全新正版 運算放大器指南(第4版) Bruce Carter 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
• Bruce Carter
• 電路設計
• 信號處理
• 第四版
• 教科書
• 參考書
• 電子技術

店鋪： 久點圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115354044

商品編碼：29522982556

包裝：平裝

齣版時間：2014-06-01

基本信息

書名：全新正版 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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深入探索運算放大器的奧秘：原理、應用與設計全解析 本書旨在為電子工程領域的研究者、工程師、學生以及所有對精密模擬電路設計充滿熱情的人們，提供一本全麵而深入的運算放大器（Op-amp）理論與實踐指南。在電子技術飛速發展的今天，運算放大器作為最基本、最通用、最強大的模擬集成電路單元，其重要性不言而喻。從基礎信號處理到復雜的係統集成，幾乎所有涉及模擬信號的操作都離不開運算放大器。這本書將帶領您超越基礎的“虛短”、“虛斷”概念，深入剖析運算放大器的內部結構、工作原理、性能指標，並係統地介紹其在各種實際應用中的設計方法與技巧，為您在復雜的模擬電路設計領域打下堅實的基礎。 第一部分：運算放大器的基石——原理與模型 在掌握任何復雜技術之前，紮實的理論基礎是必不可少的。本書的第一部分將從最基礎的概念齣發，循序漸進地引導讀者理解運算放大器。 運算放大器的基本概念與符號： 我們將從最直觀的運算放大器符號入手，介紹其理想模型的核心特性，即無窮大的開環增益、無窮大的輸入阻抗以及零的輸齣阻抗。在此基礎上，詳細闡述“虛短”和“虛斷”的原理，以及它們如何成為分析負反饋運算放大器電路的強大工具。我們將通過一係列基礎的同相、反相放大器等電路分析，讓讀者深刻理解這些理想模型在實際電路分析中的應用。 運算放大器的內部結構與非理想效應： 理想模型固然方便，但真實的運算放大器卻存在各種非理想因素，這些因素直接影響電路的性能。本部分將深入剖析運算放大器的典型內部結構，包括輸入級（差分放大器）、增益級和輸齣級。我們會詳細講解差分放大器的工作原理，如何實現共模抑製。接著，我們將重點分析運算放大器在實際工作中所錶現齣的各種非理想特性，例如： 有限的開環增益： 為什麼開環增益有限會影響閉環增益的精度？我們將討論開環增益與閉環增益之間的權衡。 有限的輸入阻抗與非零的輸齣阻抗： 這些參數如何影響信號的傳輸和驅動能力？我們將分析其對電路性能的具體影響，並介紹如何通過外部電路補償。 輸入失調電壓與輸入偏置電流： 這些直流誤差如何影響放大器的精度？我們將講解它們的來源，以及如何通過電路設計最小化這些誤差的影響，並介紹零點漂移的概念。 共模抑製比（CMRR）與電源電壓抑製比（PSRR）： 它們是如何衡量運算放大器抑製噪聲和乾擾能力的？我們將深入探討這些參數的意義，並分析它們在實際應用中的重要性。 頻率響應與帶寬： 運算放大器的增益會隨著頻率的升高而下降，這是一個至關重要的參數。我們將詳細講解增益帶寬積（GBW）、單位增益帶寬、壓擺率（Slew Rate）等概念，並分析它們對放大器在高頻信號處理能力的影響。我們將探討補償電路的作用，以及如何根據應用需求選擇閤適的運算放大器。 輸齣電壓擺幅與輸齣電流能力： 真實的運算放大器輸齣電壓和電流是有限的，我們將分析這些限製如何影響電路的設計，以及如何選擇閤適的運算放大器來滿足功率需求。 跨導與跨阻模型： 除瞭電壓放大模型，在某些特定應用中，將運算放大器視為跨導（電壓輸入，電流輸齣）或跨阻（電流輸入，電壓輸齣）器件更為恰當。本部分將介紹這些模型，並為後續更復雜的應用電路奠定基礎。 第二部分：運算放大器的核心應用——經典電路與設計 運算放大器之所以強大，在於其能夠構建齣各種功能強大的模擬電路。本部分將係統地介紹運算放大器在各種經典電路中的應用，並提供詳細的設計思路和方法。 基礎放大電路的深入分析： 同相放大器與反相放大器： 除瞭增益計算，我們將深入探討輸入阻抗、輸齣阻抗以及它們在不同應用場景下的優劣勢。 差分放大器： 除瞭基本的差分放大功能，我們將探討其共模信號抑製能力，以及如何擴展其輸入通道。 電壓跟隨器（緩衝器）： 深入分析其高輸入阻抗和低輸齣阻抗的優勢，在信號隔離和阻抗匹配中的關鍵作用。 濾波器設計： 濾波器是信號處理中不可或缺的一部分。我們將從基本概念齣發，介紹不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻），並詳細講解如何使用運算放大器構建有源濾波器。 Sallen-Key 濾波器： 詳細介紹其結構、設計方程以及在二階和高階濾波器設計中的應用。 多重反饋（MFB）濾波器： 分析其相對於Sallen-Key濾波器的特點和優勢。 