运算放大器应用基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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段尚枢 编

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• 运算放大器
• 模拟电路
• 电路分析
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• 信号处理
• 基础电子
• 模拟电路设计
• 放大器
• 电路
• 电子技术

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560303918

版次：3

商品编码：10832225

包装：平装

开本：16开

出版时间：2005-06-01

页数：195

内容简介

《运算放大器应用基础》按机械电子工业部的工科机、电类专业教材的出版规划，根据“电磁测量技术及仪表”专业教材编审委员会制定的教学计划和教学大纲编写出版的。《运算放大器应用基础》对运算放大器及其应用着重于从基础方面作了比较全面和深入地分析与介绍。全书共八章，内容包括运算放大器的基础知识，信号放大电路，模拟运算器，线性变换器，非线性波形变换器，RC有源滤波器，模拟电压比较器和信号发生器。《运算放大器应用基础》为高等工程院校电磁测量及仪表专业本科生教材，也可供从事自动检测、电子测量仪器、自动控制、计算机技术等有关专业师生、工程技术和科研工作者在学习和应用运算放大器电路时参考。

目录

第一章 集成运算放大器的基础知识
1-1 集成运算放大器的基本构成和表示符号
1-2 理想运算放大器及其等效模型
1-3 集成运算放大器的特性参数及分类
1-4 集成运算放大器的实际等效模型
1-5 集成运算放大器特性参数的测试方法
1-6 集成运算放大器负反馈电路的稳定性

第二章 信号放大电路
2-1 集成运算放大器的基本放大电路
2-2 基本放大电路的误差分析
2-3 仪器放大器
2-4 动态校零型斩波放大器

第三章 基本模拟运算器
3-1 模拟加法器和减法器
3-2 模拟积分器
3-3 模拟微分器
3-4 模拟对数运算器
3-5 模拟指数运算器
3-6 模拟乘法器

第四章 线性变换器
4-1 电压一电流变换器
4-2 电流一电压变换器
4-3 电桥放大器
4-4 电荷放大器
4-5 阻抗模拟变换器

第五章 非线性波形变换器
5-1 线性检波电路
5-2 绝对值变换器
5-3 限幅器
5-4 二极管函数变换器

第六章 RC有源滤波器
6-1 概述
6-2 传递函数的幅度近似问题
6-3 滤波器传递函数的设计
6-4 电压控制电压源单端正反馈型基本节电路
6-5 电压控制电压源双重正反馈型基本节电路
6-6 双二阶电路
6-7 灵敏度

第七章 模拟电压比较器
7-1 模拟电压比较器及其特性
7-2 过零电压比较器
7-3 电平检测器
7-4 回差电压比较器
7-5 窗口电压比较器
7-6 动态校零型电压比较器

