与数字电路中使用MOSFET
技术慨要9：计算机存储电路
4-12 应用注释：神经探针
4-13 用Multisim分析
第4章 知识关系
……
第5章 一阶RC和RL电路
第6章 RLC电路
第7章 交流分析
第8章 交流电路的功率
第9章 电路的频率响应和滤波器
第10章拉普拉斯变换分析法
第11章 傅里叶分析法
附录A 符号、量和单位
附录B 求解代数方程组
附录C Multisim简介
附录D 数学公式
附录E 部分习题答案
索引

《电磁场与波导》 简介 《电磁场与波导》是一部深度探讨电磁场理论及其在波导系统中的应用的书籍。本书旨在为读者构建一个坚实的理论基础，并在此基础上，深入分析电磁波的传播特性、波导的结构与工作原理、以及相关的设计与分析方法。全书内容严谨、逻辑清晰，力求在概念的阐释上既深入浅出，又兼顾其数学的严密性，以期帮助读者全面理解电磁现象的本质以及现代通信技术中不可或缺的波导技术。 第一章：麦克斯韦方程组 本章是全书的基石，详细介绍了麦克斯韦方程组。我们将从矢量分析的基本概念出发，回顾散度、旋度、梯度等重要的数学工具。随后，我们将逐一推导并阐释麦克斯韦方程组的四个基本方程：高斯定律（描述电场强度与电荷分布的关系）、高斯磁定律（阐述磁单极子的不存在）、法拉第电磁感应定律（揭示变化的磁场如何产生电场）以及安培-麦克斯韦环路定律（描述电流和变化的电场如何产生磁场）。本书不仅会展示方程的形式，更会深入剖析其物理意义，结合具体的物理场景进行讲解，例如电荷在电场中的运动，磁场在感应线圈中的产生等。我们将探讨这些方程在不同介质（如真空、电介质、磁介质）中的形式，以及它们如何共同描述了电磁场在时间和空间中的演化。此外，本章还将介绍均匀平面波的概念，以及其在真空中的传播特性，为后续章节打下基础。 第二章：电磁波的产生与传播 在本章中，我们将进一步深化对电磁波的理解。从麦克斯韦方程组出发，我们将推导出电磁波的波动方程，并分析其解的物理含义。本书将详细讲解电磁波的产生机制，例如通过振荡的电荷或电流产生的辐射。我们将重点阐述电磁波的传播特性，包括波长、频率、相位、振幅等关键参数，以及它们之间的关系。同时，我们将深入探讨电磁波在不同介质中的传播情况，包括传播速度、介电常数、磁导率、以及其对波传播的影响，例如折射、反射等现象。全书将详细分析介质的导电性对电磁波传播的影响，引入了趋肤深度（skin depth）的概念，解释了在导体中电磁波如何衰减。此外，本章还将介绍电磁波的能量和动量，以及坡印廷矢量（Poynting vector）的概念，它描述了电磁波的能量流动方向和功率密度。 第三章：边界条件与反射 本章聚焦于电磁波在不同介质界面上的行为。我们将详细推导并讲解在两种不同介质边界上的电磁场边界条件，包括电场、磁场、电位移矢量和磁场强度等分量的连续性要求。这些边界条件是分析电磁波传播的关键。随后，我们将详细分析电磁波在理想导体、介质界面上的反射和折射现象。本书将推导出菲涅尔方程（Fresnel equations），用于计算反射系数和透射系数，并分析不同入射角和极化方式下反射和透射的规律。我们将通过图示和实例，清晰地展示斯涅尔定律（Snell's law）在电磁波传播中的体现。此外，本章还将讨论全反射现象及其在光纤等领域的应用。 第四章：传输线理论 本章将电磁场理论与实际的电信号传输联系起来。我们将引入传输线的概念，并分析其等效电路模型。本书将详细推导并讲解传输线方程，从而描述信号在传输线上的传播过程。我们将深入探讨传输线中的特性阻抗（characteristic impedance）、传播常数（propagation constant）、衰减常数（attenuation constant）和相速度（phase velocity）等关键参数。本书将重点讲解反射和驻波（standing waves）的概念，以及它们在传输线上的形成原因。我们将介绍阻抗匹配（impedance matching）的重要性，以及如何利用匹配网络来减少信号反射，提高能量传输效率。此外，本章还将介绍史密斯圆图（Smith chart）这一强大的工具，用于求解传输线问题，包括阻抗计算、阻抗匹配和负载分析等。 第五章：波导理论 本章将深入探讨波导作为引导电磁波传播的结构。我们将从麦克斯韦方程组出发，分析电磁波在理想无限长导体平板波导中的传播模式。本书将详细讲解横电波（TE modes）和横磁波（TM modes）的概念，以及它们的区别和特性。我们将推导出不同模式下波导的截止频率（cutoff frequency），并分析模式的截止和传播条件。本书将分析波导的截止现象，解释为何只有高于截止频率的电磁波才能在波导中有效传播。我们将进一步探讨理想金属圆波导的工作原理，分析其内部的电磁场分布和传播模式。同时，本书还将介绍脊形波导、介质波导等其他类型的波导结构，以及它们在不同应用中的特点。 第六章：波导中的能量传输与损耗 本章聚焦于波导中电磁波的能量传输和实际损耗。我们将通过坡印廷矢量来分析波导中能量的流动方向和功率密度。本书将详细计算不同模式下波导的传播功率。随后，我们将分析波导的损耗机制，包括导体损耗（由导体电阻引起）和介质损耗（由介质的电导率引起）。我们将推导出波导的衰减常数，并分析其与波导尺寸、工作频率、导体材料和介质性质的关系。本书将介绍如何通过选择合适的材料和设计合理的结构来降低波导的损耗。此外，本章还将讨论波导中的色散现象，即不同频率的电磁波在波导中以不同的速度传播，以及它对信号传输的影响。 第七章：波导的激励与匹配 本章将介绍如何将电磁波导入波导，以及如何实现波导与其他器件之间的阻抗匹配。我们将详细讲解波导的激励技术，例如使用探针（probe）、缝隙（aperture）或耦合环（coupling loop）等方法来耦合电磁波进入波导。本书将分析不同激励方式产生的电磁场模式，并讨论如何选择合适的激励方式来激发特定的模式。