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頁數:180

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出版時間:2009-9

價格:19.00元

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isbn號碼:9787302208150

叢書系列:

圖書標籤:

• 電路基礎
• 電路分析
• 模擬電路
• 電子技術
• 電氣工程
• 基礎電子學
• 電路原理
• 綫性電路
• 電工學
• 大學教材

《模擬電路設計指南：從基礎到進階》 引言 在這個電子技術飛速發展的時代，理解和掌握模擬電路的設計原理與實踐，是通往更深層次電子工程領域的重要基石。無論您是初涉電子世界的學生，還是希望拓展技能的在職工程師，本書都將為您提供一條清晰的學習路徑。我們深入淺齣地剖析模擬電路的核心概念，從最基礎的元器件行為，到復雜的係統級設計，旨在幫助您構建堅實的理論基礎，並能獨立解決實際工程問題。本書不僅僅是理論的堆砌，更注重實踐的應用，通過豐富的實例和設計流程，讓您親身體驗模擬電路的魅力。 第一部分：模擬電路的基石——元器件及其行為 在深入復雜的電路之前，理解構成電路的基本單元至關重要。本部分將逐一解析最常用、最核心的模擬電路元器件，並深入探討它們的物理特性、工作原理以及在不同電路中的作用。 電阻（Resistors）： 我們將從電阻的基本定義——對電流的阻礙作用開始，詳細介紹不同類型的電阻，如碳膜電阻、金屬膜電阻、綫繞電阻以及貼片電阻，闡述它們的材料特性、功率損耗、容差以及溫度係數對電路性能的影響。您將學會如何根據電路需求選擇閤適的電阻，理解串聯、並聯電阻的計算方法，以及在實際應用中如何考慮電阻的寄生效應。此外，還將探討電阻在分壓、限流、偏置等電路中的關鍵作用。 電容（Capacitors）： 作為儲存電荷的元器件，電容在模擬電路中扮演著不可或缺的角色。本書將深入介紹電容的結構、工作原理，區分不同種類的電容，如陶瓷電容、電解電容、鉭電容、薄膜電容等，並詳細闡述它們的介電材料、容量、耐壓、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）以及漏電流等參數對電路性能的影響。您將掌握電容的充放電過程，理解電容在濾波、耦閤、去耦、儲能、定時電路中的應用，以及如何根據應用場景選擇最適閤的電容類型和規格。 電感（Inductors）： 電感作為儲存磁場能量的元器件，在信號處理和電源管理中同樣重要。本書將詳細講解電感的定義、構成以及其感抗特性。我們將介紹不同類型的電感，如空心電感、鐵芯電感、貼片電感等，並探討其飽和電流、品質因數（Q值）、直流電阻（DCR）以及寄生電容等關鍵參數。您將理解電感在濾波、震蕩、儲能、阻抗匹配以及射頻電路中的作用，並學會如何計算電感在不同頻率下的阻抗。 二極管（Diodes）： 作為最基本的半導體器件，二極管的單嚮導電性是許多電子電路的基礎。本書將深入剖析PN結的形成與工作原理，介紹不同類型的二極管，如普通二極管、穩壓二極管（齊納二極管）、肖特基二極管、發光二極管（LED）和光電二極管，並詳細闡述它們的正嚮導通特性、反嚮擊穿特性、漏電流、結電容等參數。您將學會如何使用二極管實現整流、穩壓、開關、信號檢測等功能，並理解其在保護電路中的應用。 三極管（Transistors）： 作為模擬電路中最重要的有源器件之一，三極管的放大和開關特性是構建復雜電路的關鍵。本書將全麵深入地介紹兩種主流的三極管：雙極性結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。 BJT（NPN與PNP）： 我們將詳細講解BJT的結構、工作原理（截止區、放大區、飽和區），闡述共射、共集、共基三種基本放大組態的特點、電壓增益、電流增益、輸入阻抗和輸齣阻抗。您將學習如何根據靜態工作點（偏置）的不同，分析BJT在不同工作區域下的行為，並理解其在信號放大、開關控製等應用中的作用。 FET（JFET與MOSFET）： 本書將重點介紹JFET和MOSFET（N溝道與P溝道，增強型與耗盡型）的工作原理，包括它們的柵極控製特性、跨導、漏極電流與柵源電壓的關係。您將理解MOSFET作為電壓控製器件的優勢，並深入分析其在放大電路、開關電路、電源管理芯片以及數字邏輯門中的廣泛應用。 第二部分：放大器電路——信號的增益與處理 放大器是模擬電路的核心組成部分，用於增強微弱信號。本部分將係統地介紹各種放大器電路的設計與分析。 基本放大電路： 我們將從最基礎的單級放大器開始，包括使用BJT和FET構建的共射放大器、共集放大器（緩衝器）、共基放大器，以及相應的FET放大器。詳細分析它們的直流偏置電路如何穩定工作點，以及交流信號的放大過程，包括電壓增益、電流增益、輸入阻抗、輸齣阻抗和頻率響應。 多級放大器： 許多應用需要更高的增益，因此多級放大器是必不可少的。本書將介紹不同耦閤方式（阻容耦閤、變壓器耦閤、直接耦閤）的多級放大器，分析各級之間的相互影響，以及如何通過級聯來提升整體性能。 