第八章 信号波形发生器
8-1 正弦波发生器
8-2 方波和三角波发生器
8-3 压控振荡器
8-4 脉冲波和锯齿波发生器
8-5 阶梯波发生器
参考文献

前言/序言

《电子测量仪器原理与实践》 内容概要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入理解现代电子测量仪器核心原理的途径，并指导其实际操作与应用。全书共分十三章，涵盖了从基础概念到高级技术，从理论分析到实际案例的广泛内容。本书的编写，力求在理论的严谨性与实践的可操作性之间取得平衡，使读者不仅能够理解测量仪器的“是什么”，更能明白“为什么”以及“如何做”。 第一章 绪论：测量与测量仪器 本章首先阐述了测量在科学技术、工业生产和日常生活中不可或缺的地位，强调了精确测量是认识世界、控制过程的基础。接着，引出“测量仪器”的概念，将其定义为用于获取、处理、显示和记录物理量信息的工具。本章将深入探讨测量的基本概念，如物理量、计量单位、测量不确定度、测量误差的来源及其分类（系统误差、随机误差、粗大误差）。在此基础上，详细介绍了测量仪器的基本组成部分：传感器、信号调理电路、信号转换器、数据处理单元、显示与记录设备。最后，本章对电子测量仪器的发展历程和未来趋势进行了简要回顾，为后续章节的学习奠定坚实的理论基础。 第二章 信号基础与信号处理 电子测量仪器工作的核心是对各种物理信号进行采集、转换和处理。因此，本章将聚焦于信号的基础知识。首先，介绍不同类型的信号，包括模拟信号和数字信号，以及它们在时域和频域的表示方法。重点讲解了信号的幅度、频率、相位、波形等基本参数的意义。接着，深入探讨信号的特性，如带宽、信噪比、失真等，这些参数直接影响到测量的精度和可靠性。在此基础上，本章详细介绍了信号处理的基本技术，包括滤波（低通、高通、带通、带阻滤波器的原理与设计）、放大（直流放大、交流放大、斩波放大、运算放大器在信号放大中的应用）、衰减、调制与解调等。此外，还介绍了信号的采样与量化过程，这是将模拟信号转换为数字信号的关键步骤，并探讨了采样定理及其在实际应用中的注意事项。 第三章 传感器技术 传感器是测量仪器的“眼睛”和“触角”，负责将待测物理量转换为电信号。本章将全面介绍各种常用传感器的原理、特性和应用。我们将从传感器的基本分类入手，介绍电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、光电式、霍尔效应传感器等。对于每种类型的传感器，将详细分析其工作原理，阐述其敏感元件的物理特性如何随被测量（如温度、压力、位移、力、光强度、磁场等）的变化而改变。本章还会讨论传感器的关键性能指标，如灵敏度、线性度、迟滞、重复性、响应时间、测量范围等，并指导读者如何根据具体的测量任务选择合适的传感器。同时，还将介绍一些智能传感器和MEMS传感器的新型发展，以及它们在现代测量系统中的作用。 第四章 数据采集系统 数据采集系统（DAQ）是现代电子测量仪器的核心部件之一，它负责将来自传感器（通常是模拟信号）的原始数据转换成计算机可以识别和处理的数字信号。本章将深入剖析数据采集系统的组成和工作原理。首先，介绍ADC（模数转换器）的各种类型，如逐次逼近型、双积分型、Σ-Δ型、流水线型ADC，并详细解释它们的转换原理、精度、分辨率、转换速度等关键参数。同时，也会介绍DAC（数模转换器）在信号回放等应用中的作用。接着，将讲解多路数据采集的技术，包括多路复用器的作用以及同步采样和异步采样的方法。本章还将探讨数据采集系统的时序控制，包括采样时钟、触发机制（硬件触发、软件触发、外部触发）等。最后，将介绍数据采集系统的接口技术，如USB、Ethernet、PCIe等，以及与PC端软件的集成，为实现高效的数据获取和分析奠定基础。 第五章 数字示波器原理与应用 数字示波器是用于观察和分析电信号随时间变化的波形和参数的通用测量仪器，在电子工程师的日常工作中扮演着至关重要的角色。本章将深入讲解数字示波器的基本原理和主要功能。我们将从示波器的基本组成入手，介绍信号输入通道、前端放大器、ADC、存储器、触发系统、显示系统以及控制接口。重点讲解触发系统的原理，包括边沿触发、脉冲触发、视频触发、斜率触发等，以及它们在捕捉特定信号事件中的应用。