正版 模擬電路設計手冊 [美]Bob Dobkin 9787115420503 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Bob Dobkin 著

圖書標籤:

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115420503

商品編碼：29692313655

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-12-01

基本信息

書名：模擬電路設計手冊

定價：298.00元

作者：Bob Dobkin

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2016-12-01

ISBN：9787115420503

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：128開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1由淩力爾特公司首席技術官Bob Dobkin與模擬電路大師Jim Williams編著，專業性極高。2在淩力爾特應用指南的基礎上進行瞭拓展，是一本綜閤性很強的參考書目，包括瞭海量電路設計方案和設計技巧，可用於解決大多數電路問題。為模擬電路工程師和愛好者提供瞭豐富的電路設計實例、詳實的解決問題思路，以備參考使用。3.深入剖析瞭各種應用實例，展示瞭其中的設計細節、設計理論、高水平解決方案等，是成功設計電路的重要參考，其價值不可估量。4.《模擬電路設計：應用設計指南》的姊妹篇。《無綫電》雜誌特彆推薦圖書。

內容提要

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本書是一本綜閤性很強的參考書目，包括瞭眾多電路設計方案和設計技巧，可用於解決所有電路問題。另外，本書詳細剖析瞭各種應用實例，為工程師展示瞭其中的設計細節、設計理論、高水平解決方案等，是成功設計電路的重要參考。

目錄

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作者介紹

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Bob Dobkin工程副總裁兼首席技術官淩力爾特公司Bob Dobkin是淩力爾特公司的聯閤創始人和首席技術官。在1999年之前，他負責淩力爾特公司的新産品開發。在1981年創建淩力爾特公司之前，Dobkin先生曾任National Semiconductor先進電路開發部主管，為期11年。30多年來，他一直投身於高性能綫性集成電路的開發事業，開發瞭許多工業標準電路。Dobkin先生擁有100多項綫性集成電路的發明，著有50多篇學術專著和論文。他曾就讀於麻省理工大學。Jim WilliamsJim Williams有著近30年的淩力爾特工作經曆，曾任公司的應用工程師，後來成為公司的專職研究員。Jim於2011年6月辭世，他是一位具有傳奇色彩的模擬電路設計者、各類疑難問題的解決方案提供者、各類文檔的編撰者，多年來一直是眾多工程師的良師益友。1968年到1979年間，Jim曾在麻省理工進行教學和科研工作，專注於模擬電路設計。他曾在National Secmiconductor的綫性集成電路小組工作3年，隨後在1982年加入淩力爾特公司。1992年，他曾獲 EDN雜誌的年度創新奬，在 2002年被選入Electronic Design名人堂。他曾編撰有大量的文章和應用指南，是若乾經典模擬電路設計專著的作者 編輯。

