模拟电子系统设计指南(基础篇) 从半导体.分立元件到ADI集成电路的分析与实现 编者何宾

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何宾著作 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121326875
商品编码:19004497875
开本:16开
出版时间:2017-10-01
页数:686
字数:1177000

具体描述

  商品基本信息,请以下列介绍为准
商品名称:   模拟电子系统设计指南(基础篇) 从半导体.分立元件到ADI集成电路的分析与实现 编者何宾
作者:   编者:何宾
市场价:   138元
ISBN号:   9787121326875
出版社:   电子工业出版社
商品类型:   图书

  其他参考信息(以实物为准)
  装帧:平装   开本:16开   语种:中文
  出版时间:2017-10-01   版次:1   页数:686
  印刷时间:2017-10-01   印次:1   字数:1177千字

   内容简介
本书从很基本的半导体PN 结开始, 以二极管、双极结型晶体管、金属氧化物半导体场效应管,以及美国ADI公司的集成运算放大器、集成功率放大器、集成线性低压降电源芯片、集成开关电源芯片为主线, 系统介绍了半导体和PN结特性、半导体二极管的特性和分析、二极管电路的设计和分析、双极结型晶体管的特性和分析、双极结型晶体管放大电路应用、双极结型晶体管电路反馈原理及稳定分析、金属氧化物半导体场效应管特性和电路分析、金属氧化物半导体场效应管放大电路应用、运算放大器电路的设计和分析、集成差动放大器的原理和分析、运算放大器的性能指标、运算放大器电路稳定性分析、高速运算放大器的原理和分析、有源滤波器的原理和设计、功率放大器的分析和设计、振荡器的特性和分析、电源管理器的原理和应用、模拟/数字转换器的原理及应用、数字/模拟转换器的原理及应用等内容。

   作者简介
何宾,有名的嵌入式系统专家和EDA技术专家,长期从事嵌入式系统和电子设计自动化方面的教学和科研工作,与优SHOU*选知名的半导体厂商租EDA工具厂商保持紧密合作,致力于推动靠前高校电子信息技术的教学改革。目前已经出版嵌入式系统和电子设计自动化方面的著作20余部,内容涵盖电路仿真、电路设计、现场可编程门阵列、单片机、嵌入式系统等。代表作有《Xilinx FPGA数字设计》、《Xilinx All Programmable Zynq-7000 SoC设计指南》、《Xilinx FPGA数字信号处理指南》、《Xilinx FPGA设计指南》、《Altium Designer 13.0电路设计、仿真与验证指南》、《STC单片机原理及应用》。

   目录
目录
**章模拟电子技术绪论
1.1电子技术的发展历史
1.2模拟电子技术的目标
1.2.1模拟电子技术的基础地位
1.2.2模拟电子技术的知识点结构
1.2.3模拟电子技术的研究角度
1.3模拟电子系统的评价和分析
方法
1.3.1理论分析方法类型
1.3.2理论分析方法的实质
1.3.3实际测试
第2章半导体和PN结特性
2.1半导体材料
2.1.1N型杂质
2.1.2P型杂质
2.1.3多子和少子
2.1.4费米函数
2.1.5载流子浓度
2.2零偏置PN结
2.2.1内建结电势
2.2.2电场分布
2.2.3结电势分布
2.2.4空间耗尽区宽度
2.3正偏PN结
2.3.1耗尽区宽度
2.3.2少子电荷分布
2.4反偏PN 结
2.4.1耗尽区宽度
2.4.2结电容
2.5结电流密度
2.6温度依赖性
2.7高频交流模型
2.7.1耗尽电容
2.7.2扩散电容
2.7.3正偏模型
2.7.4反偏模型
第3章半导体二极管的特性和
分析
3.1二极管的符号和分类
3.1.1二极管的符号
3.1.2二极管的分类
3.2二极管电压和电流特性
3.2.1测试电路构建和分析
3.2.2查看和分析SPICE网表
3.2.3二极管SPICE模型描述
3.2.4二极管正偏电压-电流
特性分析
3.2.5二极管反偏电压-电流
特性分析
3.2.6二极管电压-电流线性
化模型
3.3二极管温度特性
3.3.1执行二极管温度扫描分析
3.3.2绘制和分析二极管温度
特性图
3.4二极管频率特性
3.4.1波特图工具的原理
3.4.2波特图使用说明
3.4.3二极管频率特性分析
3.5二极管额定功率特性
3.6发光二极管及特性
3.7齐纳二极管及特性
3.7.1电压电流特性
3.7.2电源管理器的设计
第4章二极管电路的设计和分析
4.1二极管整流器
4.1.1半波整流
4.1.2全波整流
4.1.3平滑整流器输出
4.2二极管峰值检测器
4.2.1二极管峰值检测器原理
