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頁數:274

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出版時間:2008-6

價格:32.00元

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isbn號碼:9787111237570

叢書系列:

圖書標籤:

• 模擬電路
• 電子技術
• 模擬電子
• 電路分析
• 電子工程
• 仿真
• 元器件
• 信號處理
• 電路設計
• 高等教育

好的，這是一本關於《現代傳感器技術與應用》的圖書簡介： --- 現代傳感器技術與應用 內容提要 在信息獲取與處理的時代，傳感器作為人體的“感官”，其重要性不言而喻。本書旨在係統、深入地介紹現代傳感器技術的基本原理、關鍵器件、先進製造工藝以及在各個領域的前沿應用。它不僅涵蓋瞭從經典到新型傳感器的理論基礎，更著重於講解如何設計、集成和優化高性能傳感係統，以應對工業自動化、環境監測、智能醫療和物聯網（IoT）等領域對高精度、高可靠性信息采集的迫切需求。全書結構嚴謹，內容覆蓋麵廣，理論深度適中，適閤作為電子工程、自動化、材料科學及相關專業的本科高年級學生及研究生教材，同時也是相關領域工程師、研發人員的重要參考手冊。 第一部分：傳感器基礎與核心原理 本書首先奠定瞭堅實的理論基礎。開篇詳細闡述瞭傳感器的基本概念、分類方法（如工作原理、輸齣信號類型、測量對象等）以及性能指標的量化描述，包括靈敏度、綫性度、遲滯、漂移和噪聲特性。 1. 物理場與信號轉換機製： 深入探討瞭各種基本物理量（如力、熱、光、聲、磁、化學成分）如何通過物理效應轉化為電信號。重點剖析瞭電阻式、電容式、電感式、壓電式、光電效應、熱電效應等核心轉換原理。例如，在討論電阻式傳感器時，本書不僅講解瞭應變片的工作原理，還詳細分析瞭材料的皮電效應（Piezoresistive Effect）及其在應力測量中的應用。 2. 信號調理與接口電路： 傳感器輸齣的原始信號往往微弱且易受乾擾，因此信號調理電路至關重要。本部分詳細講解瞭高精度橋式電路的設計、低噪聲放大器的選擇與實現（如斬波放大器、儀錶放大器）、濾波技術（如數字濾波與模擬濾波的融閤），以及模數轉換（ADC）的精度與速度要求。特彆關注瞭如何設計低功耗、高共模抑製比的接口電路，以適應便攜式和遠程監測係統的需求。 3. 微納加工技術基礎： 現代傳感器的發展與微電子和微機械加工技術密不可分。本章係統介紹瞭半導體工藝（如薄膜沉積、刻蝕技術）在製造高精度傳感器中的應用，並深入講解瞭微機電係統（MEMS）技術，包括矽微加工技術和LIGA工藝，這些技術是實現高集成度、微型化傳感器的關鍵。 第二部分：主流傳感器技術深度剖析 本書的第二部分聚焦於當前應用最廣泛、技術發展最快的幾類傳感器。 1. 溫度與熱流傳感器： 從傳統的電阻溫度計（RTD）、熱電偶到基於半導體的集成溫度傳感器。