狀態變量濾波器： 探討其同時實現低通、高通和帶通濾波器的靈活性。 Butterworth、Chebyshev、Bessel 響應： 詳細解釋這些濾波器響應的特性，以及如何在設計中進行權衡。 信號調理與處理電路： 積分器與微分器： 分析其在模擬計算和信號處理中的應用，以及實際電路中存在的穩定性問題和解決方案。 比較器與施密特觸發器： 講解其數字信號轉換和信號整形功能，並分析滯迴電壓的作用。 精確整流器（Precision Rectifier）： 如何剋服二極管的導通壓降，實現精確的整流。 對數/指數運算電路： 介紹如何利用運算放大器實現乘法、除法、平方、開平方等非綫性運算。 振蕩器電路： 學習如何利用運算放大器構建各種類型的振蕩器，産生不同頻率的波形。 RC 振蕩器（相移、魏恩橋）： 分析其工作原理和頻率穩定性。 LC 振蕩器（哈特利、科勒皮茨）： 探討其在更高頻率下的應用。 方波、三角波、鋸齒波發生器： 介紹如何利用積分器和比較器實現。 數據采集與轉換電路： 采樣保持電路： 在模數轉換（ADC）過程中，如何對模擬信號進行精確采樣。 低功耗、低噪聲放大器設計： 在傳感器信號采集等對功耗和噪聲敏感的應用中，如何進行優化。 第三部分：高級運算放大器設計與實踐 在掌握瞭運算放大器的基本原理和經典應用後，本書將進一步深入探討更高級的設計技巧和實際工程中的考慮因素。 運算放大器的噪聲分析與抑製： 噪聲是模擬電路設計的“敵人”。我們將詳細分析運算放大器噪聲的來源，包括輸入電壓噪聲、輸入電流噪聲，以及外部元件産生的噪聲。學習如何計算電路的總噪聲，並介紹各種降低噪聲的有效方法，例如： 選擇低噪聲運算放大器： 如何根據應用需求選擇閤適的器件。 優化反饋網絡： 減小電阻噪聲。 濾波器技術： 抑製特定頻段的噪聲。 接地與布綫技巧： 減少共模噪聲和串擾。 穩定性分析與補償： 運算放大器在閉環應用中存在潛在的振蕩風險，尤其是在高增益或多級放大時。我們將深入講解波特圖（Bode Plot）等頻率響應分析工具，分析相位裕度和增益裕度，並介紹各種補償技術（如補償電容）來確保電路的穩定性。 高速運算放大器設計： 隨著信號傳輸速率的提高，高速運算放大器設計變得越來越重要。我們將討論與高速設計相關的挑戰，如寄生電容、電感、傳輸綫效應，以及如何選擇閤適的器件和優化PCB布局。 軌到軌（Rail-to-Rail）運算放大器： 探討其在單電源供電應用中的優勢，以及如何實現更寬的輸齣電壓擺幅。 運算放大器的選擇與評估： 提供一套係統的指導，幫助讀者根據具體的應用需求，從眾多運算放大器型號中選擇最閤適的器件。我們將討論關鍵參數的權衡，例如： 帶寬與壓擺率： 針對不同信號頻率選擇。 噪聲與失真： 針對高精度要求。 功耗與電源電壓： 針對便攜式或低功耗應用。 輸入/輸齣電壓範圍： 針對單電源或雙電源應用。 封裝與散熱： 針對功率要求高的應用。 實際工程中的PCB布局與接地技術： 強調良好的PCB布局對於模擬電路性能至關重要。我們將講解關鍵的布局原則，如信號路徑的長度、元件的放置、接地麵的設計，以及如何避免串擾和 EMI/EMC 問題。 雙電源與單電源供電設計： 詳細討論這兩種供電模式的優缺點，以及如何在不同供電模式下進行電路設計。 反饋迴路中的非綫性效應： 探討在某些情況下，運算放大器的非綫性行為可能被利用，例如在限幅器或非綫性函數發生器中。 通過閱讀本書，您將能夠： 深刻理解運算放大器的內在機製， 掌握其理想模型與非理想特性的差異，並能夠預見和解決實際應用中的問題。 熟練運用運算放大器構建各種經典模擬電路， 並能夠根據具體需求進行優化和調整。 掌握高級的噪聲分析、穩定性設計和高速電路設計技巧， 能夠應對更復雜的工程挑戰。 具備獨立選擇閤適運算放大器以及優化電路性能的能力， 從而提高設計的效率和成功率。 提升在模擬電路設計領域的洞察力和創新能力， 為未來的技術發展和應用奠定堅實基礎。 無論您是初學者還是經驗豐富的工程師，本書都將是您在運算放大器領域深入探索、不斷提升的寶貴參考。讓我們一起揭開運算放大器神秘的麵紗，掌握其精髓，創造更美好的電子世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深沉的藍色調和簡潔的字體排版，一看就知道是本硬核的技術讀物。初次翻閱，我就被其詳盡的結構所震撼。作者顯然在電路設計領域深耕多年，將理論與實踐的結閤點拿捏得恰到好處。我尤其欣賞他對基礎概念的溯源，沒有急於展示那些炫酷的應用，而是先將核心元件——運放本身的物理特性、內部結構，乃至非理想效應，都剖析得一絲不苟。對於一個想從根本上理解信號處理的人來說，這種層層遞進的講解方式，遠比那些隻羅列公式的應用手冊要受用得多。我記得其中有一章專門討論瞭噪聲對精密測量的影響，那段文字的細膩程度，讓我仿佛能聽到電路中那些微弱的電流波動。它不是那種讓你讀完後覺得“我會用瞭”的書，而是讓你在閤上書本後，能對“為什麼這樣用”産生深刻洞察的寶典。可以說，它為搭建穩固的電子學知識大廈，打下瞭極其堅實的基石。

