模擬電子係統設計指南(實踐篇):從半導體、分立元件到ADI集成電路的分析與實現

模擬電子係統設計指南(實踐篇):從半導體、分立元件到ADI集成電路的分析與實現 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

何賓 著
圖書標籤:
  • 模擬電路
  • 電子係統設計
  • ADI
  • 半導體
  • 分立元件
  • 電路分析
  • 實踐
  • 設計指南
  • 模擬電子
  • 集成電路
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121327612
版次:1
商品編碼:12217465
包裝:平裝
叢書名: 電子係統EDA新技術叢書
開本:16開
齣版時間:2017-10-01
用紙:膠版紙
頁數:388
字數:620800
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  本書以NI公司的Multisim Workbench、EVIS和rogel的測試儀器為平颱,從仿真、虛擬儀器和實際測試儀器等三方麵對模擬電子技術進行分析,並且提供瞭一些擴展性的設計內容,力圖全麵反映模擬電子設計技術的發展趨勢。

作者簡介

  何賓,著名的嵌入式技術和EDA技術專傢,長期從事電子設計自動化方麵的教學和科研工作,與全球多傢知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃保持緊密閤作。目前已經齣版嵌入式和EDA方麵的著作近30部,內容涵蓋電路仿真、電路設計、可編程邏輯器件、數字信號處理、單片機、嵌入式係統、片上可編程係統等。典型的代錶作有《Xilinx FPGA設計*威指南》、《Altium Designer13.0電路設計、仿真與驗證*威指南》、《Xilinx FPGA數字設計-從門級到行為級的雙重描述》、《Xilinx FPGA數字信號處理*威指南-從HDL、模型到C的描述》、《模擬與數字係統協同設計*威指南-Cypress集成開發環境》、《STC單片機原理及應用》、《Altium Designer15.0電路仿真、設計、驗證與工藝實現*威指南》、《STC單片機C語言程序設計》。

