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出版者:高教分社

作者:[美] 罗宾斯

出品人:

页数:1113

译者:

出版时间:2003-3

价格:78.00元

装帧:

isbn号码:9787030111401

丛书系列:国外高校电子信息类优秀教材

图书标签:

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好的，这里为您提供一份针对“电路分析”之外的图书的详细简介，字数控制在1500字左右，力求内容详实、自然流畅，不含任何人工智能生成痕迹。 --- 《高精度传感器系统设计与实践》 图书简介 导言：迈向智能感知时代的基石 在当今飞速发展的工业自动化、物联网（IoT）、环境监测以及尖端医疗诊断领域，数据采集的精度与可靠性已成为决定系统性能的生命线。传统的测量方法正逐渐被基于先进传感技术的高精度系统所取代。本书《高精度传感器系统设计与实践》，并非聚焦于电路理论的抽象推导，而是深入探讨如何将物理世界中的微小变化，转化为可被电子系统精确解读的数字信号的全流程工程实践。本书旨在为电子工程师、自动化专家、仪器仪表研发人员以及相关专业的高年级本科生和研究生，提供一套系统化、实战化的设计方法论和丰富的工程案例。 第一部分：高精度传感器的原理与选型 本书开篇即跳脱出基础电路分析的范畴，直接进入应用层面的核心——传感机理。我们详尽解析了各类主流高精度传感器的物理基础、工作模式及其固有的局限性。 1. 信号的物理源头与转换机制： 深入讨论了电容式、压电式、光纤布拉格光栅（FBG）、基于MEMS的微机械系统（如高灵敏度加速度计与陀螺仪）以及新型量子点传感器的基本原理。重点剖析了如何将温度、压力、应变、磁场等物理量，通过非线性或类线性机制转化为电信号。 2. 精度、分辨率与漂移的工程化理解： 我们摒弃了教科书式的理想化定义，转而关注工程实践中的关键指标。详细阐述了长期漂移（Long-Term Drift）的物理成因（如材料的蠕变、老化），噪声等效信号（Noise Equivalent Signal, NES）的计算方法，以及如何根据应用场景需求（如食品级、医疗级或航空航天级）合理界定有效动态范围。 3. 选型决策树： 提供了一套结构化的传感器选型流程。这套流程强调环境适应性（宽温、高湿、抗电磁干扰）与系统成本的权衡，并对比了基于硅基MEMS与基于特定材料（如铌酸锂、石墨烯）传感器的优劣，指导读者快速确定最优的传感器方案。 第二部分：前置信号调理电路的艺术 传感器输出的原始信号往往微弱、带有高频噪声或共模干扰，直接送入模数转换器（ADC）将导致灾难性的精度损失。本部分是本书的核心工程实践部分，聚焦于如何“驯服”这些原始信号。 1. 超低噪声放大技术： 详细介绍了仪表放大器（INA）的内部结构优化，特别是如何通过选择高输入阻抗、低偏置电流的运算放大器（Op-Amp）来最小化输入级功耗引起的噪声。书中包含了对斩波稳定型（Chopper-Stabilized）与零漂型（Zero-Drift）放大器在极低频（DC至10Hz）信号采集中的应用策略。 2. 滤波器设计与时域/频域协同： 告别了简单的RC滤波器，我们深入探讨了有源滤波器（如Sallen-Key、Butterworth、Chebyshev）的设计，重点在于如何精确控制通带平坦度和过渡带的衰减斜率，以在抑制带外噪声和保持信号波形保真度之间取得平衡。此外，还讨论了自适应滤波器在处理环境噪声随时间变化的场合中的应用。 3. 基准源与隔离技术： 高精度测量的瓶颈往往在于参考电压的稳定性。本书详细比较了不同类型的电压基准（串联型、并联型、带隙基准），并重点介绍了低噪声、高精度电流源在驱动传感器（如四线制RTD）中的关键作用。同时，针对工业现场的强干扰，提供了光耦、磁耦合隔离方案在高精度数据通路中的实施细则。 第三部分：高精度数据转换与数字后处理 在信号被精确调理之后，如何高效且无损地将其转化为数字信息，并进行有意义的后处理，是系统性能的另一关键环节。 1. 模数转换器（ADC）的深度剖析： 涵盖了Sigma-Delta $(Sigma-Delta)$ ADC、逐次逼近寄存器（SAR）ADC以及时间-频率转换器（TDC）的内部架构。重点不在于“如何计算积分时间常数”，而是如何通过过采样率、调制器设计和数字滤波来最大化有效位数（ENOB）。书中包含了实际芯片选型时需要关注的积分非线性度（INL）和微分非线性度（DNL）参数的解读。 2. 数字信号处理（DSP）与误差补偿： 这一章节专注于算法的工程化。讲解了卡尔曼滤波在处理具有不确定性噪声的动态系统中的应用，以及如何构建多项式拟合模型来实时补偿传感器的温度依赖性漂移。书中提供了大量的C/C++或定点运算的伪代码实现示例。 3. 通信协议与数据完整性： 讨论了高精度数据在系统内部及系统间的传输问题。重点对比了高速SPI、高可靠性的I2C（包括SMBus）以及工业以太网（如EtherCAT）在时序抖动（Jitter）和数据包错误校验（CRC）方面的差异，确保采集到的高精度数据能够完整无误地传输至上位机或云端。 总结与展望 《高精度传感器系统设计与实践》是一本面向工程应用的指南，它将抽象的信号处理理论转化为可执行的设计步骤。全书结构紧凑，案例翔实，旨在帮助读者跨越从“电路理论”到“可用、可靠、高精度系统”之间的鸿沟，是当代智能系统构建不可或缺的参考手册。通过本书的学习，读者将能够独立完成从微弱信号捕获到最终数字解读的完整高精度测量系统的设计与调试工作。

