全新正版 运算放大器指南(第4版) Bruce Carter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Bruce Carter 著

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• 运算放大器
• 模拟电路
• 电子工程
• Bruce Carter
• 电路设计
• 信号处理
• 第四版
• 教科书
• 参考书
• 电子技术

店铺： 久点图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115354044

商品编码：29522982556

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：全新正版 运算放大器指南(第4版)

定价：59.00元

作者：Bruce Carter

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787115354044

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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运算放大器电路设计方面经典
介绍运放电路设计和信号链设计的方法
来自全球领导厂商德州仪器公司的经验总结
累计长销万册，电子工程师著作
**第四版增加关于**环境下应用、稳压器设计及在线和离线的设计辅助工具等内容
更具系统性

内容提要

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《运算放大器指南(第4版)》出自全球的半导体公司TI技术专家之手，系统全面介绍了运算放大器电路设计和信号链设计方法，首版至今，已成为运算放大器电路设计方面的经典参考教材。*第4版，增加了关于*环境下应用、稳压器设计及在线和离线的设计辅助工具等方面的内容，更具有系统性。
《运算放大器指南(第4版)》适合从事电路设计的工程技术人员，也可供高校相关专业师生参考。

目录

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章 运算放大器在世界上的地位
1.1 难以控制的增益
1.2 解决问题的方法
1.3 作为基本元件的运算放大器的诞生
1.3.1 电子管时代
1.3.2 晶体管时代
1.3.3 集成电路时代
参考文献

第2章 运放基础回顾
2.1 引言
2.2 基本概念
2.2.1 欧姆定律
2.2.2 分压器规则
2.2.3 叠加定理
2.3 基本的运放电路
2.3.1 同相放大电路
2.3.2 反相放大电路
2.3.3 加法器
2.3.4 差分放大器
2.4 没那么快

第3章 分离和管理交流与直流增益
3.1 稍稍复杂化一下
3.2 单电源与双电源
3.3 联立方程组
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 所有情形的列表
3.5 设计步骤与设计辅助工具
3.6 小结

第4章 不同类型的运放
4.1 电压反馈运放
4.2 无补偿和补偿的电压反馈运放
4.3 电流反馈运放
4.4 全差分运放
4.4.1 全差分意味着什么
4.4.2 第二个输出端如何使用
4.4.3 差分放大级
4.4.4 单端到差分的转换
4.4.5 一项新功能
4.5 仪表放大器
4.6 差动放大器
4.7 缓冲放大器
4.8 其他种类的运放

第5章 传感器与模数转换器的接口电路
5.1 引言
5.2 系统的信息
5.3 电源的信息
5.4 输入信号的特性
5.5 模数转换器的特性
5.6 接口的特性
5.7 结构的确定
5.8 小结

第6章 有源滤波器设计技巧
6.1 引言
6.2 传递函数法
6.3 快速实用滤波器设计
6.3.1 选择响应曲线
6.3.2 低通滤波器
6.3.3 高通滤波器
6.3.4 窄(单频响应)带通滤波器
6.3.5 宽带通滤波器
6.3.6 陷波(单频抑制)滤波器
6.4 高速滤波器设计
6.4.1 高速低通滤波器
6.4.2 高速高通滤波器
6.4.3 高速带通滤波器
6.4.4 高速陷波滤波器
6.5 有效地使用运放构造滤波器
6.5.1 三极点低通滤波器
6.5.2 三极点高通滤波器
6.5.3 参差调谐和多峰响应带通滤波器
6.5.4 单运放陷波滤波器和多频点陷波滤波器
6.5.5 结合使用带通滤波器和陷波滤波器
6.6 双二阶滤波器
6.7 设计辅助工具
6.7.1 低通、高通及带通滤波器设计辅助工具
6.7.2 陷波滤波器设计辅助工具
6.7.3 双T滤波器设计辅助工具
6.7.4 关于滤波器设计辅助工具的终注记
6.8 小结