随后，我们将深入讲解波导与其他传输线（如同轴线）或器件之间的匹配问题。本书将介绍使用阻抗匹配器（impedance transformer），例如匹配脊（matching posts）、匹配锥（matching cones）或变压器（transformers）等技术来解决匹配问题。我们将分析阻抗匹配对于减少反射、提高能量传输效率的重要性。 第八章：微带线与带状线 本章将介绍在印刷电路板（PCB）上广泛应用的微带线（microstrip line）和带状线（stripline）等平面传输线结构。我们将分析这些结构的等效电路模型，并推导出其特性阻抗和传播常数的计算方法。本书将详细讲解微带线的结构和工作原理，包括介质基板、导体带和地平面等组成部分。我们将分析其模态特性，例如混合模态的形成。同时，本书也将介绍带状线的结构，以及它与微带线的区别和联系。我们将探讨这两种传输线在微波集成电路（MIC）和射频电路设计中的应用，以及它们在频率响应、损耗和封装方面的特点。 第九章：阻抗匹配网络设计 本章将专注于实际的阻抗匹配网络设计。我们将回顾和深化史密斯圆图的应用，包括使用史密斯圆图进行单节匹配、多节匹配和宽带匹配的设计。本书将详细讲解各种匹配网络拓扑结构，例如L型匹配网络、π型匹配网络和T型匹配网络。我们将通过具体的计算实例，演示如何根据给定的阻抗和频率范围，设计出满足要求的匹配网络。本书还将讨论匹配网络的损耗和带宽问题，以及如何权衡设计参数以达到最优性能。此外，本章还将介绍一些先进的匹配技术，例如分布参数匹配和集中参数匹配的结合使用。 第十章：波导滤波器与频率选择性器件 本章将深入探讨波导在滤波器设计中的应用。我们将介绍如何利用波导的结构特性来实现频率选择性，例如利用脊形波导或加载了金属结构的波导来构建滤波器。本书将分析不同类型的波导滤波器，如腔体滤波器、耦合线滤波器和刺状滤波器等，并讨论它们的结构、工作原理和设计方法。我们将介绍滤波器参数的定义，例如通带、阻带、插入损耗和回波损耗。此外，本章还将介绍其他频率选择性器件，例如定向耦合器（directional coupler）和环形器（circulator），以及它们在微波系统中的应用。 结论 《电磁场与波导》通过对电磁场理论的深入讲解，以及对波导结构、传播特性、匹配技术和滤波器设计的细致分析，为读者提供了一个全面的知识体系。本书不仅适合作为高等院校相关专业的教材，也为从事微波、射频、通信和电子工程领域的工程师和研究人员提供了一本宝贵的参考书。通过学习本书，读者将能够深刻理解电磁波的奥秘，并掌握设计和分析各种微波器件和系统所需的关键技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的不仅仅是知识，更是一种全新的思考模式。作者在书中反复强调“系统思维”的重要性，让我明白，理解一个电路，不能仅仅关注单个元件，更要关注它们之间的相互作用和整体的运行逻辑。这种视角，让我在阅读过程中，不断地将书中的知识点与我已有的经验进行关联和碰撞。例如，在讲解放大电路时，我联想到了生活中的音响设备，微弱的信号是如何被放大成我们听到的巨大声响的。又或者，在阅读关于反馈机制的部分时，我突然领悟到了很多自然界和人类社会中的调控机制，原来它们的原理在电路中也得到了体现。这种“举一反三”的学习体验，是我之前很少在技术类书籍中获得的。作者的文笔非常流畅，即使是在讨论一些相对抽象的概念时，也能通过恰当的比喻和类比，将它们变得易于理解。我甚至觉得，这本书不仅仅是给工程师看的，也适合任何对事物运作原理充满好奇的人。它教会我如何去观察，如何去分析，如何去构建一个完整的认知体系。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书之前，对电子工程的印象还停留在“高科技”、“硬科学”的层面，总觉得那是属于那些天才才能涉足的领域。但《电路》这本书，彻底打破了我的刻板印象。作者的叙述方式非常接地气，没有那些让人望而生畏的学术 jargon，取而代之的是大量生动形象的比喻和贴近生活的例子。比如，当介绍电阻时，作者将其比作狭窄的管道，水流（电流）在其中会遇到阻碍，消耗能量，这个比喻瞬间就让我明白了电阻的本质。又比如，在讲解电容时，作者用蓄水池来类比，电容器就像一个可以储存电荷的水库，在电路需要时又能释放出来，这个通俗易懂的解释，让我一下子就抓住了电容的核心功能。最让我惊喜的是，书中还穿插了一些历史故事和科学家的趣闻轶事，这些内容不仅增添了阅读的趣味性，更让我感受到了科学发展的脉络和人类智慧的光辉。我仿佛能看到那些伟大的发明家们，如何在简陋的条件下，凭借着智慧和毅力，一点点揭示电路的奥秘。这本书让我觉得，科学并非遥不可及，而是充满人文关怀的。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是让我彻底颠覆了对“电路”这个词的认知。原本以为会是一本枯燥乏味、充斥着晦涩公式和冰冷符号的教科书，结果它却像一位经验丰富的向导，带领我踏上了一场奇妙的探索之旅。从最基础的电流、电压概念出发，作者以一种近乎诗意的笔触，将抽象的物理原理描绘得生动形象。我能清晰地想象出电子们在导线中奔跑的景象，感受到电势差如同无形的推手，驱动着整个系统的运行。书中对各种电路元件的介绍，也并非简单的罗列，而是深入剖析了它们的“性格”和“行为模式”，仿佛它们都是有着自己独特故事的生命体。当我读到关于串联和并联电路的章节时，我脑海中不再是死板的图表，而是如同城市交通网络般的景象，电流如同车辆，根据不同的通路选择不同的路径，或是一拥而上，或分散而行。这种将科学原理与生活体验巧妙结合的叙述方式，让我在不知不觉中就理解了那些曾经让我头疼的物理概念，甚至开始对生活中的许多电器产生了全新的视角，我开始好奇它们内部精密的协作是如何实现的，又蕴藏着怎样的“智慧”。