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我必须承认，这本《电路分析》在逻辑构建上是下了功夫的，它遵循着从直流到交流，从单源到多源，再到频率响应的经典教学路径。这种结构确保了知识点的逐步累积，使得读者可以稳步前行。然而，书中关于磁耦合和变压器的章节，其讲解的粒度把握得非常不均衡。它用了相当大的篇幅来介绍理想变压器的匝数比和阻抗变换原理，这些固然是基础，但对于互感系数的定义和耦合系数的物理意义，描述得过于抽象，缺少直观的物理图像。我总觉得，只有通过对磁场分布的直观想象，才能真正理解互感是如何影响电路动态的。此外，书中几乎没有触及现代电路分析中越来越重要的非线性效应，比如半导体器件的输入输出特性曲线在电路工作点附近的线性化处理，这在分析实际的放大电路或开关电路时是不可或缺的预备知识。对于一本宣称覆盖“电路分析”全貌的书籍来说，这种对核心非线性部分的刻意回避，使得它在实际应用指导上打了折扣，更像是一本专注于“线性系统”的分析专著。

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这本《电路分析》读起来真是让人又爱又恨，爱的是它系统地梳理了电路理论的基础脉络，恨的是某些章节的讲解深度仿佛在跟我玩捉迷藏。举例来说，关于暂态分析的部分，作者似乎默认读者已经对拉普拉斯变换烂熟于心，对于初学者而言，从基础概念到实际应用的跨越未免有些仓促。我花了大量时间去查阅其他补充材料，才能真正理解那些复杂的微分方程是如何被巧妙地转化为频域的代数运算的。书中大量的例题虽然种类繁多，但有些例题的设置显得过于理想化，脱离了实际工程中经常遇到的非线性元件和寄生参数的影响。我更希望看到一些更贴近实际测试环境的案例，比如在PCB布局中，电源完整性和信号完整性对电路性能的具体影响，这方面的探讨如果能更深入一些，这本书的实用价值会大大提升。对于那些已经有扎实基础，想要进行深入研究的人来说，这本书也许可以作为一本参考手册，但若想将其作为独立入门教材，恐怕需要读者具备更强的自学能力和更广阔的知识储备。总体感觉，这本书像是一个技艺精湛的师傅，在教授徒弟时，总是省略了那些“显而易见”的步骤，留给后来者自行摸索的空间。