第7章 运放在射频设计中的应用
7.1 引言
7.2 电压反馈还是电流反馈
7.3 射频放大器的电路结构
7.4 用于射频设计的运放参数
7.4.1 单级增益
7.4.2 相位线性度
7.4.3 频响峰值的调节
7.4.4 -1dB压缩点
7.4.5 噪声系数
7.5 无线系统
7.5.1 宽带放大器
7.5.2 中频放大器
7.6 高速模拟输入驱动电路
7.7 小结

第8章 低压运放电路的设计
8.1 引言
8.2 关键的指标
8.2.1 输出电压摆幅
8.2.2 动态范围
8.2.3 输入共模范围
8.2.4 信噪比
8.3 小结

第9章 环境下的应用
9.1 引言
9.2 温度
9.2.1 噪声
9.2.2 速度
9.2.3 输出驱动能力和输出级
9.2.4 高温下什么指标会劣化
9.2.5 环境下运放参数的终注记
9.3 封装
9.3.1 集成电路本身
9.3.2 集成电路的封装
9.3.3 集成电路的互联
9.4 当失效不可接受时
9.5 当产品寿命要求很长时
9.6 小结

0章 稳压器
10.1 引言
10.2 稳压器的情形
10.2.1 虚地：b=0
10.2.2 正电压和负电压稳压器：b>0，b<0
10.3 自制还是购买
10.4 线性稳压器
10.5 开关电源
10.6 过压保护电路
10.7 有源负载电路
10.8 设计辅助工具
10.9 小结

1章 其他应用
11.1 引言
11.2 数模转换器与负载的接口电路
11.3 运放振荡器
11.4 混合放大器和提高输出功率的方法
11.5 小结

2章 生产厂家提供的设计辅助工具
12.1 引言
12.2 德州仪器公司的Tina-TI
12.3 德州仪器公司的FilterPro
12.4 国家半导体/德州仪器公司的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 印制电路板布图工具
12.9 小结

3章 常见的应用错误
13.1 引言
13.2 运放工作在小于单位增益(或规定增益)以下
13.3 运放用作比较器
13.3.1 比较器
13.3.2 运放
13.4 未用运放的不恰当端接
13.5 直流增益
13.6 电流反馈运放的应用错误
13.6.1 短路的反馈电阻
13.6.2 反馈环中的电容
13.7 全差分运放的应用错误
13.7.1 错误的直流工作点
13.7.2 错误的共模范围
13.7.3 错误的单端端接
13.8 不恰当的退耦
13.9 小结

