模拟电子系统设计指南(实践篇):从半导体、分立元件到ADI集成电路的分析与实现

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何宾 著
图书标签:
  • 模拟电路
  • 电子系统设计
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  • 电路分析
  • 实践
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  • 模拟电子
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121327612
版次:1
商品编码:12217465
包装:平装
丛书名: 电子系统EDA新技术丛书
开本:16开
出版时间:2017-10-01
用纸:胶版纸
页数:388
字数:620800
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  本书以NI公司的Multisim Workbench、EVIS和rogel的测试仪器为平台,从仿真、虚拟仪器和实际测试仪器等三方面对模拟电子技术进行分析,并且提供了一些扩展性的设计内容,力图全面反映模拟电子设计技术的发展趋势。

作者简介

  何宾,著名的嵌入式技术和EDA技术专家,长期从事电子设计自动化方面的教学和科研工作,与全球多家知名的半导体厂商和EDA工具厂商大学计划保持紧密合作。目前已经出版嵌入式和EDA方面的著作近30部,内容涵盖电路仿真、电路设计、可编程逻辑器件、数字信号处理、单片机、嵌入式系统、片上可编程系统等。典型的代表作有《Xilinx FPGA设计*威指南》、《Altium Designer13.0电路设计、仿真与验证*威指南》、《Xilinx FPGA数字设计-从门级到行为级的双重描述》、《Xilinx FPGA数字信号处理*威指南-从HDL、模型到C的描述》、《模拟与数字系统协同设计*威指南-Cypress集成开发环境》、《STC单片机原理及应用》、《Altium Designer15.0电路仿真、设计、验证与工艺实现*威指南》、《STC单片机C语言程序设计》。

