放大器基础知识与运算放大器应用800问 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林凌 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121271410

商品编码：29639857027

包装：平装

出版时间：2015-09-01

基本信息

书名：放大器基础知识与运算放大器应用800问

定价：88.00元

作者：林凌

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-09-01

ISBN：9787121271410

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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收集了高年级大学生、研究生在实验和课题研究工作中的电路问题，以及工作不久的工程技术人员在新产品研发或产品维护中遇到的大量问题，并进行了深入解答。这些问题中的绝大多数是从事电子领域工作的人员必然会面对的。

内容提要

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本书主要是有关放大器基础知识与运算放大器应用的问题及其解答，如放大器与运算放大器的基本知识、各种放大器与运算放大器的工作原理与性能、放大器与运算放大器的应用电路、测量放大器和放大器的测量等。扎实而宽厚的放大器与运算放大器的知识与应用能力是构建电子工程师高超创新与设计能力先决条件。

目录

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章 信号放大与放大器基础知识
1．什么是信号？
2．什么是信道？
3．什么是失真？
4．什么是谐波失真？
5．什么是互调失真？
6．什么是相位失真？
7．什么是瞬态响应？
8．什么是总谐波失真？
9．什么是信噪比？
10．什么是动态范围？
11．什么是带宽？
12．什么是模拟信号？
13．什么是载波？
14．什么是正弦信号？
15．什么是周期波？
16．什么是傅里叶变换？
17．什么是频谱？
18．什么是信号振幅？
19．什么是信号频率？
20．什么是信号周期？
21．什么是周期信号波长？
22．什么是基本频率？
23．什么是模拟信号？
24．什么是调制？
25．放大电路中存在噪声的原因是什么？如何减小噪声？
26．放大电路中引入不同组态的负反馈后，对性能分别产生什么样的影响？
27．放大电路中引入负反馈的一般原则是什么？
28．放大电路中噪声的种类及成因？
29．什么是放大器的建立时间？
30．放大器的耦合方式有哪些，各有什么优缺点？
31．放大器有灵敏度吗？
32．放大器与运算放大器有何不同？
33．负反馈对放大器性能有什么影响？
34．负反馈放大电路工作不稳定或产生自激的原因是什么？
35．各种负反馈放大电路有何用途？
36．何谓频率补偿？补偿的指导思想是什么？
37．滤波器在信号处理上的表现如何？
38．如何判断正负反馈？
39．通频带反映的是放大器的什么性能？当信号不在通频带内时，将出现什么现象？
40．深度负反馈如何影响放大器的参数？
41．信号源内阻与反馈效果有何关系？
42．如何理解增益带宽积及其重要性？
43．运算放大器的主要参数对电路性能有何影响？
44．补偿输入电容对电流/电压转换器所用电压反馈和电流反馈型运放有何影响？
45．仪表放大器噪声有哪些？
46．仪表放大器有哪些直流误差？
47．相比于在音频功率放大上应用的其他类型的放大器，D类放大器有何利弊？
48．什么是D类放大器？它的工作原理和相关技术又是什么？
49．什么是运算放大器输入和输出共模与差分电压范围？
50．如何分析一个放大系统的误差/噪声）来源及其大小量级？
51．如何计算和降低运算放大器总输出失调电压？
52．如何理解运算放大器输入、输出、单电源和轨到轨问题？
53．运算放大器输入失调电压是什么，有多大？如何降低它的影响？
54．为什么运算放大器输出会出现相位反转现象？如何进行输入过压保护？