目錄

第1章 構建模擬電子係統的基本知識 1
1.1 電阻 1
1.1.1 軸嚮引綫型電阻 1
1.1.2 電阻網絡 4
1.1.3 貼片式電阻元件的封裝 5
1.2 電容 6
1.2.1 功能 6
1.2.2 有極性電容 7
1.2.3 無極性電容 9
1.2.4 聚苯乙烯電容 9
1.2.5 真實的電容值 9
1.2.6 電容的寄生效應 10
1.2.7 寄生電容 13
1.2.8 不同類型電容比較 15
1.3 麵包闆 16
1.3.1 麵包闆結構和功能 16
1.3.2 寄生電容 18
第 章 SPICE仿真工具 20
2.1 Multisim Live特性及其應用 20
2.1.1 登陸Multisim Live 20
2.1.2 Multisim Live設計流程 21
2.2 ADIsimPE仿真工具特性及應用 30
2.2.1 下載和安裝ADIsimPE仿真工具 30
2.2.2 ADIsimPE仿真工具基本設計流程 32
第 章 測試儀器原理 38
3.1 數字示波器原理 38
3.1.1 信號的基本概念 38
3.1.2 示波器類型 41
3.1.3 數字示波器基本原理 41
3.1.4 性能參數 42
3.1.4 觸發方式 51
3.1.5 X-Y模式 58
3.2 信號發生器原理 58
3.2.1 信號發生器功能 58
3.2.2 信號發生器的類型 60
3.2.3 工作原理 60
3.3.4 性能參數 63
3.3 綫性直流電源原理 70
3.3.1 工作原理 70
3.3.2 工作模式 71
3.3.2 性能參數 72
3.3.3 擴展應用 73
3.4 數字萬用錶原理 74
3.4.1 工作原理 75
3.4.2 性能參數 75
3.5 頻譜分析儀原理 76
3.5.1 信號的時域和頻域錶示 76
3.5.2 頻譜分析儀的用途 77
3.5.3 頻譜分析儀種類 78
3.5.4 性能參數 84
3.6 直流電子負載 87
第 章 信號時域和頻率錶示 90
4.1 實驗目的 90
4.2 實驗材料及儀器 90
4.3 MDO3054混閤域示波器主要功能 90
4.3.1 常見按鈕和菜單 91
4.3.2 前麵闆菜單按鈕 91
4.3.3 頻譜分析控件操作麵闆 92
4.3.4 其他控製 92
4.3 實驗原理 94
4.3.1 設置任意函數發生器 94
4.3.2 正弦信號的時域分析 95
4.3.3 正弦信號的頻域分析 97
第 章 二極管電路設計與驗證 103
5.1 二極管I/V麯綫測量 103
5.1.1 實驗目的 103
5.1.2 實驗材料及儀器 103
5.1.3 電路設計原理 103
5.1.4 硬件測試電路 104
5.1.5 測試結果分析 106
5.2 半波整流電路設計和驗證 107
5.2.1 實驗目的 107
5.2.2 實驗材料及儀器 107
5.2.3 電路設計原理 107
5.2.4 硬件測試電路 108
5.2.5 測試結果分析 109
5.3 全波整流電路設計和驗證 110
5.3.1 實驗目的 110
5.3.2 實驗材料及儀器 110
5.3.3 電路設計原理 111
5.3.4 硬件測試電路 112
5.3.5 測試結果分析 113
5.4 橋式整流電路設計和驗證 113
5.4.1 實驗目的 113
5.4.2 實驗材料及儀器 114
5.4.3 電路設計原理 114
5.4.4 硬件測試電路 115
5.4.5 測試結果分析 116
5.5 限幅電路設計和驗證 117
5.5.1 實驗目的 117
5.5.2 實驗材料及儀器 117
5.5.3 電路設計原理 118
5.5.4 硬件測試電路 119
5.5.5 測試結果分析 120
5.6 交流耦閤和直流恢復電路設計和驗證 122
5.6.1 實驗目的 122
5.6.2 實驗材料及儀器 122
5.6.3 電路設計原理 122
5.6.4 硬件測試電路 124
5.6.5 測試結果分析 125
5.7 可變衰減器設計和驗證 126
5.7.1 實驗目的 126
5.7.2 實驗材料及儀器 126
5.7.3 電路設計原理 126
5.7.4 硬件測試電路 128
5.7.5 測試結果分析 129
第 章 雙極結型晶體管電路設計與驗證 131
6.1 BJT用作二極管 131
6.1.1 實驗目的 131
6.1.2 實驗材料及儀器 131
6.1.3 電路設計原理 131
6.1.4 硬件測試電路 133
6.1.5 測試結果分析 134
6.2 BJT輸齣特性麯綫測量 135
6.2.1 實驗目的 135
6.2.2 實驗材料及儀器 136
6.2.3 電路設計原理 136
6.2.4 階梯波生成方法 138
6.2.5 硬件測試電路 140
6.2.6 測試結果分析 142
6.3 BJT共射極放大電路設計和驗證 145
6.3.1 實驗目的 145
6.3.2 實驗材料及儀器 145
6.3.3 電路設計原理 145
6.3.4 硬件測試電路 146
6.3.5 測試結果分析 148
6.4 BJT鏡像電流源設計和驗證 148
6.4.1 實驗目的 149
6.4.2 實驗材料及儀器 149
6.4.3 電路設計原理 149
6.4.4 硬件測試電路 150
6.6.4 測試結果分析 151
6.5 基極電流補償鏡像電流源 152
6.5.1 實驗目的 152
6.5.2 實驗材料及儀器 152
6.5.3 電路設計原理 152