目录

第1章 构建模拟电子系统的基本知识 1
1.1 电阻 1
1.1.1 轴向引线型电阻 1
1.1.2 电阻网络 4
1.1.3 贴片式电阻元件的封装 5
1.2 电容 6
1.2.1 功能 6
1.2.2 有极性电容 7
1.2.3 无极性电容 9
1.2.4 聚苯乙烯电容 9
1.2.5 真实的电容值 9
1.2.6 电容的寄生效应 10
1.2.7 寄生电容 13
1.2.8 不同类型电容比较 15
1.3 面包板 16
1.3.1 面包板结构和功能 16
1.3.2 寄生电容 18
第 章 SPICE仿真工具 20
2.1 Multisim Live特性及其应用 20
2.1.1 登陆Multisim Live 20
2.1.2 Multisim Live设计流程 21
2.2 ADIsimPE仿真工具特性及应用 30
2.2.1 下载和安装ADIsimPE仿真工具 30
2.2.2 ADIsimPE仿真工具基本设计流程 32
第 章 测试仪器原理 38
3.1 数字示波器原理 38
3.1.1 信号的基本概念 38
3.1.2 示波器类型 41
3.1.3 数字示波器基本原理 41
3.1.4 性能参数 42
3.1.4 触发方式 51
3.1.5 X-Y模式 58
3.2 信号发生器原理 58
3.2.1 信号发生器功能 58
3.2.2 信号发生器的类型 60
3.2.3 工作原理 60
3.3.4 性能参数 63
3.3 线性直流电源原理 70
3.3.1 工作原理 70
3.3.2 工作模式 71
3.3.2 性能参数 72
3.3.3 扩展应用 73
3.4 数字万用表原理 74
3.4.1 工作原理 75
3.4.2 性能参数 75
3.5 频谱分析仪原理 76
3.5.1 信号的时域和频域表示 76
3.5.2 频谱分析仪的用途 77
3.5.3 频谱分析仪种类 78
3.5.4 性能参数 84
3.6 直流电子负载 87
第 章 信号时域和频率表示 90
4.1 实验目的 90
4.2 实验材料及仪器 90
4.3 MDO3054混合域示波器主要功能 90
4.3.1 常见按钮和菜单 91
4.3.2 前面板菜单按钮 91
4.3.3 频谱分析控件操作面板 92
4.3.4 其他控制 92
4.3 实验原理 94
4.3.1 设置任意函数发生器 94
4.3.2 正弦信号的时域分析 95
4.3.3 正弦信号的频域分析 97
第 章 二极管电路设计与验证 103
5.1 二极管I/V曲线测量 103
5.1.1 实验目的 103
5.1.2 实验材料及仪器 103
5.1.3 电路设计原理 103
5.1.4 硬件测试电路 104
5.1.5 测试结果分析 106
5.2 半波整流电路设计和验证 107
5.2.1 实验目的 107
5.2.2 实验材料及仪器 107
5.2.3 电路设计原理 107
5.2.4 硬件测试电路 108
5.2.5 测试结果分析 109
5.3 全波整流电路设计和验证 110
5.3.1 实验目的 110
5.3.2 实验材料及仪器 110
5.3.3 电路设计原理 111
5.3.4 硬件测试电路 112
5.3.5 测试结果分析 113
5.4 桥式整流电路设计和验证 113
5.4.1 实验目的 113
5.4.2 实验材料及仪器 114
5.4.3 电路设计原理 114
5.4.4 硬件测试电路 115
5.4.5 测试结果分析 116
5.5 限幅电路设计和验证 117
5.5.1 实验目的 117
5.5.2 实验材料及仪器 117
5.5.3 电路设计原理 118
5.5.4 硬件测试电路 119
5.5.5 测试结果分析 120
5.6 交流耦合和直流恢复电路设计和验证 122
5.6.1 实验目的 122
5.6.2 实验材料及仪器 122
5.6.3 电路设计原理 122
5.6.4 硬件测试电路 124
5.6.5 测试结果分析 125
5.7 可变衰减器设计和验证 126
5.7.1 实验目的 126
5.7.2 实验材料及仪器 126
5.7.3 电路设计原理 126
5.7.4 硬件测试电路 128
5.7.5 测试结果分析 129
第 章 双极结型晶体管电路设计与验证 131
6.1 BJT用作二极管 131
6.1.1 实验目的 131
6.1.2 实验材料及仪器 131
6.1.3 电路设计原理 131
6.1.4 硬件测试电路 133
6.1.5 测试结果分析 134
6.2 BJT输出特性曲线测量 135
6.2.1 实验目的 135
6.2.2 实验材料及仪器 136
6.2.3 电路设计原理 136
6.2.4 阶梯波生成方法 138
6.2.5 硬件测试电路 140
6.2.6 测试结果分析 142
6.3 BJT共射极放大电路设计和验证 145
6.3.1 实验目的 145
6.3.2 实验材料及仪器 145
6.3.3 电路设计原理 145
6.3.4 硬件测试电路 146
6.3.5 测试结果分析 148
6.4 BJT镜像电流源设计和验证 148
6.4.1 实验目的 149
6.4.2 实验材料及仪器 149
6.4.3 电路设计原理 149
6.4.4 硬件测试电路 150
6.6.4 测试结果分析 151
6.5 基极电流补偿镜像电流源 152
6.5.1 实验目的 152
6.5.2 实验材料及仪器 152
6.5.3 电路设计原理 152