4.2.2包络检波器实现
4.3二极管钳位电路
4.4二极管斩波器
4.4.1二极管斩波器原理
4.4.2二极管斩波器应用
4.5二极管倍压整流器
4.6压控衰减器
第5章双极结型晶体管的特性和
分析
5.1晶体管基本概念
5.2双极结型晶体管符号
5.3双极结型晶体管SPICE
模型参数
5.4双极结型晶体管工作原理
5.4.1双极结型晶体管结构
5.4.2电压、电流和电荷控制
5.4.3晶体管的α和β
5.4.4BJT工作区域
5.5双极结型晶体管输入和
输出特性
5.5.1输入特性
5.5.2输出特性
5.6双极结型晶体管电路模型及
分析方法
5.6.1直流模型
5.6.2大信号模型
5.6.3厄尔利效应
5.6.4小信号模型
5.7密勒定理及其分析方法
5.7.1密勒定理及其推导
5.7.2密勒定理的应用
5.7.3密勒效应
5.8双极结型晶体管的直流
偏置
5.8.1有源电流源偏置
5.8.2单基极电阻偏置
5.8.3发射极电阻反馈偏置
5.8.4射极跟随器偏置
5.8.5双基极电阻偏置
5.8.6偏置电路设计
5.9共发射极放大器
5.9.1有源偏置共射极放大器
5.9.2电阻偏置共射极放大器
5.10共集电极放大器
5.10.1有源偏置射极跟随器
5.10.2电阻偏置射极跟随器
5.11共基极放大器
5.11.1输入电阻Ri
5.11.2无负载电压增益Avo
5.11.3输出电阻Ro
5.12达灵顿对晶体管
5.13直流电平移位和放大器
5.13.1电平移动方法
5.13.2电平移位的直流放大器
5.14双极结型晶体管电路的
频率响应
5.14.1高频模型
5.14.2BJT频率响应
5.15BJT放大器的频率响应
5.15.1共发射极BJT放大器
5.15.2共集电极BJT放大器
5.15.3共基极BJT放大器
5.16匹配晶体管
第6章双极结型晶体管放大电路
应用
6.1BJT多级放大器及频率
响应
6.1.1电容耦合
6.1.2直接耦合
6.1.3级联晶体管
6.1.4频率响应
6.2BJT电流源原理
6.2.1基本电流源
6.2.2改进型基本电流源
6.2.3Widlar电流源
6.2.4共射-共基电流源
6.2.5威尔逊电流源
6.2.6多重电流源
6.2.7零增益放大器
6.2.8稳定电流源
6.3BJT差分放大器原理
6.3.1采用阻性负载的BJT
差分对
6.3.2采用基本电流镜有源负载
的BJT差分放大器
6.3.3采用改进电流镜的差分
放大器
6.3.4共射极-共基极差分放
大器
6.3.5差分放大器频率响应
第7章双极结型晶体管电路反馈
原理及稳定分析
7.1放大器反馈机制类型
7.2放大器反馈特性
7.2.1闭环增益系数
7.2.2频率响应
7.2.3失真
7.3放大器反馈结构
7.3.1串联-并联反馈结构
7.3.2串联-串联反馈结构
7.3.3并联-并联反馈结构
7.3.4并联-串联反馈结构
7.4放大器反馈分析
7.4.1串联-并联反馈结构
7.4.2串联-串联反馈结构
7.4.3并联-并联反馈结构
7.4.4并联-串联反馈结构
7.5放大器稳定性分析
7.5.1闭环频率和稳定性
7.5.2瞬态响应和稳定性
7.5.3闭环极点和稳定性
7.5.4奈奎斯特稳定准则
7.5.5相对稳定性判定
7.5.6相位裕度的影响
7.5.7波特图分析稳定性方法
第8章金属氧化物半导体场效应
管特性和电路分析
8.1金属氧化物半导体场效应
管基础
8.1.1金属氧化物半导体场效应
管概述
8.1.2金属氧化物场效应晶体管
符号
8.1.3金属氧化物场效应管的基本
概念
8.1.4MOSFET的SPICE模型
参数
8.2增强型MOSFET
8.2.1内部结构
8.2.2工作模式
8.2.3工作特性
8.3耗尽型MOSFET
8.3.1内部结构
8.3.2工作模式
8.3.3工作特性
8.4MOSFET低频模型
8.4.1直流模型
8.4.2小信号模型
8.4.3小信号分析
8.5MOSFET直流偏置
8.5.1MOSFET偏置电路原理
8.5.2MOSFET偏置电路设计
8.6共源极放大器
8.6.1采用电流源负载的共源极
放大器
8.6.2采用增强型MOSFET负载的
共源极放大器
8.6.3采用耗尽型MOSFET负载的
共源极放大器
8.6.4采用电阻负载的共源极
放大器
8.7共漏极放大器
8.7.1有源偏置的源极跟随器
8.7.2电阻偏置的源极跟随器
8.8共栅极放大器
8.9直流电平移位和放大器
8.9.1电平移动方法
8.9.2电平移位的MOSFET
放大器
8.10MOSFET放大器频率响应
8.10.1MOSFET高频模型
8.10.2共源级放大器频率响应
8.10.3共漏极放大器频率响应
8.10.4共栅极放大器频率响应
第9章金属氧化物半导体场效应
管放大电路应用