6.5.4 硬件測試電路 153
6.5.5 測試結果分析 155
6.6 零增益放大器設計和驗證 156
6.6.1 實驗目的 156
6.6.2 實驗材料及儀器 156
6.6.3 電路設計原理 156
6.6.4 硬件測試電路 158
6.6.5 測試結果分析 159
6.7 穩壓電流源設計和驗證 160
6.7.1 實驗目的 161
6.7.2 實驗材料及儀器 161
6.7.3 電路設計原理 161
6.7.4 硬件測試電路 162
6.7.5 測試結果分析 163
6.8 並聯整流器設計和驗證 164
6.8.1 實驗目的 164
6.8.2 實驗材料及儀器 164
6.8.3 電路設計原理 164
6.8.4 硬件測試電路 166
6.8.5 測試結果分析 167
6.9 射極跟隨器設計和驗證 169
6.9.1 實驗目的 169
6.9.2 實驗材料及儀器 169
6.9.3 電路設計原理 169
6.9.4 硬件測試電路 170
6.9.5 測試結果分析 171
6.10 差模輸入差分放大器電路設計和驗證 172
6.10.1 實驗目的 172
6.10.2 實驗材料及儀器 173
6.10.3 電路設計原理 173
6.10.4 硬件測試電路 175
6.10.5 測試結果分析 177
6.11 共模輸入差分放大器電路設計和驗證 178
6.11.1 實驗目的 178
6.11.2 實驗材料及儀器 178
6.11.3 電路設計原理 179
6.11.4 硬件測試電路 179
6.11.5 測試結果分析 181
第 章 金屬氧化物場效應晶體管電路設計與驗證 182
7.1 MOS用作二極管電路測試 182
7.1.1 實驗目的 182
7.1.2 實驗材料及儀器 182
7.1.3 電路設計原理 182
7.1.4 硬件測試電路 184
7.1.5 測試結果分析 185
7.2 MOS輸齣麯綫測量 186
7.2.1 實驗目的 187
7.2.2 實驗材料及儀器 187
7.2.3 電路設計原理 187
7.2.4 硬件測試電路 188
7.2.4 測試結果分析 190
7.3 MOS轉移特性麯綫測量 192
7.3.1 實驗目的 192
7.3.2 實驗材料及儀器 192
7.3.3 電路設計原理 193
7.3.4 硬件測試電路 195
7.3.5 測試結果分析 196
7.4 MOS共源極放大電路設計和驗證 200
7.4.1 實驗目的 201
7.4.2 實驗材料及儀器 201
7.4.3 電路設計原理 201
7.4.4 硬件測試電路 202
7.4.5 測試結果分析 203
7.5 MOS鏡像電流源電路設計和驗證 204
7.5.1 實驗目的 205
7.5.2 實驗材料及儀器 205
7.5.3 電路設計原理 205
7.5.4 硬件測試電路 206
7.5.5 測試結果分析 207
7.6 零增益放大器電路設計和驗證 208
7.6.1 實驗目的 208
7.6.2 實驗材料及儀器 208
7.6.3 電路設計原理 209
7.6.4 硬件測試電路 210
7.6.5 測試結果分析 211
7.7 源極跟隨器電路設計和驗證 212
7.7.1 實驗目的 212
7.7.2 實驗材料及儀器 213
7.7.3 電路設計原理 213
7.7.4 硬件測試電路 214
7.7.5 測試結果分析 215
7.8 差模輸入差分放大器電路設計和驗證 216
7.8.1 實驗目的 216
7.8.2 實驗材料及儀器 216
7.8.3 電路設計原理 217
7.8.4 硬件測試電路 218
7.8.5 測試結果分析 219
7.9 共模輸入差分放大器電路設計和驗證 220
7.9.1 實驗目的 220
7.9.2 實驗材料及儀器 221
7.9.3 電路設計原理 221
7.9.4 硬件測試電路 221
7.9.5 測試結果分析 223
第 章 集成運算放大器電路設計與驗證 224
8.1 同相放大器電路設計和驗證 224
8.1.1 實驗目的 224
8.1.2 實驗材料及儀器 224
8.1.3 電路設計原理 224
8.1.4 硬件測試電路 226
8.1.5 測試結果分析 227
8.2 反相放大器電路設計和驗證 227
8.2.1 實驗目的 228
8.2.2 實驗材料及儀器 228
8.2.3 電路設計原理 228
8.2.4 硬件測試電路 229
8.2.5 測試結果分析 230
8.3 電壓跟隨器電路設計和驗證 231
8.3.1 實驗目的 231
8.3.2 實驗材料及儀器 231
8.3.3 電路設計原理 232
8.3.4 硬件測試電路 233
8.3.5 測試結果分析 234
8.4 加法器電路設計和驗證 234
8.4.1 實驗目的 234
8.4.2 實驗材料及儀器 235
8.4.3 電路設計原理 235
8.4.4 硬件測試電路 236
8.4.5 測試結果分析 237
8.5 積分器電路設計和驗證 238
8.5.1 實驗目的 238
8.5.2 實驗材料及儀器 238
8.5.3 電路設計原理 239
8.5.4 硬件測試電路 240
8.5.5 測試結果分析 241
8.6 微分器電路設計和驗證 242
8.6.1 實驗目的 242
8.6.2 實驗材料及儀器 242
8.6.3 電路設計原理 242
8.6.4 硬件測試電路 243
8.6.5 測試結果分析 244
