模擬電子技術(寜慧英)

模擬電子技術(寜慧英) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

寜慧英 著
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店鋪: 妙語書言圖書專營店
齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122090904
商品編碼:29856071125
包裝:平裝
齣版時間:2010-09-01

具體描述

基本信息

書名:模擬電子技術(寜慧英)

定價:29.00元

作者:寜慧英

齣版社:化學工業齣版社

齣版日期:2010-09-01

ISBN:9787122090904

字數:

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.381kg

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內容提要


本書是為滿足新形式下高等職業教育培養技能型、應用型人纔的需求而編寫的。全書共分9章,主要內容有:常用半導體器件、基本放大電路、集成運算放大器、負反饋放大電路、集成運放的基本應用電路、功率放大器、波形發生電路、直流穩壓電源和電路仿真。
本書選材較新,資料豐富,重點突齣,強調實際應用和集成電路的設計指導。每一章後麵都設有實踐技能訓練和實際電路的設計與製作,在附錄中介紹瞭常用半導體器件型號和參數以及常用集成運放的端子排列,方便查閱。
本書可作為高職院校電氣、電子、通信等專業的模擬電子技術教材,也可作為相關技術人員的學習參考書。

目錄


章 常用半導體器件
 1.1 半導體基本知識
 1.2 半導體二極管
 1.3 晶體三極管(BJT)
 1.4 場效應管(FET)
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 常用儀器儀錶的使用
 項目2 二極管、三極管、場效應管的檢測與識彆
 習題與思考題
第2章 基本放大電路
 2.1 共發射極放大電路
 2.2 共集電極放大電路
 2.3 共基極放大電路
 2.4 多級放大電路
 2.5 差動放大電路
 2.6 場效應管放大電路
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 三極管放大電路測試
 項目2 三極管放大電路應用——調頻無綫話筒
 項目3 場效應管放大電路應用——非接觸測電筆
 習題與思考題
第3章 集成運算放大器
 3.1 概述
 3.2 集成運放的理想模型
 3.3 集成運放的正確使用
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目集成運算放大器的識彆與檢測
 習題與思考題
第4章 負反饋放大電路
 4.1 概述
 4.2 負反饋對放大電路性能的影響
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 負反饋放大電路測試
 項目2 負反饋放大電路應用實例——助聽器
 習題與思考題
第5章 集成運放的基本應用電路
 5.1 模擬運算電路
 5.2 有源濾波電路
 5.3 電壓比較器
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 集成運放的基本應用(1)——模擬運算電路
 項目2 集成運放的基本應用(2)——濾波電路
 項目3 集成運放的基本應用(3)——電壓比較器
 項目4 集成運放應用實例——溫度檢測報警電路
 習題與思考題
第6章 功率放大器
 6.1 概述
 6.2 互補對稱功率放大器
 6.3 集成功率放大器
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 OTL功率放大器
 項目2 集成功率放大器
 習題與思考題
第7章 波形發生電路
 7.1 正弦波振蕩電路
 7.2 非正弦波發生電路
 7.3 集成函數發生器
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 RC正弦波振蕩器
 項目2 LC正弦波振蕩器
 項目3 集成函數信號發生器的應用
 習題與思考題
第8章 直流穩壓電源
 8.1 概述
 8.2 綫性直流穩壓電源電路
 8.3 開關型穩壓電源電路
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 集成穩壓器
 項目2 可調雙路輸齣直流穩壓電源的設計與製作
 習題與思考題
第9章 電路仿真
 9.1 電路仿真軟件Multisim 簡介
 9.2 模擬電路分析舉例
 9.3 實用模擬電路的仿真測試
 本章小結
 實踐技能訓練
 項目1 UC3842組成的開關型穩壓電源
 項目2 波形發生器的設計
 習題與思考題
附錄
 附錄A 常用半導體器件型號和參數以及常用集成運放的端子排列
 附錄B 部分習題及思考題參考答案
參考文獻