本章还将详细介绍数字示波器提供的各种测量功能，如电压测量（直流、峰峰值、幅值）、时间测量（周期、频率、占空比、上升/下降时间）、光标测量、参数自动测量等。此外，还将介绍数字示波器的高级功能，如FFT（快速傅里叶变换）分析、存储波形、波形比较、眼图测试等，并结合实际案例，指导读者如何利用数字示波器进行信号调试、故障诊断和性能评估。 第六章 频谱分析仪 频谱分析仪是用于测量和显示信号在频率域的分布特性的仪器，对于射频、微波通信、雷达系统以及电磁兼容性（EMC）测试等领域至关重要。本章将系统地介绍频谱分析仪的原理和使用方法。我们将从扫频外差接收机的基本原理出发，解释其如何通过混频和滤波来逐点测量输入信号的功率谱密度。重点介绍频谱分析仪的关键参数，如中心频率、扫频范围、分辨率带宽（RBW）、视频带宽（VBW）、参考电平、动态范围等，并深入分析它们对测量结果的影响。本章还将讲解频谱分析仪的常用工作模式，如扫描模式、触发模式、平均模式、最大值保持模式等。此外，还将介绍频谱分析仪在杂散信号检测、信道功率测量、失真分析、阻塞测试等方面的应用，并提供实际操作指导。 第七章 函数发生器与任意波形发生器 函数发生器和任意波形发生器（AWG）是产生标准波形和任意自定义波形信号的信号源，在电路设计、测试和教育等领域具有广泛应用。本章将详细介绍这两种仪器的原理和特性。函数发生器部分，将介绍其如何产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等基本波形，并讲解其频率、幅度、偏移等参数的调节方式。重点分析产生这些波形的电路结构，如RC振荡电路、LC振荡电路、积分电路、比较电路等。任意波形发生器部分，将侧重于介绍其强大的波形编辑功能，包括如何通过软件绘制、导入或采集波形，以及如何生成复杂的激励信号，如脉冲序列、调制信号、模拟数字信号等。本章还将探讨AWG在模拟通信系统测试、数字信号完整性分析、功率放大器特性测试等方面的应用，并给出实际操作的技巧。 第八章 信号发生器与其他激励源 除了基本的函数发生器和任意波形发生器，本章还将介绍其他类型的信号发生器和激励源，以满足更广泛的测试需求。我们将介绍射频信号发生器，其能够产生高频、可调谐的射频信号，并具备AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK等多种调制功能，是无线通信和射频工程领域不可或缺的工具。此外，还将介绍脉冲发生器，用于产生各种宽度、占空比和占空比的脉冲信号，在数字电路和时序测试中扮演重要角色。本章还会触及一些特殊的激励源，如噪声发生器（用于产生随机噪声，在通信系统和电子设备性能测试中用于模拟真实环境）、直流电源（作为稳定和可调的直流电压或电流源，用于偏置电路和电源特性测试）等。对于每种仪器，将阐述其核心原理、关键参数以及典型应用场景。 第九章 仪器校准与不确定度分析 保证测量结果的准确性和可靠性是电子测量仪器的根本要求，而仪器校准和不确定度分析是实现这一目标的关键环节。本章将深入探讨仪器校准的意义、方法和流程。首先，解释校准的目的，即通过与已知精确度的标准器进行比对，来评估和调整仪器的测量值，使其符合规定的计量要求。本章将介绍校准的类型，包括内部校准和外部校准，以及周期性校准的必要性。接着，详细讲解校准的步骤，包括准备工作、比对测量、数据记录、偏差计算以及校准证书的生成。在不确定度分析方面，本章将介绍不确定度的概念，包括系统不确定度和随机不确定度的来源，以及如何对其进行量化和评定。将讲解标准不确定度、合成标准不确定度以及扩展不确定度的计算方法，并介绍不确定度传播的原理。最后，将引导读者理解如何根据不确定度信息来评估测量结果的可靠性，以及如何在报告测量数据时正确地表达不确定度。 第十章 仪器维护与故障排除 任何电子仪器都需要定期的维护才能保持其最佳工作状态，并具备一定的故障排除能力。本章将为读者提供关于电子测量仪器维护和故障排除的实用指导。首先，介绍仪器的日常维护内容，包括清洁、外观检查、连接线检查、软件更新等，强调预防性维护的重要性。接着，将深入探讨常见的仪器故障及其可能的原因，如显示异常、信号输入问题、参数不稳定、触发失效、仪器无响应等。本章将指导读者如何通过观察仪器的工作状态、查阅仪器使用手册、进行简单的自检功能来初步判断故障。