55．运算放大器大电源电流究竟有多大？
56．什么是电流反馈/CFB）运算放大器？CFB运算放大器有何特点？
57．什么是理想的电压反馈型/VFB）运算放大器？
58．如何理解运算放大器的增益和带宽？
59．如何选择单片运算放大器的通道数：单通道、双通道抑或四通道？
60．仪器放大器AD8230的自稳零工作原理是什么
61．为什么ADA4661-2能够实现轨到轨输入和输出及高精度等性能？
62．ADA4500-2是如何做到几乎达到轨到轨的输出和消除交越失真的？
63．放大器的输出类型有哪些？
64．运算放大器有哪些主要失真？它们的含义是什么？
65．仪表放大器有什么作用？
66．仪表放大器有哪些主要技术指标？
67．仪表放大器的内部原理如何？
68．三个运算放大器是不是仪表放大器的架构？
69．如何防止仪表放大器的输入端过压？
70．什么是RFI滤波？它是如何工作的？
71．在购买单片仪表放大器和用分立放大器构建仪表放大器之间如何平衡？
72．为何要强调低噪声放大问题？
73．运算放大器的主要噪声究竟是哪一种？
74．放大器电流噪声的情况如何？
75．如何表示放大器中的噪声？
76．放大器的噪声在所有的频率上是恒定的吗？
77．什么是白噪声的拐角频率？
78．在选用低噪声放大器的过程中，应该如何利用白噪声的拐角频率这一信息？
79．什么是可变增益放大器/VGA）？
80．如何控制VGA的增益？
81．什么样的应用应该使用VGA？
82．VGA使用哪种内部结构？
83．哪些应用采用VGA？
84．哪类应用适于采用模拟VGA或者数字VGA？
85．应该使用什么类型的放大器来驱动ADC？
86．选用VFB以及CFB放大器的主要考虑因素有哪些？
87．差分ADC驱动器的优点是什么？
88．差分VFB ADC驱动器与单端放大器有何不同？
89．什么时候需要单端、带有衰减、具有电平转换功能的ADC驱动器？它们是如何工作的？
90．一款驱动器的-3dB带宽为1GHz，能以这个频率来驱动转换器输入吗？
91．为什么ADC要使用有源驱动器，而不使用无源的变压器？
92．轨到轨输出运算放大器具备哪些优势？
93．场效应管/FET）输入运算放大器能带来什么好处？
94．放大器输出阻抗和输出驱动能力如何影响系统性能？
95．在有源滤波器中使用放大器时要考虑哪些重要因素？
96．什么是零漂移放大器？
97．零漂移放大器有哪些常见应用？
98．为什么零漂移放大器常用于低频传感器信号调理系统？
99．零漂移设计技术有哪些？
100．如何选用零漂移技术放大器？
101．业界新的零漂移放大器设计技术是什么？
102．零漂移放大器的电压噪声密度特性与非零漂移放大器有何不同？
103．噪声增益和信号增益有什么不同？
104．精密模拟电路的常见问题是什么？
105．可以用10V单电源为运算放大器供电吗？还是必须使用±5V电源？
106．双通道运算放大器只是单通道版本的重复吗？它们拥有相同的性能吗？
107．采用单电源供电时运算放大器输出高度失真，可能是某种裕量问题导致的吗？
108．为什么ADI的一些高速运算放大器采用了新的引脚排列？
109．为了节省成本和印制电路板空间，可以把放大器内部的ESD二极管用作钳位二极管吗？
110．什么是仪表放大器？
111．为什么ADI的一些高速运算放大器采用了新的引脚排列？
112．如何分析和综合仪表放大器应用中的误差？
113．为什么需要低电压放大器？低电压放大器有哪些应用？
114．如何降低仪表放大器电路中的射频干扰整流误差？
第2章 放大器与运算放大器的应用
1．在反相放大电路中如何利用小电阻实现大增益？
2．放大器的主要参数有哪些？它们又是如何定义的？
3．放大电路的输出电阻对电路有什么作用？它的测量方法、使用场合是什么？
4．运算放大器的AVD、Rid对电路的影响如何？
5．BJT的小信号模型是在什么条件下建立的？其中受控电流源的性质如何？
6．D类功放的音质到底如何？
7．D类输出信号/PWM）如何包含音频信号？
8．D类放大器的效率如何？如何计算效率？
9．为什么某些D类放大器要求过滤器，而其他的则不然？
10．LM324是一种什么样的放大器？
11．PGA系列芯片的基本用法是怎样的？
