运算放大器应用电路设计 严刚峰 9787030497598 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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严刚峰 著

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030497598

商品编码：29308978225

包装：平装-胶订

出版时间：2016-12-01

基本信息

书名：运算放大器应用电路设计

定价：88.00元

作者：严刚峰

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2016-12-01

ISBN：9787030497598

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装-胶订

开本：128开

商品重量：0.4kg

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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探索模拟电路的奥秘：信号处理与系统设计的精妙实践 本书深入剖析了运算放大器作为核心电子元器件在模拟电路设计中的广泛应用。我们将从基本原理出发，逐步构建起一系列功能强大且实用的电路模块，旨在为读者提供一套系统而全面的运算放大器应用设计方法论。本书的重点在于将理论知识转化为实际设计能力，帮助读者理解不同电路拓扑的优势与局限，并学会根据具体需求选择和优化电路方案。 第一部分：运算放大器的基础理论与关键特性 在深入探讨复杂应用电路之前，扎实的理论基础是不可或缺的。本部分将首先回顾运算放大器（Op-Amp）的基本构成原理，包括差分放大级、增益级和输出级的工作方式。我们将详细解析理想运算放大器的几个核心特性：零输入失调电压、无限开环增益、无限输入阻抗、零输出阻抗以及无限带宽。然而，现实中的运算放大器并非完美，因此，我们会着重介绍实际运算放大器的关键参数，如： 输入失调电压 (Input Offset Voltage): 解释其产生原因，以及在直流应用中可能带来的误差，并介绍零点漂移的概念。 输入偏置电流 (Input Bias Current) 与输入失调电流 (Input Offset Current): 分析这些电流对电路精度的影响，特别是在高阻抗电路中。 开环增益 (Open-Loop Gain): 探讨其随频率变化的特性，引入增益-带宽积 (Gain-Bandwidth Product, GBW) 的概念，并说明其在有限增益应用中的重要性。 共模抑制比 (Common-Mode Rejection Ratio, CMRR): 强调运算放大器抑制共模信号的能力，以及其在噪声抑制方面的作用。 电源抑制比 (Power Supply Rejection Ratio, PSRR): 说明电源噪声如何通过PSRR被抑制，以及选择合适电源的重要性。 压摆率 (Slew Rate): 解释其限制运算放大器输出信号上升/下降速度的能力，特别是在处理高频大信号时。 输出电压摆幅 (Output Voltage Swing): 讨论实际输出电压与电源电压的差距，以及其对电路动态范围的影响。 通过对这些特性的深入理解，读者将能够更准确地预测电路的性能，并有效避免潜在的设计陷阱。 第二部分：运算放大器经典应用电路详解 本部分将是本书的核心内容，我们将通过大量经典且实用的电路示例，展示运算放大器在信号处理领域的强大能力。每个电路都将从基本原理、电路分析、参数计算、实际设计考量以及潜在的改进方案等多个维度进行阐述。 2.1 反馈放大器 circuits 同相比例（同相）放大器 (Non-inverting Amplifier): 分析其电压增益由外部电阻决定，输入阻抗高，无相移的特点。推导增益公式，并讨论其在缓冲器和信号放大中的应用。 反相比例（反相）放大器 (Inverting Amplifier): 探讨其电压增益的负值，输入阻抗较低，存在180度相移的特性。推导增益公式，并讲解其在信号反转、加法和减法电路中的基础作用。 电压跟随器 (Voltage Follower / Buffer): 重点分析其单位增益，极高的输入阻抗和极低的输出阻抗。解释其作为阻抗匹配和缓冲器的关键作用，解决信号源输出能力不足的问题。 差分放大器 (Differential Amplifier): 详细解析其对两个输入信号之差进行放大的功能。分析其共模抑制能力，推导其电压增益，并介绍其在传感器信号采集、噪声消除等方面的应用。 多重反馈滤波器 (Multiple Feedback Filters): 介绍其利用运算放大器和电阻、电容构成低通、高通、带通滤波器。分析其Q值和中心频率的计算，以及其在信号调理中的重要性。 2.2 信号处理电路 积分器 (Integrator): 探讨其将输入信号进行积分的功能，分析其输出与输入信号积分值成比例。讨论其在波形发生器、斜波发生器中的应用，以及如何解决实际积分器中直流漂移问题（如使用高精度运算放大器或引入反馈电阻）。 