内容简介

集成运算放大器及其应用》以实例讲解的形式,全面、系统地介绍了集成运算放大器及其应用。《集成运算放大器及其应用》主要内容包括集成运算放大器基础知识、由运算放大器构成的信号放大电路、仪表放大器、由运算放大器构成的模拟信号运算电路、有源滤波电路、电压比较器、波形发生电路、信号转换电路、在集成运算放大器使用中的限幅电路、电流反馈运算放大器、参考电压芯片的应用。书中介绍了100多个集成运算放大器应用电路经典实例,每个实例不仅介绍了电路原理,还给出了相应的Proteus调试结果。

作者简介

杜树春,山西省自动化研究所高级工程师,主要从事自动化设备、智能仪表的研制工作,曾主持多项省部级科研项目,多次获得省部级科技进步奖,具有丰富的科研和教学经验。著有《集成运算放大器应用经典实例》《51单片机开发快速上手》《基于Proteus和KeilC51的单片机设计与仿真》等多种图书。

目录

目录
第1章集成运算放大器基础知识1
1.1放大器的概念1
1.2电压模式集成运算放大器的主要参数2
1.3集成运算放大器的分类3
1.4通用型集成运算放大器4
1.5专用型集成运算放大器5
1.6集成运算放大器的理想化条件5
1.7集成运算放大器的电压传输特性5
1.8理想集成运算放大器的性能测试6
1.9放大电路的频率响应及波特图8
1.10实际集成运算放大器的性能测试9
1.11集成运算放大器在实际使用中应注意的问题10
第2章由运算放大器构成的信号放大电路13
2.1基本放大电路13
2.2反相输入放大电路14
2.2.1反相输入放大基本电路14
2.2.2反相输入放大电路的性能扩展14
2.2.3反相输入放大电路的应用实例16
2.3同相输入放大电路19
2.3.1同相输入放大基本电路19
2.3.2电压跟随器20
2.3.3可编程增益放大器20
2.3.4同相输入放大器的堵塞现象及其预防21
2.3.5同相输入放大电路应用实例22
2.4差分输入放大电路27
2.4.1差分输入放大基本电路27
2.4.2高输入电阻的差分输入放大电路27
2.4.3高共模输入的差分输入放大电路29
2.4.4差分输入放大电路应用实例29
第3章仪表放大器33
3.1仪表放大器的定义33
3.2由运算放大器构成的仪表放大器34
3.2.1由双运算放大器构成的仪表放大器34
3.2.2由三运算放大器构成的仪表放大器35
3.3集成仪表放大器37
3.3.1低价、低功耗仪表放大器AD62037
3.3.2低漂移、低功耗仪表放大器AD62140
3.3.3低成本仪表放大器AD62241
3.3.4精密仪表放大器AD62442
3.3.5单电源满摆幅仪表放大器MAX4460-6245
3.3.6轨对轨仪表放大器LTC205348
第4章由运算放大器构成的模拟信号运算电路51
4.1比例运算电路51
4.2加减运算电路51
4.2.1求和运算电路52
4.2.2加减运算电路53
4.2.3组合加减运算电路53
4.2.4求和及加减运算电路应用实例54
4.3积分运算电路和微分运算电路57
4.3.1积分运算电路57
4.3.2微分运算电路59
4.3.3微积分运算电路应用实例60
4.4对数运算和指数运算电路63
4.4.1对数运算电路63
4.4.2指数(或反对数)运算电路66
4.4.3对数和指数运算电路应用实例67
第5章有源滤波电路72
5.1有源滤波电路的基本性能和结构72
5.2有源低通滤波电路76
5.2.1一阶有源低通滤波电路76
5.2.2二阶有源低通滤波电路79
5.3有源高通滤波电路86
5.3.1一阶有源高通滤波电路86
5.3.2二阶有源高通滤波电路89
5.4有源带通滤波电路94
5.4.1一阶有源带通滤波电路94
5.4.2二阶有源带通滤波电路96
5.5有源带阻滤波电路101
5.5.1Ⅲ型有源带阻滤波电路102
5.5.2II型二阶带通与加法器构成带阻滤波电路104
5.6全通滤波电路106
5.7状态变量滤波电路和集成通用有源滤波电路108
