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页数:180

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出版时间:2009-9

价格:19.00元

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isbn号码:9787302208150

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• 电路基础
• 电路分析
• 模拟电路
• 电子技术
• 电气工程
• 基础电子学
• 电路原理
• 线性电路
• 电工学
• 大学教材

《模拟电路设计指南：从基础到进阶》 引言 在这个电子技术飞速发展的时代，理解和掌握模拟电路的设计原理与实践，是通往更深层次电子工程领域的重要基石。无论您是初涉电子世界的学生，还是希望拓展技能的在职工程师，本书都将为您提供一条清晰的学习路径。我们深入浅出地剖析模拟电路的核心概念，从最基础的元器件行为，到复杂的系统级设计，旨在帮助您构建坚实的理论基础，并能独立解决实际工程问题。本书不仅仅是理论的堆砌，更注重实践的应用，通过丰富的实例和设计流程，让您亲身体验模拟电路的魅力。 第一部分：模拟电路的基石——元器件及其行为 在深入复杂的电路之前，理解构成电路的基本单元至关重要。本部分将逐一解析最常用、最核心的模拟电路元器件，并深入探讨它们的物理特性、工作原理以及在不同电路中的作用。 电阻（Resistors）： 我们将从电阻的基本定义——对电流的阻碍作用开始，详细介绍不同类型的电阻，如碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻以及贴片电阻，阐述它们的材料特性、功率损耗、容差以及温度系数对电路性能的影响。您将学会如何根据电路需求选择合适的电阻，理解串联、并联电阻的计算方法，以及在实际应用中如何考虑电阻的寄生效应。此外，还将探讨电阻在分压、限流、偏置等电路中的关键作用。 电容（Capacitors）： 作为储存电荷的元器件，电容在模拟电路中扮演着不可或缺的角色。本书将深入介绍电容的结构、工作原理，区分不同种类的电容，如陶瓷电容、电解电容、钽电容、薄膜电容等，并详细阐述它们的介电材料、容量、耐压、等效串联电阻（ESR）、等效串联电感（ESL）以及漏电流等参数对电路性能的影响。您将掌握电容的充放电过程，理解电容在滤波、耦合、去耦、储能、定时电路中的应用，以及如何根据应用场景选择最适合的电容类型和规格。 电感（Inductors）： 电感作为储存磁场能量的元器件，在信号处理和电源管理中同样重要。本书将详细讲解电感的定义、构成以及其感抗特性。我们将介绍不同类型的电感，如空心电感、铁芯电感、贴片电感等，并探讨其饱和电流、品质因数（Q值）、直流电阻（DCR）以及寄生电容等关键参数。您将理解电感在滤波、震荡、储能、阻抗匹配以及射频电路中的作用，并学会如何计算电感在不同频率下的阻抗。 二极管（Diodes）： 作为最基本的半导体器件，二极管的单向导电性是许多电子电路的基础。本书将深入剖析PN结的形成与工作原理，介绍不同类型的二极管，如普通二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管、发光二极管（LED）和光电二极管，并详细阐述它们的正向导通特性、反向击穿特性、漏电流、结电容等参数。您将学会如何使用二极管实现整流、稳压、开关、信号检测等功能，并理解其在保护电路中的应用。 三极管（Transistors）： 作为模拟电路中最重要的有源器件之一，三极管的放大和开关特性是构建复杂电路的关键。本书将全面深入地介绍两种主流的三极管：双极性结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。 BJT（NPN与PNP）： 我们将详细讲解BJT的结构、工作原理（截止区、放大区、饱和区），阐述共射、共集、共基三种基本放大组态的特点、电压增益、电流增益、输入阻抗和输出阻抗。您将学习如何根据静态工作点（偏置）的不同，分析BJT在不同工作区域下的行为，并理解其在信号放大、开关控制等应用中的作用。 FET（JFET与MOSFET）： 本书将重点介绍JFET和MOSFET（N沟道与P沟道，增强型与耗尽型）的工作原理，包括它们的栅极控制特性、跨导、漏极电流与栅源电压的关系。您将理解MOSFET作为电压控制器件的优势，并深入分析其在放大电路、开关电路、电源管理芯片以及数字逻辑门中的广泛应用。 第二部分：放大器电路——信号的增益与处理 放大器是模拟电路的核心组成部分，用于增强微弱信号。本部分将系统地介绍各种放大器电路的设计与分析。 基本放大电路： 我们将从最基础的单级放大器开始，包括使用BJT和FET构建的共射放大器、共集放大器（缓冲器）、共基放大器，以及相应的FET放大器。详细分析它们的直流偏置电路如何稳定工作点，以及交流信号的放大过程，包括电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗和频率响应。 多级放大器： 许多应用需要更高的增益，因此多级放大器是必不可少的。本书将介绍不同耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直接耦合）的多级放大器，分析各级之间的相互影响，以及如何通过级联来提升整体性能。 