微分器 (Differentiator): 分析其将输入信号进行微分的功能，输出与输入信号的微分值成比例。深入讨论其在高频噪声敏感性问题，并提出改进方案，如在输入端串联电阻或在反馈通路中并联电阻以限制高频增益。 电流-电压转换器 (Current-to-Voltage Converter, Transimpedance Amplifier): 讲解其将输入电流转换为输出电压的功能。重点分析其在光电二极管、传感器信号采集中的应用，并探讨其带宽和稳定性问题。 电压-电流转换器 (Voltage-to-Current Converter): 介绍其将输入电压转换为输出电流的功能。讨论其在驱动负载、产生恒定电流源方面的应用。 2.3 信号源与波形发生器 三角波/方波发生器 (Triangle Wave/Square Wave Generator): 结合比较器（或利用运算放大器作为比较器），构建基于积分和比较原理的三角波和方波发生器。分析其频率和占空比的确定。 正弦波发生器 (Sinusoidal Wave Generator): 介绍基于RC移相、RLC振荡或状态变量滤波器的正弦波产生方法。重点分析如何使用运算放大器实现稳定的振荡。 2.4 信号调理与测量电路 精密二极管 (Precision Rectifier): 解释如何利用运算放大器克服普通二极管的正向压降，实现对微弱信号的精确整流，例如半波和全波精密整流器。 采样保持电路 (Sample-and-Hold Circuit): 详细说明其捕获瞬时信号并保持其值的原理，分析其在数据采集系统中的作用。 仪表放大器 (Instrumentation Amplifier): 强调其高输入阻抗、高共模抑制比、精确且可调的增益等特性，适用于测量微弱的差分信号，如桥式电路、热电偶等。 第三部分：运算放大器的高级应用与设计考量 在掌握了基础和经典的电路之后，本部分将进一步探讨更复杂的应用场景和高级的设计技巧。 有源滤波器设计 (Active Filter Design): Butterworth 滤波器: 介绍其通带内平坦的幅度响应特性，分析其设计方法和频率响应。 Chebyshev 滤波器: 讲解其通带内有纹波，但截止特性更陡峭的特点，分析其设计和应用场景。 Bessel 滤波器: 重点介绍其具有线性相位响应的特点，适用于对信号瞬态响应要求高的场合。 Sallen-Key 拓扑: 详细讲解其利用单个运算放大器实现二阶滤波器的方法，包括低通、高通和带通形式。 状态变量滤波器 (State Variable Filter): 介绍其能够同时产生低通、高通和带通输出，且增益、Q值和中心频率可独立调节的强大滤波器结构。 电源与基准电压电路 (Power Supply and Voltage Reference Circuits): 线性稳压器 (Linear Regulators): 介绍其基本工作原理，并讨论如何利用运算放大器构建更灵活的线性稳压电路。 开关稳压器 (Switching Regulators) 简介: 简要介绍开关稳压器的概念，并说明其与线性稳压器的区别。 精密电压基准源 (Precision Voltage Reference Sources): 讲解如何利用齐纳二极管或带隙基准电路，配合运算放大器构建高精度、低漂移的电压基准。 数模混合信号设计中的运算放大器应用 (Op-Amp in Mixed-Signal Design): ADC/DAC 驱动与缓冲: 讨论如何选择合适的运算放大器作为模数转换器 (ADC) 和数模转换器 (DAC) 的驱动器，以保证信号的完整性和转换精度。 抗混叠滤波器 (Anti-aliasing Filter): 强调其在ADC输入端的重要性，防止高频信号混叠成低频假信号。 PCB 设计中的注意事项 (PCB Design Considerations): 接地与布线: 强调良好的接地策略和信号布线对模拟电路性能的重要性，如星型接地、地线分割等。 去耦与滤波: 讨论在电源线和信号线上使用旁路电容和滤波器的作用，以抑制噪声和提高稳定性。 热管理: 分析高功率应用中运算放大器的散热问题，以及如何进行热设计。 噪声分析与抑制 (Noise Analysis and Suppression): 运算放大器自身的噪声: 分析输入电压噪声和电流噪声。 电阻噪声: 讨论热噪声和散粒噪声。 噪声的源头与传播: 识别电路中的噪声源，并分析其在电路中的传播路径。 降噪技术: 介绍滤波、屏蔽、差分信号传输等降噪方法。 第四部分：实际案例分析与设计流程 为了巩固所学知识，本部分将提供几个综合性的设计案例，涵盖从需求分析、电路选型、参数计算、仿真验证到实际调试的完整流程。这些案例可能包括： 高精度传感器信号调理模块设计 音频放大器电路设计 低噪声信号采集系统设计 通过这些案例，读者将能够亲身体验如何将理论知识应用于解决实际工程问题，并逐步培养独立解决复杂模拟电路设计问题的能力。 本书旨在为电子工程领域的学生、工程师和爱好者提供一份详实的技术指南。通过系统学习本书内容，读者不仅能深入理解运算放大器的精妙之处，更能掌握一系列实用的电路设计技巧，从而在信号处理和系统设计的道路上迈出坚实的步伐。