9.1MOSFET多级放大器及
频率响应
9.1.1电容耦合级联放大器
9.1.2直接耦合放大器
9.1.3共源-共栅放大器
9.2MOSFET电流源原理
9.2.1基本电流源
9.2.2改进型基本电流源
9.2.3多重电流源
9.2.4共源-共栅电流源
9.2.5威尔逊电流源
9.2.6零增益放大器
9.2.7稳定电流源
9.3MOSFET差分放大器原理
9.3.1NMOSFET差分对
9.3.2采用有源负载的MOSFET
差分对
9.3.3共源-共栅MOSFET差分
放大器
9.4耗尽型MOSFET差分放大器
原理
9.4.1采用阻性负载的耗尽型
MOSFET差分对
9.4.2采用有源负载的耗尽型
MOSFET差分对
**0章运算放大器电路的设计和
分析
10.1集成运算放大器的原理
10.1.1集成运放的内部结构
10.1.2集成运放的通用符号
10.1.3集成运放的简化原理
10.2理想运算放大器模型
10.2.1理想运算放大器的特点
10.2.2放大器“虚短”和
“虚断”
10.2.3叠加定理
10.3理想运算放大器的分析
10.3.1同相放大器
10.3.2反相放大器
10.4运算放大器的应用
10.4.1电压跟随器
10.4.2加法器
10.4.3积分器
10.4.4微分器
10.4.5半波整流器
10.4.6全波整流器
10.5单电源供电运放电路
10.5.1单电源运放
10.5.2运算放大电路的基本偏置
方法
10.5.3其他一些基本的单电源供电
电路
**1章集成差动放大器的原理和
分析
11.1差分放大器的基本概念
11.2差分放大器
11.3仪表放大器
11.3.1双运算放大器(双运放)
配置
11.3.2三运算放大器配置
11.4电流检测放大器
11.4.1低侧电流测量方法
11.4.2高侧电流测量方法
11.5全差分放大器
11.5.1全差分放大器的原理
11.5.2差分信号源匹配
11.5.3单端信号源匹配
11.5.4输入共模电压
**2章运算放大器的性能指标
12.1开环增益、闭环增益和环路
增益
12.2放大器直流精度
12.2.1放大器输入端直流参数
指标
12.2.2放大器输出端直流参数
指标
12.3放大器交流精度
12.3.1增益带宽积
12.3.2压摆率
12.3.3建立时间
12.3.4总谐波失真加噪声
12.4放大器的其他指标
12.4.1共模抑制比
12.4.2电源噪声抑制比
12.4.3电源电流
12.4.4噪声指标
12.5零漂移放大器
12.5.1自稳零型放大器原理
12.5.2斩波放大器的工作原理
12.5.3两种技术的混合工作原理
**3章运算放大器电路稳定性
分析
13.1运放电路稳定性分析
方法
13.2Aol和1/β的计算方法
13.3外部寄生电容对稳定性的
影响
13.3.1负载电阻影响的瞬态分析
13.3.2负载电阻影响的交流小信号
分析
13.4修改Aol的补偿方法
13.4.1电路的瞬态分析
13.4.2电路的交流小信号分析
13.5修改1/β的补偿方法
13.5.1电路的瞬态分析
13.5.2电路的交流小信号分析
**4章高速运算放大器的原理和
分析
14.1ADI高速运算放大器
概述
14.2电压反馈运算放大器
14.2.1电压反馈放大器原理
14.2.2电压反馈放大器结构和
工艺
14.3电流反馈运算放大器的原理、
结构和工艺
14.3.1电流反馈放大器的原理
14.3.2电流反馈放大器的结构和
工艺
14.4反馈电阻对放大器电路的
影响
14.5反馈电容对放大器电路的
影响
14.6补偿输入电容对放大器电路的
影响
14.7电压反馈放大器和电流反馈
放大器的SHOU*选择
14.7.1直流及运行因素
14.7.2交流因素
14.7.3噪声因素
14.8压控增益放大器应用
14.8.1AGC系统中的VGA
14.8.2压控可变增益放大器
14.8.3数字控制式VGA
**5章有源滤波器的原理和
设计
15.1有源和无源滤波器
15.2有源滤波器分类
15.3有源滤波器模型研究
方法
15.4一阶滤波器及其特性
15.4.1低通滤波器
15.4.2高通滤波器
15.4.3带通滤波器
15.4.4带阻滤波器
15.5双二次函数
15.5.1贝塞尔响应
15.5.2巴特沃斯响应
15.5.3契比雪夫响应
15.6Sallen-Key滤波器
15.6.1通用形式
15.6.2低通滤波器
15.6.3高通滤波器
15.6.4带通滤波器
15.7多重反馈滤波器
15.7.1低通滤波器
15.7.2高通滤波器
15.7.3带通滤波器
15.8Bainter陷波滤波器
15.9全通滤波器
15.9.1一阶全通滤波器
15.9.2二阶全通滤波器
15.10开关电容滤波器
15.10.1开关电容电阻
15.10.2开关电容积分器
15.10.3通用开关电容滤波器