在此基础上，将介绍一些基本的故障排除步骤，如检查电源、复位仪器、替换易损部件（如保险丝）、隔离测试等。对于一些较为复杂的故障，将建议读者寻求专业维修人员的帮助，并提供关于如何向维修人员清晰描述故障现象的建议。 第十一章 嵌入式系统与仪器集成 随着电子技术的飞速发展，嵌入式系统在现代电子测量仪器中的应用越来越广泛，极大地提升了仪器的智能化水平和集成度。本章将探讨嵌入式系统在测量仪器中的作用，以及如何实现仪器的集成。首先，介绍嵌入式系统的基本构成，包括微处理器、存储器、输入/输出接口、操作系统等，并阐述其在仪器控制、数据处理、用户界面交互等方面的优势。接着，将讲解如何在仪器设计中集成嵌入式系统，包括硬件选型、固件开发、软件编程等。本章还将重点介绍仪器间的集成与通信，如通过标准总线（如GPIB、USB、Ethernet）连接多个仪器，构建复杂的测试系统。我们将讨论如何利用仪器控制器（如PC、专用控制器）来协调和管理整个测试流程，实现自动化测试。最后，将展望嵌入式系统在未来测量仪器发展中的趋势，如更强的计算能力、更丰富的功能集成、以及与物联网（IoT）的融合。 第十二章 仪器网络化与远程控制 网络化和远程控制是现代测量仪器发展的重要方向，使得测量过程更加灵活、高效和智能化。本章将深入探讨仪器网络化与远程控制的相关技术和应用。首先，介绍仪器网络通信的基本协议和标准，如TCP/IP协议族、HTTP、VXIplug&play等。接着，将详细讲解如何实现仪器的网络连接，包括使用以太网接口、Wi-Fi模块等。本章的核心内容将是仪器的远程控制技术，包括远程命令控制（SCPI命令）、远程GUI控制以及基于Web的远程访问。我们将演示如何通过PC或其他终端设备，远程操控仪器的各项功能，如设置参数、执行测量、读取数据等。此外，还将介绍如何构建基于网络的分布式测量系统，实现多地协同测量和数据共享。最后，将讨论网络化仪器在远程故障诊断、远程升级、以及构建智能制造和智慧实验室中的重要作用。 第十三章 案例分析与综合应用 本章通过一系列典型的案例分析，将前面各章节所介绍的知识融会贯通，展示电子测量仪器在实际工程项目中的综合应用。我们将选择不同领域的典型应用场景，例如： 通信系统测试： 分析如何利用频谱分析仪、信号发生器和示波器来测试手机、无线路由器等通信设备的性能，包括信号质量、误码率、发射功率等。 电子产品研发与生产： 演示如何利用示波器、逻辑分析仪、电源等仪器来调试电路、验证设计、进行产品功能测试和质量控制。 工业自动化： 介绍如何利用各种传感器、数据采集系统和PLC（可编程逻辑控制器）等，构建工业监测和控制系统，例如对生产线上的温度、压力、流量进行实时监测和调控。 科学研究： 展示如何在实验室中使用高精度测量仪器来研究新材料特性、验证物理理论、进行生物信号采集等。 通过对这些案例的深入剖析，读者不仅能够加深对各种测量仪器功能和工作原理的理解，更能掌握在具体工程问题中如何选择、配置和使用测量仪器，从而有效地解决实际问题。本章将强调理论与实践的结合，鼓励读者将所学知识应用于未来的学习和工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为那些想在电子世界里遨游的初学者量身打造的！我刚开始接触模拟电路的时候，对运算放大器这个概念简直是一头雾水，各种符号、各种参数看得我头晕眼花。但自从我翻开这本《运算放大器应用基础》后，感觉像是打开了新世界的大门。作者没有上来就堆砌一堆复杂的公式和理论，而是循序渐进地从最基础的运放结构和工作原理讲起，用非常生动形象的比喻来解释那些抽象的概念，比如把运放比作一个“聪明的放大器”，能根据输入信号的微小变化做出巨大的响应，这让我一下子就理解了它的核心作用。书中大量的实例也让我受益匪浅，从简单的信号放大、信号叠加，到稍微复杂一些的滤波器、积分器，每一个应用都配有清晰的电路图和详细的分析过程，我跟着书中的步骤一步步动手搭建，亲眼看到电路按照预期工作，那种成就感无与伦比！而且，作者还非常贴心地指出了在实际电路设计中可能遇到的问题以及解决方法，比如如何选择合适的运放型号、如何处理噪声等，这些都是在学校课堂上很难学到的宝贵经验。读完这本书，我感觉自己不再害怕面对模拟电路了，甚至开始跃跃欲试，想尝试设计更复杂的电路了！