文摘

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序言

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《電子工程師必備：深入理解模擬電路設計之道》 在這個數字信息爆炸的時代，模擬電路的設計與應用依然是支撐現代科技大廈的基石。從我們日常使用的手機、電腦，到精密醫療設備、航空航天係統，無不依賴於對模擬信號的精確捕捉、處理與轉換。然而，模擬電路的設計遠非易事，它需要深厚的理論功底、敏銳的直覺以及豐富的實踐經驗。本書旨在為廣大電子工程師、在校學生以及對模擬電路充滿熱情的研究者，提供一個係統、深入的學習平颱，幫助您掌握模擬電路設計的核心精髓，跨越技術鴻溝，成為一名卓越的模擬電路設計師。 第一章：模擬電路設計的基石——元器件的深入剖析 任何復雜的電路都由最基本的元器件構成。本章我們將超越教科書上的簡單介紹，對模擬電路設計中最常用的有源和無源元器件進行深度剖析。 電阻（Resistors）： 我們將詳細探討不同類型電阻的特性，如碳膜電阻、金屬膜電阻、綫繞電阻以及精密電阻。重點關注其精度、溫度係數、功率承受能力、寄生效應（如電感和電容）以及在不同應用場景下的選擇原則。您將瞭解到如何根據具體電路要求，選擇最閤適的電阻，並理解其在限流、分壓、偏置等電路中的作用。 電容（Capacitors）： 從陶瓷電容、電解電容、鉭電容到薄膜電容，我們將逐一解析它們的介質材料、等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）、漏電流、頻率響應以及溫度穩定性。您將學會如何根據濾波、耦閤、儲能、退耦等不同功能，選擇具有特定性能參數的電容，並理解其在電源濾波、信號耦閤、振蕩電路等中的關鍵作用。 電感（Inductors）： 本章將深入研究不同結構的電感，包括空心電感、鐵氧體磁芯電感、鐵芯電感等。我們將關注其電感值、品質因數（Q值）、飽和電流、自諧振頻率以及直流電阻。您將理解電感在濾波、儲能、匹配、振蕩等電路中的應用，並學會如何根據電路需求選擇閤適的電感，避免因磁芯飽和或寄生效應帶來的問題。 二極管（Diodes）： 除瞭基本的整流功能，我們將深入探討各種特殊二極管，如穩壓二極管（Zener Diodes）的穩壓原理與應用、肖特基二極管的高速開關特性、變容二極管（Varactor Diodes）在調頻電路中的應用、發光二極管（LEDs）的發光原理與驅動電路設計、以及光電二極管（Photodiodes）的光電轉換特性。您將掌握二極管在保護、穩壓、信號檢波、開關等方麵的應用技巧。 晶體管（Transistors）： 本章將是重中之重。我們將詳細講解雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET），包括結型場效應管（JFET）和絕緣柵型場效應管（MOSFET）。我們會深入剖析它們的靜態工作點設置、動態特性、跨導、輸齣電阻、輸入阻抗、頻率響應以及噪聲特性。您將學習到如何根據具體電路需求，選擇BJT還是FET，如何進行精確的偏置，如何設計放大電路、開關電路、以及它們在各種集成電路中的基本單元作用。 運算放大器（Operational Amplifiers - Op-Amps）： 作為模擬電路設計的“瑞士軍刀”，運算放大器是本章不可或缺的部分。我們將詳細講解理想運放模型及其局限性，深入研究真實運放的輸入失調電壓、輸入偏置電流、開環增益、增益帶寬積（GBW）、壓擺率（Slew Rate）、輸齣電壓擺幅、共模抑製比（CMRR）和電源抑製比（PSRR）等關鍵參數。通過大量的實例，我們將帶領您掌握同相/反相放大器、差分放大器、加法器、減法器、積分器、微分器、比較器等基本運放電路的設計與分析，並探討它們在濾波器、信號調理、數據采集等係統中的應用。 第二章：信號的放大與調理——模擬電路設計的核心環節 信號的放大與調理是模擬電路設計的核心任務之一，旨在將微弱的信號放大到可用的水平，並去除不必要的噪聲和乾擾，使其更適閤後續的處理。 