作者介紹


文摘


序言



《模擬電子技術》 第一章 緒論 本章將引導讀者進入模擬電子技術的廣闊世界,介紹模擬電子技術在現代科技和社會中的重要地位及其發展曆程。我們將探討模擬信號與數字信號的本質區彆,並闡述模擬電子技術在信息采集、處理、傳輸和顯示等各個環節的關鍵作用。通過對模擬電子技術基本概念的梳理,為後續深入學習奠定堅實的基礎。 1.1 模擬電子技術的概念與範疇 模擬電子技術是研究和應用能夠連續變化、在時間和幅度上都具有無限可能性的模擬信號的電子技術。與數字電子技術處理離散信號不同,模擬電子技術直接處理現實世界中普遍存在的模擬信息,例如聲音、光綫、溫度、壓力等。本章將詳細闡述模擬信號的特性,以及模擬電子技術在日常生活和工業生産中的廣泛應用,如音頻放大器、射頻電路、傳感器接口、電源管理等。 1.2 模擬信號與數字信號的比較 清晰區分模擬信號和數字信號是理解模擬電子技術的前提。我們將深入探討模擬信號的連續性和連續幅度特性,以及數字信號的離散性和二進製錶示。通過對比兩者的優缺點,分析在不同應用場景下選擇模擬技術或數字技術的原因。例如,模擬技術在某些精度要求極高且不容失真的場閤具有獨特優勢,而數字技術則在抗乾擾、處理速度和集成度方麵錶現齣色。 1.3 模擬電子技術的發展曆程與未來趨勢 從真空管時代到晶體管的誕生,再到集成電路的飛速發展,模擬電子技術經曆瞭波瀾壯闊的演變。本章將迴顧模擬電子技術發展的重要裏程碑,分析不同技術革新帶來的影響。同時,我們將展望模擬電子技術的未來發展方嚮,如更高集成度、更低功耗、更高性能的模擬集成電路(ASIC)設計,以及與新興技術(如物聯網、人工智能、5G通信)的融閤應用。 1.4 本書學習的路綫圖 為瞭幫助讀者係統地掌握模擬電子技術的知識體係,本章將提供一個清晰的學習路綫圖。我們將概述本書各章節的內容安排,並建議閤適的學習方法和實踐建議,鼓勵讀者通過理論學習與實際操作相結閤,逐步提升解決模擬電路問題的能力。 第二章 半導體器件基礎 本章將深入剖析半導體材料的特性,重點介紹二極管和三極管等基本半導體器件的工作原理、伏安特性以及在電路中的應用。理解這些基本器件是構建復雜模擬電路的基石。 2.1 半導體材料的特性 我們將從原子結構和能帶理論齣發,解釋本徵半導體和雜質半導體的形成,以及載流子的産生和遷移機製。詳細介紹矽(Si)和鍺(Ge)等常用半導體材料的導電特性、禁帶寬度等關鍵參數。 2.2 P-N結及其特性 P-N結是所有半導體器件的基礎。本章將詳細闡述P-N結的形成過程,包括擴散和漂移現象,以及在外加電壓作用下P-N結的單嚮導電性。我們將分析P-N結的電容效應,並介紹其在整流、濾波等電路中的應用。 2.3 二極管 本章將重點介紹不同類型的二極管,包括: 普通二極管(PN結二極管):詳細分析其正嚮導通和反嚮截止特性,以及在整流、鉗位、續流等電路中的應用。 穩壓二極管(齊納二極管):闡述其齊納擊穿和雪崩擊穿的原理,以及在穩壓電路中的核心作用。 發光二極管(LED):介紹其發光原理,不同顔色LED的特性,以及在指示、照明等領域的應用。 光電二極管(PD):解釋其光電轉換原理,不同工作模式(光電導模式、光伏模式)下的特性,以及在光檢測、光通信中的應用。 肖特基二極管:介紹其與普通二極管相比的特點,如低正嚮壓降和快速開關速度,以及在電源、高頻電路中的應用。 2.4 三極管(BJT) 三極管(雙極結型晶體管)是模擬電路中的核心放大元件。本章將詳細介紹: NPN型和PNP型三極管:闡述其結構、工作原理,以及電流的放大作用。 三極管的工作區域:深入分析放大區、截止區和飽和區,理解不同區域下的工作狀態。 三極管的伏安特性麯綫:繪製並解釋輸齣特性麯綫、輸入特性麯綫和轉移特性麯綫,以及如何從麯綫中提取關鍵參數。 三極管的等效模型:介紹混閤π模型和T模型,以及如何利用這些模型進行電路分析。 三極管的電流放大係數(β)和跨導(gm):解釋這些參數的含義及其在放大電路設計中的重要性。 2.5 場效應管(FET) 場效應管是另一種重要的半導體放大器件,與BJT相比,它具有輸入阻抗高等特點。本章將介紹: 結型場效應管(JFET):闡述其工作原理,溝道載流子(電子或空穴)的調製,以及其跨導特性。 金屬-氧化物-半導體場效應管(MOSFET):重點介紹增強型和耗盡型MOSFET,包括其電場效應控製柵極電壓來調製溝道導電性。詳細分析其閾值電壓(Vth)、跨導(gm)等關鍵參數。 MOSFET的等效模型:介紹小信號等效模型,用於分析放大電路。 MOSFET的優勢:強調其高輸入阻抗、低功耗等優點,以及在集成電路中的廣泛應用。 第三章 基本放大電路 本章將深入探討模擬電子技術的核心——放大電路的設計與分析。我們將從單級放大電路入手,逐步講解不同組態、不同偏置方式以及影響放大電路性能的關鍵因素。 3.1 放大電路的基本原理 我們將從功率放大和電壓放大的概念齣發,解釋放大電路的作用是實現信號的幅度提升,同時保持信號的波形不失真。介紹放大電路中的“激勵”與“響應”關係,以及負反饋和正反饋的概念及其對電路性能的影響。 3.2 三極管放大電路的偏置 為瞭使三極管工作在放大區,必須對其進行適當的偏置。本章將詳細介紹: 固定偏置:分析其電路結構和優缺點,指齣其易受溫度影響的缺點。 分壓偏置:闡述其電路原理,說明為何它能提供更穩定的靜態工作點,並分析其穩定性。 發射極反饋偏置:介紹其結構和穩定性原理,分析其對溫度變化的補償作用。 集電極反饋偏置:分析其電路結構和特點,並說明其與分壓偏置的區彆。 靜態工作點(Q點)的選取:強調Q點在輸齣特性麯綫上的位置對放大電路性能(如不失真輸齣範圍、失真度)的影響,以及如何根據具體要求選擇閤適的Q點。 3.3 三極管放大電路的組態 根據三極管各電極的連接方式,放大電路可分為三種基本組態: 共射極放大電路(CE):這是最常用的一種放大電路,具有電壓放大作用和電流放大作用,但輸齣信號與輸入信號反相。我們將詳細分析其電壓增益、輸入電阻、輸齣電阻,以及其頻率響應特性。 共集電極放大電路(CC,也稱射極輸齣器):該電路具有電壓跟隨作用,電壓增益接近於1,但具有較大的電流放大作用和較大的輸入電阻、較小的輸齣電阻。我們將分析其在驅動電路中的應用。 共基極放大電路(CB):該電路具有電壓放大作用,但輸入電阻很小,輸齣電阻很大,並且輸入和輸齣信號同相。我們將討論其在高頻和阻抗匹配方麵的應用。 3.4 場效應管放大電路 與三極管類似,場效應管也可以構成放大電路。本章將介紹: 共源極放大電路(CS):相當於三極管的共射極放大電路,具有電壓增益,輸齣與輸入反相。 共漏極放大電路(CD,也稱源極輸齣器):相當於三極管的共集電極放大電路,具有電壓跟隨作用。 共柵極放大電路(CG):相當於三極管的共基極放大電路,具有電壓放大作用,輸入電阻小,輸齣電阻大。 場效應管放大電路的偏置:介紹自偏置、固定偏置、分壓偏置等幾種偏置方式,並分析其穩定性和優缺點。 3.5 多級放大電路 為瞭獲得更大的電壓增益或滿足特定的性能要求,常常將多個單級放大電路級聯起來構成多級放大電路。本章將介紹: 耦閤方式: 阻容耦閤:介紹其工作原理,以及其在高頻部分的頻率響應限製。 變壓器耦閤:分析其阻抗匹配和隔離作用,以及其在功率放大器中的應用。 直接耦閤:討論其直流增益,以及其在低頻和直流放大器中的應用。 級聯電路的增益計算:說明多級放大電路的總增益是各級增益的乘積。 多級放大電路的設計考慮:包括增益、帶寬、輸入/輸齣阻抗、功耗等方麵的權衡。 3.6 差分放大電路 差分放大電路是運算放大器(Op-amp)的基本組成單元,也是許多精密測量和控製電路的核心。本章將介紹: 差分放大電路的基本結構:闡述其工作原理,分析如何放大兩個輸入信號之差,抑製共模信號。 差模增益與共模增益:引入這兩個重要參數,並定義差模抑製比(CMRR)。 差分放大電路的應用:簡述其在儀器儀錶、通信設備中的重要作用。 第四章 信號處理電路 本章將重點介紹各種用於對模擬信號進行濾波、衰減、振蕩等處理的電路。這些電路在信號調理、通信係統、儀器儀錶等領域發揮著至關重要的作用。 4.1 濾波器 濾波器用於濾除信號中的不需要的頻率成分,保留所需頻率成分。本章將介紹: 濾波器的基本概念:通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶等。 有源濾波器與無源濾波器:比較兩者的優缺點,以及有源濾波器在實現高Q值、集成化方麵的優勢。 濾波器類型: 低通濾波器:允許低頻信號通過,阻止高頻信號。介紹RC低通、RL低通濾波器,以及有源低通濾波器的設計。 高通濾波器:允許高頻信號通過,阻止低頻信號。介紹RC高通、RL高通濾波器,以及有源高通濾波器的設計。 帶通濾波器:允許特定頻率範圍的信號通過。介紹串聯RLC帶通濾波器,以及有源帶通濾波器的設計。 帶阻濾波器(陷波器):阻止特定頻率範圍的信號通過。 濾波器設計:介紹巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)等幾種經典濾波器的幅頻特性,以及其設計方法。 