15.11单电源供电滤波器设计
15.12滤波器辅助设计工具
**6章功率放大器的分析和
设计
16.1功率放大器的类型
16.2功率晶体管
16.3A类功率放大器的原理及
分析
16.3.1射极跟随器
16.3.2基本的共射极放大器
16.3.3采用有源负载的共射极
放大器
16.3.4变压器耦合负载共射极
放大器
16.4B类功率放大器的原理
及分析
16.4.1互补推挽放大器
16.4.2变压器耦合负载推挽
放大器
16.5AB类功率放大器的原理
及分析
16.5.1转移特性
16.5.2输出功率和效率
16.5.3采用二极管的偏置
16.5.4采用二极管和有源电流源的
偏置
16.5.5采用VBE乘法器的偏置
16.5.6准互补AB类放大器
16.5.7变压器耦合AB类放大器
16.6C类功率放大器的原理
及分析
16.7D类功率放大器的原理
及分析
16.8E类功率放大器的原理
及分析
16.9功率运算放大器的类型
和应用
16.9.1高输出电流放大器
16.9.2高电压放大器
**7章振荡器的特性和分析
17.1振荡器原理
17.1.1振荡条件分析
17.1.2频率稳定性分析
17.1.3幅值稳定性分析
17.2音频振荡器
17.2.1移相振荡器
17.2.2正交振荡器
17.2.3三相振荡器
17.2.4文氏桥振荡器
17.2.5环形振荡器
17.3射频振荡器
17.3.1科尔皮兹振荡器
17.3.2哈特莱振荡器
17.3.3两级MOS振荡器
17.4晶体振荡器
17.5硅振荡器
17.6有源滤波器调谐振荡器
**8章电源管理器的原理
和应用
18.1线性电源管理器
18.1.1线性电源管理器内部结构
18.1.2线性电源管理器指标
18.2开关电源管理器
18.2.1电感和电容的基本概念
18.2.2理想降压转换器的原理
和结构
18.2.3理想升压转换器的原理
和结构
18.2.4理想降压-升压转换器的
原理和结构
**9章模拟/数字转换器的原理
及应用
19.1数模混合系统结构
19.2ADC的原理
19.2.1ADC的基本原理
19.2.2量化误差与分辨率
19.2.3采样率
19.3ADC的性能指标
19.3.1静态特性
19.3.2动态特性
19.4ADC的类型和原理
19.4.1逐次逼近寄存器型ADC的原理
及应用
19.4.2Δ-?型ADC的原理
及应用
19.4.3流水线型ADC的原理
及应用
19.5ADC数字接口类型
19.5.1I2C接口
19.5.2SPI接口
19.5.3LVDS接口
19.6ADC参考输入源
19.6.1串联型电压基准
19.6.2并联型电压基准
19.7小结
第20章数字/模拟转换器的原理
及应用
20.1DAC的原理及信号重构
20.1.1DAC的原理
20.1.2模拟信号的重建
20.2DAC的性能指标
20.2.1分辨率
20.2.2满量程范围
20.2.3静态参数
20.2.4动态参数
20.3DAC器件类型和原理
20.3.1电阻串型
20.3.2R-2R型
20.3.3乘法型
20.3.4电流引导型
20.3.5数字电位器
20.3.6Δ-?型DAC
20.4脉冲宽度调制
20.4.1占空比分辨率
20.4.2谐波失真
20.4.3模拟滤波器的设计
20.5SHOU*选型原则
参考文献

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《模拟电子系统设计指南:从基础到进阶》 前言 在信息技术飞速发展的今天,模拟电子技术作为一切电子系统的基石,其重要性不言而喻。从我们日常生活中触手可及的智能手机、高清电视,到工业生产中的精密仪器、通信基站,再到航空航天领域的尖端设备,无一不闪耀着模拟电子技术的智慧光芒。理解和掌握模拟电子系统的设计原理,是每一位电子工程师和科技爱好者步入广阔电子世界、实现创新梦想的必经之路。 本书旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台,全面解析模拟电子系统的设计精髓。我们不仅仅停留在理论的陈述,更注重理论与实践的紧密结合,通过分析实际的电路设计案例,引导读者掌握从理解基本原理到构建复杂系统的全过程。本书将带领您走进纷繁复杂的模拟世界,揭示其内在的奥秘,培养您解决实际工程问题的能力。 第一部分:模拟电子系统设计的基础 在深入探讨复杂的模拟系统之前,充分理解和掌握其基础知识是至关重要的。本部分将从最根本的电子器件入手,为读者构建坚实的理论基石。 第一章:电路基础与分析方法 电阻、电容、电感的基本性质与应用: 电阻: 详细阐述电阻在电路中的作用,包括限流、分压、功率损耗等。深入分析不同类型电阻(碳膜、金属膜、线绕等)的特性、精度、温度系数等参数,以及它们在实际电路设计中的选择依据。