放大器設計基礎： 我們將從最基礎的單級放大電路講起，如共發射極放大器、共集電極放大器（射極跟隨器）、共基極放大器，以及它們在BJT和FET上的實現。重點分析它們的電壓增益、電流增益、輸入阻抗、輸齣阻抗以及頻率響應。 多級放大器的設計： 現實中的信號往往需要多級放大纔能達到所需增益。我們將探討直接耦閤、RC耦閤、變壓器耦閤以及電感耦閤放大器的工作原理，分析各級之間的匹配問題，以及如何通過多級放大提高整體增益和改善阻抗匹配。 差分放大器： 作為許多集成電路（尤其是運放）的基本單元，差分放大器具有抑製共模信號、提高抗乾擾能力等優點。我們將深入分析其工作原理，探討其共模抑製比（CMRR）的意義和影響因素，並介紹其在儀錶放大器等應用中的重要性。 儀錶放大器（Instrumentation Amplifiers）： 針對高精度、高共模抑製比的應用場景，儀錶放大器是理想的選擇。我們將詳細講解其基本結構、工作原理、增益設置以及在傳感器信號采集中的廣泛應用。 濾波器設計： 濾波器是信號調理的關鍵。本章將係統介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器的設計原理。我們將從原型濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾）開始，深入理解它們的幅頻響應和相頻響應特性，學習如何利用RC電路、RLC電路以及有源濾波（利用運放）實現不同階數的濾波器，並探討濾波器的設計參數（如截止頻率、帶寬、阻尼係數）的確定。 信號調理電路： 除瞭放大和濾波，信號調理還包括偏置、偏移、綫性化、電平轉換等。我們將介紹如何設計閤適的偏置電路來保證有源器件工作在綫性區，如何設計電路來補償傳感器輸齣的非綫性，以及如何將不同電平的信號進行有效轉換。 第三章：振蕩器與波形發生器——模擬信號的源泉 振蕩器是産生周期性電信號的核心電路，是許多電子係統（如通信、時鍾發生器、音頻信號源）的基石。 振蕩器的工作原理： 本章將深入剖析振蕩器産生自激振蕩的條件，即正反饋和能量補償。我們將分析起振條件（增益大於等於1，相位等於360°或0°），並探討不同振蕩器類型的工作機製。 RC振蕩器： 如移相振蕩器和維恩電橋振蕩器，它們利用RC網絡的相位延遲來實現振蕩，常用於産生低頻信號。我們將分析其電路結構、設計要點和頻率穩定性。 LC振蕩器： 如哈特萊振蕩器、科勒皮茲振蕩器等，它們利用LC諧振迴路來産生高頻信號，常用於射頻應用。我們將分析其諧振頻率的確定、電感和電容的選取以及頻率穩定性。 晶體振蕩器： 利用石英晶體的壓電效應和高Q值，晶體振蕩器能提供極高的頻率穩定性和精度，是各種精密時鍾和頻率參考的核心。我們將講解其等效電路模型、起振條件以及常見的晶體振蕩器電路。 壓控振蕩器（VCO）： 壓控振蕩器可以通過改變控製電壓來改變輸齣頻率，是鎖相環（PLL）等係統的重要組成部分。我們將介紹其基本原理和常用實現方式。 波形發生器： 除瞭正弦波，我們還需要生成方波、三角波、鋸齒波等。本章將介紹如何利用比較器、積分器和整形電路組閤設計多功能波形發生器。 第四章：電源電路與穩壓技術——為電路提供穩定的能量 穩定、可靠的電源供應是所有電子電路正常工作的先決條件。本章將深入探討各種電源電路的設計與穩壓技術。 綫性穩壓器： 從最簡單的齊納二極管穩壓電路，到三端固定穩壓器（如78xx/79xx係列），再到可調綫性穩壓器（如LM317/LM337），我們將詳細講解它們的內部結構、工作原理、性能參數（如壓差、效率、輸齣紋波抑製比）以及應用注意事項。 開關穩壓器（SMPS）： 相較於綫性穩壓器，開關穩壓器具有更高的效率，尤其適用於大功率應用。我們將深入講解降壓（Buck）、升壓（Boost）和升降壓（Buck-Boost）等基本拓撲結構的工作原理，分析其關鍵元器件（如電感、開關管、二極管、電容）的選擇，以及如何設計和優化其控製環路以獲得良好的動態響應和穩定性。 電源濾波與去耦： 無論是綫性電源還是開關電源，都需要有效的濾波和去耦措施來抑製電源紋波和高頻噪聲。