運算放大器（Op-Amp）及其應用： 運算放大器是模擬電路中的“萬金油”，其高增益、高輸入阻抗和低輸齣阻抗的理想特性使其成為構建各種復雜電路的基礎。本書將詳細介紹運算放大器的內部結構（差分放大器、級聯放大級、輸齣級），分析其理想模型和實際模型的參數（開環增益、輸入失調電壓、輸入偏置電流、輸入失調電流、共模抑製比CMRR、頻率響應）。您將學習如何使用理想運放模型分析各種基本電路，包括： 反相放大器、同相比放器： 實現精確的增益控製。 加法器、減法器： 實現信號的綫性組閤。 積分器、微分器： 實現信號的時域變換。 比較器： 實現信號的閾值判斷。 電壓跟隨器： 實現阻抗匹配和緩衝。 有源濾波器： 構建低通、高通、帶通、帶阻等濾波器。 功率放大器： 針對需要驅動負載的場閤，我們將介紹不同類彆的功率放大器，如A類、B類、AB類和C類放大器，分析它們的效率、失真特性和輸齣能力，並討論如何設計高效的功率放大器。 第三部分：信號的産生與處理——振蕩器、濾波器與信號調理 本部分將深入探討模擬電路中用於産生、過濾和優化信號的關鍵電路。 振蕩器（Oscillators）： 振蕩器是産生周期性信號的電路，在通信、測量和控製係統中至關重要。本書將介紹不同類型的振蕩器，包括： RC振蕩器： 如移相振蕩器、維恩橋振蕩器。 LC振蕩器： 如哈特萊振蕩器、科勒皮茲振蕩器。 晶體振蕩器： 利用石英晶體的壓電效應，實現高穩定性的頻率源。 我們將分析振蕩器的工作原理、頻率穩定性、輸齣波形失真等關鍵指標。 濾波器（Filters）： 濾波器用於選擇性地通過或衰減特定頻率範圍的信號，在信號去噪、頻率選擇等方麵發揮著核心作用。本書將詳細介紹： 無源濾波器： 基於電阻、電容、電感組閤實現的RC、RL、LC濾波器。 有源濾波器： 利用運算放大器構建的濾波器，具有更好的設計靈活性和性能。 我們將深入講解低通、高通、帶通、帶阻濾波器的設計，並介紹巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和貝塞爾（Bessel）等不同濾波器設計類型及其特性。 信號調理電路： 在許多應用中，原始信號往往需要經過一係列處理纔能被後續電路識彆或測量。本書將介紹常見的信號調理技術，包括： 儀錶放大器（Instrumentation Amplifiers）： 用於精密測量微弱信號，具有極高的共模抑製比和差模增益。 采樣保持電路： 用於在模數轉換（ADC）之前穩定信號。 電荷泵電路： 用於實現電壓的倍增或反轉。 傳感器接口電路： 設計用於連接各種傳感器的接口電路，如溫度傳感器、壓力傳感器、光敏傳感器等。 第四部分：電源電路設計——能量的穩定供應 穩定的電源是所有電子設備正常工作的先決條件。本部分將重點關注電源電路的設計與分析。 綫性穩壓器（Linear Regulators）： 我們將介紹基於三極管或運算放大器設計的綫性穩壓器，分析其工作原理、效率、紋波抑製能力和動態響應。重點講解常見的固定電壓輸齣穩壓器（如78xx係列）和可調電壓輸齣穩壓器（如LM317）的設計與應用。 開關穩壓器（Switching Regulators）： 相較於綫性穩壓器，開關穩壓器具有更高的效率，尤其適用於大功率應用。本書將介紹三種基本類型的開關穩壓器： 降壓（Buck）變換器： 輸齣電壓低於輸入電壓。 升壓（Boost）變換器： 輸齣電壓高於輸入電壓。 升降壓（Buck-Boost）變換器： 輸齣電壓可高於或低於輸入電壓。 我們將深入分析這些變換器的基本工作原理，包括PWM（脈衝寬度調製）控製、電感和電容的選擇，以及如何設計穩定的開關電源。 電池充電電路： 介紹不同類型電池（如鋰離子電池、鎳氫電池）的充電原理和充電管理電路的設計，確保電池安全、高效地充電。 第五部分：實際應用與設計實踐 理論聯係實際是檢驗和鞏固所學知識的最終途徑。本部分將通過實例，引導您將模擬電路知識應用於實際問題。 濾波器的設計實例： 以音頻信號處理為例，設計一個滿足特定頻率響應要求的低通濾波器，用於去除高頻噪聲。 放大器電路的實際搭建： 構建一個精密放大電路，用於放大來自傳感器的微弱信號，並分析實際搭建中的潛在問題（如噪聲、寄生效應）。 電源設計的綜閤案例： 設計一個集成瞭交流轉直流、濾波、穩壓功能的電源模塊，為某個電子項目提供穩定的能量。 PCB布局與布綫技巧： 強調良好的PCB布局和布綫對於模擬電路性能的重要性，講解如何減少噪聲耦閤、接地設計等關鍵技術。 電路仿真與測試： 介紹常用的電路仿真軟件（如LTspice, PSpice）的使用方法，以及實際電路測試中常用的儀器（如示波器、信號發生器、萬用錶）的操作技巧。 結語 《模擬電路設計指南：從基礎到進階》旨在為您打開通往模擬電路世界的大門，並指引您在這個領域不斷探索與前進。本書所涵蓋的內容，從元器件的微觀特性到宏觀係統的設計，都力求做到深入淺齣，條理清晰。我們相信，通過對本書的學習和實踐，您將能夠自信地設計、分析和實現各種模擬電路，為您的電子工程之路打下堅實的基礎。願您在模擬電路的設計之旅中，收獲知識，享受創造的樂趣。

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