4.2 信號發生器(振蕩器) 振蕩器能夠産生周期性的電信號,是信號源的基礎。本章將介紹: 振蕩器的工作原理:利用正反饋和有源器件的放大作用,在無外加輸入信號的情況下産生振蕩。 振蕩器的穩定性:頻率穩定度和幅度穩定度的概念。 振蕩器類型: RC振蕩器:如RC移相振蕩器、文氏電橋振蕩器。 LC振蕩器:如哈特萊振蕩器、科爾皮茲振蕩器、剋拉普振蕩器。 晶體振蕩器:利用石英晶體的壓電效應和高Q值實現高穩定度的頻率。 方波、三角波、鋸齒波發生器:介紹如何利用多諧振蕩器、施密特觸發器等電路産生非正弦波形。 4.3 比較器與施密特觸發器 比較器用於比較兩個輸入信號的大小,並輸齣一個指示結果。施密特觸發器是一種具有滯迴特性的比較器,常用於波形整形和振蕩電路。 運算放大器作為比較器:介紹如何利用運算放大器實現高增益的電壓比較。 施密特觸發器的工作原理:分析其滯迴電壓(迴差)的概念,以及它如何防止由於輸入信號噪聲引起的誤觸發。 施密特觸發器的應用:在波形整形(將噪聲信號整形為乾淨的方波)、産生方波信號(振蕩器)等方麵的應用。 4.4 信號衰減器 衰減器用於減小信號的幅度,常用於測試和測量設備中。本章將介紹: 固定衰減器:如T型衰減器、π型衰減器。 可變衰減器:利用電位器或場效應管實現衰減值的連續可調。 阻抗匹配:在設計衰減器時需要考慮輸入和輸齣阻抗的匹配問題,以避免信號反射。 第五章 運算放大器及其應用 運算放大器(Op-amp)是模擬電子技術中最重要、最靈活的集成電路之一。本章將深入探討運算放大器的基本原理、特性參數以及其在各種經典電路中的廣泛應用。 5.1 運算放大器的基本原理與內部結構 我們將從差分放大器這一核心部件入手,介紹運算放大器的基本工作原理。概述運算放大器的多級結構,包括差分輸入級、中間放大級和輸齣級,以及它們各自的功能。 5.2 運算放大器的理想模型與特性參數 理想運放模型:介紹零輸入失調電壓、無窮大的開環增益、無窮大的輸入阻抗、零輸齣阻抗等理想特性,以及基於這些特性的重要結論(如虛短、虛斷)。 實際運放的特性參數:詳細分析開環增益(Aol)、單位增益帶寬積(GBW)、壓擺率(Slew Rate)、輸入失調電壓(Vos)、輸入偏置電流(Ib)、輸入失調電流(Ios)、共模抑製比(CMRR)、電源抑製比(PSRR)等參數的含義及其對電路性能的影響。 5.3 負反饋運算放大電路 負反饋是運算放大器發揮其強大功能的核心。本章將重點介紹: 同相放大器:分析其電壓增益公式(Av = 1 + Rf/Rin),以及其高輸入阻抗的特點。 反相放大器:分析其電壓增益公式(Av = -Rf/Rin),以及其低輸入阻抗的特點。 電壓跟隨器(緩衝器):分析其電壓增益為1,具有高輸入阻抗、低輸齣阻抗的特點,常用於阻抗匹配。 加法器:介紹如何利用反相放大器實現多個輸入信號的加權求和。 減法器(差分放大器):介紹如何利用運算放大器實現兩個輸入信號的差值放大。 積分電路:分析其輸齣信號是輸入信號的積分,常用於信號處理和控製係統。 微分電路:分析其輸齣信號是輸入信號的微分,容易受高頻噪聲影響,需配閤濾波器使用。 5.4 運算放大器的其他應用 有源濾波器:再次強調運算放大器在構建高性能有源低通、高通、帶通和帶阻濾波器中的作用。 比較器:介紹如何利用運算放大器實現高精度電壓比較。 數模轉換器(DAC)和模數轉換器(ADC):簡述運算放大器在這些關鍵數字信號處理接口電路中的基礎作用。 信號發生器:介紹如何利用運算放大器構成文氏電橋振蕩器、方波發生器等。 穩壓電路:介紹如何利用運算放大器構成精密穩壓電源。 第六章 功率放大器 功率放大器是模擬電子技術中負責將信號的功率進行放大的關鍵電路,廣泛應用於音頻、通信、廣播等領域。本章將介紹不同類型的功率放大器,並分析它們的效率、失真度和應用場景。 6.1 功率放大器的基本概念 功率放大器的作用:強調其將小信號轉換為大功率信號,以驅動負載(如揚聲器、天綫)。 效率:定義功率放大器的效率,即輸齣功率與直流電源功率之比,並說明效率對器件發熱和電源消耗的重要性。 失真:介紹綫性失真(如諧波失真)和非綫性失真(如交越失真、削頂失真)的概念,以及它們對音質和信號質量的影響。 6.2 甲類功率放大器 工作原理:介紹甲類放大器的工作特點,即輸入信號的整個周期內,輸齣晶體管始終工作在放大區。 優點與缺點:分析其綫性度好、失真小的優點,但效率低的缺點,以及其常用於前置放大器或對音質要求極高的場閤。 電路設計:介紹簡單的甲類單端和推挽放大電路。 6.3 乙類功率放大器 工作原理:介紹乙類放大器的工作特點,即輸入信號的半個周期內,輸齣晶體管導通。 交越失真:分析乙類放大器容易産生的交越失真,即在信號過零點時,由於晶體管截止導緻信號中斷。 電路設計:介紹乙類推挽放大電路。 6.4 甲乙類功率放大器 工作原理:結閤瞭甲類和乙類的優點,通過設置適當的偏置電流,使輸入信號的兩個半周期內,輸齣晶體管都能在放大區工作,但導通角大於180度,從而減小瞭交越失真。 優點與缺點:分析其效率和綫性度都優於甲類和乙類,是應用最廣泛的功率放大器類型。 電路設計:介紹經典的互補對稱式甲乙類功率放大電路。 6.5 丙類功率放大器 工作原理:介紹丙類放大器的工作特點,即輸齣晶體管僅在輸入信號的少數時間段內導通。 高效率:強調其極高的效率,但綫性度差,主要用於射頻功率放大。 電路設計:介紹丙類諧振功率放大電路。 6.6 功率放大器的性能指標與選擇 輸齣功率:定義不同額定輸齣功率的意義。 失真度:如總諧波失真(THD)。 效率:不同類彆的效率範圍。 帶寬:影響信號的頻率響應。 散熱:介紹功率放大器需要良好的散熱措施,以避免過熱損壞。 應用場景選擇:根據具體的應用需求(音質、功率、效率等)選擇閤適的功率放大器類型。 第七章 電源電路 電源電路是為各種電子設備提供穩定、可靠的直流工作電壓的關鍵組成部分。本章將介紹各種類型的電源電路,從基礎的整流濾波電路到復雜的開關電源,以及穩壓電路的設計。 7.1 整流電路 整流電路將交流電轉換為脈動的直流電。 半波整流:介紹其電路結構和輸齣波形,以及其效率較低的缺點。 全波整流: 橋式整流:介紹其利用四個二極管構成橋式結構,輸齣波形更平滑,利用率更高。 中心抽頭全波整流:介紹其利用變壓器中心抽頭和兩個二極管構成。 整流電路的參數:如平均輸齣電壓、電壓利用率、峰值反嚮電壓等。 7.2 濾波電路 濾波電路用於濾除整流電路輸齣脈動直流中的交流成分,使其更加平滑。 電感濾波:利用電感器的阻礙交流電流的特性。 電容濾波:利用電容器的儲能特性,平滑輸齣電壓。介紹濾波電容器的選擇和紋波係數。 LC濾波:結閤電感和電容,提供更好的濾波效果。 RC濾波:在要求不高的情況下使用。 7.3 穩壓電路 穩壓電路用於將不穩定的直流電壓穩定在一個固定值,即使輸入電壓或負載發生變化。 串聯型穩壓電路: 齊納二極管穩壓電路:介紹其結構簡單,但輸齣電壓受輸入電壓影響較大,且穩壓精度不高。 三極管穩壓電路:介紹如何利用三極管和齊納二極管構成更穩定的穩壓電路。 集成穩壓器(Linear Regulator):介紹如78XX係列(正電壓)和79XX係列(負電壓)等固定輸齣電壓的集成穩壓器,以及LM317/LM337等可調輸齣電壓的集成穩壓器。詳細分析其內部穩壓原理和應用。 並聯型穩壓電路:相對較少使用,本章將簡要介紹。 7.4 開關電源(SMPS) 開關電源以其高效率、體積小、重量輕的優點,已成為現代電源的主流。 工作原理:利用開關管(如MOSFET)的高頻開關動作,將輸入電壓轉換為高頻交流,再經過變壓器降壓(或升壓)、整流、濾波得到所需的直流輸齣。 主要拓撲結構: 降壓型(Buck Converter):輸齣電壓低於輸入電壓。 升壓型(Boost Converter):輸齣電壓高於輸入電壓。 升降壓型(Buck-Boost Converter):輸齣電壓可高於或低於輸入電壓。 反激式(Flyback Converter):常用於低功率、多路輸齣的電源。 正激式(Forward Converter):適用於中功率應用。 橋式變換器(Bridge Converter):如半橋、全橋變換器,適用於高功率應用。 開關電源的優點與缺點:強調其高效率、體積小,但同時存在電磁乾擾(EMI)等問題。 開關電源的設計要點:包括功率開關器件的選擇、控製電路的設計、濾波設計、散熱設計等。 第八章 模擬電子技術在通信係統中的應用 本章將重點介紹模擬電子技術在通信係統中的關鍵作用,包括信號的産生、調製、解調、放大以及在無綫通信、有綫通信等不同場景下的具體應用。 8.1 信號的産生與處理 振蕩器在通信中的作用:作為載波信號的産生源,以及頻率閤成器(PLL)的基礎。 濾波器在通信中的作用:用於選擇性地傳輸或接收特定頻率的信號,抑製乾擾。介紹帶通濾波器在接收機中的關鍵作用。 放大器在通信中的作用:包括低噪聲放大器(LNA)用於放大微弱接收信號,以及功率放大器(PA)用於發送信號。 8.2 調製與解調 調製的必要性:解釋為何需要將基帶信號(如語音)調製到高頻載波上進行傳輸。 模擬調製技術: 幅度調製(AM):介紹其基本原理,單邊帶(SSB)和雙邊帶(DSB)AM。 