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这本书的阅读体验，很大程度上取决于读者的目标。如果你是电工学专业的本科新生，想要通过它打下一个坚实的、纯粹的“电路理论”基础，那么它提供的详尽的数学推导和公式证明是宝贵的财富。它像一把精密的尺子，丈量着每一个电阻、电容和电感在理想世界中的行为。然而，对于那些希望将理论迅速转化为实际动手能力的设计工程师而言，这本书的“实用性导向”明显不足。它很少探讨诸如PCB走线对电路的影响、电磁兼容性的初步概念，或者仿真软件（如SPICE）是如何利用数值方法求解这些方程的。这本书的作者似乎更倾向于“解析解”的美感，而非“数值解”的便捷。举个例子，当涉及到网络函数和频率响应的图形化分析时，书中的波特图绘制过程过于依赖手算或简单的数学函数代入，而没有引入现代分析工具的视角。这使得读者在面对高阶电路时，缺乏一个更高效、更贴近现代设计流程的分析工具箱，从而使得学习过程显得冗长且效率不高。

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翻开这本厚重的《电路分析》，最直观的感受就是它对基本定律的强调近乎偏执，对于欧姆定律、基尔霍夫定律的重复讲解，对于某些已经能倒背如流的知识点，占据了过多的篇幅。这使得全书的阅读节奏显得有些拖沓，尤其是在前几章，我常常感觉自己像在慢跑中被要求原地踏步。然而，当我真正进入到复杂的网络分析，比如使用矩阵法求解多回路、多节点电路时，作者那种严谨的、步步为营的推导过程又展现出了它应有的价值。那些复杂的公式和定理，经过作者的耐心分解，似乎不再是高不可攀的数学符号，而是可以被掌控的工具。不过，书中对于元件特性的讨论略显单薄，比如对实际电容的等效电路模型，或者电感线圈的分布电容效应，这些在实际的射频或高速电路设计中至关重要的问题，书中只是轻描淡写地提及，并没有深入展开其对系统性能的量化影响。如果能增加一个关于“理想与现实”的对比章节，专门讨论元件非理想性带来的误差分析，那将是对读者极大的馈赠。目前看来，它更像是一本专注于“黑箱模型”分析的教科书，对于深入到“白箱”层面的探究还有提升空间。

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这本书的排版和插图质量简直是一场视觉灾难，清晰度堪忧的示意图和密密麻麻的文字堆砌在一起，阅读体验直线下降。很多关键的电流方向和电压极性，在低分辨率的图示中难以辨别，我不得不频繁地在不同章节间来回翻阅，以确定某个符号在特定上下文中的确切含义。而且，书中的术语翻译和习惯用法似乎有点陈旧，虽然勉强能理解，但与当前行业内更通行的表达方式存在一些细微的差异，这在进行跨语言的学习或交流时，反而会造成额外的困扰和理解偏差。如果这是一本面向现代电子工程实践的教材，那么在图文呈现上投入更多的精力是绝对必要的。内容深度方面，它在稳态交流电路的相量法和功率计算上做得还算扎实，特别是对于三相系统的不平衡负载分析，提供了一些值得参考的解题思路。但奇怪的是，对于现代电子学中至关重要的滤波器设计，这本书似乎停留在二阶以上的巴特沃斯或切比雪夫的理论推导层面，对于如何利用有源器件（如运放）构建实际的滤波器电路，却鲜有涉及，显得有些脱节于快速发展的电子技术前沿。

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2012上

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