附录A 理解运放的参数
附录B 运放的噪声理论
附录C 印制电路板布图技术
附录D 运放电路集锦

索引

作者介绍

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文摘

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序言

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深入探索运算放大器的奥秘：原理、应用与设计全解析 本书旨在为电子工程领域的研究者、工程师、学生以及所有对精密模拟电路设计充满热情的人们，提供一本全面而深入的运算放大器（Op-amp）理论与实践指南。在电子技术飞速发展的今天，运算放大器作为最基本、最通用、最强大的模拟集成电路单元，其重要性不言而喻。从基础信号处理到复杂的系统集成，几乎所有涉及模拟信号的操作都离不开运算放大器。这本书将带领您超越基础的“虚短”、“虚断”概念，深入剖析运算放大器的内部结构、工作原理、性能指标，并系统地介绍其在各种实际应用中的设计方法与技巧，为您在复杂的模拟电路设计领域打下坚实的基础。 第一部分：运算放大器的基石——原理与模型 在掌握任何复杂技术之前，扎实的理论基础是必不可少的。本书的第一部分将从最基础的概念出发，循序渐进地引导读者理解运算放大器。 运算放大器的基本概念与符号： 我们将从最直观的运算放大器符号入手，介绍其理想模型的核心特性，即无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗以及零的输出阻抗。在此基础上，详细阐述“虚短”和“虚断”的原理，以及它们如何成为分析负反馈运算放大器电路的强大工具。我们将通过一系列基础的同相、反相放大器等电路分析，让读者深刻理解这些理想模型在实际电路分析中的应用。 运算放大器的内部结构与非理想效应： 理想模型固然方便，但真实的运算放大器却存在各种非理想因素，这些因素直接影响电路的性能。本部分将深入剖析运算放大器的典型内部结构，包括输入级（差分放大器）、增益级和输出级。我们会详细讲解差分放大器的工作原理，如何实现共模抑制。接着，我们将重点分析运算放大器在实际工作中所表现出的各种非理想特性，例如： 有限的开环增益： 为什么开环增益有限会影响闭环增益的精度？我们将讨论开环增益与闭环增益之间的权衡。 有限的输入阻抗与非零的输出阻抗： 这些参数如何影响信号的传输和驱动能力？我们将分析其对电路性能的具体影响，并介绍如何通过外部电路补偿。 输入失调电压与输入偏置电流： 这些直流误差如何影响放大器的精度？我们将讲解它们的来源，以及如何通过电路设计最小化这些误差的影响，并介绍零点漂移的概念。 共模抑制比（CMRR）与电源电压抑制比（PSRR）： 它们是如何衡量运算放大器抑制噪声和干扰能力的？我们将深入探讨这些参数的意义，并分析它们在实际应用中的重要性。 频率响应与带宽： 运算放大器的增益会随着频率的升高而下降，这是一个至关重要的参数。我们将详细讲解增益带宽积（GBW）、单位增益带宽、压摆率（Slew Rate）等概念，并分析它们对放大器在高频信号处理能力的影响。我们将探讨补偿电路的作用，以及如何根据应用需求选择合适的运算放大器。 输出电压摆幅与输出电流能力： 真实的运算放大器输出电压和电流是有限的，我们将分析这些限制如何影响电路的设计，以及如何选择合适的运算放大器来满足功率需求。 跨导与跨阻模型： 除了电压放大模型，在某些特定应用中，将运算放大器视为跨导（电压输入，电流输出）或跨阻（电流输入，电压输出）器件更为恰当。本部分将介绍这些模型，并为后续更复杂的应用电路奠定基础。 第二部分：运算放大器的核心应用——经典电路与设计 运算放大器之所以强大，在于其能够构建出各种功能强大的模拟电路。本部分将系统地介绍运算放大器在各种经典电路中的应用，并提供详细的设计思路和方法。 基础放大电路的深入分析： 同相放大器与反相放大器： 除了增益计算，我们将深入探讨输入阻抗、输出阻抗以及它们在不同应用场景下的优劣势。 差分放大器： 除了基本的差分放大功能，我们将探讨其共模信号抑制能力，以及如何扩展其输入通道。 电压跟随器（缓冲器）： 深入分析其高输入阻抗和低输出阻抗的优势，在信号隔离和阻抗匹配中的关键作用。 滤波器设计： 滤波器是信号处理中不可或缺的一部分。我们将从基本概念出发，介绍不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻），并详细讲解如何使用运算放大器构建有源滤波器。 Sallen-Key 滤波器： 详细介绍其结构、设计方程以及在二阶和高阶滤波器设计中的应用。 多重反馈（MFB）滤波器： 分析其相对于Sallen-Key滤波器的特点和优势。 状态变量滤波器： 探讨其同时实现低通、高通和带通滤波器的灵活性。 Butterworth、Chebyshev、Bessel 响应： 详细解释这些滤波器响应的特性，以及如何在设计中进行权衡。 信号调理与处理电路： 积分器与微分器： 分析其在模拟计算和信号处理中的应用，以及实际电路中存在的稳定性问题和解决方案。 比较器与施密特触发器： 讲解其数字信号转换和信号整形功能，并分析滞回电压的作用。 