評分☆☆☆☆☆

我把這本書帶到實驗室裏，把它當作解決實際問題的“字典”來用。它最讓我驚喜的一點是，它並沒有僅僅停留在理想化的課堂案例上。許多章節都深入探討瞭實際電路設計中必然會遇到的“怪問題”——比如熱漂移、電源抑製比（PSRR）在不同頻率下的衰減特性，以及如何選擇閤適的封裝來控製寄生電容。特彆是關於高速信號調理的部分，作者給齣的PCB布局建議，簡直是黃金法則。他甚至細緻到提醒讀者在高速輸入端附近布綫時應考慮的串擾問題，這在很多教科書中是直接被忽略的細節。我根據書中的提示優化瞭我正在設計的一個低噪聲放大器前端，結果輸齣的信噪比確實有瞭顯著的提升。這本書的價值，就在於它能幫助我們跨越理論和實際應用之間的那道看不見的鴻溝，讓那些看似抽象的參數，立刻變得具體可感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，怎麼說呢，帶著一種老派工程師的嚴謹和一絲不苟，讀起來需要投入相當的專注力。它不會用太多花哨的辭藻來粉飾太平，每一個句子似乎都承載著經過反復驗證的技術信息。我個人非常喜歡這種直擊本質的寫作手法，尤其是在講解反饋網絡的穩定性分析時，那套數學工具的引入和推導過程，清晰到讓人幾乎可以跟著在草稿紙上重新演算一遍。但不得不說，對於初學者來說，這可能是一個不小的挑戰。它假設讀者已經具備瞭紮實的微積分和基本的半導體物理知識，否則，剛接觸“開環增益”和“相移補償”時，可能會感到有些吃力。我花瞭整整一個下午，纔徹底搞懂作者關於伯德圖（Bode Plot）在非對稱電源供電係統中的應用解析，那感覺就像是攻剋瞭一個小小的技術難關，成就感十足。這本書更像是你的一個技術導師，它不會喂給你現成的答案，而是會引導你學會自己去尋找答案的路。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗方麵，這本書的排版設計中規中矩，但圖錶的質量非常高。那些復雜的跨越式電路圖和時域響應麯綫，綫條清晰，標注明確，極大地輔助瞭理解。我特彆欣賞它在每個關鍵概念之後都附帶的“設計陷阱”或“注意事項”小節。例如，在討論如何利用運算放大器構建有源濾波器時，作者會用一個醒目的方框標齣“高頻時，運算放大器的有限帶寬可能導緻Q值失真”，並馬上給齣校正方案。這種預見性的提醒，無疑是無數次失敗實驗的經驗總結。它教會我的不僅僅是“如何做”，更是“不該怎麼做”。對於一個想要減少原型製作次數、提高首次成功率的工程師而言，這種經驗的結晶是無價的。它不像是新齣版的時尚讀物，更像是經過時間考驗的、值得信賴的工具書。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書的深度和廣度都達到瞭一個非常高的水準，但它的“門檻”也相對較高。如果你是電子工程專業的學生，正準備進入本科高年級或研究生階段，這本書絕對是你書架上不可或缺的重磅炸彈。它不會讓你感到輕鬆，但它會讓你變得更強。它強調的不是快速學習，而是深度理解。書中對不同類型運放（如JFET輸入、CMOS輸入）在特定應用場景下的優缺點對比分析，邏輯嚴密，論證充分。我個人認為，任何試圖設計復雜模擬前端或高精度數據采集係統的工程師，都應該把它放在手邊，隨時翻閱。它提供的是一種思維框架，一種審視電路問題的係統方法論，而非僅僅是一堆可以復製粘貼的代碼或電路圖。這是一本需要時間去消化和吸收的經典之作。