8.7 半波整流器電路設計和驗證 245
8.7.1 實驗目的 245
8.7.2 實驗材料及儀器 245
8.7.3 電路設計原理 246
8.7.4 硬件測試電路 247
8.7.5 測試結果分析 248
8.8 全波整流器電路設計和驗證 249
8.8.1 實驗目的 249
8.8.2 實驗材料及儀器 249
8.8.3 電路設計原理 249
8.8.4 硬件測試電路 251
8.8.5 測試結果分析 252
8.9 單電源同相放大器電路設計和驗證 253
8.9.1 實驗目的 253
8.9.2 實驗材料及儀器 253
8.9.3 電路設計原理 253
8.9.4 硬件測試電路 254
8.9.5 測試結果分析 256
第 章 集成差動放大器電路設計與驗證 258
9.1 應變力測量電路設計和驗證 258
9.1.1 實驗目的 258
9.1.2 實驗材料及儀器 258
9.1.3 應變片原理 259
9.1.4 電路設計原理 260
9.1.5 硬件測試電路 262
9.1.6 測試結果分析 263
9.2 熱電阻測量電路設計和驗證 264
9.2.1 實驗目的 265
9.2.2 實驗材料及儀器 265
9.2.3 溫度傳感器原理 265
9.2.4 電路設計原理 266
9.2.5 硬件測試電路 266
9.2.6 測試結果分析 267
第 章 有源濾波器電路設計與驗證 269
10.1 一階有源低通濾波器電路設計和驗證 269
10.1.1 實驗目的 269
10.1.2 實驗材料及儀器 269
10.1.3 電路設計原理 270
10.1.4 硬件測試電路 272
10.1.5 測試結果分析 273
10.2 一階有源高通濾波器電路設計和驗證 276
10.2.1 實驗目的 276
10.2.2 實驗材料及儀器 277
10.2.3 電路設計原理 277
10.2.4 硬件測試電路 279
10.2.5 測試結果分析 280
10.3 一階有源帶通濾波器電路設計和驗證 283
10.3.1 實驗目的 283
10.3.2 實驗材料及儀器 284
10.3.3 電路設計原理 284
10.3.4 硬件測試電路 286
10.3.5 測試結果分析 288
10.4 一階有源帶阻濾波器電路設計和驗證 294
10.4.1 實驗目的 294
10.4.2 實驗材料及儀器 294
10.4.3 電路設計原理 295
10.4.4 硬件測試電路 297
10.4.5 測試結果分析 298
10.5 二階有源低通濾波器電路設計和驗證 303
10.5.1 實驗目的 303
10.5.2 實驗材料及儀器 303
10.5.3 電路設計原理 304
10.5.4 硬件測試電路 305
10.5.5 測試結果分析 307
第 章 功率放大器電路設計與驗證 311
11.1 B類功率放大器電路設計與驗證 311
11.1.1 實驗目的 311
11.1.2 實驗材料及儀器 311
11.1.3 電路設計原理 311
11.1.4 硬件測試電路 313
11.1.5 測試結果分析 314
11.2 AB類功率輸齣放大器電路設計與驗證(一) 315
11.2.1 實驗目的 316
11.2.2 實驗材料及儀器 316
11.2.3 電路設計原理 316
11.2.4 硬件測試電路 318
11.2.5 測試結果分析 319
11.3 AB類功率輸齣放大器電路設計與驗證(二) 320
11.3.1 實驗目的 320
11.3.2 實驗材料及儀器 320
11.3.3 電路設計原理 320
11.3.4 硬件測試電路 322
11.3.5 測試結果分析 323
第 章 振蕩器電路設計與驗證 325
12.1 移相振蕩器電路設計和驗證 325
12.1.1 實驗目的 325
12.1.2 實驗材料及儀器 325
12.1.3 電路設計原理 325
12.1.4 硬件測試電路 327
12.1.5 測試結果分析 329
12.2 文氏橋振蕩器電路設計和驗證 329
12.2.1 實驗目的 330
12.2.2 實驗材料及儀器 330
12.2.3 電路設計原理 330
12.2.4 硬件測試電路 332
12.2.5 測試結果分析 334
第 章 電源管理器電路設計與驗證 335
13.1 綫性電源電路設計和驗證 335
13.1.1 實驗目的 335
13.1.2 實驗材料及儀器 335
13.1.3 硬件測試電路 336
13.1.5 測試結果分析 337
13.2 降壓型開關電源設計與驗證 339
13.2.1 實驗目的 339
13.2.2 實驗材料和儀器 340
13.2.3 電路設計原理 340
13.2.4 硬件測試電路 345
13.2.5 測試結果分析 346
13.3 升壓型開關電源設計與驗證 353
13.3.1 實驗目的 353
13.3.2 實驗材料和儀器 353
13.3.3 電路設計原理 354
13.3.4 硬件測試電路 355
13.3.5 測試結果分析 356
第 章 模擬電路自動測試係統的構建 362
14.1 實驗目的 362
14.2 實驗材料及儀器 362
14.3 自動測試係統構建原理及實現 362
14.3.1 下載並安裝軟件 362
14.3.2 測試儀器與上位機連接 365
14.3.3 使用TekVISA軟件工具 366
14.3.4 使用arbexpress軟件工具 368
14.3.5 使用OpenChoice軟件工具

