HJ 運算放大器指南(第4版) 9787115354044 人民郵電齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Bruce Carter 著

圖書標籤:

• 運算放大器
• 模擬電路
• 電子工程
• 電路設計
• 信號處理
• 模擬電子技術
• HJ係列
• 人民郵電齣版社
• 第四版
• 9787115354044

店鋪： 曉月草堂圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115354044

商品編碼：29291708243

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：運算放大器指南(第4版)

定價：59.00元

作者：Bruce Carter

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-06-01

ISBN：9787115354044

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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運算放大器電路設計方麵經典
介紹運放電路設計和信號鏈設計的方法
來自全球領導廠商德州儀器公司的經驗總結
纍計長銷萬冊，電子工程師著作
**第四版增加關於**環境下應用、穩壓器設計及在綫和離綫的設計輔助工具等內容
更具係統性

內容提要

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《運算放大器指南(第4版)》齣自全球的半導體公司TI技術專傢之手，係統全麵介紹瞭運算放大器電路設計和信號鏈設計方法，首版至今，已成為運算放大器電路設計方麵的經典參考教材。*第4版，增加瞭關於*環境下應用、穩壓器設計及在綫和離綫的設計輔助工具等方麵的內容，更具有係統性。
《運算放大器指南(第4版)》適閤從事電路設計的工程技術人員，也可供高校相關專業師生參考。

目錄

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章 運算放大器在世界上的地位
1.1 難以控製的增益
1.2 解決問題的方法
1.3 作為基本元件的運算放大器的誕生
1.3.1 電子管時代
1.3.2 晶體管時代
1.3.3 集成電路時代
參考文獻

第2章 運放基礎迴顧
2.1 引言
2.2 基本概念
2.2.1 歐姆定律
2.2.2 分壓器規則
2.2.3 疊加定理
2.3 基本的運放電路
2.3.1 同相放大電路
2.3.2 反相放大電路
2.3.3 加法器
2.3.4 差分放大器
2.4 沒那麼快

第3章 分離和管理交流與直流增益
3.1 稍稍復雜化一下
3.2 單電源與雙電源
3.3 聯立方程組
3.3.1 情形1：VOUT= mVIN b
3.3.2 情形2：VOUT= mVIN-b
3.3.3 情形3：VOUT=-mVIN b
3.3.4 情形4：VOUT=-mVIN-b
3.4 所有情形的列錶
3.5 設計步驟與設計輔助工具
3.6 小結

第4章 不同類型的運放
4.1 電壓反饋運放
4.2 無補償和補償的電壓反饋運放
4.3 電流反饋運放
4.4 全差分運放
4.4.1 全差分意味著什麼
4.4.2 第二個輸齣端如何使用
4.4.3 差分放大級
4.4.4 單端到差分的轉換
4.4.5 一項新功能
4.5 儀錶放大器
4.6 差動放大器
4.7 緩衝放大器
4.8 其他種類的運放

第5章 傳感器與模數轉換器的接口電路
5.1 引言
5.2 係統的信息
5.3 電源的信息
5.4 輸入信號的特性
5.5 模數轉換器的特性
5.6 接口的特性
5.7 結構的確定
5.8 小結

第6章 有源濾波器設計技巧
6.1 引言
6.2 傳遞函數法
6.3 快速實用濾波器設計
6.3.1 選擇響應麯綫
6.3.2 低通濾波器
6.3.3 高通濾波器
6.3.4 窄(單頻響應)帶通濾波器
6.3.5 寬帶通濾波器
6.3.6 陷波(單頻抑製)濾波器
6.4 高速濾波器設計
6.4.1 高速低通濾波器
6.4.2 高速高通濾波器
6.4.3 高速帶通濾波器
6.4.4 高速陷波濾波器
6.5 有效地使用運放構造濾波器
6.5.1 三極點低通濾波器
6.5.2 三極點高通濾波器
6.5.3 參差調諧和多峰響應帶通濾波器
6.5.4 單運放陷波濾波器和多頻點陷波濾波器
6.5.5 結閤使用帶通濾波器和陷波濾波器
6.6 雙二階濾波器
6.7 設計輔助工具
6.7.1 低通、高通及帶通濾波器設計輔助工具
6.7.2 陷波濾波器設計輔助工具
6.7.3 雙T濾波器設計輔助工具
6.7.4 關於濾波器設計輔助工具的終注記
6.8 小結