12．PGA系列芯片有何用途？
13．运算放大器构成的几种基本放大器有何优缺点？
14．直接耦合和阻容耦合各自有何优缺点？
15．采用PWM技术设计的D类放大器如何分类？
16．采用模拟还是数字方法对放大器增益“编程”？
17．开环带宽和单位增益带宽哪一个更重要？
18．测量电路的输入阻抗越大越好？
19．测量心电的主放大器有什么要求？
20．差动放大电路中，VT3有何作用？
21．差动输入电桥放大电路适用于什么场合？
22．差分式电路为什么能抑制零点漂移？
23．差模开环直流电压增益Avd是不是无穷大？
24．晶体管、场效应管基本放大电路有哪几种？各有哪些性能？
25．场效应管放大电路的优点？
26．程控运放与可编程模拟模块的异同？
27．从本质上看，有源滤波电路与运算电路一样吗？为什么？
28．晶体管单管放大电路为什么不能满足多方面性能的需求？
29．低供电电流时，带宽和压摆率会如何变化？
30．怎样提高低频放大器的效率？
31．电流源电路在模拟集成电路中可起到什么作用？为什么用它作为放大电路的有源负载？
32．电压放大器与电荷放大器有何异同？
33．电压并联深度负反馈和电压串联深度负反馈各自有何特点？应用场合如何？
34．图2-14电路中BJT的很大，且VT2、VT3特性相同，问VT2、VT3和R组成什么电路？
在电路中起什么作用？
35．如何判断电路的反馈类型？
36．电压跟随器与电流跟随器有何不同？
37．对于多级放大器来说，是否可以同时在前后两级的输入端输入要放大的信号？
38．对于反相放大器，有没有共模抑制比问题？
39．多级放大器有哪几种基本耦合方式？它们各有什么特点和问题？
40．反馈放大电路的反馈极性是否在线路接成后就确定了？
41．反馈放大电路的分类和特点？
42．放大的本质是什么？
43．放大电路产生零点漂移的主要原因是什么？
44．有甲乙两个直接耦合的放大电路，它们的电压增益分别为1000和1000000，如测出
甲乙两放大电路输出的漂移电压都是200mV，它们的漂移指标是否相同？是否两个
放大电路都可以放大0．1mV的信号？
45．放大电路的级数与通频带有何关系？
46．放大电路的阶跃响应参数受什么影响？
47．放大电路有哪些主要性能指标？
48．晶体管放大电路工作点不稳定的主要因素是什么？
49．放大电路频率响应的改善和增益带宽的关系是什么？
50．晶体管放大电路中，静态工作点不稳定对放大电路的工作有何影响？
51．输入失调电压和输入失调电流会对运算放大器带来何种误差，常用的补偿电路是
怎样的？
52．放大器的种类有哪些？
53．含有理想运放的线性电路两大分析规则是什么？
54．轨到轨的输出范围是多少？
55．为什么需要轨到轨的运放？
56．高输入阻抗电路是怎样提高输入阻抗的？
57．如何理解运放的低电压和低功率？
58．改善放大电路低频响应的根本方法是采用直接耦合放大电路，而改善高频响应的
较好的方法是采用共基极放大电路，为什么？
59．什么是高输入阻抗型运算放大器？有什么特性？用途如何？
60．隔离放大电路是怎样实现的？
61．隔离放大电路中隔离器采用的耦合方式有哪两种隔离器参数的典型值是多少？
62．隔离放大器隔离的是什么信号
63．通用型集成运算放大器的组成和各部分功用是什么？
64．功率放大电路有何特殊问题？
65．功率放大电路和电压放大电路的区别是什么？
66．作为三运放电路的共模抑制比与哪几个因素有关？
67．功率放大电路提高效率的主要途径是什么？
68．专用集成电路运算放大器的种类和应用？
69．如何为交流信号放大选择集成运放？
70．直接耦合指的是什么，有什么优缺点？
71．对于低频功率放大器，该怎样提高它的功率呢？
72．功率放大器中为什么要提出负载匹配问题？何谓佳负载？
73．共集电极电路的电压增益小于1/接近于1），它在电子电路中能起什么作用？
74．共集电极电路又称为电压跟随器，共基极电路又称为电流跟随器，这里的跟随意味着什么？
75．共模抑制比KCRM的物理意义？
76．共射极、共集电极、共基极三种放大电路基本组态静态工作点的计算与应用？
……
第3章 集成放大器与运算放大器器件
第4章 测量放大器与放大器的测量