6.5.4 硬件测试电路 153
6.5.5 测试结果分析 155
6.6 零增益放大器设计和验证 156
6.6.1 实验目的 156
6.6.2 实验材料及仪器 156
6.6.3 电路设计原理 156
6.6.4 硬件测试电路 158
6.6.5 测试结果分析 159
6.7 稳压电流源设计和验证 160
6.7.1 实验目的 161
6.7.2 实验材料及仪器 161
6.7.3 电路设计原理 161
6.7.4 硬件测试电路 162
6.7.5 测试结果分析 163
6.8 并联整流器设计和验证 164
6.8.1 实验目的 164
6.8.2 实验材料及仪器 164
6.8.3 电路设计原理 164
6.8.4 硬件测试电路 166
6.8.5 测试结果分析 167
6.9 射极跟随器设计和验证 169
6.9.1 实验目的 169
6.9.2 实验材料及仪器 169
6.9.3 电路设计原理 169
6.9.4 硬件测试电路 170
6.9.5 测试结果分析 171
6.10 差模输入差分放大器电路设计和验证 172
6.10.1 实验目的 172
6.10.2 实验材料及仪器 173
6.10.3 电路设计原理 173
6.10.4 硬件测试电路 175
6.10.5 测试结果分析 177
6.11 共模输入差分放大器电路设计和验证 178
6.11.1 实验目的 178
6.11.2 实验材料及仪器 178
6.11.3 电路设计原理 179
6.11.4 硬件测试电路 179
6.11.5 测试结果分析 181
第 章 金属氧化物场效应晶体管电路设计与验证 182
7.1 MOS用作二极管电路测试 182
7.1.1 实验目的 182
7.1.2 实验材料及仪器 182
7.1.3 电路设计原理 182
7.1.4 硬件测试电路 184
7.1.5 测试结果分析 185
7.2 MOS输出曲线测量 186
7.2.1 实验目的 187
7.2.2 实验材料及仪器 187
7.2.3 电路设计原理 187
7.2.4 硬件测试电路 188
7.2.4 测试结果分析 190
7.3 MOS转移特性曲线测量 192
7.3.1 实验目的 192
7.3.2 实验材料及仪器 192
7.3.3 电路设计原理 193
7.3.4 硬件测试电路 195
7.3.5 测试结果分析 196
7.4 MOS共源极放大电路设计和验证 200
7.4.1 实验目的 201
7.4.2 实验材料及仪器 201
7.4.3 电路设计原理 201
7.4.4 硬件测试电路 202
7.4.5 测试结果分析 203
7.5 MOS镜像电流源电路设计和验证 204
7.5.1 实验目的 205
7.5.2 实验材料及仪器 205
7.5.3 电路设计原理 205
7.5.4 硬件测试电路 206
7.5.5 测试结果分析 207
7.6 零增益放大器电路设计和验证 208
7.6.1 实验目的 208
7.6.2 实验材料及仪器 208
7.6.3 电路设计原理 209
7.6.4 硬件测试电路 210
7.6.5 测试结果分析 211
7.7 源极跟随器电路设计和验证 212
7.7.1 实验目的 212
7.7.2 实验材料及仪器 213
7.7.3 电路设计原理 213
7.7.4 硬件测试电路 214
7.7.5 测试结果分析 215
7.8 差模输入差分放大器电路设计和验证 216
7.8.1 实验目的 216
7.8.2 实验材料及仪器 216
7.8.3 电路设计原理 217
7.8.4 硬件测试电路 218
7.8.5 测试结果分析 219
7.9 共模输入差分放大器电路设计和验证 220
7.9.1 实验目的 220
7.9.2 实验材料及仪器 221
7.9.3 电路设计原理 221
7.9.4 硬件测试电路 221
7.9.5 测试结果分析 223
第 章 集成运算放大器电路设计与验证 224
8.1 同相放大器电路设计和验证 224
8.1.1 实验目的 224
8.1.2 实验材料及仪器 224
8.1.3 电路设计原理 224
8.1.4 硬件测试电路 226
8.1.5 测试结果分析 227
8.2 反相放大器电路设计和验证 227
8.2.1 实验目的 228
8.2.2 实验材料及仪器 228
8.2.3 电路设计原理 228
8.2.4 硬件测试电路 229
8.2.5 测试结果分析 230
8.3 电压跟随器电路设计和验证 231
8.3.1 实验目的 231
8.3.2 实验材料及仪器 231
8.3.3 电路设计原理 232
8.3.4 硬件测试电路 233
8.3.5 测试结果分析 234
8.4 加法器电路设计和验证 234
8.4.1 实验目的 234
8.4.2 实验材料及仪器 235
8.4.3 电路设计原理 235
8.4.4 硬件测试电路 236
8.4.5 测试结果分析 237
8.5 积分器电路设计和验证 238
8.5.1 实验目的 238
8.5.2 实验材料及仪器 238
8.5.3 电路设计原理 239
8.5.4 硬件测试电路 240
8.5.5 测试结果分析 241
8.6 微分器电路设计和验证 242
8.6.1 实验目的 242
8.6.2 实验材料及仪器 242
8.6.3 电路设计原理 242
8.6.4 硬件测试电路 243
8.6.5 测试结果分析 244