精确整流器（Precision Rectifier）： 如何克服二极管的导通压降，实现精确的整流。 对数/指数运算电路： 介绍如何利用运算放大器实现乘法、除法、平方、开平方等非线性运算。 振荡器电路： 学习如何利用运算放大器构建各种类型的振荡器，产生不同频率的波形。 RC 振荡器（相移、魏恩桥）： 分析其工作原理和频率稳定性。 LC 振荡器（哈特利、科勒皮茨）： 探讨其在更高频率下的应用。 方波、三角波、锯齿波发生器： 介绍如何利用积分器和比较器实现。 数据采集与转换电路： 采样保持电路： 在模数转换（ADC）过程中，如何对模拟信号进行精确采样。 低功耗、低噪声放大器设计： 在传感器信号采集等对功耗和噪声敏感的应用中，如何进行优化。 第三部分：高级运算放大器设计与实践 在掌握了运算放大器的基本原理和经典应用后，本书将进一步深入探讨更高级的设计技巧和实际工程中的考虑因素。 运算放大器的噪声分析与抑制： 噪声是模拟电路设计的“敌人”。我们将详细分析运算放大器噪声的来源，包括输入电压噪声、输入电流噪声，以及外部元件产生的噪声。学习如何计算电路的总噪声，并介绍各种降低噪声的有效方法，例如： 选择低噪声运算放大器： 如何根据应用需求选择合适的器件。 优化反馈网络： 减小电阻噪声。 滤波器技术： 抑制特定频段的噪声。 接地与布线技巧： 减少共模噪声和串扰。 稳定性分析与补偿： 运算放大器在闭环应用中存在潜在的振荡风险，尤其是在高增益或多级放大时。我们将深入讲解波特图（Bode Plot）等频率响应分析工具，分析相位裕度和增益裕度，并介绍各种补偿技术（如补偿电容）来确保电路的稳定性。 高速运算放大器设计： 随着信号传输速率的提高，高速运算放大器设计变得越来越重要。我们将讨论与高速设计相关的挑战，如寄生电容、电感、传输线效应，以及如何选择合适的器件和优化PCB布局。 轨到轨（Rail-to-Rail）运算放大器： 探讨其在单电源供电应用中的优势，以及如何实现更宽的输出电压摆幅。 运算放大器的选择与评估： 提供一套系统的指导，帮助读者根据具体的应用需求，从众多运算放大器型号中选择最合适的器件。我们将讨论关键参数的权衡，例如： 带宽与压摆率： 针对不同信号频率选择。 噪声与失真： 针对高精度要求。 功耗与电源电压： 针对便携式或低功耗应用。 输入/输出电压范围： 针对单电源或双电源应用。 封装与散热： 针对功率要求高的应用。 实际工程中的PCB布局与接地技术： 强调良好的PCB布局对于模拟电路性能至关重要。我们将讲解关键的布局原则，如信号路径的长度、元件的放置、接地面的设计，以及如何避免串扰和 EMI/EMC 问题。 双电源与单电源供电设计： 详细讨论这两种供电模式的优缺点，以及如何在不同供电模式下进行电路设计。 反馈回路中的非线性效应： 探讨在某些情况下，运算放大器的非线性行为可能被利用，例如在限幅器或非线性函数发生器中。 通过阅读本书，您将能够： 深刻理解运算放大器的内在机制， 掌握其理想模型与非理想特性的差异，并能够预见和解决实际应用中的问题。 熟练运用运算放大器构建各种经典模拟电路， 并能够根据具体需求进行优化和调整。 掌握高级的噪声分析、稳定性设计和高速电路设计技巧， 能够应对更复杂的工程挑战。 具备独立选择合适运算放大器以及优化电路性能的能力， 从而提高设计的效率和成功率。 提升在模拟电路设计领域的洞察力和创新能力， 为未来的技术发展和应用奠定坚实基础。 无论您是初学者还是经验丰富的工程师，本书都将是您在运算放大器领域深入探索、不断提升的宝贵参考。让我们一起揭开运算放大器神秘的面纱，掌握其精髓，创造更美好的电子世界。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验方面，这本书的排版设计中规中矩，但图表的质量非常高。那些复杂的跨越式电路图和时域响应曲线，线条清晰，标注明确，极大地辅助了理解。我特别欣赏它在每个关键概念之后都附带的“设计陷阱”或“注意事项”小节。例如，在讨论如何利用运算放大器构建有源滤波器时，作者会用一个醒目的方框标出“高频时，运算放大器的有限带宽可能导致Q值失真”，并马上给出校正方案。这种预见性的提醒，无疑是无数次失败实验的经验总结。它教会我的不仅仅是“如何做”，更是“不该怎么做”。对于一个想要减少原型制作次数、提高首次成功率的工程师而言，这种经验的结晶是无价的。它不像是新出版的时尚读物，更像是经过时间考验的、值得信赖的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深沉的蓝色调和简洁的字体排版，一看就知道是本硬核的技术读物。初次翻阅，我就被其详尽的结构所震撼。作者显然在电路设计领域深耕多年，将理论与实践的结合点拿捏得恰到好处。我尤其欣赏他对基础概念的溯源，没有急于展示那些炫酷的应用，而是先将核心元件——运放本身的物理特性、内部结构，乃至非理想效应，都剖析得一丝不苟。对于一个想从根本上理解信号处理的人来说，这种层层递进的讲解方式，远比那些只罗列公式的应用手册要受用得多。我记得其中有一章专门讨论了噪声对精密测量的影响，那段文字的细腻程度，让我仿佛能听到电路中那些微弱的电流波动。它不是那种让你读完后觉得“我会用了”的书，而是让你在合上书本后，能对“为什么这样用”产生深刻洞察的宝典。可以说，它为搭建稳固的电子学知识大厦，打下了极其坚实的基石。