作者介绍

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李刚，天津大学精仪学院教授，中国电子学会高级会员，中国电子学会嵌入式计算机专家委员会委员，中国仪器仪表学会理事，天津市单片机学会理事长。出书方向：电子电路、单片机等。

文摘

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工具书>百科全书

序言

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工具书>百科全书

探索电子世界的基石：信号的放大与塑造 本书并非关于《放大器基础知识与运算放大器应用800问》的介绍，而是旨在引领读者深入了解电子电路的核心——信号的放大与塑造。在现代科技飞速发展的浪潮中，电子设备无处不在，从手机、电脑到复杂的工业控制系统，再到精密的医疗仪器，其背后都离不开对各种信号的处理。而放大与信号塑造，正是实现这一处理的关键环节。 为何要理解放大与信号塑造？ 想象一下，一个微弱的传感器发出的信号，可能只是一个毫伏级别的电压波动，但它承载着重要的信息，例如温度的变化、声音的强弱、或者光线的明暗。为了让这些微弱的信号能够被后续的数字电路识别、处理，或者驱动扬声器发出声音，我们就必须将它们放大到足够的水平。这便是“放大”的核心作用。 然而，信号的放大并非总是简单地增加其幅度。在很多情况下，我们还需要对信号的特性进行精细的调整，例如滤除干扰，让信号更加纯净；改变信号的频率响应，使其更适合特定的应用；或者将信号转换为我们需要的另一种形式。这就是“信号塑造”的魅力所在。它让信号在传递和处理过程中，保持其有效性，并满足特定的功能需求。 本书将带您走进怎样的电子世界？ 本书将系统地、深入浅出地介绍信号放大与塑造的理论基础、关键技术以及实际应用。我们不会局限于某一本特定的书籍，而是将目光投向更广阔的电子技术领域，为您构建一个扎实而全面的知识体系。 一、 信号的本质与放大器的基本原理 我们将从最基础的概念入手，解释什么是信号，它们是如何产生的，以及它们在电子系统中的重要性。接着，我们会探讨放大器的基本功能——提高信号幅度。您将了解： 信号的分类： 直流信号（DC）与交流信号（AC），模拟信号与数字信号，周期信号与非周期信号。 放大器的基本定义： 什么是增益？输入阻抗与输出阻抗的概念及其影响。 放大器的基本类型： 电压放大器、电流放大器、跨导放大器、跨阻放大器。我们将分析它们各自的特点和适用场景。 放大器的性能指标： 增益带宽积、压摆率、噪声、失真度等，理解这些指标对于选择合适的放大器至关重要。 二、 放大器的核心组件与电路实现 理解了基本原理，我们便会深入探讨实现放大的具体技术和电路。您将接触到： 晶体管（Transistor）作为放大元件： BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的结构、工作原理以及它们如何构成放大电路。我们将分析不同晶体管配置（共发射极、共集电极、共基极等）的特性。 集成运放（Operational Amplifier）的强大功能： 尽管本书不是专门介绍某本书籍，但无法回避集成运放作为现代电子电路中最为核心的通用放大器件。我们将深入解析运算放大器的内部结构（差分放大器、恒流源、电压并联负反馈等），理解其“理想运放”模型的概念，并学习如何利用其高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的特性构建各种功能电路。 反馈（Feedback）在放大器中的作用： 负反馈如何稳定增益、扩展带宽、降低失真，以及正反馈可能引发的振荡。 