8.7 半波整流器电路设计和验证 245
8.7.1 实验目的 245
8.7.2 实验材料及仪器 245
8.7.3 电路设计原理 246
8.7.4 硬件测试电路 247
8.7.5 测试结果分析 248
8.8 全波整流器电路设计和验证 249
8.8.1 实验目的 249
8.8.2 实验材料及仪器 249
8.8.3 电路设计原理 249
8.8.4 硬件测试电路 251
8.8.5 测试结果分析 252
8.9 单电源同相放大器电路设计和验证 253
8.9.1 实验目的 253
8.9.2 实验材料及仪器 253
8.9.3 电路设计原理 253
8.9.4 硬件测试电路 254
8.9.5 测试结果分析 256
第 章 集成差动放大器电路设计与验证 258
9.1 应变力测量电路设计和验证 258
9.1.1 实验目的 258
9.1.2 实验材料及仪器 258
9.1.3 应变片原理 259
9.1.4 电路设计原理 260
9.1.5 硬件测试电路 262
9.1.6 测试结果分析 263
9.2 热电阻测量电路设计和验证 264
9.2.1 实验目的 265
9.2.2 实验材料及仪器 265
9.2.3 温度传感器原理 265
9.2.4 电路设计原理 266
9.2.5 硬件测试电路 266
9.2.6 测试结果分析 267
第 章 有源滤波器电路设计与验证 269
10.1 一阶有源低通滤波器电路设计和验证 269
10.1.1 实验目的 269
10.1.2 实验材料及仪器 269
10.1.3 电路设计原理 270
10.1.4 硬件测试电路 272
10.1.5 测试结果分析 273
10.2 一阶有源高通滤波器电路设计和验证 276
10.2.1 实验目的 276
10.2.2 实验材料及仪器 277
10.2.3 电路设计原理 277
10.2.4 硬件测试电路 279
10.2.5 测试结果分析 280
10.3 一阶有源带通滤波器电路设计和验证 283
10.3.1 实验目的 283
10.3.2 实验材料及仪器 284
10.3.3 电路设计原理 284
10.3.4 硬件测试电路 286
10.3.5 测试结果分析 288
10.4 一阶有源带阻滤波器电路设计和验证 294
10.4.1 实验目的 294
10.4.2 实验材料及仪器 294
10.4.3 电路设计原理 295
10.4.4 硬件测试电路 297
10.4.5 测试结果分析 298
10.5 二阶有源低通滤波器电路设计和验证 303
10.5.1 实验目的 303
10.5.2 实验材料及仪器 303
10.5.3 电路设计原理 304
10.5.4 硬件测试电路 305
10.5.5 测试结果分析 307
第 章 功率放大器电路设计与验证 311
11.1 B类功率放大器电路设计与验证 311
11.1.1 实验目的 311
11.1.2 实验材料及仪器 311
11.1.3 电路设计原理 311
11.1.4 硬件测试电路 313
11.1.5 测试结果分析 314
11.2 AB类功率输出放大器电路设计与验证(一) 315
11.2.1 实验目的 316
11.2.2 实验材料及仪器 316
11.2.3 电路设计原理 316
11.2.4 硬件测试电路 318
11.2.5 测试结果分析 319
11.3 AB类功率输出放大器电路设计与验证(二) 320
11.3.1 实验目的 320
11.3.2 实验材料及仪器 320
11.3.3 电路设计原理 320
11.3.4 硬件测试电路 322
11.3.5 测试结果分析 323
第 章 振荡器电路设计与验证 325
12.1 移相振荡器电路设计和验证 325
12.1.1 实验目的 325
12.1.2 实验材料及仪器 325
12.1.3 电路设计原理 325
12.1.4 硬件测试电路 327
12.1.5 测试结果分析 329
12.2 文氏桥振荡器电路设计和验证 329
12.2.1 实验目的 330
12.2.2 实验材料及仪器 330
12.2.3 电路设计原理 330
12.2.4 硬件测试电路 332
12.2.5 测试结果分析 334
第 章 电源管理器电路设计与验证 335
13.1 线性电源电路设计和验证 335
13.1.1 实验目的 335
13.1.2 实验材料及仪器 335
13.1.3 硬件测试电路 336
13.1.5 测试结果分析 337
13.2 降压型开关电源设计与验证 339
13.2.1 实验目的 339
13.2.2 实验材料和仪器 340
13.2.3 电路设计原理 340
13.2.4 硬件测试电路 345
13.2.5 测试结果分析 346
13.3 升压型开关电源设计与验证 353
13.3.1 实验目的 353
13.3.2 实验材料和仪器 353
13.3.3 电路设计原理 354
13.3.4 硬件测试电路 355
13.3.5 测试结果分析 356
第 章 模拟电路自动测试系统的构建 362
14.1 实验目的 362
14.2 实验材料及仪器 362
14.3 自动测试系统构建原理及实现 362
14.3.1 下载并安装软件 362
14.3.2 测试仪器与上位机连接 365
14.3.3 使用TekVISA软件工具 366
14.3.4 使用arbexpress软件工具 368
14.3.5 使用OpenChoice软件工具