重點闡述瞭半導體PN結的溫度特性，新型量子點溫度傳感器的工作機製，以及熱流傳感器（如菲謝爾傳感器）在熱管理係統中的應用。 2. 力學量與壓力傳感器： 詳細分析瞭基於應變原理的壓力傳感器、壓電傳感器和電容式傳感器。在壓力傳感方麵，本書區分瞭絕對壓力、錶壓和差壓的測量方法，並探討瞭矽梁諧振式壓力傳感器的超高精度優勢。 3. 光電與成像傳感器： 涵蓋瞭從光敏電阻、光電二極管到先進的CMOS圖像傳感器（CIS）。重點講解瞭CIS的工作原理、全局快門與捲簾快門技術的優劣比較，以及紅外成像技術（如熱釋電與製冷型焦平麵陣列）在目標檢測中的應用。 4. 磁學與慣性傳感器： 對霍爾效應傳感器、磁阻傳感器（如GMR/TMR）進行瞭原理剖析，並深入研究瞭慣性測量單元（IMU）中的加速度計和陀螺儀。在陀螺儀部分，本書詳盡分析瞭光縴陀螺（FOG）和激光陀螺（LRG）的機理，以及MEMS陀螺儀的低成本化挑戰與解決方案。 第三部分：先進與新興傳感器技術 本部分關注那些代錶未來發展方嚮的尖端傳感器技術。 1. 化學與生物傳感器： 探討瞭氣體傳感器（如金屬氧化物半導體（MOS）型、電化學型）的敏感機製，以及它們在環境汙染監測中的可靠性問題。在生物傳感方麵，重點介紹瞭基於等離子共振（SPR）、場效應晶體管（FET）的生物傳感平颱，及其在快速診斷中的潛力。 2. 智能傳感器與係統集成： 隨著計算能力的下沉，智能傳感器的概念應運而生。本章討論瞭如何將微處理器、存儲器和信號調理電路集成在同一個封裝內，實現數據預處理、自校準和本地決策。特彆強調瞭邊緣計算在傳感器網絡中的部署策略。 3. 無綫與能量收集傳感器： 針對物聯網應用對電池壽命的嚴苛要求，本書詳細介紹瞭能量收集技術（如振動發電、光伏、溫差發電）在為無綫傳感器節點供電中的應用，以及低功耗無綫通信協議（如LoRa, Zigbee）與傳感器網絡的集成優化。 第四部分：實際應用與係統設計 最後一部分將理論與實踐緊密結閤，通過具體案例展示傳感器的係統級設計流程。 1. 工業自動化中的應用： 分析瞭傳感器在過程控製、狀態監測（Condition Monitoring）中的角色，包括對鏇轉機械的振動分析、産品質量的在綫檢測等。 2. 智能交通與自動駕駛： 探討瞭激光雷達（LiDAR）、毫米波雷達、超聲波傳感器在環境感知、目標定位與跟蹤中的協同工作機製。分析瞭傳感器融閤（Sensor Fusion）技術，以提高環境模型的魯棒性。 3. 醫療健康監測係統： 討論瞭可穿戴設備中的生物電信號采集（如ECG、EEG）、非接觸式生命體徵監測技術，以及植入式傳感器對長期健康數據采集的挑戰與倫理考量。 總結與展望 《現代傳感器技術與應用》力求成為連接基礎物理原理與前沿工程實踐的橋梁。本書不僅關注如何“測量”一個物理量，更關注如何在復雜的、非理想環境中“可靠地、持續地”獲取高質量信息。通過對新材料、新工藝和新算法的介紹，本書旨在激發讀者對下一代信息采集技術的創新思考。 ---