5.7.1状态变量滤波电路108
5.7.2集成通用有源滤波电路116
第6章电压比较器117
6.1电压比较器介绍118
6.1.1单(门)限电压比较器118
6.1.2双(门)限电压比较器122
6.1.3迟滞比较器126
6.2电压比较器应用128
6.2.1单(门)限电压比较器128
6.2.2双(门)限电压比较器132
6.2.3迟滞比较器137
6.3集成电压比较器140
6.3.1集成电压比较器LM2901140
6.3.2单双电源、低功耗、超快、精密TTL比较器MAX913141
6.3.3超低功耗、单双电源电压比较器MAX921142
6.3.4低成本、低功耗电压比较器MAX9203143
第7章波形发生电路146
7.1正弦波发生电路146
7.1.1反馈式正弦波发生器146
7.1.2积分式正弦波发生器150
7.1.3由方波或三角波经低通滤波后形成的正弦波154
7.2非正弦波发生电路155
7.2.1矩形波发生电路156
7.2.2三角波发生电路162
7.2.3锯齿波发生电路164
7.2.4函数发生电路167
7.2.5集成函数发生器168
第8章信号转换电路173
8.1电压-电流、电流-电压转换电路173
8.1.1电压-电流转换电路173
8.1.2电流-电压转换电路174
8.2精密整流电路176
8.2.1精密半波整流电路176
8.2.2精密全波整流电路178
8.2.3绝对值电路179
8.3电压-频率、频率-电压转换电路179
8.3.1电压-频率转换电路180
8.3.2频率-电压转换电路183
第9章在集成运算放大器使用中的限幅电路186
9.1限幅电路的分类及主要指标186
9.2二极管接在运算放大器输入回路中的限幅电路187
9.2.1二极管串联式限幅电路187
9.2.2二极管并联式限幅电路188
9.2.3二极管区间限幅电路190
9.3二极管接在运算放大器反馈电路中的限幅电路193
9.3.1二极管双向限幅电路193
9.3.2稳压管双向限幅电路196
9.3.3二极管桥式区间限幅电路199
第10章电流反馈运算放大器203
10.1电流反馈运算放大器的同相输入方式203
10.1.1闭环直流特性203
10.1.2闭环频率特性204
10.1.3实例204
10.2电流反馈运算放大器的反相输入方式205
10.2.1闭环直流特性205
10.2.2闭环频率特性206
10.2.3实例206
10.3CFA构成的积分电路207
10.3.1CFA运算放大器构成的积分电路207
10.3.2同相积分电路实例208
10.3.3反相积分电路实例209
10.4CFA构成的单端-差分信号转换电路210
10.4.1单端-差分信号转换电路介绍210
10.4.2单端-差分信号转换电路应用实例210
10.5CFA构成的宽带高速数据放大器211
10.6CFA运算放大器和VFA运算放大器性能比较213
10.6.1VFA运算放大器―电压模式运算放大器AD8047213
10.6.2CFA运算放大器―电流模式运算放大器AD8011A214
10.7CFA运算放大器的应用实例216
10.7.1CFA运算放大器―600MHz、50mW双通道放大器AD8002216
10.7.2CFA运算放大器―3000V/?s、35mW四通道放大器AD8004218
10.7.3CFA运算放大器―400?A超低功耗、单通道高速放大器AD8005219
第11章参考电压芯片的应用222
11.12.5V/3V高精度电压参考电路AD780222
11.210V高精度电压参考电路AD581223
11.3具有四个不同输出电压的高精度电压参考电路AD584224
11.410V高精度电压参考电路AD587225
11.5可调式精密电压参考电路TL431226
11.6微功耗电压基准二极管LM285/LM385228
11.7低功耗、低成本电压参考电路AD680229
参考文献230