评分☆☆☆☆☆

我把这本书带到实验室里，把它当作解决实际问题的“字典”来用。它最让我惊喜的一点是，它并没有仅仅停留在理想化的课堂案例上。许多章节都深入探讨了实际电路设计中必然会遇到的“怪问题”——比如热漂移、电源抑制比（PSRR）在不同频率下的衰减特性，以及如何选择合适的封装来控制寄生电容。特别是关于高速信号调理的部分，作者给出的PCB布局建议，简直是黄金法则。他甚至细致到提醒读者在高速输入端附近布线时应考虑的串扰问题，这在很多教科书中是直接被忽略的细节。我根据书中的提示优化了我正在设计的一个低噪声放大器前端，结果输出的信噪比确实有了显著的提升。这本书的价值，就在于它能帮助我们跨越理论和实际应用之间的那道看不见的鸿沟，让那些看似抽象的参数，立刻变得具体可感。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，但它的“门槛”也相对较高。如果你是电子工程专业的学生，正准备进入本科高年级或研究生阶段，这本书绝对是你书架上不可或缺的重磅炸弹。它不会让你感到轻松，但它会让你变得更强。它强调的不是快速学习，而是深度理解。书中对不同类型运放（如JFET输入、CMOS输入）在特定应用场景下的优缺点对比分析，逻辑严密，论证充分。我个人认为，任何试图设计复杂模拟前端或高精度数据采集系统的工程师，都应该把它放在手边，随时翻阅。它提供的是一种思维框架，一种审视电路问题的系统方法论，而非仅仅是一堆可以复制粘贴的代码或电路图。这是一本需要时间去消化和吸收的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，怎么说呢，带着一种老派工程师的严谨和一丝不苟，读起来需要投入相当的专注力。它不会用太多花哨的辞藻来粉饰太平，每一个句子似乎都承载着经过反复验证的技术信息。我个人非常喜欢这种直击本质的写作手法，尤其是在讲解反馈网络的稳定性分析时，那套数学工具的引入和推导过程，清晰到让人几乎可以跟着在草稿纸上重新演算一遍。但不得不说，对于初学者来说，这可能是一个不小的挑战。它假设读者已经具备了扎实的微积分和基本的半导体物理知识，否则，刚接触“开环增益”和“相移补偿”时，可能会感到有些吃力。我花了整整一个下午，才彻底搞懂作者关于伯德图（Bode Plot）在非对称电源供电系统中的应用解析，那感觉就像是攻克了一个小小的技术难关，成就感十足。这本书更像是你的一个技术导师，它不会喂给你现成的答案，而是会引导你学会自己去寻找答案的路。