评分☆☆☆☆☆

阅读《电路》这本书的过程，更像是一次酣畅淋漓的头脑风暴。作者并没有选择从宏观的系统出发，而是选择了“由内向外”的视角，一层层地剥开电路的层层外衣，让我得以窥探其最核心的运作机制。书中的逻辑性极强，每一章的讲解都建立在前一章的基础上，仿佛是搭建一座精密大厦，砖瓦之间衔接得天衣无缝。我尤其欣赏作者在处理复杂概念时的耐心和细致。例如，对于一些涉及到数学推导的部分，作者并非直接给出公式，而是循循善诱，引导读者一步步理解公式的由来和意义。我发现，即使是对我这样在数学上不算特别擅长的人来说，也能在作者的引导下，逐渐掌握这些推导过程。更重要的是，书中不仅仅停留在理论层面，还大量的引用了现实世界的应用案例，从简单的开关电路到复杂的集成电路，让我看到了理论知识是如何转化为实际生产力和生活便利的。我开始意识到，我们身边无处不在的电子设备，其背后都凝聚着如此精妙的电路设计，这种对技术背后原理的深刻理解，给我带来了巨大的成就感。

评分☆☆☆☆☆

《电路》这本书，在我看来，是一次对“连接”与“流动”概念的深刻阐释。作者以一种非常宏观且富有远见的视角，描绘了电路作为信息和能量传递载体的核心作用。我从书中读到了不仅仅是具体的电路图和计算方法，更多的是对整个电子世界的底层逻辑的理解。书中对不同信号在电路中的传播方式、转换过程的描绘，让我感觉仿佛置身于一个巨大的信息流动的海洋，而电路就是其中错综复杂的航道。我看到了如何通过巧妙的组合和设计，将看似杂乱的信号，转化为有序、有意义的信息。书中还涉及到了不同技术之间的交叉和融合，让我对未来科技的发展有了更深的憧憬。作者在书中对“智能”和“自主性”等概念的探讨，更是将我从纯粹的硬件层面，带入了对软件与硬件协同工作，以及未来人工智能的可能性进行思考。这种跨越学科界限的视野，让我在阅读中获得了极大的启发，让我意识到，电路的意义远不止于技术本身，它更是人类探索未知、创造未来的重要基石。