前言/序言

  前言
  什么是运算放大器?顾名思义,运算放大器就是具有“放大”和“运算”功能的电子器件。其实,运算放大器加上由电阻、电容等元件组成的外围电路,除了能实现“放大”和“运算”功能外,还可以实现各种各样的电路功能。集成运算放大器就是做成集成电路器件的运算放大器,广泛应用于电子测量、自动控制、通信、计算机等多个领域。
  《集成运算放大器及其应用》由大量的集成运算放大器应用电路经典实例组成,对于大多数实用电路,既有电路原理图,也有对应的Proteus调试图,还有反映调试结果的各种图表。
  《集成运算放大器及其应用》最大特色是采用Proteus仿真和调试软件分析每一个实例。这种分析方法比传统的调试方法优越得多:传统方法是在要调试某一电路之前先要画出电路原理图,购买所需元器件,根据电路图把元器件焊接起来(或插在面包板上),然后用示波器、高低频信号发生器、频率仪和万用表等电子仪器配合调试。
  新方法的开发步骤是:首先在计算机上用仿真软件画好电路原理图;其次在计算机上用仿真软件调试,直至调试完成;然后购买元器件、焊接、再次调试……这样就可大大加快开发进度,降低开发成本。
  为了便于读者阅读,特提供《集成运算放大器及其应用》范例下载资源,请访问http://yydz.phei.com.cn,到“资源下载”栏目下载。《集成运算放大器及其应用》范例下载资源的内容是以书中章节为单位的,在每一章(指第1章到第11章)下都有一个章文件夹,每章下面有(例N.1)、(例N.2)……例文件夹,例文件夹内是这个例子的名称,打开名称文件夹,又有多个文件。其中,扩展名为“pdsprj”的文件是Proteus仿真原理图文件。在计算机已安装Proteus软件的前提下,双击具有“pdsprj”扩展名的文件就可进入显示电路原理图画面,也就是Protues的调试状态,此时就可以进行仿真和调试了。书中的所有例子都已在Proteus环境下调试通过,读者既可以原封不动地运行,也可以用代替法替换其中的部分或全部元件及其参数,边改边试。在《集成运算放大器及其应用》范例下载资源中,还包括Protues8.0软件用法和《集成运算放大器及其应用》例题索引等内容。
  书中,公式的推导较少,大都是只取其结论。对公式推导感兴趣的读者可查阅书末的参考文献。《集成运算放大器及其应用》的侧重点是各种应用电路原理图的绘制及电路的调试、测试、仿真,并将测试结果与理论计算值进行比较,以使读者花最少的时间掌握各类运算放大器经典电路的使用方法。
  书中,Protues软件是调试电路的工具。在用Protues软件画的电路原理图中,电容的单位μF、nF、pF分别写为u、n、p;电阻的单位是k?、M?时,对应的表示法是k和M;当电阻的单位是?时,只用纯数字表示,如100,就表示100?。用Protues软件画的电路原理图中,符号不能使用下标,如RF,只能写为RF。
  《集成运算放大器及其应用》所用Proteus的版本是8.0,书中的所有实例都是在Proteus8.0下调试通过的。对于初次接触Proteus软件的读者,在阅读《集成运算放大器及其应用》正文之前,建议先熟悉一下Protues8.0软件的用法。
  目前,一般的工科院校中电子、计算机、通信、机电等专业都开有“模拟电子技术”课程,集成运算放大器是“模拟电子技术”课程的重要组成部分。《集成运算放大器及其应用》可作为学生学习“模拟电子技术”这门课程的辅助教材。
  《集成运算放大器及其应用》适合三部分人阅读或参考:一是学习模拟电子技术的在校学生;二是和电子专业有关的广大工程技术人员;三是广大电子科技爱好者。
  《集成运算放大器及其应用》的另一特点是通俗易懂,实用性强,既适合初学者,也适合有一定电子技术基础的爱好者及专业技术人员。
  在图书编写过程中,参考了许多国内外的优秀教材,这些已列在书末的参考文献中,同时也得到了电子工业出版社的指导和帮助。在此,向以上单位和个人表示衷心感谢。
  由于编著者水平有限且时间仓促,书中难免存在缺点和疏漏,恳请读者批评指正。
  编著者


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