第7章 運放在射頻設計中的應用
7.1 引言
7.2 電壓反饋還是電流反饋
7.3 射頻放大器的電路結構
7.4 用於射頻設計的運放參數
7.4.1 單級增益
7.4.2 相位綫性度
7.4.3 頻響峰值的調節
7.4.4 -1dB壓縮點
7.4.5 噪聲係數
7.5 無綫係統
7.5.1 寬帶放大器
7.5.2 中頻放大器
7.6 高速模擬輸入驅動電路
7.7 小結

第8章 低壓運放電路的設計
8.1 引言
8.2 關鍵的指標
8.2.1 輸齣電壓擺幅
8.2.2 動態範圍
8.2.3 輸入共模範圍
8.2.4 信噪比
8.3 小結

第9章 環境下的應用
9.1 引言
9.2 溫度
9.2.1 噪聲
9.2.2 速度
9.2.3 輸齣驅動能力和輸齣級
9.2.4 高溫下什麼指標會劣化
9.2.5 環境下運放參數的終注記
9.3 封裝
9.3.1 集成電路本身
9.3.2 集成電路的封裝
9.3.3 集成電路的互聯
9.4 當失效不可接受時
9.5 當産品壽命要求很長時
9.6 小結

0章 穩壓器
10.1 引言
10.2 穩壓器的情形
10.2.1 虛地：b=0
10.2.2 正電壓和負電壓穩壓器：b>0，b<0
10.3 自製還是購買
10.4 綫性穩壓器
10.5 開關電源
10.6 過壓保護電路
10.7 有源負載電路
10.8 設計輔助工具
10.9 小結

1章 其他應用
11.1 引言
11.2 數模轉換器與負載的接口電路
11.3 運放振蕩器
11.4 混閤放大器和提高輸齣功率的方法
11.5 小結

2章 生産廠傢提供的設計輔助工具
12.1 引言
12.2 德州儀器公司的Tina-TI
12.3 德州儀器公司的FilterPro
12.4 國傢半導體/德州儀器公司的Webench
12.5 NI Multisim的ADI版本
12.6 ADI公司的OpAmp Error Budget
12.7 Linear Technology公司的LT Spice
12.8 印製電路闆布圖工具
12.9 小結

3章 常見的應用錯誤
13.1 引言
13.2 運放工作在小於單位增益(或規定增益)以下
13.3 運放用作比較器
13.3.1 比較器
13.3.2 運放
13.4 未用運放的不恰當端接
13.5 直流增益
13.6 電流反饋運放的應用錯誤
13.6.1 短路的反饋電阻
13.6.2 反饋環中的電容
13.7 全差分運放的應用錯誤
13.7.1 錯誤的直流工作點
13.7.2 錯誤的共模範圍
13.7.3 錯誤的單端端接
13.8 不恰當的退耦
13.9 小結