讨论电阻网络的分析方法,如基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南定理和诺顿定理在电阻电路中的应用。 电容: 详细介绍电容的储能特性、阻抗特性(容抗)及其随频率的变化。深入分析不同类型电容(陶瓷、电解、钽电解、薄膜等)的特点、容量、耐压、ESR(等效串联电阻)、漏电流等参数,以及它们在滤波、耦合、去耦、振荡等电路中的具体作用。讲解电容网络的分析方法,包括串并联计算以及在动态电路中的瞬态响应分析。 电感: 详细阐述电感的储能特性、阻抗特性(感抗)及其随频率的变化。深入分析不同类型电感(空心、铁氧体磁芯、工字电感、环形电感等)的特点、电感量、Q值、饱和电流、寄生电容等参数,以及它们在滤波、储能、耦合、谐振等电路中的应用。讲解电感网络的分析方法,包括串并联计算以及与电容组成的RLC谐振电路的分析。 理想与实际元件模型: 理想元件: 抽象出不考虑非理想特性的理想电阻、电容、电感,用于简化电路分析和理解基本原理。 实际元件: 详细分析现实世界中元器件的非理想特性,如电阻的温度系数、寄生电感和电容;电容的ESR、ESL(等效串联电感)、漏电流;电感的寄生电容、磁芯损耗、直流电阻。讲解如何将这些非理想特性纳入电路模型,以更准确地预测电路的实际性能。 电路分析的基本方法: 直流电路分析: 欧姆定律、基尔霍夫电流定律(KCL)、基尔霍夫电压定律(KVL)的应用;节点电压法、网孔电流法;戴维南等效电路和诺顿等效电路。 交流电路分析: 相量法,复数阻抗和导纳的概念;频率响应分析,包括幅频特性和相频特性;瞬态响应分析,分析电路对阶跃信号、指数信号等的响应。 暂态分析: RLC电路的二阶微分方程求解;各种激励下的响应(过阻尼、临界阻尼、欠阻尼)。 线性电路与非线性电路的概念: 线性电路: 满足叠加原理和齐次性原则的电路,其输出与输入成正比。 非线性电路: 不满足上述原则的电路,其行为更加复杂,但却是许多模拟系统核心功能的实现基础。 第二章:半导体器件的原理与应用 半导体器件是现代电子系统的核心,对它们的深入理解是设计模拟电路的基础。 PN结的形成与特性: 半导体材料: 硅、锗等本征半导体的导电特性;掺杂(N型和P型)的概念;载流子(电子和空穴)的产生与复合。 PN结的形成: P型和N型半导体接触形成的PN结;内建电场;耗尽层。 PN结的伏安特性: 正向偏置、反向偏置和击穿现象;不同偏置下的电流-电压关系。 二极管的类型与应用: 普通二极管: 整流、限幅、钳位等基本应用;二极管模型(理想二极管模型、折叠点模型、指数模型)。 稳压二极管(齐纳二极管): 利用齐纳击穿效应实现稳定电压输出;稳压二极管电路设计;稳压性能分析。 发光二极管(LED): 发光原理;不同颜色LED的特性;LED驱动电路设计。 光电二极管: 光电转换原理;光电二极管的应用,如光电探测。 双极结型晶体管(BJT)的原理与放大特性: BJT的结构与工作原理: NPN型和PNP型BJT;基极、集电极、发射极;放大区、饱和区、截止区。 BJT的电特性: 穿透电流、电压增益、电流增益;输出特性曲线、输入特性曲线。 BJT的等效电路模型: 小信号模型(混合π模型、T模型);直流等效电路。 BJT的放大电路设计: 共发射极放大器、共集电极放大器(射极跟随器)、共基极放大器的基本结构和工作原理;偏置电路的设计(固定偏置、分压偏置、发射极反馈偏置)以确保三极管工作在放大区;稳定静态工作点的方法。 场效应晶体管(FET)的原理与应用: JFET(结型场效应管): 工作原理;栅极控制漏极电流;不同工作模式(夹断区、线性区、饱和区);JFET的等效电路模型。 MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管): N沟道MOSFET和P沟道MOSFET;增强型和耗尽型MOSFET;栅极电压对沟道导电性的控制;MOSFET的等效电路模型。 FET作为开关和放大器的应用: MOSFET作为数字逻辑开关;FET放大器电路设计。 BJT与FET的比较: 输入阻抗、输出阻抗、功耗、开关速度等方面的差异,以及在不同应用场景下的选择。 第三章:基本模拟信号处理模块 掌握了基础器件的原理后,我们将学习如何将这些器件组合成实现特定功能的模拟电路模块。 放大器电路: 基本放大器类型: 共发射极、共集电极、共基极放大器的频率响应、增益、输入/输出阻抗分析。 多级放大器: 级联放大器的设计,如何实现更高的增益和带宽;耦合方式(直接耦合、RC耦合、变压器耦合)及其优缺点。 差分放大器: 共模抑制比(CMRR)的概念;差分放大器的基本结构(共射差分放大器、共集共射差分放大器);差分放大器在运算放大器中的作用。 反馈放大器: 负反馈和正反馈的概念;负反馈对放大器性能的影响(增益稳定性、带宽扩展、失真降低、输入/输出阻抗改变);不同类型的负反馈(电压串联、电压并联、电流串联、电流并联)。 