頻率調製(FM):介紹其抗噪聲能力強的優點。 相位調製(PM):介紹其與FM的聯係。 模擬解調技術:介紹如何從接收到的調製信號中恢復齣原始基帶信號,如包絡檢波、相乾解調等。 8.3 無綫通信中的模擬電路 接收機(RX):介紹超外差接收機和直接轉換接收機的結構,以及其中的關鍵模擬電路模塊,如LNA、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、解調器等。 發射機(TX):介紹其信號生成、調製、驅動放大、功率放大等過程中的模擬電路應用。 射頻(RF)電路設計:介紹RF電路設計中的特殊考慮,如阻抗匹配、寄生參數、高頻噪聲等。 8.4 有綫通信中的模擬電路 音頻信號處理:介紹在電話、錄音設備中的音頻放大、濾波、均衡等應用。 光縴通信中的接口電路:介紹光電探測器、驅動電路等模擬部分。 數據傳輸中的接口電路:介紹如RS-232等串行通信接口中的信號調理和驅動電路。 8.5 噪聲與乾擾的抑製 噪聲的來源:介紹熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等。 乾擾的來源:介紹外部電磁乾擾、內部串擾等。 抑製方法:通過選用低噪聲器件、優化電路布局、使用濾波器、屏蔽等措施來降低噪聲和乾擾的影響。 第九章 模數混閤信號電路設計基礎 本章將介紹模數混閤信號電路的基本概念和設計挑戰,重點關注數字信號和模擬信號之間的接口電路,以及在集成電路設計中的實現方法。 9.1 模數混閤信號電路的定義與特點 定義:指在同一芯片或同一電路闆上同時包含模擬電路和數字電路的係統。 挑戰:模擬信號的精度要求高、易受數字電路的噪聲乾擾;數字信號的集成度和速度快。 9.2 模數(A/D)轉換器(ADC) ADC是模擬信號數字化過程的關鍵。 ADC的工作原理:將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號。 ADC的性能指標:分辨率(Resolution)、采樣率(Sampling Rate)、量化誤差、非綫性度等。 ADC的類型: 逐次逼近型(SAR ADC):結構緊湊,速度適中,應用廣泛。 雙斜率型(Dual-Slope ADC):精度高,但速度慢,常用於數字萬用錶。 Flash型(全並行型ADC):速度最快,但功耗大,成本高。 Σ-Δ型(Sigma-Delta ADC):具有極高的分辨率,適用於音頻、高精度測量。 流水綫型(Pipeline ADC):兼顧瞭速度和分辨率。 9.3 數模(D/A)轉換器(DAC) DAC是將數字信號還原為模擬信號的關鍵。 DAC的工作原理:將離散的數字信號轉換為連續的模擬信號。 DAC的性能指標:分辨率、轉換時間、單調性、綫性度等。 DAC的類型: 電阻網絡型DAC:如權電阻型DAC、倒T型DAC。 電流輸齣型DAC:如R-2R梯形網絡DAC。 Σ-Δ型DAC:與Σ-Δ ADC類似,具有高分辨率。 9.4 采樣與保持電路(S/H) 在ADC進行轉換之前,需要將瞬時的模擬信號“凍結”一段時間,以便ADC穩定地進行轉換。S/H電路就是完成這一任務的。 S/H電路的工作原理:利用開關和電容器實現信號的采樣和保持。 S/H電路的性能指標:采樣時間、保持時間、泄漏時間、跟蹤誤差等。 9.5 混閤信號電路的設計考慮 隔離技術:如何有效隔離模擬電路和數字電路的噪聲。 電源管理:為模擬和數字電路提供獨立的、高質量的電源。 版圖設計:在集成電路設計中,模擬和數字部分的閤理布局對性能至關重要。 布綫技巧:避免數字信號綫對模擬信號綫的串擾。 第十章 模擬電子技術在傳感器與儀器儀錶中的應用 傳感器是連接物理世界與電子世界的橋梁,而儀器儀錶則是利用電子技術進行測量、監測和控製的工具。本章將探討模擬電子技術在這些領域的核心作用。 10.1 傳感器接口電路 各種傳感器輸齣的信號往往微弱、非綫性或與後續電路不匹配,需要專門的接口電路進行處理。 信號調理:包括放大、濾波、綫性化、冷端補償(針對熱電偶)等。 橋式電路應用:如應變片、壓力傳感器等,需要構建橋式電路進行測量。 電荷/電壓轉換器:用於壓電傳感器、MEMS傳感器等。 恒流/恒壓源:為某些傳感器提供激勵信號。 10.2 信號采集與處理係統 數據采集係統(DAS):介紹一個完整的DAS係統通常包含傳感器、信號調理電路、ADC、微處理器或FPGA等。 多通道信號采集:如何處理來自多個傳感器的數據。 低功耗傳感器接口:在電池供電設備中,低功耗設計至關重要。 10.3 測量儀器儀錶中的模擬電路 數字萬用錶(DMM):介紹其內部的電壓、電流、電阻測量電路,包括ADC、運算放大器、開關電路等。 示波器:介紹其前端信號放大、時間基準産生、垂直/水平掃描電路等模擬部分。 頻譜分析儀:介紹其混頻、濾波、低噪聲放大等射頻模擬電路。 邏輯分析儀:雖然主要處理數字信號,但其輸入端的信號調理和接口電路也涉及模擬技術。 10.4 控製係統中的模擬電路 PID控製器:介紹PID控製器中的積分、微分、比例運算環節常通過模擬電路(如運算放大器)實現。 伺服係統:介紹驅動電路、反饋信號處理等模擬部分。 傳感器反饋在閉環控製中的應用:利用傳感器信號來調整執行器的輸齣,實現精確控製。 10.5 醫療電子中的模擬電路 生物信號采集:如心電圖(ECG)、腦電圖(EEG)、肌電圖(EMG)的傳感器接口和放大電路。 醫學成像設備:如超聲波、X射綫探測器中的模擬信號處理。 植入式醫療器械:如起搏器、助聽器中的低功耗模擬電路設計。 第十一章 現代模擬電子技術與集成電路 本章將探討現代模擬電子技術的發展趨勢,特彆是集成電路(IC)在模擬電路設計中的地位,以及高性能模擬IC的設計挑戰與方法。 11.1 集成電路(IC)概述 IC的優勢:體積小、功耗低、性能高、成本低、可靠性好。 模擬IC與數字IC:介紹兩者的區彆與聯係。 混閤信號IC:前文已述,強調其在現代係統中的重要性。 11.2 高性能模擬IC設計 工藝選擇:CMOS、BiCMOS、Bipolar等工藝在模擬IC設計中的選擇考慮。 器件建模:精確的器件模型對於高性能模擬IC設計至關重要。 版圖設計與寄生效應:在IC版圖中,寄生電阻、寄生電容、寄生電感對電路性能的影響不容忽視。 噪聲分析與抑製:在IC設計中,對噪聲的分析和抑製是實現高精度模擬電路的關鍵。 功耗管理:在低功耗應用中,如何優化電路設計以降低功耗。 11.3 專用模擬集成電路(ASIC) ASIC的定義與優勢:根據特定應用需求定製設計的模擬集成電路,能提供最優化的性能和成本。 ASIC設計流程:從需求分析到流片生産的整個過程。 11.4 射頻(RF)集成電路 RFIC的特點:工作頻率高,對噪聲、綫性度、功耗要求苛刻。 RFIC中的關鍵模塊:LNA、混頻器、振蕩器(PLL)、功率放大器(PA)、濾波器等。 RFIC設計中的挑戰:阻抗匹配、電磁乾擾(EMI)、信號完整性(SI)等。 11.5 模擬信號處理的未來趨勢 數模混閤集成:隨著工藝的進步,將更多的模擬功能集成到數字芯片中,或將數字控製器集成到模擬係統中。 低功耗模擬設計:隨著物聯網和可穿戴設備的普及,對低功耗模擬電路的需求日益增長。 高性能數據轉換器:更高分辨率、更高采樣率的ADC和DAC將是持續的研究方嚮。 軟件定義硬件(SDH):通過軟件配置和控製模擬電路的功能,提高係統的靈活性。 類腦計算與神經形態工程:模擬大腦的神經元和突觸功能,將是模擬電子技術的一個前沿方嚮。 第十二章 模擬電子技術實驗指導 本章旨在為讀者提供實踐操作的指導,通過一係列的實驗,鞏固理論知識,掌握實際電路的搭建、調試和測量技能。 12.1 實驗基本要求與安全須知 實驗儀器的使用:如示波器、信號發生器、萬用錶、電源等的基本操作。 電子元器件的識彆與使用:電阻、電容、電感、二極管、三極管、集成電路等。 電路闆的搭建:洞洞闆、麵包闆、PCB闆的焊接與布綫。 安全規範:用電安全、器件保護等。 12.2 基礎實驗 二極管特性麯綫測量:觀察二極管的正嚮和反嚮伏安特性。 三極管靜態工作點設置與測量:學習如何偏置三極管,並測量其工作點。 單級放大電路的搭建與測試:如共射極放大電路,測量電壓增益、輸入/輸齣電阻。 運算放大器基本應用實驗:搭建同相放大器、反相放大器、電壓跟隨器,並驗證其功能。 12.3 信號處理與電源實驗 RC低通/高通濾波器的特性測量:觀察濾波器的幅頻特性。 振蕩器電路的搭建與調試:如文氏電橋振蕩器,觀察輸齣波形。 整流與濾波電路的搭建:觀察輸齣電壓和紋波。 綫性穩壓器應用實驗:搭建基於集成穩壓器的電源,測試其穩壓效果。 12.4 綜閤性實驗 多級放大電路的搭建:級聯單級放大電路,觀察總增益。 簡單的信號發生器製作:如利用施密特觸發器製作方波發生器。 傳感器接口電路的簡單實現:如連接一個簡單的傳感器,並用運算放大器放大其信號。 12.5 實驗數據分析與報告撰寫 如何整理和分析實驗數據。 實驗報告的基本構成:實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗結果(圖錶)、實驗結論、討論與分析。 排除故障的思路與方法。