三、 信号的塑造：不仅仅是放大 信号的塑造是一个更广泛的概念，它涉及到对信号进行各种变换，以满足特定的应用需求。本书将重点介绍以下几种重要的信号塑造技术： 滤波（Filtering）： 低通滤波器（Low-Pass Filter）： 允许低频信号通过，抑制高频信号。 高通滤波器（High-Pass Filter）： 允许高频信号通过，抑制低频信号。 带通滤波器（Band-Pass Filter）： 只允许特定频率范围内的信号通过。 带阻滤波器（Band-Reject Filter）： 阻止特定频率范围内的信号通过。 我们将学习如何使用电阻、电容、电感以及有源元件（如运放）来构建各种滤波器，并理解它们的频率响应特性。 信号的衰减与增益控制： 学习如何精确地控制信号的幅度，例如使用电位器、可变增益放大器（VGA）等。 信号的波形变换： 比较器（Comparator）与阈值检测： 将模拟信号与参考电压比较，产生数字输出。 施密特触发器（Schmitt Trigger）： 具有滞回特性的比较器，用于改善信号的噪声鲁棒性。 积分与微分电路： 利用电容和电阻的特性实现信号的积分和微分运算。 三角波/方波发生器： 基于运放或专用集成电路实现。 直流偏置与耦合： 理解如何在信号链中引入直流偏置，以及如何使用耦合电容实现交流信号的有效传递，同时阻止直流成分的干扰。 四、 运算放大器的经典应用电路 运算放大器以其通用性和灵活性，在信号放大与塑造领域扮演着核心角色。本书将详细解析其一系列经典应用，帮助您理解其强大的实际应用能力： 反相放大器（Inverting Amplifier）： 输入信号与输出信号相位相反，实现信号的放大。 同相放大器（Non-Inverting Amplifier）： 输入信号与输出信号相位相同，实现信号的放大。 电压跟随器（Voltage Follower）： 增益为1，主要用于阻抗匹配和隔离。 加法器（Adder）与减法器（Subtractor）： 对多个输入信号进行线性组合。 积分器（Integrator）与微分器（Differentiator）： 基于RC电路和运放实现。 有源滤波器： 利用运放实现更灵活、性能更优的滤波器电路，如Sallen-Key滤波器。 比较器与施密特触发器应用： 数字信号的生成、波形整形等。 振荡器（Oscillators）： 基于正反馈产生特定频率的周期性信号，如RC振荡器、 Wien桥振荡器等。 五、 实际应用中的考量与电路设计 理论知识的学习最终是为了应用于实际。本书将引导您思考在实际电路设计中需要注意的细节： 元件选型： 如何根据应用需求选择合适的电阻、电容、晶体管和集成运放。 噪声分析与抑制： 理解电路中的噪声来源，并学习有效的噪声抑制方法。 信号完整性： 关注信号在传输过程中的失真问题，如串扰、反射等。 功耗与效率： 在设计中平衡性能与功耗需求。 PCB布局与布线： 良好的PCB设计对电路性能至关重要。 实际案例分析： 结合具体的应用场景，例如音频放大器、传感器接口电路、电源管理电路等，深入剖析电路设计过程。 谁适合阅读本书？ 无论您是电子工程专业的学生，渴望扎实掌握电路理论；还是电子技术爱好者，希望深入了解电子设备的内部工作原理；抑或是相关领域的工程师，需要拓展和深化知识体系，本书都将是您探索电子世界、理解信号放大与塑造的理想伴侣。 开启您的电子探索之旅 本书旨在为您提供一个全面、系统、实用的指南，帮助您理解信号放大与塑造的奥秘，并运用这些知识解决实际问题。我们相信，通过对本书内容的学习，您将能够更自信地驾驭电子电路，创造出更多激动人心的电子产品和应用。让我们一同踏上这段精彩的电子探索之旅！