滤波器电路: 滤波器基本概念: 通带、阻带、截止频率、带宽、纹波、衰减率;滤波器类型(低通、高通、带通、带阻)。 无源滤波器: RC、RL、LC滤波器的设计与分析;简单一阶和二阶滤波器。 有源滤波器: 利用运放实现增益和滤波功能的滤波器;Sallen-Key拓扑、多重反馈拓扑等;高阶滤波器的实现。 滤波器设计中的关键参数: 归一化频率、Q值、阻尼系数。 振荡器电路: 振荡器基本原理: 正反馈条件(幅度条件和相位条件);起振条件;非线性效应。 RC振荡器: 相移振荡器、维恩桥振荡器;它们的频率决定机制和相位条件。 LC振荡器: 哈特莱振荡器、科皮茨振荡器;它们的频率决定机制和电感电容组合。 晶体振荡器: 利用石英晶体的压电效应实现高稳定性的振荡;晶体振荡器的等效电路。 振荡器应用: 时钟信号发生、信号合成。 电源电路: 线性稳压电源: 整流、滤波、稳压(串联型、并联型稳压电路)的原理;主要参数(输入电压范围、输出电压精度、负载调整率、电源调整率、纹波抑制比)。 开关电源(SMPS): 基本工作原理(PWM控制、斩波);拓扑结构(Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback);效率高、体积小的优势; SMPS的纹波和噪声问题。 参考电压源: 齐纳二极管参考源;集成基准电压源(如TL431)。 第四章:信号的产生与处理 信号的产生: 正弦波信号的产生: 振荡器电路的深入设计与分析。 非正弦波信号的产生: 方波、三角波、锯齿波信号的产生;弛豫振荡器;利用定时器IC(如555定时器)产生方波和脉冲。 信号的调理: 信号放大: Instruments amplifier(仪表放大器)的设计与应用;低噪声放大器(LNA)的设计要点。 信号滤波: 针对不同噪声类型(白噪声、粉红噪声、工频干扰)设计相应的滤波器。 信号衰减: 精确的衰减器设计。 信号的测量与显示: 示波器工作原理: 垂直偏转、水平偏转、触发系统。 信号发生器: 不同类型信号发生器的基本构成。 数字示波器与模拟示波器的区别。 第二部分:模拟集成电路的设计与应用 随着集成电路技术的飞速发展,强大的模拟集成电路极大地简化了模拟系统的设计。本部分将重点介绍集成运放和数据转换器等核心模拟IC。 第五章:运算放大器(Op-Amp)的深入分析 运算放大器是现代模拟电路设计的“瑞士军刀”,其灵活性和强大的功能使其无处不在。 运算放大器的基本结构与模型: 内部结构: 输入差分级、增益级、输出级;内部偏置电路。 理想运放模型: 无穷大的开环增益、无穷大的输入阻抗、零输出阻抗;虚短和虚断的概念。 实际运放模型: 有限的开环增益、非无穷大的输入阻抗、非零输出阻抗;输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、共模抑制比(CMRR)、电源抑制比(PSRR)、压摆率(Slew Rate)、带宽(Gain-Bandwidth Product)。 基于运放的通用电路: 同相放大器、反相放大器: 增益计算、输入输出阻抗分析。 电压跟随器(缓冲器): 实现阻抗匹配。 加法器、减法器、积分器、微分器: 实现更复杂的数学运算。 比较器: 阈值电压的设定;滞回比较器(施密特触发器)的应用。 运算放大器的频率响应与稳定性: 增益-带宽积(GBWP): 运放的带宽与增益的关系。 稳定性问题: 频率补偿(极点和零点);相位裕度;导致振荡的原因。 差分运放和仪表放大器: 差分运放: 实现高精度差分信号处理。 仪表放大器: 高输入阻抗、高共模抑制比、可调增益的特性,适用于传感器信号的放大。 运放的实际应用限制与选型: 噪声分析: 运放自身的噪声贡献;如何选择低噪声运放。 功耗考虑: 偏置电流、输出驱动能力。 电源要求: 单电源供电和双电源供电的运放电路设计。 如何根据应用需求选择合适的运放: 考虑带宽、增益、精度、噪声、功耗等因素。 第六章:数据转换器——模拟与数字世界的桥梁 数据转换器是连接模拟世界和数字世界的关键,它们使得数字系统能够处理和理解模拟信号,反之亦然。 模数转换器(ADC): ADC的基本原理: 将连续的模拟信号转换为离散的数字编码。 关键参数: 分辨率(Resolution)、采样率(Sampling Rate)、量化误差(Quantization Error)、信噪比(SNR)、总谐波失真(THD)、微分非线性(DNL)、积分非线性(INL)。 ADC的类型与工作原理: 逐次逼近型ADC (SAR ADC): 工作原理、典型结构、优点和缺点。 双积分型ADC: 工作原理、优点(抗干扰能力强)和缺点(速度慢)。 Σ-Δ (Sigma-Delta) ADC: 过采样、噪声整形技术;高分辨率ADC的应用。 