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第1章　运放在电子技术中的位置1

1.1　问题的提出1

1.2　解决的办法1

1.3　运放的诞生2

1.4　真空管时代2

1.5　晶体管时代3

1.6　IC时代3

参考文献4

第2章　电路理论回顾5

2.1 引言5

2.2　物理定理5

2.3　分压器规则6

2.4 分流器规则7

2.5　戴维宁定理8

2.6　叠加定理10

2.7　饱和晶体管电路的计算11

2.8　晶体管放大器12

第3章　理想运放方程的导出14

3.1　理想运放的假设14

3.2　同相运放15

3.3 反相运放16

3.4　加法器17

3.5　差分放大器17

3.6　复杂反馈网络19

3.7　视频放大器20

3.8 电容21

3.9　为什么理想运放会摧毁已知宇宙22

3.10　小结23

第4章　单电源运放设计技术24

4.1　单电源与双电源24

4.2　电路分析26

4.3　联立方程组30

4.3.1 范例1：VOUT=mVIN+b31

4.3.2　范例2：VOUT=+mVIN-b34

4.3.3 范例3：VOUT=-mVIN+b36

4.3.4　范例4：VOUT=-mVIN-b39

4.4　小结41

第5章　四个范例以外的电路43

5.1　应用的延伸43

5.2　零偏移的同相衰减器43

5.3　正偏移的同相衰减器44

5.4　负偏移的同相衰减器44

5.5　零偏移的反相衰减器44

5.6　正偏移的反相衰减器45

5.7　负偏移的反相衰减器45

5.8　小结45

第6章　反馈与稳定性理论46

6.1　为什么要研究反馈理论46

6.2　框图数学与操作46

6.3 反馈方程与稳定性50

6.4　反馈电路的伯德分析法51

6.5　环路增益曲线是理解稳定性的关键56

6.6　二次方程和振铃与过冲的预测58

参考文献59

第7章　非理想运放方程的导出60

7.1 引言60

7.2　典范方程的回顾61

7.3　同相运放63

7.4　反相运放64

7.5　差分运放65

第8章　电压反馈运放的补偿67

8.1 引言67

8.2　内部补偿68

8.3　外部补偿、稳定性与电路性能72

8.4　主极点补偿73

8.5　增益补偿75

8.6　超前补偿76

8.7　把补偿衰减器用于运放79

8.8　超前滞后补偿81

8.9　各种补偿方法的比较83

8.10　小结84

第9章　电流反馈运放的分析85

9.1 引言85

9.2　CFA模型85

9.3　稳定性方程的导出86

9.4 同相CFA87

9.5　反相CFA88

9.6　稳定性分析89

9.7　反馈电阻的选择91

9.8　稳定性与输入电容93

9.9　稳定性与反馈电容94

9.10　CF与CG的补偿95

9.11　小结96

第10章　电压与电流反馈运放的比较97

10.1 引言97

10.2　精度97

10.3　带宽98

10.4　稳定性101

10.5　阻抗102

10.6　方程的比较103

第11章　全差分运放105

11.1 引言105

11.2　全差分是什么意思105

11.3　单端运放的环路闭合105

11.4　全差分放大级106

11.5　单端到差分的转换107

11.6　输入信号的端接108

11.7　一个新功能109

11.8　VOCM输入是什么意思109

11.9　测量111

11.10　滤波器电路111

11.10.1 单极点滤波器112

11.10.2　双极点滤波器113

11.10.3　多路反馈滤波器113

11.10.4　双二阶滤波器115

第12章　运放的噪声理论与应用116

12.1 引言116

12.2　特征化116

12.2.1 均方根与峰到峰噪声116

12.2.2　本底噪声116

12.2.3 信号噪声比117

12.2.4　多个噪声源117

12.2.5　噪声的单位118

12.3 噪声的类型118

12.3.1 散弹噪声119

12.3.2　热噪声120

12.3.3　闪变噪声122

12.3.4　突发噪声122

12.3.5　雪崩噪声122

12.4　噪声的颜色123

12.4.1 白噪声123

12.4.2　粉噪声124

12.4.3 红棕噪声124

12.5　运放的噪声125

12.5.1　噪声的转角频率和总噪声125

12.5.2　转角频率125