前言/序言

  本書是《模擬電子係統設計指南——從半導體、分立元件到ADI集成電路的分析與實現》一書的配套實踐用書,模擬電子係統的設計能力取決於對相關理論知識的理解深度和廣度,對理論知識的理解僅僅從書本上學習是遠遠不夠的,需要通過大量的SPICE電路軟件仿真以及構建和測試實際硬件電路來積纍“設計經驗”。
  在編寫本書的過程中,作者的學生參與瞭大量模擬硬件電路的構建、測試和驗證工作,而他們在大學剛開始學習模電的時候,感覺特彆抽象,理解起來很睏難,導緻他們不知道學習模擬電子技術這門課程的目的所在,當然這也是在國內大學老師和學生的通病。在我編寫這本書的六個月時間內,通過給學生布置書上所提供的這些設計題目,並引導他們有針對性地從實踐中重新學習模擬電子技術知識,而不是象原來一樣僅僅是從書本上學習。
  在他們完成我所布置的這些設計題目的過程中,首先要參考我編寫的《模擬電子係統設計指南——從半導體、分立元件到ADI集成電路的分析與實現》(理論篇)中相關的模擬電路理論知識,然後使用SPICE對要搭建的模擬硬件電路從不同的角度進行初步可行性驗證,最後在麵包闆/萬能闆上構建實際的硬件電路,並通過測試儀器從時域(包含X-Y)和頻域兩個不同的角度研究信號與模擬電子係統各個單元之間的內在關係。經過這個訓練過程,他們從以前感覺模電是最難學、最不喜歡學的課程,如今轉變為對模電內在所錶現齣的深層次“魅力”産生瞭濃厚興趣。並且,現在他們可以從整體上將所學習的各門相關專業課程知識點有機聯係在一起。由此可見實踐/實驗在模擬電子課程的教與學中的重要作用。
  全書分為14章,以二極管、BJT、MOSFET、集成運算放大器、功率放大器、電源管理器為主綫,將模擬電子課程中需要掌握的重要知識點通過實驗進行瞭係統化融閤。作者的學生王中正負責本書第5~第10章實驗內容的設計和驗證,唐思怡負責本書第11章~第14章實驗內容的設計和驗證。此外,湯宗美負責本書教學課件的製作。作者承擔對全書的文字整理、實驗結構的確認以及審閱工作。
  在編寫本書的過程中,ADI大學計劃提供瞭芯片和經費資助;NI大學計劃提供瞭正版MultisimDesigner14.0工具的授權,以及Elvis平颱;TEKTRONIX(泰剋)公司大學計劃提供瞭程控電源、信號發生器、混閤域示波器、數字萬用錶以及經費資助。正是由於這些公司的鼎力支持和幫助,纔使得我能夠高質量地完成本書的編寫工作,在此嚮他們的支持錶示衷心的感謝。通過本書的編寫,使得教育界和産業界能夠更緊密地進行閤作,並且可以全方位地幫助教育界的老師將最新的模擬電子設計軟件工具和硬件平颱介紹給廣大學生,同時也為産業界培養更多能夠從事相關工作的工程技術人員,這是一種雙贏的閤作。
  最後,感謝電子工業齣版社各位編輯對本書齣版給予的幫助和支持,由於作者水平有限,書中難免齣現不足之處,請讀者不吝指齣,幫助作者進一步地完善本書的內容。
  著者
  2017年4月於北京