闪速ADC (Flash ADC): 速度最快,但分辨率受限。 流水线型ADC (Pipeline ADC): 兼顾速度和分辨率。 ADC的应用: 数据采集系统、传感器接口、数字示波器。 数模转换器(DAC): DAC的基本原理: 将离散的数字编码转换为连续的模拟信号。 关键参数: 分辨率、建立时间(Settling Time)、单调性(Monotonicity)、DNL、INL。 DAC的类型与工作原理: 电阻网络型DAC: R-2R梯形网络DAC、权电阻DAC。 开关电容型DAC: 具有更好的线性和稳定性。 过采样DAC: 结合数字信号处理实现高精度输出。 DAC的应用: 音频/视频播放、数字控制系统。 第七章:混合信号集成电路设计 混合信号IC集成了模拟和数字电路,是现代电子产品中不可或缺的组成部分。 混合信号IC设计中的挑战: 模拟与数字电路的相互干扰;电源和地线的规划;时钟信号的同步。 常见的混合信号IC: 锁相环(PLL): 用于频率合成、时钟恢复、时钟倍频。 ADC/DAC集成电路: 集成数据转换功能,简化系统设计。 微控制器(MCU)中集成的ADC/DAC。 系统级集成设计: 传感器接口电路设计: 如何设计前端模拟电路以匹配不同传感器(温度、压力、光、力等)。 射频(RF)前端模块: 接收和发送信号的模拟电路设计。 电源管理IC(PMIC): 集成多种电源转换和管理功能。 第三部分:模拟电子系统的设计实践与案例分析 本部分将带领读者进入实际的模拟系统设计流程,并通过具体案例的学习,加深对前面理论知识的理解和应用。 第八章:模拟系统设计流程与仿真工具 系统需求分析: 明确系统的功能、性能指标(精度、速度、带宽、功耗等)、成本限制。 系统框图设计: 将系统分解为若干个功能模块,并规划它们之间的连接关系。 模块设计与选型: 根据系统需求,选择合适的元器件和集成电路。 电路原理图设计: 使用EDA工具绘制详细的电路原理图。 电路仿真: DC仿真(直流工作点分析): 验证电路静态工作点的合理性。 AC仿真(交流分析): 分析电路的频率响应、增益、相位特性。 瞬态仿真: 分析电路的动态响应,如对阶跃信号、脉冲信号的响应。 噪声仿真: 评估电路的噪声性能。 蒙特卡洛仿真: 分析元器件参数变化对电路性能的影响。 常用仿真工具介绍: SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)及其各种变种(如LTspice, PSpice, HSPICE)、Cadence Virtuoso等。 PCB设计与布局布线: PCB布局原则: 元器件的放置、信号走线、电源和地线的处理。 布线技巧: 减少寄生参数、抑制噪声。 接地策略: 单点接地、星形接地、数字/模拟地分开。 电路调试与测试: 测试仪器: 示波器、信号发生器、频谱分析仪、万用表。 调试方法: 分段测试、逐步验证。 文档编写: 设计报告、测试报告。 第九章:经典模拟系统设计案例分析 通过对一系列实际应用中的模拟系统的深入剖析,读者将有机会看到理论知识如何在实际工程中得到转化和应用。 音频放大器系统设计: 前置放大器: 低噪声设计,高输入阻抗。 功率放大器: A类、B类、AB类、D类功率放大器的原理和设计;散热考虑。 音量控制、音色控制电路。 仪器仪表系统设计: 信号调理前端: 传感器接口、滤波、放大。 模拟-数字转换: 高精度ADC的应用。 数字信号处理(DSP)与显示。 无线通信系统(简要介绍): 射频前端: 接收机和发射机的关键模拟模块(LNA、混频器、功率放大器、振荡器)。 中频(IF)处理。 调制与解调。 电源管理系统设计: 高效率DC-DC转换器设计: Buck、Boost拓扑的应用。 低压差稳压器(LDO): 噪声敏感应用的供电。 电池充电管理。 第十章:模拟电子系统的未来发展趋势 低功耗设计: 在移动设备和物联网领域尤为重要。 高精度与高速度: 满足高性能计算和高速通信的需求。 信号处理能力的增强: 模拟与数字信号处理的融合。 集成化与小型化: 更多的功能集成到一个芯片中。 新兴技术: 如MEMS传感器与模拟电路的结合,柔性电子器件的应用。 结语 模拟电子技术是一个博大精深的领域,其重要性随着科技的发展愈发凸显。本书从基础概念入手,逐步深入到复杂系统设计,旨在为读者构建一个全面、系统的学习框架。我们希望本书能成为您在模拟电子设计道路上的良师益友,激发您的学习兴趣,培养您的工程思维,最终助您在电子技术领域取得卓越成就。 ---

