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页数:274

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出版时间:2008-6

价格:32.00元

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isbn号码:9787111237570

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图书标签:

• 模拟电路
• 电子技术
• 模拟电子
• 电路分析
• 电子工程
• 仿真
• 元器件
• 信号处理
• 电路设计
• 高等教育

好的，这是一本关于《现代传感器技术与应用》的图书简介： --- 现代传感器技术与应用 内容提要 在信息获取与处理的时代，传感器作为人体的“感官”，其重要性不言而喻。本书旨在系统、深入地介绍现代传感器技术的基本原理、关键器件、先进制造工艺以及在各个领域的前沿应用。它不仅涵盖了从经典到新型传感器的理论基础，更着重于讲解如何设计、集成和优化高性能传感系统，以应对工业自动化、环境监测、智能医疗和物联网（IoT）等领域对高精度、高可靠性信息采集的迫切需求。全书结构严谨，内容覆盖面广，理论深度适中，适合作为电子工程、自动化、材料科学及相关专业的本科高年级学生及研究生教材，同时也是相关领域工程师、研发人员的重要参考手册。 第一部分：传感器基础与核心原理 本书首先奠定了坚实的理论基础。开篇详细阐述了传感器的基本概念、分类方法（如工作原理、输出信号类型、测量对象等）以及性能指标的量化描述，包括灵敏度、线性度、迟滞、漂移和噪声特性。 1. 物理场与信号转换机制： 深入探讨了各种基本物理量（如力、热、光、声、磁、化学成分）如何通过物理效应转化为电信号。重点剖析了电阻式、电容式、电感式、压电式、光电效应、热电效应等核心转换原理。例如，在讨论电阻式传感器时，本书不仅讲解了应变片的工作原理，还详细分析了材料的皮电效应（Piezoresistive Effect）及其在应力测量中的应用。 2. 信号调理与接口电路： 传感器输出的原始信号往往微弱且易受干扰，因此信号调理电路至关重要。本部分详细讲解了高精度桥式电路的设计、低噪声放大器的选择与实现（如斩波放大器、仪表放大器）、滤波技术（如数字滤波与模拟滤波的融合），以及模数转换（ADC）的精度与速度要求。特别关注了如何设计低功耗、高共模抑制比的接口电路，以适应便携式和远程监测系统的需求。 3. 微纳加工技术基础： 现代传感器的发展与微电子和微机械加工技术密不可分。本章系统介绍了半导体工艺（如薄膜沉积、刻蚀技术）在制造高精度传感器中的应用，并深入讲解了微机电系统（MEMS）技术，包括硅微加工技术和LIGA工艺，这些技术是实现高集成度、微型化传感器的关键。 第二部分：主流传感器技术深度剖析 本书的第二部分聚焦于当前应用最广泛、技术发展最快的几类传感器。 1. 温度与热流传感器： 从传统的电阻温度计（RTD）、热电偶到基于半导体的集成温度传感器。重点阐述了半导体PN结的温度特性，新型量子点温度传感器的工作机制，以及热流传感器（如菲谢尔传感器）在热管理系统中的应用。 2. 力学量与压力传感器： 详细分析了基于应变原理的压力传感器、压电传感器和电容式传感器。在压力传感方面，本书区分了绝对压力、表压和差压的测量方法，并探讨了硅梁谐振式压力传感器的超高精度优势。 3. 光电与成像传感器： 涵盖了从光敏电阻、光电二极管到先进的CMOS图像传感器（CIS）。重点讲解了CIS的工作原理、全局快门与卷帘快门技术的优劣比较，以及红外成像技术（如热释电与制冷型焦平面阵列）在目标检测中的应用。 4. 磁学与惯性传感器： 对霍尔效应传感器、磁阻传感器（如GMR/TMR）进行了原理剖析，并深入研究了惯性测量单元（IMU）中的加速度计和陀螺仪。在陀螺仪部分，本书详尽分析了光纤陀螺（FOG）和激光陀螺（LRG）的机理，以及MEMS陀螺仪的低成本化挑战与解决方案。 第三部分：先进与新兴传感器技术 本部分关注那些代表未来发展方向的尖端传感器技术。 1. 化学与生物传感器： 探讨了气体传感器（如金属氧化物半导体（MOS）型、电化学型）的敏感机制，以及它们在环境污染监测中的可靠性问题。在生物传感方面，重点介绍了基于等离子共振（SPR）、场效应晶体管（FET）的生物传感平台，及其在快速诊断中的潜力。 2. 智能传感器与系统集成： 随着计算能力的下沉，智能传感器的概念应运而生。本章讨论了如何将微处理器、存储器和信号调理电路集成在同一个封装内，实现数据预处理、自校准和本地决策。特别强调了边缘计算在传感器网络中的部署策略。 3. 无线与能量收集传感器： 针对物联网应用对电池寿命的严苛要求，本书详细介绍了能量收集技术（如振动发电、光伏、温差发电）在为无线传感器节点供电中的应用，以及低功耗无线通信协议（如LoRa, Zigbee）与传感器网络的集成优化。 第四部分：实际应用与系统设计 最后一部分将理论与实践紧密结合，通过具体案例展示传感器的系统级设计流程。 1. 工业自动化中的应用： 分析了传感器在过程控制、状态监测（Condition Monitoring）中的角色，包括对旋转机械的振动分析、产品质量的在线检测等。 2. 智能交通与自动驾驶： 探讨了激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达、超声波传感器在环境感知、目标定位与跟踪中的协同工作机制。分析了传感器融合（Sensor Fusion）技术，以提高环境模型的鲁棒性。 3. 医疗健康监测系统： 讨论了可穿戴设备中的生物电信号采集（如ECG、EEG）、非接触式生命体征监测技术，以及植入式传感器对长期健康数据采集的挑战与伦理考量。 总结与展望 《现代传感器技术与应用》力求成为连接基础物理原理与前沿工程实践的桥梁。本书不仅关注如何“测量”一个物理量，更关注如何在复杂的、非理想环境中“可靠地、持续地”获取高质量信息。通过对新材料、新工艺和新算法的介绍，本书旨在激发读者对下一代信息采集技术的创新思考。 ---