附錄A 理解運放的參數
附錄B 運放的噪聲理論
附錄C 印製電路闆布圖技術
附錄D 運放電路集錦

索引

作者介紹

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文摘

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序言

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精通模擬電路設計的必讀之作：深入解析運算放大器的核心原理與實踐應用 在瞬息萬變的電子技術領域，運算放大器（Operational Amplifier，簡稱Op-Amp）作為最基礎、最通用、最強大的模擬集成電路之一，其重要性不言而喻。無論是在消費電子、工業自動化、醫療設備，還是在通信係統、儀器儀錶等任何需要精確信號處理的場閤，運算放大器都扮演著不可或缺的角色。它們是構建幾乎所有模擬電路模塊的基石，理解並熟練運用運算放大器，是每一位電子工程師、硬件設計者以及電子愛好者邁嚮精通模擬電路設計的必經之路。 本書並非簡單羅列運算放大器的技術規格或應用實例，而是緻力於為讀者構建一個全麵、深入、係統的運算放大器知識體係。我們從最本質的理論齣發，層層遞進，力求讓讀者不僅知其然，更知其所以然。本書旨在成為一本真正幫助讀者理解運算放大器“心髒”跳動的指南，賦能讀者獨立解決復雜模擬電路設計挑戰的能力。 第一部分：運算放大器基礎理論的深度剖析 我們深信，紮實的理論基礎是所有高級應用的源泉。因此，本書將帶領讀者從運算放大器的內部結構入手，剝開其神秘的麵紗。 理想運算放大器的概念與模型： 我們將從理想運算放大器這一理論模型開始，詳細闡述其兩個核心特性：無窮大的開環增益和無窮小的輸入阻抗，以及零輸齣阻抗。我們將深入分析這兩個理想特性如何簡化電路分析，以及它們在實際應用中的意義。通過對虛短（虛擬短路）和虛斷（虛擬斷路）概念的透徹講解，讀者將能夠以一種直觀且高效的方式分析各種運算放大器電路的輸入輸齣關係。 實際運算放大器的特性與局限： 理想模型固然方便，但現實世界的運算放大器並非完美。本書將詳細探討實際運算放大器在有限增益、非零輸入阻抗、非零輸齣阻抗、輸入失調電壓、輸入偏置電流、共模抑製比（CMRR）、電源抑製比（PSRR）、壓擺率（Slew Rate）、帶寬（Bandwidth）等方麵的錶現。我們將分析這些參數如何影響電路的性能，以及在電路設計中需要如何考慮和補償這些實際因素。通過對這些非理想特性的深入理解，讀者將能更準確地預測電路行為，避免潛在的設計陷阱。 差分放大器及其核心作用： 運算放大器最基本的功能單元是差分放大器。本書將詳細講解差分放大器的基本原理，包括其如何放大兩個輸入信號之差，以及抑製共模信號的能力。我們將分析不同差分放大器結構的優缺點，以及它們在運算放大器內部集成電路設計中的作用。 直流與交流分析： 掌握對運算放大器電路進行直流和交流兩種不同分析方法至關重要。本書將分彆講解如何進行直流分析，以確定電路的靜態工作點和偏置情況；以及如何進行交流小信號分析，以理解運算放大器在不同頻率下的增益、相位響應以及帶寬限製。 反饋機製的原理與類型： 反饋是運算放大器電路設計的靈魂。我們將詳細介紹負反饋和正反饋的概念，以及它們對電路性能的影響。重點將放在負反饋，分析其穩定增益、擴展帶寬、減小失真、改變輸入輸齣阻抗等關鍵作用。我們將區分電壓並聯、電壓串聯、電流並聯、電流串聯等四種基本的反饋組態，並探討它們在不同應用場景下的選擇。 第二部分：經典運算放大器電路設計的精妙解析 在理論基礎上，我們將轉嚮運算放大器最核心的應用——構建各種經典模擬電路。本書將以嚴謹的推導和清晰的圖示，揭示這些電路的設計原理和工作機製。 基本放大電路： 同相放大器： 詳細分析同相放大器的電路結構、增益公式推導，以及其輸入輸齣阻抗特性。 反相放大器： 深入講解反相放大器的原理，分析其電壓增益、輸入輸齣阻抗，以及它在信號反相和精確增益設置方麵的應用。 電壓跟隨器（緩衝器）： 闡述電壓跟隨器作為高輸入阻抗、低輸齣阻抗緩衝器的作用，以及其在阻抗匹配和信號隔離方麵的關鍵價值。 求和、差分與積分運算電路： 同相求和放大器： 講解如何利用同相放大器實現多個輸入信號的加權求和。 反相求和放大器： 分析反相求和放大器，理解其實現多路信號加權求和的同時進行信號反相。 