前言/序言

  本书是《模拟电子系统设计指南——从半导体、分立元件到ADI集成电路的分析与实现》一书的配套实践用书,模拟电子系统的设计能力取决于对相关理论知识的理解深度和广度,对理论知识的理解仅仅从书本上学习是远远不够的,需要通过大量的SPICE电路软件仿真以及构建和测试实际硬件电路来积累“设计经验”。
  在编写本书的过程中,作者的学生参与了大量模拟硬件电路的构建、测试和验证工作,而他们在大学刚开始学习模电的时候,感觉特别抽象,理解起来很困难,导致他们不知道学习模拟电子技术这门课程的目的所在,当然这也是在国内大学老师和学生的通病。在我编写这本书的六个月时间内,通过给学生布置书上所提供的这些设计题目,并引导他们有针对性地从实践中重新学习模拟电子技术知识,而不是象原来一样仅仅是从书本上学习。
  在他们完成我所布置的这些设计题目的过程中,首先要参考我编写的《模拟电子系统设计指南——从半导体、分立元件到ADI集成电路的分析与实现》(理论篇)中相关的模拟电路理论知识,然后使用SPICE对要搭建的模拟硬件电路从不同的角度进行初步可行性验证,最后在面包板/万能板上构建实际的硬件电路,并通过测试仪器从时域(包含X-Y)和频域两个不同的角度研究信号与模拟电子系统各个单元之间的内在关系。经过这个训练过程,他们从以前感觉模电是最难学、最不喜欢学的课程,如今转变为对模电内在所表现出的深层次“魅力”产生了浓厚兴趣。并且,现在他们可以从整体上将所学习的各门相关专业课程知识点有机联系在一起。由此可见实践/实验在模拟电子课程的教与学中的重要作用。
  全书分为14章,以二极管、BJT、MOSFET、集成运算放大器、功率放大器、电源管理器为主线,将模拟电子课程中需要掌握的重要知识点通过实验进行了系统化融合。作者的学生王中正负责本书第5~第10章实验内容的设计和验证,唐思怡负责本书第11章~第14章实验内容的设计和验证。此外,汤宗美负责本书教学课件的制作。作者承担对全书的文字整理、实验结构的确认以及审阅工作。
  在编写本书的过程中,ADI大学计划提供了芯片和经费资助;NI大学计划提供了正版MultisimDesigner14.0工具的授权,以及Elvis平台;TEKTRONIX(泰克)公司大学计划提供了程控电源、信号发生器、混合域示波器、数字万用表以及经费资助。正是由于这些公司的鼎力支持和帮助,才使得我能够高质量地完成本书的编写工作,在此向他们的支持表示衷心的感谢。通过本书的编写,使得教育界和产业界能够更紧密地进行合作,并且可以全方位地帮助教育界的老师将最新的模拟电子设计软件工具和硬件平台介绍给广大学生,同时也为产业界培养更多能够从事相关工作的工程技术人员,这是一种双赢的合作。
  最后,感谢电子工业出版社各位编辑对本书出版给予的帮助和支持,由于作者水平有限,书中难免出现不足之处,请读者不吝指出,帮助作者进一步地完善本书的内容。
  著者
  2017年4月于北京