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这本书的辅助资源体系构建得相当完善，虽然我这里只有纸质版，但我能想象配套的在线资源会更加强大。从内容本身来看，它对现代模拟技术的前沿探索也保持了足够的关注度。我注意到其中有一部分内容涉及到了锁相环（PLL）和混合信号接口的基本概念，这些是当前集成电路设计中最热门的领域之一。作者并没有泛泛而谈，而是深入挖掘了其中对时钟抖动和相位噪声的量化分析方法。这些分析工具和图表，对于理解现代高速通信系统中的模拟前端至关重要。更难能可贵的是，书中在讨论这些前沿内容时，依然紧密围绕着那些最基础的器件物理特性展开，体现了深厚的内功。阅读下来，我感觉自己不仅掌握了一套工具箱，更培养了一种面对新型电子挑战时，能够迅速拆解问题、溯源至基本原理的分析思维。这本书无疑是站在巨人的肩膀上，为后来者铺设了一条通往精深领域的稳固阶梯。

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坦率地说，我第一次接触这类专业书籍时，常常被厚重的篇幅吓退，感觉像是要啃下一块硬骨头。但这本书的结构安排非常巧妙，它采用了“模块化”的教学方法。你可以根据自己的知识背景和需求，选择性地深入学习某一个模块，比如电源管理或滤波器设计，而不会因为跳过前置章节而感到迷茫。我特别欣赏作者在各个章节之间建立的隐形联系，当你学到高频小信号模型时，会发现它其实是在复用前面学到的直流偏置分析的结论，这种前后呼应的设计，极大地增强了知识的内聚性。而且，书中对“工程权衡”的强调令人印象深刻。它反复提醒读者，最好的电路往往不是理论上最完美的，而是最适合特定应用场景的。这种务实精神贯穿始终，让我学会了如何在理想与现实之间找到黄金分割点，这对于任何一个想成为优秀电子工程师的人来说，都是宝贵的财富。

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这本书的语言风格非常严谨，但又不失应有的幽默感，尤其是在讲解那些容易产生混淆的概念时。比如，在解释双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的电流控制与电压控制机制时，作者用了一个非常精妙的类比，一下子就让我在脑海中构建了清晰的物理图像。我深知模拟电路的难点在于其对非理想因素的敏感性，而这本书在这方面做得尤为出色。它没有回避现实世界中的寄生效应、热漂移这些“顽固分子”，反而将它们视为电路设计中不可或缺的挑战来对待。书中针对性地提供了多种补偿技术和误差分析方法，这些内容对于我正在进行的高精度数据采集项目至关重要。我惊喜地发现，书中介绍的几种经典反馈拓扑结构，其稳定性和带宽的分析方法，比我之前学过的任何资料都要系统和完备。这套逻辑框架一旦建立起来，处理后续复杂的模拟系统设计就感觉有了定海神针。

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这本书的排版简直是教科书级别的典范，每一个公式、每一个图示都仿佛经过了精心的雕琢。我最喜欢它在章节末尾设置的“深度思考”环节，它不提供直接的答案，而是提出一些开放性的问题，引导读者去探索更深层次的电路设计哲学。有一次，我被一个关于低噪声放大器设计的问题卡住了，那个问题关于如何平衡增益与噪声系数，我翻阅了其他几本参考书都觉得解释得不够透彻。然而，在这本书中，作者通过引入一些前沿的半导体工艺特性来解释这一权衡，视角独特而深刻。更令人称道的是，书中对元器件选型的讨论极为详尽，不仅仅是罗列参数，而是深入分析了不同温度、不同工作频率下，特定晶体管的微小差异如何影响最终的系统性能。这使得这本书远超出了普通教材的范畴，更像是一位经验丰富的设计前辈在耳边耳提面命。读起来感觉非常充实，每一次翻页都能带来新的启发，仿佛在进行一场与大师的学术对话。

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这本书的封面设计得很有品味，简洁的蓝色调配上醒目的白色字体，给人一种专业而又沉稳的感觉。初翻开目录，我立刻被它内容的广度和深度所吸引。它似乎没有局限于某一特定领域，而是像一张精心绘制的电子元件地图，将复杂的电路结构以一种清晰易懂的方式展现出来。我特别欣赏作者在处理基础概念时所下的功夫，那些关于晶体管工作原理和反馈机制的讲解，简直是化繁为简的典范。特别是对那些抽象的数学模型，作者巧妙地引入了生活化的比喻，让原本枯燥的公式瞬间变得鲜活起来。我记得有一章专门讲运算放大器的非线性失真，作者不仅给出了理论推导，还配上了大量的仿真波形图，这对于我这种需要将理论付诸实践的工程师来说，无疑是及时雨。读完这部分，我感觉自己对模拟信号处理的理解提升到了一个新的高度，不再是死记硬背公式，而是真正理解了背后的物理意义。这种由浅入深，层层递进的编排方式，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让初学者也能感受到驾驭这门学科的乐趣。

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