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译者的话1

前言1

第1章 电学1

1.1 电量1

1.1.1 电荷、电流和电压1

1.1.2 电阻2

1.1.3 电容3

1.1.4 电磁学5

1.1.5 自感应5

1.1.6 直流、交流和频率6

1.1.7 电抗8

1.1.8 电流源和电压源9

1.2 元件及其非理想特性9

1.2.1 非理想特性—阻抗12

1.2.2 电缆线16

1.3 电路、原理图、基尔霍夫定律17

1.4 同类元件的组合—分压器19

1.5 电压和电流的测量22

1.6 不同元件的组合—滤波器24

1.6.1 积分和微分29

1.6.2 LC滤波器31

第2章 电子学33

2.1 有源元器件33

2.2 电子管和半导体33

2.3 半导体器件35

2.4 二极管和晶体管35

2.5 其他半导体器件38

2.6 放大器、增益、分贝数和饱和41

2.6.1 增益41

2.6.2 带宽42

2.6.3 输人阻抗和输出阻抗44

2.6.4 最大信号幅值和失真45

2.7 噪声、工频干扰和接地46

2.8 差分放大器和电路框图53

2.9 运算放大器和反馈56

2.10 电子滤波器61

2.11 电生理前置放大器63

2.11.1 胞外记录放大器64

2.11.2 胞内记录放大器65

2.11.3 膜片钳放大器66

2.11.4 双电极电压钳放大器69

2.11.5 利用电压钳测量膜电容70

2.11.6 细胞分泌活动的记录70

2.12 电源和信号发生器72

2.13 电子电压表76

2.14 阴极射线示波器78

2.14.1 液晶显示示波器80

2.14.2 示波器的重要特性80

2.15 数字电子学和逻辑电路83

2.16 模/数转换和数/模转换90

2.17 计算机93

第3章 电化学100

3.1 引言—电解质的特性100

3.2 金属与电解质之间的界面106

3.2.1 极化电极的电容106

3.2.2 法拉第反应107

3.2.3 实用电极109

3.2.4 电化学电池和测量电极110

3.2.5 Ag/AgCl电极111

3.2.6 非法拉第反应111

3.3 电动力学效应112

3.4 液接电位112

3.5 膜电位114

3.5.1 平衡电位的推导114

3.5.2 反转电位115

3.5.3 离子选择性117

3.5.4 pH电极和其他离子选择性电极118

3.6 电极的使用119

3.6.1 玻璃微电极119

3.6.2 膜片钳微电极121

3.6.3 半通透膜片122

3.6.4 接地电极123

3.7 容积导体—电解质溶液中的电场123

3.7.1 匀强电场124

3.7.2 单极电场125

3.7.3 偶极电场125

第4章 信号分析127

4.1 引言127

4.2 模拟电位分析128

4.2.1 系统分析128

4.2.2 卷积130

4.2.3 拉普拉斯变换132

4.2.4 傅里叶变换134

4.2.5 奇函数和偶函数138

4.2.6 线性性138

4.2.7 模/数转换和数/模转换140

4.2.8 信号窗141

4.2.9 数字信号处理143

4.2.10 数字滤波器150

4.2.11 傅里叶滤波器和非因果滤波器152

4.2.12 非线性系统分析156

4.2.13 非线性系统的重要性161

4.3 动作电位信号分析162

4.3.1 群峰电位和总体电活动163

4.3.2 皮肤表面的电信号记录164

4.3.3 单元电活动168

4.3.4 锋电位脉冲序列的不确定性169

4.3.5 时间间隔直方图171

4.3.6 泊松过程173

4.3.7 伽玛分布175

4.3.8 随机点过程的数学基础175

4.3.9 马尔可夫链176

4.3.10 时间序列分析—锋电位脉冲发生率、时间间隔和即时频率177

4.3.11 点图显示180

4.3.12 刺激响应特性分析—刺激后时间直方图180

4.4 神经细胞膜数据分析182

4.4.1 HOdgkin-Huxley离子通道182

4.4.2 宏观电流分析183

4.4.3 电流-电压曲线184

4.4.4 线性外插法消除漏电流185

4.4.5 P/N法消除漏电流186

4.4.6 噪声分析—从全细胞记录或者大膜片记录中估计单通道电导187

4.5 噪声分析—通道动力学估计188

4.5.1 单通道电流分析189

4.5.2 由马尔可夫链计算驻留时间直方图197

4.5.3 初始潜伏期分布197

4.5.4 关闭状态驻留时间分布199

4.5.5 开放状态驻留时间分布201

4.5.6 宏观电流201

附录203

附录A 符号、缩略语和编码203

A.1 符号203

A.2 缩略语204

A.3 十进制倍数205

A.4 电阻的彩色色环编码205

附录B 电路图图形符号206

附录C 电生理装置的电气安全208

C.1 普通仪器208

C.2 医学仪器211

附录D CRT监视器在视觉实验中的应用212

D.1 CRT监视器的图像生成212

D.2 帧频与隔行扫描213

D.3 视频信号214

D.4 CRT监视器在电生理学中的应用216

D.5 对比度、灰度和其他亮度参数216

D.6 色彩编码218

D.7 图像的几何形状219

D.8 定时问题219

D.9 空间分辨率和亮度分辨率220

附录E 复数和复频率221

附录F 马尔可夫链的数学基础223

附录G 递归滤波器（非因果滤波器）229

附录H 由转移矩阵计算宏观电流和驻留时间分布的伪代码230

附录I 参考文献234

1.1 电学和电子学234

1.2 电化学235

1.3 神经生理学235

1.4 记录方法235

1.5 信号分析236

1.6 数学237