12.5.3 运放电路的噪声模型126

12.5.4 反相运放电路的噪声127

12.5.5 同相运放电路的噪声128

12.5.6 差分运放电路的噪声模型129

12.5.7 小结129

12.6　把所有因素加在一起129

参考文献133

第13章　运放参数134

13.1 引言134

13.2　输入失调电流的温度系数αIIO136

13.3　输入失调电压的温度系数αVIO或αvIO136

13.4　差分增益误差AD136

13.5　增益裕度参数Am136

13.6　开环电压增益参数AOL137

13.7　大信号电压放大倍数条件Av137

13.8　差分大信号电压放大参数AvD137

13.9　单位增益带宽参数B1138

13.10　最大输出摆幅带宽参数BOM138

13.11　带宽参数BW138

13.12　输入电容参数CI138

13.13　共模输入电容参数Cic或Ci（c）139

13.14　差分输入电容参数Cid139

13.15　负载电容条件CL139

13.16 电源电压灵敏度△VDD±（或CC±）／△VIO或kSvS139

13.17　共模抑制比参数CMRR或kCMR140

13.18　频率条件f140

13.19　运放的增益带宽积参数GBW140

13.20　电源电流（关断）参数ICC-（SHDN）或IDD-（SHDN）141

13.21　电源电流参数ICC或IDD141

13.22　输入电流范围参数II141

13.23　输入偏置电流参数IIB141

13.24　输入失调电流参数IIO142

13.25　输入噪声电流参数In142

13.26　输出电流参数IO142

13.27　低电平输出电流条件IOL142

13.28　短路输出电流参数IOS或ISC142

13.29　电源抑制比参数kSvR143

13.30　功耗参数PD143

13.31 电源抑制比参数PSRR143

13.32　结至周围环境的热阻参数θJA143

13.33　结至外壳的热阻参数θJC145

13.34　输入电阻参数ri145

13.35　差分输入电阻参数rid或ri（d）146

13.36　负载电阻条件RL146

13.37　调零电阻条件Rnull146

13.38　输出电阻参数rO146

13.39　信号源条件RS146

13.40　开环跨阻参数RT146

13.41　运放的摆速参数SR147

13.42 自由空气工作温度条件TA147

13.43　关断时间（关断）参数tDIS或t（off）148

13.44　接通时间（关断）参数tEN148

13.45　下降时间参数tf148

13.46　总谐波失真参数THD149

13.47　总谐波失真与噪声参数THD+N149

13.48　最高结温参数Tj151

13.49　上升时间参数tr151

13.50　稳定时间参数ts151

13.51 存储温度参数Ts或Tstg152

13.52　电源电压条件VCC或VDD152

13.53　输入电压范围条件或参数VI152

13.54　共模输入电压条件VIC152

13.55　共模输入电压范围参数VICR152

13.56　差分输入电压参数VID153

13.57　差分输入电压范围参数VDIR153

13.58　接通电压（关断）参数VIH-SHDN或V（ON）153

13.59　关断电压（关断）参数VIL-SHDN或V(OFF）153

13.60　输入电压条件VIN153

13.61 输入失调电压参数VIO或VOS154

13.62　等效输入噪声电压参数Vn155

13.63　宽带噪声参数VN（PP）155

13.64　高电平输出电压条件或参数VOH155

13.65　低电平输出电压条件或参数VOL156

13.66　最大峰到峰输出电压摆幅参数VOM±156

13.67　峰到峰输出电压摆幅条件或参数VO（PP）157

13.68　阶跃电压峰到峰条件V（STEP）PP157

13.69　串扰参数XT157

13.70　输出阻抗参数Zo157

13.71　开环跨阻抗参数Zt158

13.72　差分相位误差参数ФD158

13.73　相位裕度参数Фm158

13.74　0.1 dB平坦度带宽158

13.75　60s壳温159

13.76　连续总功耗参数159

13.77　短路电流持续时间参数159

13.78　输入失调电压长期漂移参数159

13.79　10s或60s引脚温度159