模擬電子係統設計指南:深度解析與實戰演練 本書是一部麵嚮廣大電子工程技術人員、高等院校相關專業師生以及電子愛好者的高階模擬電子係統設計參考手冊。它以係統性、實踐性、前沿性為核心,旨在為讀者構建一套紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗,使其能夠從容應對復雜多變的模擬電路設計挑戰。本書不涉及任何特定的半導體器件、分立元件的詳細型號介紹,也不局限於特定廠商的集成電路産品分析,而是將重點放在對模擬係統設計思維、核心原理、通用方法論以及關鍵技術環節的深入剖析與技巧傳授。 全書圍繞“係統”這一核心概念展開,打破瞭以往將模擬電路拆解成孤立的“元器件”或“子模塊”的傳統教學模式。我們強調,真正有效的模擬係統設計,始於對係統整體需求的深刻理解,並在此基礎上,閤理地選擇和組織各個功能模塊,最終實現預期性能。因此,本書的結構設計也充分體現瞭這一理念。 第一部分:模擬係統設計的方法論與思維框架 在開始具體的電路設計之前,理解和掌握一套科學的設計方法論至關重要。本部分將帶領讀者建立起一套係統化的設計思維。 需求分析與規格定義: 任何設計的起點都是明確的需求。我們將詳細闡述如何將模糊的係統需求轉化為具體的、可量化的技術規格。這包括對輸入信號特性(幅度、頻率、噪聲)、輸齣信號要求(幅度、精度、帶寬、瞬態響應)、功耗限製、環境適應性(溫度、濕度)、成本約束以及可靠性等方麵的全麵考量。我們將介紹常用的規格定義錶格和評審流程,幫助讀者避免設計初期遺漏關鍵要素。 係統級架構設計: 在明確規格後,如何將復雜的係統分解為一係列相互關聯的功能模塊,是係統設計的關鍵。本部分將介紹幾種常用的係統架構劃分原則和流程,例如:信號流分析法、功能分解法、模塊化設計原則等。我們將探討如何評估不同架構方案的優劣,包括性能、成本、可維護性和可擴展性。讀者將學習到如何繪製係統框圖,並理解不同框圖元素之間的邏輯關係。 性能權衡與設計決策: 模擬電路設計往往是一個多目標優化過程,性能、成本、功耗、體積等因素之間常常存在此消彼長的關係。本部分將深入探討如何在這些相互衝突的目標之間做齣明智的權衡。我們將介紹用於評估設計方案的各種指標,以及如何利用工程經驗和仿真工具來量化權衡結果。讀者將學會如何識彆設計中的“瓶頸”環節,並采取有效的策略來剋服它們。 設計驗證與迭代: 成功的模擬係統設計並非一蹴而就,而是需要經過反復的驗證和迭代。本部分將介紹從原理圖仿真、參數掃描、濛特卡洛分析到電路闆級測試等一係列驗證手段。我們將強調在設計過程中早期發現和解決問題的價值,以及如何通過係統性的測試計劃來確保設計目標的達成。 第二部分:核心模擬功能模塊的通用設計原理與實現策略 在建立瞭係統設計思維後,我們將深入探討模擬係統中常見且至關重要的功能模塊的設計原理。本部分將專注於普遍適用的設計方法和技術,而非特定元件的實現。 信號調理模塊設計: 放大器設計: 從跨阻放大器(TIA)、儀錶放大器到通用運算放大器的設計,我們將探討不同應用場景下的增益設置、帶寬限製、噪聲抑製、綫性度要求以及穩定性分析。我們將研究如何選擇閤適的反饋網絡和輸入/輸齣耦閤方式,以滿足具體的信號放大需求。 濾波器設計: 無論是低通、高通、帶通還是帶阻濾波器,本部分都將詳細講解各種基本濾波器類型(如巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾)的頻率響應特性、設計方程和實現方法。我們將探討有源濾波器與無源濾波器的選擇依據,以及如何設計高階濾波器以獲得更陡峭的滾降特性。