我們將講解不同類型的濾波器（如LC濾波器、RC濾波器）的設計，以及旁路電容在抑製電源噪聲中的重要作用。 電池充電與管理： 對於便攜式設備，電池的有效充電和管理至關重要。我們將探討不同類型電池（如鋰離子電池、鎳氫電池）的充電特性，以及相關的充電控製電路設計。 第五章：模擬集成電路設計初步 隨著半導體技術的飛速發展，越來越多的模擬電路被集成到芯片中。本章將為您揭示模擬集成電路設計的基本概念和常用技術。 集成電路製造工藝概述： 簡單介紹半導體製造流程，如光刻、刻蝕、摻雜等，讓您瞭解模擬電路在矽片上的誕生過程。 晶體管在IC中的實現： 探討在集成電路中如何實現BJT和MOSFET，以及它們與分立元器件在性能上的差異。 常用的模擬IC單元電路： 如電流鏡（Current Mirrors）、帶隙基準（Bandgap References）、共源共柵放大器（Cascode Amplifiers）、長溝道MOSFET模型及其在IC設計中的應用。 噪聲在模擬IC中的影響與抑製： 深入分析熱噪聲、閃爍噪聲等各種噪聲源在IC中的錶現，以及如何在設計中采取措施降低噪聲。 版圖設計基礎： 簡單介紹模擬IC的版圖設計規則和注意事項，以及版圖對電路性能的影響。 第六章：高級主題與實踐指導 在本章，我們將觸及更高級的模擬電路設計話題，並結閤實際應用提供實踐指導。 噪聲分析與低噪聲電路設計： 詳細分析不同噪聲源（如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲）的産生機理，以及如何計算電路的總噪聲，並介紹設計低噪聲放大器、低噪聲濾波器等關鍵技術。 頻率響應分析與補償： 深入理解電路的頻率響應，包括幅度響應和相位響應，並學習各種頻率補償技術（如極點/零點補償）以改善電路的穩定性。 非綫性電路分析與設計： 探討二極管、晶體管等非綫性器件在失真、諧波産生等方麵的影響，以及如何設計綫性度更高的電路。 傳感器接口電路設計： 針對各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、光敏傳感器）的輸齣特性，設計閤適的接口電路，實現信號的采集、放大和轉換。 數據轉換器（ADC/DAC）基礎： 簡要介紹模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）的基本原理、分類（如逐次逼近型、Σ-Δ型ADC）以及它們在模擬與數字世界交互中的關鍵作用。 仿真工具的使用與技巧： 推薦並演示常用的電路仿真軟件（如SPICE係列），講解如何建立精確的模型，如何進行參數掃描、瞬態分析、交流分析，以及如何解讀仿真結果，加速設計迭代。 PCB布局與布綫指南： 講解模擬電路PCB設計中的關鍵原則，如接地、布綫、屏蔽、去耦電容的放置等，以避免信號串擾和噪聲耦閤。 本書的內容涵蓋瞭從基礎元器件到復雜係統設計，從理論推導到實踐應用，旨在為您提供一個全麵、深入的學習體驗。我們相信，通過係統地學習本書的內容，並結閤大量的實踐和仿真，您將能夠自信地應對各種模擬電路設計挑戰，在電子工程領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的厚度一度讓我望而生畏，我擔心它會變成一本“收藏品”而非“工具書”。然而，它的索引和章節劃分的邏輯性，齣乎意料地清晰。當你需要查找某個特定功能模塊的實現方案時，比如如何設計一個精確的V/I轉換器，你幾乎可以立刻定位到相關章節，並且找到至少兩種不同的實現方式供你選擇。我特彆喜歡它對比不同技術路綫優劣的分析，比如，對於一個需要寬動態範圍的信號采集前端，是用級聯式設計好，還是用指數型放大器架構更閤適？作者會從功耗、增益帶寬積、輸入阻抗和輸齣阻抗等多個維度進行橫嚮比較，並附帶相應的數學模型驗證。這種係統性的對比分析，極大地拓寬瞭我對模擬模塊化設計的理解，讓我不再局限於某一種固定的設計範式。它就像一本詳盡的“模擬電路設計百科全書”，任何時候遇到瓶頸，翻開它總能找到啓發。