评分☆☆☆☆☆

这本书名，运算放大器应用电路设计，严刚峰，9787030497598，这些关键词组合在一起，给我的第一印象是专业、严谨。对于我这种在电子工程领域摸爬滚打多年的工程师来说，一本好的电路设计书籍，往往是解决实际问题的宝藏。我希望这本书能够超越基础概念，直击复杂和高端的应用。例如，在射频前端设计中，如何利用运算放大器实现低噪声放大？在电源管理领域，如何设计高效、稳定的运放控制电路？在模数混合信号系统中，如何巧妙地利用运算放大器进行信号调理以提高转换精度？我更期待的是，书中能够提供一些关于“鲁棒性设计”的思路，也就是说，如何设计出即使在元件参数有一定偏差，或者环境条件有一定波动的情况下，性能依然能够保持稳定的电路。如果书中能够提供一些实际的测试方法和性能评估标准，并且能对电路设计中的潜在陷阱进行预警，那就更能体现其价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名非常吸引人，尤其是对于我这种刚刚接触模拟电子领域，并且对实际电路应用充满好奇的学生来说。“运算放大器应用电路设计”这个标题直接点明了主题，让人感觉这不像是一本枯燥的理论堆砌，而是能够切实指导我们如何运用这些强大的元件去解决实际问题。严刚峰这个名字虽然我之前没听过，但9787030497598这个ISBN号，让我觉得它是一本正规出版的、经过审核的书籍，质量应该有所保障。我最期待的是书中能详细讲解运算放大器在各种经典应用电路中的具体设计思路和步骤，比如有源滤波、信号调理、仪器放大器、振荡器等等。我希望它不仅仅是给出电路图和公式，更能深入剖析每一个元件的选择理由，每一个参数的计算过程，以及电路在实际工作时可能遇到的干扰和优化方法。毕竟，理论知识可以通过各种渠道学习，但将理论转化为实用的电路，这才是最考验设计能力的，也是最能体现一本书价值的地方。如果这本书能够做到这一点，我相信它会成为我案头必备的工具书。

评分☆☆☆☆☆

一本好的电路设计书籍，对于我来说，不仅仅是知识的传递，更是一种思维的启迪。这本书名《运算放大器应用电路设计》，加上严刚峰和9787030497598，让我感觉它有潜力成为这样一本。我最看重的是它能否帮助我建立起一套完整的电路设计框架。这意味着，当面对一个具体的应用需求时，我能够知道从哪里着手，需要考虑哪些关键因素，以及如何一步一步地推导出最终的电路方案。例如，在设计一个音频前置放大器时，除了放大增益，还需要考虑输入阻抗、输出阻抗、频率响应、噪声指标、动态范围等等。这本书能否提供一个清晰的流程，指导我如何在这些相互关联的参数之间进行权衡和取舍？我尤其希望它能包含一些关于“负反馈”在电路设计中的应用，这是运算放大器最核心的工作原理之一，深刻理解它对于设计高性能电路至关重要。如果书中能展示一些“意想不到”的运放应用，或者对一些常见但容易被忽视的细节进行深入阐述，那将是极大的收获。

评分☆☆☆☆☆

对于一本名为《运算放大器应用电路设计》的书籍，我首先会关注它的实用性和前瞻性。严刚峰教授（假设为教授）的著作，从我有限的经验来看，往往能兼顾理论深度与工程实践。9787030497598这个信息，告诉我这是一本有体系、有 ISBN 的出版物，说明它经过了出版流程的检验，应该不会是那种零散的、不成体系的技术文档。我希望这本书能够超越基础的同相、反相放大电路，深入到更复杂的信号处理场景。比如，在噪声抑制方面，它能否提供一些巧妙的设计技巧？在宽带信号放大时，如何处理频率响应的滚降和相位失真？在高精度测量电路中，如何选择低噪声、低失调的运算放大器，并进行补偿？我更期待的是，书中能给出一些实际案例分析，比如在生物信号采集、音频设备、传感器接口等领域的应用，通过这些案例，读者可以直观地感受到运算放大器在不同场景下的独特魅力和设计智慧。如果能提供一些原理图以外的 PCB 布局建议，那就更加完美了，因为良好的 PCB 设计对模拟电路的性能至关重要。

评分☆☆☆☆☆

拿到一本写着“运算放大器应用电路设计”的书，最想看到的是那种既有理论深度又不失操作性的内容。这本书的书名和作者信息（严刚峰），以及那个9787030497598的国际标准书号，都让我觉得它不是一本随意拼凑出来的“快餐书”。我非常希望它能够系统地梳理运算放大器在各种典型应用中的设计原理，并且能够清晰地展示出从需求分析到最终电路实现的完整过程。比如，在设计一个滤波器时，不仅仅给出巴特沃斯、切比雪夫等几种经典滤波器类型，还能指导读者如何根据具体的信号特性和性能要求，选择合适的滤波器类型，并计算出相应的元件值。同样，对于仪表放大器，除了介绍它的基本结构，还应该讲解如何通过选择不同的运放和电阻配置，来实现高共模抑制比、低噪声和精确的增益。最重要的是，我希望这本书能有一些“隐藏的技巧”或者“老道的经验”分享，这些是你在一般的网络资料上很难找到的，能够帮助我们少走弯路，提高设计的效率和电路的可靠性。