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這本書的封麵設計得很有品味，簡潔的藍色調配上醒目的白色字體，給人一種專業而又沉穩的感覺。初翻開目錄，我立刻被它內容的廣度和深度所吸引。它似乎沒有局限於某一特定領域，而是像一張精心繪製的電子元件地圖，將復雜的電路結構以一種清晰易懂的方式展現齣來。我特彆欣賞作者在處理基礎概念時所下的功夫，那些關於晶體管工作原理和反饋機製的講解，簡直是化繁為簡的典範。特彆是對那些抽象的數學模型，作者巧妙地引入瞭生活化的比喻，讓原本枯燥的公式瞬間變得鮮活起來。我記得有一章專門講運算放大器的非綫性失真，作者不僅給齣瞭理論推導，還配上瞭大量的仿真波形圖，這對於我這種需要將理論付諸實踐的工程師來說，無疑是及時雨。讀完這部分，我感覺自己對模擬信號處理的理解提升到瞭一個新的高度，不再是死記硬背公式，而是真正理解瞭背後的物理意義。這種由淺入深，層層遞進的編排方式，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度，讓初學者也能感受到駕馭這門學科的樂趣。

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這本書的輔助資源體係構建得相當完善，雖然我這裏隻有紙質版，但我能想象配套的在綫資源會更加強大。從內容本身來看，它對現代模擬技術的前沿探索也保持瞭足夠的關注度。我注意到其中有一部分內容涉及到瞭鎖相環（PLL）和混閤信號接口的基本概念，這些是當前集成電路設計中最熱門的領域之一。作者並沒有泛泛而談，而是深入挖掘瞭其中對時鍾抖動和相位噪聲的量化分析方法。這些分析工具和圖錶，對於理解現代高速通信係統中的模擬前端至關重要。更難能可貴的是，書中在討論這些前沿內容時，依然緊密圍繞著那些最基礎的器件物理特性展開，體現瞭深厚的內功。閱讀下來，我感覺自己不僅掌握瞭一套工具箱，更培養瞭一種麵對新型電子挑戰時，能夠迅速拆解問題、溯源至基本原理的分析思維。這本書無疑是站在巨人的肩膀上，為後來者鋪設瞭一條通往精深領域的穩固階梯。

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這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失應有的幽默感，尤其是在講解那些容易産生混淆的概念時。比如，在解釋雙極型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）的電流控製與電壓控製機製時，作者用瞭一個非常精妙的類比，一下子就讓我在腦海中構建瞭清晰的物理圖像。我深知模擬電路的難點在於其對非理想因素的敏感性，而這本書在這方麵做得尤為齣色。它沒有迴避現實世界中的寄生效應、熱漂移這些“頑固分子”，反而將它們視為電路設計中不可或缺的挑戰來對待。書中針對性地提供瞭多種補償技術和誤差分析方法，這些內容對於我正在進行的高精度數據采集項目至關重要。我驚喜地發現，書中介紹的幾種經典反饋拓撲結構，其穩定性和帶寬的分析方法，比我之前學過的任何資料都要係統和完備。這套邏輯框架一旦建立起來，處理後續復雜的模擬係統設計就感覺有瞭定海神針。

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坦率地說，我第一次接觸這類專業書籍時，常常被厚重的篇幅嚇退，感覺像是要啃下一塊硬骨頭。但這本書的結構安排非常巧妙，它采用瞭“模塊化”的教學方法。你可以根據自己的知識背景和需求，選擇性地深入學習某一個模塊，比如電源管理或濾波器設計，而不會因為跳過前置章節而感到迷茫。我特彆欣賞作者在各個章節之間建立的隱形聯係，當你學到高頻小信號模型時，會發現它其實是在復用前麵學到的直流偏置分析的結論，這種前後呼應的設計，極大地增強瞭知識的內聚性。而且，書中對“工程權衡”的強調令人印象深刻。它反復提醒讀者，最好的電路往往不是理論上最完美的，而是最適閤特定應用場景的。這種務實精神貫穿始終，讓我學會瞭如何在理想與現實之間找到黃金分割點，這對於任何一個想成為優秀電子工程師的人來說，都是寶貴的財富。

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這本書的排版簡直是教科書級彆的典範，每一個公式、每一個圖示都仿佛經過瞭精心的雕琢。我最喜歡它在章節末尾設置的“深度思考”環節，它不提供直接的答案，而是提齣一些開放性的問題，引導讀者去探索更深層次的電路設計哲學。有一次，我被一個關於低噪聲放大器設計的問題卡住瞭，那個問題關於如何平衡增益與噪聲係數，我翻閱瞭其他幾本參考書都覺得解釋得不夠透徹。然而，在這本書中，作者通過引入一些前沿的半導體工藝特性來解釋這一權衡，視角獨特而深刻。更令人稱道的是，書中對元器件選型的討論極為詳盡，不僅僅是羅列參數，而是深入分析瞭不同溫度、不同工作頻率下，特定晶體管的微小差異如何影響最終的係統性能。這使得這本書遠超齣瞭普通教材的範疇，更像是一位經驗豐富的設計前輩在耳邊耳提麵命。讀起來感覺非常充實，每一次翻頁都能帶來新的啓發，仿佛在進行一場與大師的學術對話。

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