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這本書就像一本“百科全書”,將模擬電子技術的方方麵麵都囊括其中。我最喜歡的是作者在講解每一個電路模塊時,所采用的“理論與實踐相結閤”的教學方法。它不僅僅給齣瞭電路的原理和公式推導,更重要的是,它通過大量的實例和仿真結果,來驗證理論的正確性,並展示電路在實際應用中的錶現。我尤其贊賞書中對濾波器設計的詳細講解,從最基本的RC濾波器到更復雜的LC濾波器,以及有源濾波器,書中都給齣瞭詳細的設計步驟和計算公式。它還深入分析瞭不同濾波器類型(Butterworth、Chebyshev、Bessel)的特點和應用場景,讓我能夠根據實際需求選擇閤適的濾波器。此外,書本還對信號發生器進行瞭係統性的闡述,包括正弦波發生器、方波發生器、三角波發生器等,並詳細講解瞭它們的工作原理和設計方法。讓我印象深刻的是,書中關於“跨導”和“跨阻”的概念的講解,這兩個概念在處理電流信號和電壓信號的轉換時非常重要,通過具體的電路實例,我終於理解瞭它們是如何工作的。這本書的優點在於它能夠將抽象的理論知識,通過生動的實例和詳細的分析,變得易於理解和掌握。它讓我覺得,學習模擬電子技術不再是枯燥的理論灌輸,而是一個充滿樂趣和挑戰的探索過程。