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個非常緊急的項目節點上找到這本參考書的，當時需要設計一個低噪聲的前置放大器，對信噪比的要求近乎苛刻。市麵上很多模擬電路的書，要麼過於側重數字邏輯的交匯點，要麼就是純理論堆砌，對於實際噪聲優化和版圖布局的“黑魔法”著墨不多。但這本手冊簡直是我的救星。它用大篇幅講解瞭如何選擇閤適的運算放大器，不僅僅是看數據手冊上的那一串參數，而是深入到內部的結構——比如雙極型輸入和FET輸入的差異在實際噪聲性能上的體現。書中有一章專門討論瞭PCB走綫對耦閤噪聲的影響，這一點極其重要，但往往被初級工程師忽略。作者用瞭很多實際案例來說明，比如地綫分割的藝術，以及屏蔽罩該如何布置纔能有效隔絕高頻乾擾。我按照書裏提到的幾條“黃金法則”修改瞭我的設計，特彆是關於去耦電容的選擇和放置位置，瞬間就觀察到瞭信噪比的顯著改善。這感覺就像是得到瞭一個經驗豐富的老工程師在旁邊手把手的指導，那種實戰經驗的價值，是任何枯燥的公式都無法替代的。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的書擺在桌上，沉甸甸的，光是翻開扉頁就能感受到那種撲麵而來的專業氣息。我本來對模擬電路這塊心存敬畏，總覺得那是隻有“真大神”纔能啃下來的硬骨頭。但這本書的排版和圖錶的精細程度，簡直就像是給初學者量身定做的導航圖。它沒有那種高高在上的說教感，而是腳踏實地地從最基礎的器件特性講起，比如那個煩人的BJT的飽和區和綫性區，過去看那些零散的資料總是雲裏霧裏，可在這本書裏，作者似乎有著把復雜問題簡單化的魔力。特彆是關於反饋網絡的設計部分，我花瞭整整一個下午纔把那個環路增益和相位裕度的概念徹底搞懂，書裏的例題設計得非常巧妙，每一步的推導都清晰可見，讓人忍不住想拿起萬用錶和示波器去驗證一下書中的麯綫到底長什麼樣子。我尤其欣賞作者在講解電流鏡這種經典結構時，不僅給齣瞭理論公式，還深入剖析瞭實際應用中溫度漂移和失配誤差的影響，這纔是真正工程師需要的知識，不是那種隻停留在教科書上的理想化模型。讀完這部分，我感覺自己對“穩定”這個詞有瞭更深刻的理解，它不僅僅是電路不振蕩，更是一種對外界變化的魯棒性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格非常具有“工程師的務實精神”。它不玩虛的，一切都以“能用”為最終目的。我發現很多其他書籍在講解濾波器設計時，總是圍繞著Butterworth和Chebyshev型展開，然後就停下瞭。但Bob Dobkin的這本手冊，它會告訴你，在實際的IC工藝限製下，如何去近似實現這些理想的響應，以及在芯片麵積有限的情況下，如何做取捨。最讓我印象深刻的是關於開關電容電路的討論，這在現代低功耗設計中至關重要。作者沒有迴避該技術帶來的非綫性失真問題，而是直接給齣瞭補償電路的拓撲結構和設計步驟。讀到這裏，我不得不佩服作者的深度和廣度，他似乎把模擬設計中所有可能遇到的“坑”都提前標記齣來瞭，讓你在走彎路之前就能看到紅燈。這種前瞻性的指導，極大地提高瞭我的設計效率，少走瞭很多彎路，真正體會到瞭“站在巨人的肩膀上”的感覺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值不僅僅在於那些精密的公式和電路圖，更在於其中蘊含的思維方式。它教會我如何像一個經驗豐富的模擬設計師那樣去思考問題——即，永遠不要被單一的指標所迷惑，而是要全麵權衡。例如，在設計一個綫性穩壓器（LDO）時，高PSRR（電源抑製比）和快速瞬態響應往往是相互矛盾的。這本書裏對LDO的頻率補償部分進行瞭非常深入的剖析，它沒有簡單地說“加大補償電容”，而是詳細解釋瞭不同補償策略對負載階躍響應的影響麯綫，以及如何通過調整誤差放大器的帶寬來達到最佳的平衡點。這種對物理極限和實際權衡的深刻洞察，是我在其他入門書籍中很少見到的。它確實是為那些渴望從“電路實現者”蛻變為“係統架構師”的人準備的寶貴資源，每讀完一個章節，都感覺自己的設計視野又開闊瞭一層，對模擬世界的理解也更加立體和深入瞭。