运算放大器（Op-Amp）及其应用： 运算放大器是模拟电路中的“万金油”，其高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的理想特性使其成为构建各种复杂电路的基础。本书将详细介绍运算放大器的内部结构（差分放大器、级联放大级、输出级），分析其理想模型和实际模型的参数（开环增益、输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、共模抑制比CMRR、频率响应）。您将学习如何使用理想运放模型分析各种基本电路，包括： 反相放大器、同相比放器： 实现精确的增益控制。 加法器、减法器： 实现信号的线性组合。 积分器、微分器： 实现信号的时域变换。 比较器： 实现信号的阈值判断。 电压跟随器： 实现阻抗匹配和缓冲。 有源滤波器： 构建低通、高通、带通、带阻等滤波器。 功率放大器： 针对需要驱动负载的场合，我们将介绍不同类别的功率放大器，如A类、B类、AB类和C类放大器，分析它们的效率、失真特性和输出能力，并讨论如何设计高效的功率放大器。 第三部分：信号的产生与处理——振荡器、滤波器与信号调理 本部分将深入探讨模拟电路中用于产生、过滤和优化信号的关键电路。 振荡器（Oscillators）： 振荡器是产生周期性信号的电路，在通信、测量和控制系统中至关重要。本书将介绍不同类型的振荡器，包括： RC振荡器： 如移相振荡器、维恩桥振荡器。 LC振荡器： 如哈特莱振荡器、科勒皮兹振荡器。 晶体振荡器： 利用石英晶体的压电效应，实现高稳定性的频率源。 我们将分析振荡器的工作原理、频率稳定性、输出波形失真等关键指标。 滤波器（Filters）： 滤波器用于选择性地通过或衰减特定频率范围的信号，在信号去噪、频率选择等方面发挥着核心作用。本书将详细介绍： 无源滤波器： 基于电阻、电容、电感组合实现的RC、RL、LC滤波器。 有源滤波器： 利用运算放大器构建的滤波器，具有更好的设计灵活性和性能。 我们将深入讲解低通、高通、带通、带阻滤波器的设计，并介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）等不同滤波器设计类型及其特性。 信号调理电路： 在许多应用中，原始信号往往需要经过一系列处理才能被后续电路识别或测量。本书将介绍常见的信号调理技术，包括： 仪表放大器（Instrumentation Amplifiers）： 用于精密测量微弱信号，具有极高的共模抑制比和差模增益。 采样保持电路： 用于在模数转换（ADC）之前稳定信号。 电荷泵电路： 用于实现电压的倍增或反转。 传感器接口电路： 设计用于连接各种传感器的接口电路，如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。 第四部分：电源电路设计——能量的稳定供应 稳定的电源是所有电子设备正常工作的先决条件。本部分将重点关注电源电路的设计与分析。 线性稳压器（Linear Regulators）： 我们将介绍基于三极管或运算放大器设计的线性稳压器，分析其工作原理、效率、纹波抑制能力和动态响应。重点讲解常见的固定电压输出稳压器（如78xx系列）和可调电压输出稳压器（如LM317）的设计与应用。 开关稳压器（Switching Regulators）： 相较于线性稳压器，开关稳压器具有更高的效率，尤其适用于大功率应用。本书将介绍三种基本类型的开关稳压器： 降压（Buck）变换器： 输出电压低于输入电压。 升压（Boost）变换器： 输出电压高于输入电压。 升降压（Buck-Boost）变换器： 输出电压可高于或低于输入电压。 我们将深入分析这些变换器的基本工作原理，包括PWM（脉冲宽度调制）控制、电感和电容的选择，以及如何设计稳定的开关电源。 电池充电电路： 介绍不同类型电池（如锂离子电池、镍氢电池）的充电原理和充电管理电路的设计，确保电池安全、高效地充电。 第五部分：实际应用与设计实践 理论联系实际是检验和巩固所学知识的最终途径。本部分将通过实例，引导您将模拟电路知识应用于实际问题。 滤波器的设计实例： 以音频信号处理为例，设计一个满足特定频率响应要求的低通滤波器，用于去除高频噪声。 放大器电路的实际搭建： 构建一个精密放大电路，用于放大来自传感器的微弱信号，并分析实际搭建中的潜在问题（如噪声、寄生效应）。 电源设计的综合案例： 设计一个集成了交流转直流、滤波、稳压功能的电源模块，为某个电子项目提供稳定的能量。 PCB布局与布线技巧： 强调良好的PCB布局和布线对于模拟电路性能的重要性，讲解如何减少噪声耦合、接地设计等关键技术。 电路仿真与测试： 介绍常用的电路仿真软件（如LTspice, PSpice）的使用方法，以及实际电路测试中常用的仪器（如示波器、信号发生器、万用表）的操作技巧。 结语 《模拟电路设计指南：从基础到进阶》旨在为您打开通往模拟电路世界的大门，并指引您在这个领域不断探索与前进。本书所涵盖的内容，从元器件的微观特性到宏观系统的设计，都力求做到深入浅出，条理清晰。我们相信，通过对本书的学习和实践，您将能够自信地设计、分析和实现各种模拟电路，为您的电子工程之路打下坚实的基础。愿您在模拟电路的设计之旅中，收获知识，享受创造的乐趣。

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