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這本書簡直是為那些希望深入理解模擬電子電路設計精髓的人量身打造的。我最欣賞的是作者在講解每一個電路模塊時,所采用的“由淺入深,由易到難”的教學策略。比如在談到運算放大器時,它不僅僅給齣瞭理想運放的模型和各種基本應用電路,例如差分放大、加法器、減法器、積分器、微分器等,更重要的是,它深入探討瞭實際運放的非理想特性,如輸入失調電壓、輸入偏置電流、有限的開環增益、有限的帶寬、有限的輸齣電壓擺幅以及共模抑製比等。這些實際的參數分析,對於我們理解運放電路在真實工作環境下的局限性和性能衰減至關重要。書本還通過大量的圖示和實例,生動地展示瞭這些非理想因素如何影響電路的精度和穩定性。我印象特彆深刻的是關於濾波器的章節,從最基礎的有源濾波器的Butterworth、Chebyshev、Bessel等響應類型的對比分析,到更復雜的Sallen-Key、多重反饋等拓撲結構的設計,每一個環節都做得十分細緻,甚至還涉及到濾波器的通帶、阻帶、過渡帶的含義和設計原則。此外,書本還對振蕩器進行瞭係統性的闡述,包括RC振蕩器、LC振蕩器以及晶體振蕩器,並詳細講解瞭産生振蕩的必要條件(Barkhausen判據)以及不同振蕩器的特點和應用場景。這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期,讓我覺得每一次閱讀都能有新的收獲和感悟,它真正幫助我建立起瞭一個紮實的模擬電子理論基礎。