同時,還將觸及開關電容濾波器等數字輔助模擬濾波器的概念。 信號衰減與增益控製: 介紹各種可變增益電路的設計,包括使用模擬乘法器、可控電阻(如場效應管、光敏電阻)或數字控製的放大器(DAGC)等。我們將分析不同控製方式的優缺點,以及如何實現精確的增益調整。 信號基準與參考源設計: 電壓基準源: 詳細分析各種電壓基準源的實現原理,包括帶隙基準源、齊納二極管基準源等,重點關注其精度、溫度穩定性、負載效應和電源抑製比(PSR)的優化。 電流基準源: 探討恒流源的設計,分析其輸齣阻抗、溫度特性以及對電源變化的魯棒性,並介紹如何實現高精度和寬動態範圍的電流源。 模擬信號處理與轉換: 采樣與保持電路: 深入研究采樣保持電路的設計,重點關注采樣精度、采樣速率、輸入阻抗、漏電流以及保持電荷損失等關鍵性能指標的優化。 模數轉換(ADC)與數模轉換(DAC)接口技術: 本部分不涉及具體的ADC/DAC芯片型號,而是側重於ADC/DAC接口設計中的關鍵問題,如采樣時鍾抖動對精度的影響、參考電壓的穩定性要求、數據接口時序匹配、以及輸入/輸齣信號的阻抗匹配等。我們將討論不同ADC/DAC架構(如逐次逼近、Σ-Δ、流水綫)的設計考量。 電源管理與穩定性設計: 綫性穩壓器(LDO)設計原理: 深入分析LDO的反饋機製、誤差放大器設計、輸齣級驅動能力以及瞬態響應優化。 開關電源(SMPS)基本原理: 概述DC-DC轉換器(升壓、降壓、升降壓)的核心工作原理,包括PWM控製、電感/電容的選擇、以及紋波抑製技術。 電源噪聲與紋波抑製: 詳細討論電源質量對模擬電路性能的影響,並介紹各種濾波和去耦技術,包括瞬態抑製、差模/共模噪聲過濾等。 模擬電路的穩定性分析: 介紹伯德圖、奈奎斯特圖等分析工具,用於評估反饋放大器和電源係統的穩定性,並討論提高穩定性的設計技巧。 第三部分:復雜模擬係統集成與優化 在掌握瞭核心模塊的設計方法後,本部分將引導讀者學習如何將這些模塊有機地集成起來,並進行整體性能的優化。 噪聲分析與抑製技術: 噪聲是模擬電路設計中的一個普遍難題。本部分將從源頭上分析各種噪聲的來源(熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等),並介紹如何在係統層麵進行有效的噪聲分析和抑製。我們將討論低噪聲設計原則,包括器件選擇、電路布局、屏蔽以及信號接地技術。 信號完整性與時序分析: 在高速模擬係統中,信號完整性(SI)和時序是確保係統正常工作的關鍵。本部分將講解信號在傳輸路徑中的反射、衰減、串擾等問題,並介紹阻抗匹配、信號衰減補償、串擾隔離等設計方法。 接地與布綫策略: 精心設計的接地和布綫方案對模擬電路性能至關重要。本部分將詳細闡述單點接地、星型接地、混閤接地等不同接地方式的適用場景,以及電源和信號布綫的規則,包括地綫、電源綫、信號綫之間的隔離與耦閤控製。 係統級性能指標的綜閤優化: 學習如何綜閤考慮各個子模塊的設計對整體係統性能的影響,並通過係統性的優化手段來達到最佳的整體錶現。這包括對係統級精度、帶寬、動態範圍、功耗等關鍵指標的精細調整。 設計中的常見陷阱與對策: 總結模擬係統設計過程中常遇到的問題,例如:寄生效應的影響、接地迴路的形成、熱效應失控、動態範圍不足、瞬態響應過差等,並提供行之有效的解決方案和預防措施。 本書力求以嚴謹的學術態度,結閤工程實踐的經驗,為讀者提供一套可操作、可藉鑒的設計思路和方法。通過本書的學習,讀者將不再局限於某個特定器件或某類電路的實現,而是能夠建立起一套通用的、適用於各類模擬係統設計的工程思維,從而在未來的設計工作中更加遊刃有餘。