评分☆☆☆☆☆

这本《放大器基础知识与运算放大器应用800问》似乎是个非常实用的工具书，从标题来看，它针对的受众非常明确，就是那些需要深入了解放大器原理并掌握其实际应用，尤其是运算放大器（Op-Amp）技术的工程师、技术人员或电子工程专业的学生。它的内容深度和广度看起来都相当扎实，能满足从基础概念入门到复杂电路设计的需求。我特别欣赏“800问”这个形式，它意味着这本书不是那种枯燥的理论教科书，而是以问答的形式组织知识点，这对于快速查找信息、解决具体工程问题无疑是极大的便利。比如，当我在设计一个需要高精度缓冲器的电路时，我可以迅速定位到相关的运放配置章节，寻找最佳的解决方案和参数选择建议。这种结构化、高密度的知识呈现方式，比纯粹的理论堆砌更能提高学习和工作的效率。这本书的价值或许就在于它的实用性——它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“怎么做”以及“为什么这么做”。对于电子设计领域来说，一本能够迅速提供可靠答案的参考书，是无可替代的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深电子工程师的角度来看，我更关注的是这本书对前沿和进阶主题的覆盖程度。基础的放大器知识固然重要，但在这个时代，我们更需要了解如何将这些基础应用于现代系统，比如低噪声设计（LNA）、高速信号处理，或者如何有效处理轨到轨（Rail-to-Rail）输入/输出的限制。如果这本书只是停留在讲解理想运放的经典应用，那它可能只是一本合格的入门读物。我期待它能深入探讨一些更具挑战性的内容，比如如何选择合适的反馈电阻和电容来确保电路的稳定性（相频补偿），或者在直流精度要求极高的场合下，如何评估和消除各种误差源。如果它还能涉及一些特定功能的运放，例如仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的深度解析，或者如何利用运放搭建简易的ADC驱动电路，那它就不仅仅是工具书，更是一本能够启发设计思路的进阶手册了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这种“问答式”的技术书籍一直抱有期待，也经历过不少失望。很多声称是“宝典”的书，要么问题太浅显，只是重复基础概念的定义，要么就是太偏门，用一些非常特殊的案例来凑数。我更希望看到的是，这本书能够涵盖从最经典的电压跟随器、反相/同相放大器，到更复杂的有源滤波器、比较器、积分器等核心应用。如果它能在每个问题后面，不仅提供公式推导，还能给出实际应用中需要注意的陷阱，比如噪声抑制、功耗优化、失调电压补偿等实际工程问题，那这本书的价值就立刻提升了一个档次。想象一下，如果我正在调试一个噪声过大的放大电路，这本书里恰好有一个专门讨论如何通过PCB布局和外部元件选择来降低EMI/RFI的章节，那简直是雪中送炭。希望它在讲解非理想运放特性时，能够提供足够多的实际案例来佐证理论，让读者能真切感受到理论与现实之间的那道鸿沟是如何被填平的。

评分☆☆☆☆☆

对于任何一本技术手册而言，其可靠性和时效性是衡量其价值的基石。在模拟电路设计领域，元件参数和设计规范是不断演变的。我希望这本书中的应用实例，所引用的元器件型号和设计准则，是基于当前市场上主流且易于获取的芯片来构建的。更重要的是，书中的“800问”如果能覆盖到一些通用设计流程中的关键考量，比如电磁兼容性（EMC）的基础要求，或者在不同温度和供电电压下的性能裕度分析，那么它就具备了极高的实战价值。一本好的参考书，应该能让我拿着它进入实验室时，能够自信地知道自己手中的设计方案是经过深思熟虑，并且能够应对实际环境变化的。如果这本书能成为这种“信心支撑”，那么它的定价和篇幅都会显得物有所值了。

评分☆☆☆☆☆

我比较好奇这本书的编写风格是否真的能让初学者无障碍地吸收。学习电子学，特别是运算放大器，常常会被复杂的数学公式和抽象的信号流程图搞得晕头转向。一个好的技术书籍，应该像一位耐心的导师，能够用最直观的方式将复杂的概念分解开来。我希望作者在解释反馈机制、开环增益这些核心概念时，不仅仅是罗列公式，而是能够通过生动的比喻或者简单的电路模型来帮助读者建立直观的物理图像。例如，在解释负反馈如何稳定增益时，如果能配上清晰的波形图对比，或者一个生活中的类比，那对于初学者来说，理解深度会远超死记硬背。如果这本书能做到这一点，它将成功跨越“专业参考书”和“教学辅助材料”之间的界限，成为一个更具包容性的学习资源。