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我最近在学习数字信号处理,但发现很多时候,数据的采集和预处理环节离不开模拟电路。我的一个项目就需要设计一个高精度的数据采集前端,但对模拟部分的理解一直是个瓶颈。朋友推荐了这本《模拟电子系统设计指南(基础篇)》,说是可以从根本上解决我的问题。我翻阅了一下,发现它对分立元件的讲解非常细致,比如各种晶体管、运放的特性分析,以及它们在实际电路中的应用场景,这正是我想了解的。我特别关注它如何讲解负反馈、频率响应、噪声抑制等模拟电路设计的核心概念,以及如何用这些概念来优化电路性能。此外,对于ADI这样在模拟领域有深厚积累的公司,书中对其经典芯片的分析,我觉得非常有价值。我希望通过学习这本书,能真正理解模拟电路的设计逻辑,并能独立完成一个小型的数据采集模块的设计,解决我在项目中的燃眉之急。

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我是一位业余电子爱好者,平时喜欢捣鼓一些小制作,但每次遇到模拟电路部分,总是显得力不从心。常常是买了元件,按照网上的电路图搭建,结果不是不行,就是性能不达标,原因也摸不着头脑。这本《模拟电子系统设计指南(基础篇)》给我一种“从零开始”的教学感觉。我希望它能清晰地解释一些基础概念,比如“是什么”和“为什么”,而不是直接丢给我一个复杂的电路。特别是关于分立元件的部分,比如各种晶体管的参数,以及它们在不同工作状态下的行为,我希望这本书能有非常直观的讲解。此外,书中提到ADI的集成电路,我虽然不一定能直接用到,但了解一下行业内顶尖的模拟芯片是怎么设计的,又是怎么实现高性能的,对我拓宽视野非常有帮助。我期待这本书能够提供一些简单易懂的入门级实践案例,让我能够真正理解模拟电路的设计思路,并且能够在我自己的小制作中,逐渐提升电路的稳定性和性能。

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作为一名电子工程专业的学生,我在学校的课程中接触了不少模拟电路的知识,但总感觉理论和实践之间存在着鸿沟。很多时候,老师讲授的概念在实际电路中遇到各种问题时,就显得有些模糊。这本《模拟电子系统设计指南(基础篇)》正好弥补了我的这方面需求。我之前对一些基础元器件,比如二极管、三极管的工作原理理解得还不够透彻,希望这本书能够提供更深入的剖析,以及一些实际的测试方法和注意事项。更重要的是,书中提到的ADI集成电路部分,我对其高性能运放、ADC/DAC等产品一直很感兴趣,希望能通过这本书了解它们是如何被设计和应用到具体的系统中的,比如音频处理、传感器接口等。我希望这本书能够帮助我建立起扎实的模拟电路设计基础,并且能够将其中的知识灵活运用到未来的课程设计和毕业设计中,让我能够更自信地面对各种模拟电路的挑战。

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我从事电子产品开发已经有几年了,虽然主要集中在数字电路和嵌入式系统,但时常会遇到一些模拟信号的处理问题,比如传感器信号的放大、滤波,或者电源部分的优化。这让我感到自己在模拟电路方面的知识有些欠缺,阻碍了我在一些更全面的项目上发挥。偶然间看到《模拟电子系统设计指南(基础篇)》这本书,其标题“从半导体.分立元件到ADI集成电路的分析与实现”一下子就抓住了我的注意力。我非常看重它能够连接基础分立元件到成熟的集成电路解决方案的思路。我希望能从中学习到如何根据不同的应用需求,选择合适的分立元件进行初步设计,以及如何利用ADI等厂商提供的优秀集成电路来快速构建高性能的模拟前端。我对书中关于噪声分析、失真抑制以及功耗优化等方面的讲解尤为期待,希望能从中获得一些实用的工程经验,提升我的模拟电路设计能力,从而更好地完成工作中的各项任务。

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这本书的封面设计相当朴实,一看就知道是一本注重内容的实用型书籍。拿到手后,我首先被它的厚度所吸引,这暗示着内容的详实和深入。翻开目录,我发现它覆盖了从基础的半导体器件到一些更复杂的集成电路应用,这让我非常期待。我一直对模拟电路的设计有着浓厚的兴趣,但总觉得有些理论知识难以和实际应用结合起来,希望这本书能帮我打通这个环节。特别是关于ADI公司的集成电路部分,我一直对其产品在精密测量和信号处理方面的应用感到好奇,希望能通过这本书对其内部工作原理有更清晰的认识,并学习如何在实际项目中应用这些先进的器件。同时,我也关注它在“基础篇”中会如何循序渐进地引导读者,特别是对于刚接触模拟电子的初学者,是否能提供足够清晰易懂的解释和实例。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更重要的是能提供实际的设计思路和实现技巧,让我能够真正地“上手”去设计和构建自己的模拟电子系统。

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