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，我仿佛经历了一次“化繁为简”的旅程。作为一名非电子专业出身的读者，我对运算放大器一直抱有一种敬畏但又不敢轻易触碰的心态。然而，《运算放大器应用基础》却用一种极其友好的方式，将这个看似复杂的领域变得触手可及。书中对每一个基本概念的解释都力求通俗易懂，并且总是伴随着清晰的图示和生动的比喻。我特别喜欢作者在讲解一些基础电路时，反复强调的“信号路径”和“信号的传递方向”，这让我对电路的整体工作流程有了更清晰的认识。而且，书中的案例选择也十分巧妙，从最简单的电压跟随器到更复杂的三角波发生器，每一步都搭建在一个清晰的逻辑链条上，让我能够循序渐进地掌握核心知识。这本书最让我感到惊喜的是，它不仅仅教授了“如何做”，更引导我思考“为什么这样做”，让我能够举一反三，在面对新的电路问题时，也能找到解决的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实在性是我最看重的一点。市面上很多关于电子技术的书籍，往往过于理论化，要么就是充斥着各种高深莫测的数学推导，看得人云里雾里，结果学完之后还是不知道怎么实际应用。而《运算放大器应用基础》则完全不同，它更像是一本“实操手册”，作者深知初学者最需要的是什么——清晰的逻辑、直观的解释和实用的例证。我尤其喜欢书中对各种运放电路的讲解方式，比如差分放大器、电压跟随器等等，作者会先从其基本功能讲起，然后逐步深入到其工作原理，再通过实际应用场景来展示其价值。书中没有回避那些“为什么”，而是用一种非常易于理解的方式来解答。而且，书中的插图和图示非常丰富，每个电路图都画得十分规范，参数标注清晰，让你一眼就能明白电路的连接方式和各个元件的作用。我常常一边看书，一边在脑海里勾勒电路的模样，甚至还会自己画草图来加深理解。这本书真的让我感受到了“学以致用”的乐趣，它不是让你死记硬背，而是让你理解背后的逻辑，掌握解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子工程充满好奇但又缺乏系统学习的爱好者，这本书的出现，无疑是给我指明了一个方向。我之前总是被那些复杂的电子元件弄得眼花缭乱，尤其是在面对一些看起来很简单的应用电路时，却总摸不着门道。这本书恰恰解决了我的这个痛点。作者以一种非常接地气的方式，将运算放大器这一核心元件的各种应用场景娓娓道来。我最欣赏的是书中对于“信号调理”和“滤波器”这些章节的阐述，这些都是在实际的信号采集和处理中非常关键的环节。作者用非常形象的比喻，比如把滤波器比作一个“筛子”，能过滤掉不想要的噪声，保留有用的信号，这让我一下子就抓住了核心思想。而且，书中的例子并非空中楼阁，而是贴近实际应用，比如在音频处理、传感器信号放大等方面的应用，让我看到了运放的实际价值，也激发了我进一步学习和实践的兴趣。读完这本书，我不再觉得电子电路是遥不可及的科学，而是充满了趣味和创造力的领域，让我对未来在电子领域的探索充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常独特，它不像是一本教科书，更像是一位经验丰富的工程师在跟你“面对面”交流，分享他的独到见解。我喜欢作者在讲解过程中穿插的那些“小贴士”和“注意事项”，这些细节往往是决定电路成败的关键。比如，在讲解同相放大器时，作者不仅解释了其增益的计算方法，还特别强调了输入阻抗和输出阻抗对电路性能的影响，以及如何通过选择合适的元件来优化设计，这些都是非常实用的经验。书中对各种运算放大器典型应用的分析也非常深入，不仅仅是停留在“是什么”的层面，更深入到“为什么”和“怎么做”的层面。我常常被作者的讲解思路所吸引，他能够从一个简单的应用场景出发，逐步引申出背后的电路原理和设计考量，让我有一种茅塞顿开的感觉。这本书让我深刻体会到，电路设计并非是一成不变的教条，而是需要根据实际需求灵活变通的艺术。