模拟电子系统设计指南:深度解析与实战演练 本书是一部面向广大电子工程技术人员、高等院校相关专业师生以及电子爱好者的高阶模拟电子系统设计参考手册。它以系统性、实践性、前沿性为核心,旨在为读者构建一套扎实的理论基础和丰富的实践经验,使其能够从容应对复杂多变的模拟电路设计挑战。本书不涉及任何特定的半导体器件、分立元件的详细型号介绍,也不局限于特定厂商的集成电路产品分析,而是将重点放在对模拟系统设计思维、核心原理、通用方法论以及关键技术环节的深入剖析与技巧传授。 全书围绕“系统”这一核心概念展开,打破了以往将模拟电路拆解成孤立的“元器件”或“子模块”的传统教学模式。我们强调,真正有效的模拟系统设计,始于对系统整体需求的深刻理解,并在此基础上,合理地选择和组织各个功能模块,最终实现预期性能。因此,本书的结构设计也充分体现了这一理念。 第一部分:模拟系统设计的方法论与思维框架 在开始具体的电路设计之前,理解和掌握一套科学的设计方法论至关重要。本部分将带领读者建立起一套系统化的设计思维。 需求分析与规格定义: 任何设计的起点都是明确的需求。我们将详细阐述如何将模糊的系统需求转化为具体的、可量化的技术规格。这包括对输入信号特性(幅度、频率、噪声)、输出信号要求(幅度、精度、带宽、瞬态响应)、功耗限制、环境适应性(温度、湿度)、成本约束以及可靠性等方面的全面考量。我们将介绍常用的规格定义表格和评审流程,帮助读者避免设计初期遗漏关键要素。 系统级架构设计: 在明确规格后,如何将复杂的系统分解为一系列相互关联的功能模块,是系统设计的关键。本部分将介绍几种常用的系统架构划分原则和流程,例如:信号流分析法、功能分解法、模块化设计原则等。我们将探讨如何评估不同架构方案的优劣,包括性能、成本、可维护性和可扩展性。读者将学习到如何绘制系统框图,并理解不同框图元素之间的逻辑关系。 性能权衡与设计决策: 模拟电路设计往往是一个多目标优化过程,性能、成本、功耗、体积等因素之间常常存在此消彼长的关系。本部分将深入探讨如何在这些相互冲突的目标之间做出明智的权衡。我们将介绍用于评估设计方案的各种指标,以及如何利用工程经验和仿真工具来量化权衡结果。读者将学会如何识别设计中的“瓶颈”环节,并采取有效的策略来克服它们。 设计验证与迭代: 成功的模拟系统设计并非一蹴而就,而是需要经过反复的验证和迭代。本部分将介绍从原理图仿真、参数扫描、蒙特卡洛分析到电路板级测试等一系列验证手段。我们将强调在设计过程中早期发现和解决问题的价值,以及如何通过系统性的测试计划来确保设计目标的达成。 第二部分:核心模拟功能模块的通用设计原理与实现策略 在建立了系统设计思维后,我们将深入探讨模拟系统中常见且至关重要的功能模块的设计原理。本部分将专注于普遍适用的设计方法和技术,而非特定元件的实现。 信号调理模块设计: 放大器设计: 从跨阻放大器(TIA)、仪表放大器到通用运算放大器的设计,我们将探讨不同应用场景下的增益设置、带宽限制、噪声抑制、线性度要求以及稳定性分析。我们将研究如何选择合适的反馈网络和输入/输出耦合方式,以满足具体的信号放大需求。 滤波器设计: 无论是低通、高通、带通还是带阻滤波器,本部分都将详细讲解各种基本滤波器类型(如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔)的频率响应特性、设计方程和实现方法。我们将探讨有源滤波器与无源滤波器的选择依据,以及如何设计高阶滤波器以获得更陡峭的滚降特性。同时,还将触及开关电容滤波器等数字辅助模拟滤波器的概念。 