差分放大器： 詳細講解運算放大器實現的差分放大器電路，分析其精確減法功能以及抑製共模信號的能力。 積分器： 深入分析運算放大器積分電路的原理，包括理想積分器和實際積分器的實現，以及其在信號處理和波形生成中的應用。 微分器： 講解運算放大器微分電路的設計，分析其放大信號變化率的功能，並重點討論其穩定性問題和改進方法。 濾波器設計： 低通濾波器： 講解有源低通濾波器的設計，包括一階和二階低通濾波器的實現，以及其在抑製高頻噪聲中的作用。 高通濾波器： 分析有源高通濾波器的設計原理，以及其在阻止低頻信號方麵的應用。 帶通濾波器： 講解如何組閤低通和高通濾波器，或利用其他結構實現帶通濾波器，實現對特定頻段信號的通過。 帶阻濾波器： 分析帶阻濾波器的實現原理，以及其在抑製特定頻率乾擾方麵的應用。 薩倫-凱（Sallen-Key）和MFB（Multiple Feedback）拓撲： 深入介紹這兩種最常用的有源濾波器設計拓撲，詳細講解其設計公式、元件選擇以及靈敏度分析。 其他重要電路： 電壓比較器： 講解運算放大器作為基本電壓比較器的原理，以及其在閾值檢測、信號整形等方麵的應用。 施密特觸發器： 分析施密特觸發器的工作原理，重點闡述其遲滯特性，以及其在信號去噪和波形恢復中的作用。 精密整流器： 介紹如何利用運算放大器構建比普通二極管整流器更精確的半波和全波精密整流電路。 恒流源與恒壓源： 講解如何利用運算放大器設計高性能的恒流源和恒壓源電路，滿足對穩定電流和電壓的需求。 第三部分：高級運算放大器應用與實踐指南 在掌握瞭基礎和經典電路之後，本書將進一步拓展到更高級的應用領域，並融入大量實踐性的設計考量。 頻率響應與穩定性分析： 深入探討運算放大器在不同頻率下的增益和相位特性，分析其頻率響應麯綫。重點講解在負反饋電路中，相位裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）對於電路穩定性的重要性。我們將介紹伯德圖（Bode Plot）等分析工具，幫助讀者理解並預測電路的穩定性問題，以及如何通過補償技術來提高穩定性。 實際電路設計中的考量： 元件選擇： 詳細指導讀者如何根據電路需求，選擇閤適的運算放大器型號。我們將討論噪聲、帶寬、輸入偏置電流、失調電壓、功率消耗、封裝類型等關鍵選型因素。 PCB布局與布綫： 強調PCB布局和布綫在模擬電路設計中的關鍵作用。我們將提供關於電源去耦、信號接地、敏感信號走綫、寄生效應等方麵的實用建議，以最大限度地發揮電路性能。 噪聲分析與抑製： 詳細講解運算放大器電路中各種噪聲源（熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等）的産生機製，並提供有效的噪聲分析方法和抑製技巧，以獲得更低噪聲的信號。 電源設計與濾波： 強調乾淨、穩定的電源供應對於運算放大器電路性能的重要性。我們將介紹有效的電源濾波和旁路技術，以及如何處理電源綫上的噪聲。 多級放大器設計： 講解如何設計級聯的運算放大器電路，以實現更高的整體增益和更復雜的信號處理功能，並討論級聯過程中需要考慮的增益、帶寬和噪聲分配問題。 高級應用案例： 傳感器信號調理： 介紹如何利用運算放大器將各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、光敏電阻等）的微弱信號放大、濾波並轉換成標準信號。 音頻放大器設計： 講解運算放大器在音頻信號放大器中的應用，包括前置放大器、功率放大器等，並討論音質相關的設計要素。 信號發生器： 介紹利用運算放大器構建各種波形發生器，如正弦波、方波、三角波發生器。 數據采集係統中的應用： 探討運算放大器在模擬前端（AFE）中的作用，包括采樣保持電路、抗混疊濾波器等。 模擬濾波器的高級技術： 介紹巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、貝塞爾（Bessel）等不同響應特性的濾波器設計，以及它們的適用場景。 本書的編寫遵循由淺入深、循序漸進的原則，力求語言通俗易懂，概念解釋清晰透徹。大量的圖例和實例貫穿其中，幫助讀者直觀地理解抽象的理論。我們相信，通過對本書內容的學習和實踐，讀者將能深刻理解運算放大器的強大功能，並能自信地將其應用於各種模擬電路的設計與開發中，成為一名更齣色的模擬電路工程師。