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我必須承認,這本書在某些方麵觸及瞭我知識的盲區,但正是這種挑戰,讓我收獲良多。作者的講解風格,可以說是“步步為營,層層遞進”,將抽象的電子原理具象化,讓我這個非專業齣身的人也能逐漸理解。我特彆欣賞書中對晶體管(BJT和MOSFET)偏置和穩定性的詳盡分析。它不僅僅給齣瞭幾種常用的偏置電路,更重要的是,它深入探討瞭不同偏置電路的優缺點,以及如何通過閤適的偏置來提高電路的穩定性和綫性度。書中對於“Q點”的討論,以及Q點漂移的影響,都讓我對晶體管放大器的設計有瞭更深刻的認識。此外,書本在講解頻率響應時,不僅僅給齣瞭截止頻率的概念,還深入分析瞭不同電路(如RC濾波器、放大器)的幅頻特性和相頻特性,以及它們是如何影響信號的傳輸和處理的。我印象深刻的是,書中對於“增益裕量”和“相位裕量”的講解,這兩個概念對於理解反饋放大器的穩定性至關重要,通過具體的圖示和計算,我終於理解瞭它們是如何影響電路的振蕩行為的。這本書的優點在於它能夠將復雜的理論知識,通過清晰的邏輯和生動的講解,傳遞給讀者,並且能夠激發讀者的思考和探索欲。它讓我意識到,模擬電子技術遠不止於簡單的公式和電路圖,更在於背後深刻的物理原理和精妙的設計思想。

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這本書就像一本“秘籍”,讓我看到瞭模擬電子設計的“門道”。我不得不說,作者在闡述復雜概念時所展現齣的深度和廣度令人驚嘆。例如,在講解功率放大器時,它不僅介紹瞭甲類、乙類、甲乙類、丙類等不同工作類彆的原理和效率計算,還深入分析瞭它們各自的優缺點以及在實際應用中的選擇依據。對於每一個類彆的功率放大器,書中都給齣瞭詳細的電路圖和工作波形分析,讓我能夠直觀地理解它們是如何工作的。我尤其贊賞書中關於失真分析的部分,從諧波失真到互調失真,再到交調失真,作者都進行瞭非常詳盡的解釋,並給齣瞭相應的計算方法和抑製措施。這對於我們設計高質量的音頻放大器和射頻電路具有極其重要的指導意義。書本還係統地介紹瞭各種信號處理電路,例如混頻器、倍頻器、調製器、解調器等,並對它們的性能指標進行瞭詳細的分析。讓我印象深刻的是,書中對於運算放大器的高頻特性的講解,包括增益帶寬積、壓擺率、單位增益帶寬等概念,以及這些參數如何影響電路在高頻下的性能。這本書的深度和全麵性,讓我感覺自己不僅僅是在學習理論知識,更是在學習一種解決問題的思維方式和設計方法。它幫助我建立起瞭一個完整的模擬電子技術知識體係,也激發瞭我對更高級電路設計的興趣。

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我必須說,這本書的深度和嚴謹性是很多其他同類書籍難以比擬的。作者在講解每一個概念時,都力求做到“有據可依,深入淺齣”,讓我這個初學者也能逐漸領會其精髓。我尤其欣賞書中對各種半導體器件(二極管、三極管、場效應管)的詳細模型分析。它不僅僅停留在理想模型,而是深入探討瞭實際器件的非綫性特性、擊穿現象、寄生參數等,並給齣瞭相應的等效電路模型。這對於理解器件在實際電路中的工作行為至關重要。書本還對放大電路的穩定性問題進行瞭深入的分析,包括寄生參數引起的振蕩、反饋迴路的不穩定性等,並給齣瞭相應的分析方法和設計技巧。我印象深刻的是,書中關於“伯德圖”(Bode Plot)的講解,通過幅頻特性和相頻特性的綜閤分析,來判斷放大器和反饋係統的穩定性。這對我理解反饋係統的設計和優化非常有幫助。此外,書本還詳細介紹瞭各種模擬信號處理電路,例如混頻器、倍頻器、乘法器、除法器等,並對它們的原理、性能指標和應用進行瞭深入的分析。這本書的價值在於它不僅僅教授理論知識,更重要的是它教會瞭我如何去分析問題、解決問題,以及如何進行電路設計。它讓我對模擬電子技術有瞭更深層次的認識,也激發瞭我對更高級電路設計的興趣。

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這本書就像一個“寶藏”,每一次挖掘都能發現令人驚喜的知識。我尤其喜歡作者在講解各種模擬集成電路時所展現齣的係統性和深入性。比如,在介紹運算放大器時,它不僅僅列舉瞭各種型號和參數,更重要的是,它深入分析瞭運放內部的級聯結構,例如差分輸入級、增益級、輸齣級等,以及每一級的作用和設計難點。這讓我對運放的內部工作原理有瞭更清晰的認識。書中對於噪聲的講解也讓我印象深刻,它詳細闡述瞭各種噪聲源(熱噪聲、散彈噪聲、閃爍噪聲等)的産生機製,以及如何通過電路設計來減小噪聲的影響。這對於設計低噪聲放大器、射頻接收機等高精度電路至關重要。此外,書本還係統地介紹瞭模擬濾波器(有源和無源)的設計,從Butterworth、Chebyshev、Bessel等濾波器類型的對比,到Sallen-Key、多重反饋等拓撲結構的詳細設計過程,每一個環節都做得十分到位,包含瞭設計公式、性能指標分析以及實際應用案例。它讓我明白,設計一個優秀的濾波器需要考慮的因素遠比我想象的要多。這本書的深度和廣度都足以讓人驚嘆,它為我提供瞭一個非常紮實的模擬電子技術基礎,也讓我對這個領域充滿瞭探索的欲望。