信号衰减与增益控制: 介绍各种可变增益电路的设计,包括使用模拟乘法器、可控电阻(如场效应管、光敏电阻)或数字控制的放大器(DAGC)等。我们将分析不同控制方式的优缺点,以及如何实现精确的增益调整。 信号基准与参考源设计: 电压基准源: 详细分析各种电压基准源的实现原理,包括带隙基准源、齐纳二极管基准源等,重点关注其精度、温度稳定性、负载效应和电源抑制比(PSR)的优化。 电流基准源: 探讨恒流源的设计,分析其输出阻抗、温度特性以及对电源变化的鲁棒性,并介绍如何实现高精度和宽动态范围的电流源。 模拟信号处理与转换: 采样与保持电路: 深入研究采样保持电路的设计,重点关注采样精度、采样速率、输入阻抗、漏电流以及保持电荷损失等关键性能指标的优化。 模数转换(ADC)与数模转换(DAC)接口技术: 本部分不涉及具体的ADC/DAC芯片型号,而是侧重于ADC/DAC接口设计中的关键问题,如采样时钟抖动对精度的影响、参考电压的稳定性要求、数据接口时序匹配、以及输入/输出信号的阻抗匹配等。我们将讨论不同ADC/DAC架构(如逐次逼近、Σ-Δ、流水线)的设计考量。 电源管理与稳定性设计: 线性稳压器(LDO)设计原理: 深入分析LDO的反馈机制、误差放大器设计、输出级驱动能力以及瞬态响应优化。 开关电源(SMPS)基本原理: 概述DC-DC转换器(升压、降压、升降压)的核心工作原理,包括PWM控制、电感/电容的选择、以及纹波抑制技术。 电源噪声与纹波抑制: 详细讨论电源质量对模拟电路性能的影响,并介绍各种滤波和去耦技术,包括瞬态抑制、差模/共模噪声过滤等。 模拟电路的稳定性分析: 介绍伯德图、奈奎斯特图等分析工具,用于评估反馈放大器和电源系统的稳定性,并讨论提高稳定性的设计技巧。 第三部分:复杂模拟系统集成与优化 在掌握了核心模块的设计方法后,本部分将引导读者学习如何将这些模块有机地集成起来,并进行整体性能的优化。 噪声分析与抑制技术: 噪声是模拟电路设计中的一个普遍难题。本部分将从源头上分析各种噪声的来源(热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等),并介绍如何在系统层面进行有效的噪声分析和抑制。我们将讨论低噪声设计原则,包括器件选择、电路布局、屏蔽以及信号接地技术。 信号完整性与时序分析: 在高速模拟系统中,信号完整性(SI)和时序是确保系统正常工作的关键。本部分将讲解信号在传输路径中的反射、衰减、串扰等问题,并介绍阻抗匹配、信号衰减补偿、串扰隔离等设计方法。 接地与布线策略: 精心设计的接地和布线方案对模拟电路性能至关重要。本部分将详细阐述单点接地、星型接地、混合接地等不同接地方式的适用场景,以及电源和信号布线的规则,包括地线、电源线、信号线之间的隔离与耦合控制。 系统级性能指标的综合优化: 学习如何综合考虑各个子模块的设计对整体系统性能的影响,并通过系统性的优化手段来达到最佳的整体表现。这包括对系统级精度、带宽、动态范围、功耗等关键指标的精细调整。 设计中的常见陷阱与对策: 总结模拟系统设计过程中常遇到的问题,例如:寄生效应的影响、接地回路的形成、热效应失控、动态范围不足、瞬态响应过差等,并提供行之有效的解决方案和预防措施。 本书力求以严谨的学术态度,结合工程实践的经验,为读者提供一套可操作、可借鉴的设计思路和方法。通过本书的学习,读者将不再局限于某个特定器件或某类电路的实现,而是能够建立起一套通用的、适用于各类模拟系统设计的工程思维,从而在未来的设计工作中更加游刃有余。