用戶評價

評分

我最近入手瞭這本《模擬電子係統設計指南(實踐篇)》,說實話,剛拿到手的時候,我有點擔心它會不會太過於理論化,畢竟“實踐篇”這三個字有時也可能意味著大量的公式和模型。然而,事實證明我的擔憂是多餘的。這本書的處理方式非常巧妙,它將復雜的模擬電子理論分解成一個個易於理解的單元,並通過大量的實際案例來闡述。從基本元器件的物理特性,到它們如何在實際電路中協同工作,書中的邏輯鏈條清晰得令人印象深刻。特彆是在介紹ADI的集成電路時,作者並沒有僅僅停留在數據手冊的羅列,而是深入挖掘瞭這些IC的設計思路和核心優勢,並展示瞭如何巧妙地運用它們來解決實際的係統設計問題。我印象最深的是關於電源完整性設計的那一部分,它不僅僅是理論上的講解,更是提供瞭具體的PCB布局建議和測量方法,這對於任何從事硬件設計的工程師來說都是無價的。這本書的語言風格也很平實,沒有過多的術語堆砌,即使是初學者也能很快上手。總而言之,這本書為我打開瞭一扇通往模擬電路設計實踐的大門,讓我能夠更有信心地麵對接下來的設計挑戰。

評分

對於我這樣在模擬電路領域摸索多年的工程師來說,一本能夠真正解決實際問題的書籍是極其珍貴的。《模擬電子係統設計指南(實踐篇)》做到瞭這一點。它並沒有止步於概念的闡述,而是深入到瞭每一個實際設計環節中的細節。從分析半導體材料的特性如何影響器件的性能,到如何巧妙地運用分立元件構建齣滿足特定指標的電路,再到如何高效地集成和利用ADI的尖端模擬IC來完成復雜的係統功能,每一個章節都充滿瞭實踐的智慧。書中對噪聲分析、穩定性判彆以及頻率響應的講解,都結閤瞭大量的計算和仿真實例,讓我能夠直觀地感受到理論與實踐的聯係。我尤其贊賞作者在介紹ADI集成電路時,所展示齣的對芯片內部結構和工作原理的深刻理解,這使得我們作為使用者,能夠更好地把握這些IC的優勢和局限性,從而做齣更明智的設計決策。這本書不僅是一本工具書,更像是一本啓迪思想的指南,它讓我能夠以一種更係統、更深入的方式去思考和解決模擬電子係統設計中的各種挑戰。

評分

這本書的價值,在於它真正做到瞭“實踐”二字。很多模擬電子的書籍,要麼過於側重理論,要麼就隻是堆砌代碼和原理圖,卻忽略瞭背後的設計思想和工程權衡。《模擬電子係統設計指南(實踐篇)》則在這方麵做得非常齣色。它從最基本的半導體器件講起,一點點地引導讀者建立起對模擬信號處理的直觀理解。當它開始介紹分立元件時,你會發現作者不僅僅是在講解這些元件的參數,更是在教你如何根據具體需求去選擇、去組閤,以及如何去預判它們的行為。而當話題轉嚮ADI的集成電路時,這本書更是如虎添翼。它沒有迴避這些IC的復雜性,而是通過深入的分析,揭示瞭它們為何能夠實現如此高的性能。我尤其欣賞書中對每一個設計環節的細緻剖析,例如如何處理寄生參數的影響,如何進行熱設計,如何優化噪聲性能等等。這些看似微小的細節,恰恰是決定一個模擬係統成敗的關鍵。閱讀過程中,我時常會停下來,對照書中的圖示和解釋,在腦海中勾勒齣電路的實際形態,這種主動學習的體驗,是任何被動接受信息都無法比擬的。

評分

我一直認為,模擬電子的設計是一門藝術,也是一門科學。《模擬電子係統設計指南(實踐篇)》這本書,無疑是這門藝術和科學的傑齣代錶。它巧妙地融閤瞭理論的嚴謹和實踐的靈活性。從初識半導體結的特性,到理解不同類型晶體管的放大機製,再到掌握如何利用這些基本單元構建齣功能各異的模擬係統,整個過程都充滿瞭邏輯的嚴密性和啓發性。書中對ADI公司高性能模擬IC的介紹,更是讓我看到瞭現代電子設計的強大力量。作者不僅僅是簡單地介紹這些IC的功能,更深入地探討瞭它們的設計理念、內部結構以及在實際應用中可能遇到的挑戰。我個人非常喜歡書中對於電源去耦和地綫設計的講解,這部分內容往往在許多教材中被忽視,但它對於一個穩定可靠的模擬係統至關重要。通過閱讀這本書,我不僅鞏固瞭原有的知識,更重要的是,學習到瞭許多之前聞所未聞的工程技巧和優化方法。這本書就像一位經驗豐富的導師,循循善誘,讓我能夠以更宏觀的視角和更深入的理解來審視模擬電子係統的設計。

評分

這本《模擬電子係統設計指南(實踐篇)》真是太棒瞭!我一直對模擬電路充滿興趣,但總覺得理論知識有些空泛,缺乏實際操作的經驗。這本書恰恰彌補瞭我的這個遺憾。它不僅僅是枯燥的公式推導,更是手把手地教你如何將理論轉化為實際。從最基礎的半導體器件,比如二極管和三極管,講到各種分立元件的特性和應用,再深入到ADI公司那些強大的集成電路。書中對每一個器件的分析都非常透徹,不隻是告訴我們它是什麼,更是深入剖析瞭它的工作原理、優缺點以及在不同電路中的作用。更令人驚喜的是,它還提供瞭大量的實例,從簡單的放大電路到復雜的濾波器、電源管理等等,讓我能夠親手搭建和調試。我尤其喜歡書中關於噪聲分析和低功耗設計的部分,這些都是實際項目中最容易遇到的難點,而這本書給齣瞭非常實用的解決方案。閱讀這本書的過程,就像是與一位經驗豐富的工程師麵對麵交流,他的指導清晰、深入,而且充滿智慧。這本書讓我對模擬電子設計有瞭更深層次的理解,也極大地提升瞭我動手實踐的能力,感覺自己離成為一名優秀的模擬電路工程師又近瞭一步。

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