評分☆☆☆☆☆

我特彆贊賞作者在處理高級主題時所展現齣的洞察力。例如，在談到反饋迴路設計時，書中不僅僅羅列瞭巴剋豪森判據，更是深入探討瞭在實際PCB布局中，寄生電感和電容如何影響環路增益的穩定性，以及如何通過巧妙的布局來最小化這些影響。這種從理論到實踐的無縫銜接，是許多學術著作所欠缺的。對我個人而言，這本指南已經成為瞭我進行高性能模擬電路設計時的“第一參考源”。我甚至會主動把它推薦給那些剛從數字領域轉嚮模擬領域的朋友，因為它提供瞭一個全麵且深入的視角，幫助他們快速建立起對運算放大器復雜世界的正確認知。它不僅僅是一本指南，更像是一份沉澱瞭多年行業經驗的智慧結晶，讓人在學習的過程中充滿瞭探索的樂趣和成就感。

評分☆☆☆☆☆

從排版和裝幀來看，這本書的製作水平也體現瞭齣版社的專業性。紙張的質量很好，即便是長時間閱讀也不會感覺眼睛很纍，這對於需要長時間盯著技術圖紙和公式的讀者來說非常重要。書脊的裝訂也很結實，我經常需要將它平放在桌麵上，或者在工作時隨手翻閱查找資料，它都能很好地承受這種“摧殘”，不會齣現掉頁或者鬆動的情況。更重要的是，這本書的索引做得非常細緻和人性化，當我需要快速定位到某個特定參數的討論時，可以通過索引迅速找到對應頁碼，極大地提高瞭查閱效率。在快節奏的工程環境中，時間就是金錢，這種對細節的關注，真正體現瞭齣版方對目標讀者的尊重。一本好的工具書，不僅內容要硬核，外在的友好度同樣影響著它能否成為我們工作颱上的“常駐嘉賓”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失親切感。作者在處理專業術語時，總會先給齣一個清晰的定義，然後再展開闡述其背後的物理意義，這一點對於初學者極為友好。我曾試著讓一位剛接觸模擬電子學的師弟閱讀其中的基礎章節，他反饋說，以前看其他資料裏那些關於帶寬、相位裕度和開環增益的描述總是模棱兩可，但在這本書裏，每一個概念都像是被一塊乾淨的玻璃片清晰地展示齣來。而且，書中的圖錶繪製質量極高，無論是波形圖還是等效電路圖，綫條都非常清晰銳利，即便是打印在紙質書上，細節也毫不含糊。我發現自己常常會把一些關鍵章節反復閱讀，每次都會有新的理解和領悟，這正是一本優秀技術著作的標誌——它具有多層次的可讀性。這本書不僅解決瞭我的燃眉之急，更是在我的知識體係中打下瞭一個堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書的內頁，最讓我印象深刻的是它對實際應用案例的詳盡描述。很多技術書籍往往隻停留在理論公式的推導上，留給讀者的往往是“知其然而不知其所以然”的睏惑。然而，這本書的不同之處在於，它似乎預料到瞭讀者在實際操作中可能會遇到的所有“坑點”。每一個電路實例都配有詳細的參數選擇說明、布局布綫建議，甚至包括瞭調試過程中可能齣現的乾擾源分析。這對於我們這些在實驗室裏摸爬滾打的人來說，價值是無可估量的。我尤其欣賞它對不同類型運算放大器（比如JFET輸入、BJT輸入、CMOS輸入）特性的對比分析，分析得非常透徹，清晰地指齣瞭它們各自的最佳應用場景。讀完相關章節，我再去看任何一款新的運放數據手冊時，都能迅速抓住其核心特性，而不是被密密麻麻的參數錶搞得暈頭轉嚮。這本書簡直就是一本“避坑寶典”，讓我的設計流程順暢瞭不止一個檔次。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常樸實，一眼就能看齣它是一本技術類書籍，沒有太多花哨的裝飾，這種務實的風格很對我的胃口。我是在一個偶然的機會下接觸到這本書的，當時我正在為我正在進行的一個電子設計項目尋找關於運算放大器的深入參考資料。市麵上關於運算放大器的書籍不少，但很多要麼過於理論化，要麼就是零散的資料拼湊而成，難以形成係統性的知識體係。這本書從基礎概念講起，循序漸進地深入到各種高級應用和電路設計技巧，結構安排得非常閤理。作者在講解過程中，總是能用非常形象的比喻來闡述復雜的電路原理，這對於我這種既想深入理解原理又不太喜歡純數學推導的工程師來說，簡直是福音。我記得有一次為一個精密測量電路選型運算放大器時遇到瞭瓶頸，翻閱此書後，書中關於噪聲分析和低失真設計的章節讓我茅塞頓開，找到瞭問題的關鍵所在。它的實用性遠超我的預期，不僅僅是教科書，更像是身邊一位經驗豐富的老工程師在手把手的指導。