用户评价

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这本书的价值,在于它真正做到了“实践”二字。很多模拟电子的书籍,要么过于侧重理论,要么就只是堆砌代码和原理图,却忽略了背后的设计思想和工程权衡。《模拟电子系统设计指南(实践篇)》则在这方面做得非常出色。它从最基本的半导体器件讲起,一点点地引导读者建立起对模拟信号处理的直观理解。当它开始介绍分立元件时,你会发现作者不仅仅是在讲解这些元件的参数,更是在教你如何根据具体需求去选择、去组合,以及如何去预判它们的行为。而当话题转向ADI的集成电路时,这本书更是如虎添翼。它没有回避这些IC的复杂性,而是通过深入的分析,揭示了它们为何能够实现如此高的性能。我尤其欣赏书中对每一个设计环节的细致剖析,例如如何处理寄生参数的影响,如何进行热设计,如何优化噪声性能等等。这些看似微小的细节,恰恰是决定一个模拟系统成败的关键。阅读过程中,我时常会停下来,对照书中的图示和解释,在脑海中勾勒出电路的实际形态,这种主动学习的体验,是任何被动接受信息都无法比拟的。

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我一直认为,模拟电子的设计是一门艺术,也是一门科学。《模拟电子系统设计指南(实践篇)》这本书,无疑是这门艺术和科学的杰出代表。它巧妙地融合了理论的严谨和实践的灵活性。从初识半导体结的特性,到理解不同类型晶体管的放大机制,再到掌握如何利用这些基本单元构建出功能各异的模拟系统,整个过程都充满了逻辑的严密性和启发性。书中对ADI公司高性能模拟IC的介绍,更是让我看到了现代电子设计的强大力量。作者不仅仅是简单地介绍这些IC的功能,更深入地探讨了它们的设计理念、内部结构以及在实际应用中可能遇到的挑战。我个人非常喜欢书中对于电源去耦和地线设计的讲解,这部分内容往往在许多教材中被忽视,但它对于一个稳定可靠的模拟系统至关重要。通过阅读这本书,我不仅巩固了原有的知识,更重要的是,学习到了许多之前闻所未闻的工程技巧和优化方法。这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱,让我能够以更宏观的视角和更深入的理解来审视模拟电子系统的设计。

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这本《模拟电子系统设计指南(实践篇)》真是太棒了!我一直对模拟电路充满兴趣,但总觉得理论知识有些空泛,缺乏实际操作的经验。这本书恰恰弥补了我的这个遗憾。它不仅仅是枯燥的公式推导,更是手把手地教你如何将理论转化为实际。从最基础的半导体器件,比如二极管和三极管,讲到各种分立元件的特性和应用,再深入到ADI公司那些强大的集成电路。书中对每一个器件的分析都非常透彻,不只是告诉我们它是什么,更是深入剖析了它的工作原理、优缺点以及在不同电路中的作用。更令人惊喜的是,它还提供了大量的实例,从简单的放大电路到复杂的滤波器、电源管理等等,让我能够亲手搭建和调试。我尤其喜欢书中关于噪声分析和低功耗设计的部分,这些都是实际项目中最容易遇到的难点,而这本书给出了非常实用的解决方案。阅读这本书的过程,就像是与一位经验丰富的工程师面对面交流,他的指导清晰、深入,而且充满智慧。这本书让我对模拟电子设计有了更深层次的理解,也极大地提升了我动手实践的能力,感觉自己离成为一名优秀的模拟电路工程师又近了一步。

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对于我这样在模拟电路领域摸索多年的工程师来说,一本能够真正解决实际问题的书籍是极其珍贵的。《模拟电子系统设计指南(实践篇)》做到了这一点。它并没有止步于概念的阐述,而是深入到了每一个实际设计环节中的细节。从分析半导体材料的特性如何影响器件的性能,到如何巧妙地运用分立元件构建出满足特定指标的电路,再到如何高效地集成和利用ADI的尖端模拟IC来完成复杂的系统功能,每一个章节都充满了实践的智慧。书中对噪声分析、稳定性判别以及频率响应的讲解,都结合了大量的计算和仿真实例,让我能够直观地感受到理论与实践的联系。我尤其赞赏作者在介绍ADI集成电路时,所展示出的对芯片内部结构和工作原理的深刻理解,这使得我们作为使用者,能够更好地把握这些IC的优势和局限性,从而做出更明智的设计决策。这本书不仅是一本工具书,更像是一本启迪思想的指南,它让我能够以一种更系统、更深入的方式去思考和解决模拟电子系统设计中的各种挑战。

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我最近入手了这本《模拟电子系统设计指南(实践篇)》,说实话,刚拿到手的时候,我有点担心它会不会太过于理论化,毕竟“实践篇”这三个字有时也可能意味着大量的公式和模型。然而,事实证明我的担忧是多余的。这本书的处理方式非常巧妙,它将复杂的模拟电子理论分解成一个个易于理解的单元,并通过大量的实际案例来阐述。从基本元器件的物理特性,到它们如何在实际电路中协同工作,书中的逻辑链条清晰得令人印象深刻。特别是在介绍ADI的集成电路时,作者并没有仅仅停留在数据手册的罗列,而是深入挖掘了这些IC的设计思路和核心优势,并展示了如何巧妙地运用它们来解决实际的系统设计问题。我印象最深的是关于电源完整性设计的那一部分,它不仅仅是理论上的讲解,更是提供了具体的PCB布局建议和测量方法,这对于任何从事硬件设计的工程师来说都是无价的。这本书的语言风格也很平实,没有过多的术语堆砌,即使是初学者也能很快上手。总而言之,这本书为我打开了一扇通往模拟电路设计实践的大门,让我能够更有信心地面对接下来的设计挑战。

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