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這本書在我學習模擬電子技術的過程中扮演瞭至關重要的角色,可以說是我的“啓濛之書”。我特彆贊賞作者在講解過程中所展現齣的細緻入微和條理清晰。例如,在講解半導體器件模型時,它並沒有止步於簡單的PN結理論,而是深入剖析瞭載流子輸運、擴散、漂移等物理過程,並在此基礎上推導齣瞭二極管和三極管的Ebers-Moll模型,以及MOSFET的平方律模型。這些模型對於理解器件在不同工作區域下的行為至關重要,也為後續的電路分析奠定瞭堅實的理論基礎。我特彆喜歡書中對放大電路的詳細分析,包括各種偏置電路的穩定性和性能分析,以及不同放大器組態(共射、共集、共基)在電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗方麵的特性對比。此外,書本還引入瞭BJT和MOSFET在放大電路中的等效電路模型,並利用這些模型進行精確的參數計算,這對於初學者理解信號是如何被放大的非常有幫助。書本的語言風格嚴謹而又不失可讀性,即使是復雜的概念,作者也能夠用清晰的邏輯和生動的比喻來解釋。讓我印象深刻的是,書本在講解反饋電路時,不僅闡述瞭四種基本反饋組態(電壓串聯、電壓並聯、電流串聯、電流並聯)的原理,還深入分析瞭反饋對電路增益、帶寬、輸入阻抗和輸齣阻抗的影響,以及引入的穩定性問題。它讓我明白,反饋並非總是“好處多多”,而是需要權衡和設計的。這本書的價值在於它提供瞭一個全麵且深入的模擬電子技術視角,讓我對這個領域有瞭更深層次的認識。

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這本書帶給我的震撼,就像在浩瀚的星空中發現瞭一顆璀璨的明星。作者的敘述方式,可以說是“化繁為簡,循序漸進”,讓我在接觸相對陌生的領域時,也能感到一絲親切和自信。我非常贊賞書中對半導體器件的詳細講解,它不僅僅給齣瞭器件的伏安特性麯綫,更重要的是,它深入分析瞭器件的物理結構和內部工作原理,從而解釋瞭這些特性的由來。這對於我理解器件的非綫性行為和寄生效應至關重要。書本還對各種放大電路進行瞭深入的分析,包括各種偏置方法的優缺點,以及不同放大器組態的性能對比。我印象深刻的是,書中對於“輸入阻抗”和“輸齣阻抗”的講解,這兩個參數直接影響到信號的傳輸效率和電路的匹配,通過具體的電路分析,我終於明白瞭它們是如何被計算和設計的。此外,書本還對功率放大器進行瞭係統性的闡述,從甲類到丁類,詳細介紹瞭它們的原理、效率和應用場景。它讓我明白,設計一個高效的功率放大器需要考慮的因素遠比我想象的要復雜。這本書的優點在於它能夠將晦澀的電子原理,通過生動的語言和嚴謹的邏輯,變得易於理解和掌握。它讓我覺得,學習模擬電子技術不再是睏難的事情,而是一個充滿樂趣和挑戰的探索過程,並且能夠極大地提升我對電子世界的認知和理解能力。

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這本書的深度和廣度都讓我感到驚喜,它為我打開瞭一個全新的模擬電子世界。作者的講解風格,可以說是“嚴謹而不失趣味”,讓我在學習中不斷獲得新的啓發。我特彆欣賞書中對反饋控製係統的深入分析。它不僅僅講解瞭反饋的原理,更重要的是,它深入探討瞭反饋對係統穩定性和性能的影響,並引入瞭如“增益裕量”和“相位裕量”等關鍵概念。這對於理解伺服係統、自動控製係統等設計至關重要。書中還係統地介紹瞭各種模擬信號變換電路,例如D/A轉換器和A/D轉換器,並詳細分析瞭它們的原理、分辨率、轉換速度等性能指標。讓我印象深刻的是,書中關於“采樣定理”的講解,這個定理是數字信號處理的基礎,通過清晰的圖示和數學推導,我終於理解瞭它為何如此重要。此外,書本還對集成運算放大器的使用進行瞭詳細的闡述,包括各種應用電路的設計,如濾波器、振蕩器、比較器等,並給齣瞭具體的元器件選型和參數計算方法。這本書的價值在於它能夠將復雜的模擬電子技術,以一種係統化、條理化的方式呈現給讀者,並且能夠激發讀者對更高級技術的探索欲望。它讓我覺得,掌握瞭這本書的內容,就相當於掌握瞭進入更廣闊的模擬電子設計領域的一把鑰匙。

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這本書真是讓我大開眼界,雖然我之前對模擬電子領域瞭解甚少,甚至可以說是一片空白,但當我翻開《模擬電子技術(寜慧英)》這本書時,我立刻被它深厚的學術底蘊和嚴謹的邏輯所吸引。從最基礎的元器件模型講起,例如二極管、三極管、場效應管等,作者都進行瞭非常詳盡的闡述,不僅僅是給齣瞭它們的靜態和動態特性麯綫,更重要的是深入剖析瞭這些特性背後的物理原理,讓我這個初學者也能逐漸理解為何它們會錶現齣特定的行為。接著,書本逐步引導我們進入更復雜的電路設計,比如放大電路、反饋電路、振蕩電路等。對於每一個電路拓撲,作者都不僅僅是展示電路圖和公式推導,而是花費大量篇幅去解釋電路的工作原理、各項參數的含義及其對電路性能的影響。我尤其喜歡書本在講解放大電路時,對於不同組態(共射、共集、共基)的詳細對比分析,以及在不同偏置方式下(固定偏置、分壓偏置、發射極自偏置等)的分析。這些講解不僅清晰明瞭,而且充滿瞭實際應用的指導意義,讓我能夠更好地理解它們在實際電路設計中的選型和優化。書本的語言雖然專業,但邏輯性極強,循序漸進,即使是復雜的概念,經過作者的層層剝離,也變得易於理解。每一章節的習題都非常具有代錶性,能夠幫助我鞏固所學知識,並激發我進一步思考。總而言之,這本書為我打開瞭模擬電子技術的大門,讓我從一個門外漢逐漸變成瞭一個對這個領域充滿興趣和信心的學習者。

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