第14章　测量：传感器与模数转换器的连接160

14.1 引言160

14.2　传感器类型164

14.3　设计方法167

14.4　系统指标的审阅168

14.5　基准电压的特征化169

14.6　传感器的特征化169

14.7　ADC的特征化171

14.8　运放的选择171

14.9　放大器电路的设计172

14.10　测试178

14.11 小结178

参考文献178

第15章　运放与模数转换器的连接179

15.1　引言179

15.2　系统信息179

15.3　电源信息180

15.4　输入信号的特性180

15.5　模数转换器的特性181

15.6　运算放大器的特性182

15.7　结构的确定183

第16章　无线通信：IF采样信号的调整187

16.1　引言187

16.2　无线系统187

16.3　ADC与DAC的选择191

16.4　影响运放选择的因素194

16.5　抗混叠滤波器195

16.6　通信DAC的重构滤波器196

16.7　用于ADC和DAC的外部VREF电路198

16.8 高速模拟输入驱动电路201

参考文献204

第17章　运放用于RF设计205

17.1 引言205

17.2　优点205

17.3　缺点205

17.4　电压反馈还是电流反馈206

17.5　传统RF放大器的回顾206

17.6　放大器增益的回顾209

17.7　散射参数210

17.7.1　输入和输出VSWR S11和S22210

17.7.2　反射损耗211

17.7.3　正向传输S21212

17.7.4 反向传输S12213

17.8　相位线性度214

17.9　频率响应的峰值调节214

17.10　-1 dB压缩点215

17.11　双音与三次交调相交点216

17.12　噪声指数217

17.13　小结218

第18章　DAC与负载的连接219

18.1 引言219

18.2　负载特性219

18.2.1　DC负载219

18.2.2　AC负载219

18.3　理解DAC与它的指标219

18.3.1　DAC的类型及其结构特点220

18.3.2 电阻阶梯DAC220

18.3.3 权电阻DAC220

18.3.4　R/2R DAC221

18.3.5 ∑-△DAC223

18.4　DAC的误差预算224

18.4.1　精度与分辨率224

18.4.2　DC应用的误差预算224

18.4.3　AC应用的误差预算225

18.4.4　RF应用中的误差预算226

18.5　DAC的误差与参数227

18.5.1　DC误差与参数227

18.5.2　AC误差与参数230

18.6　DAC电容的补偿232

18.7 增加运放缓冲放大器的电流和电压233

18.7.1 电流提升器234

18.7.2 电压提升器234

18.7.3 功率提升器236

18.7.4　单电源操作与DC失调236

第19章　正弦波振荡器238

19.1 什么是正弦波振荡器238

19.2　振荡的条件238

19.3　振荡器中的相移239

19.4　振荡器的增益240

19.5　有源元件（运放）对振荡器的影响241

19.6　振荡器工作（电路）的分析243

19.7 正弦波振荡器电路244

19.7.1 文氏电桥振荡器244

19.7.2　相移振荡器（单级放大器）249

19.7.3 相移振荡器（带缓冲的）250

19.7.4　布巴振荡器251

19.7.5 正交振荡器253

19.8　小结254

参考文献254

第20章　有源滤波器设计技术256

20.1　引言256

20.2　低通滤波器基础257

20.2.1 巴特沃斯低通滤波器260

20.2.2　切比雪夫低通滤波器260

20.2.3 贝塞尔低通滤波器261

20.2.4　品质因子Q263

20.2.5 小结264

20.3　低通滤波器的设计264

20.3.1　一阶低通滤波器264

20.3.2　二阶低通滤波器266

20.3.3　更高阶的低通滤波器270

20.4　高通滤波器的设计272

20.4.1　一阶高通滤波器273

20.4.2　二阶高通滤波器275

20.4.3 更高阶的高通滤波器277

20.5　带通滤波器的设计277

20.5.1　二阶带通滤波器278

20.5.2　四阶带通滤波器（参差调谐）281

20.6　带阻滤波器的设计285

20.6.1 有源双T滤波器286

20.6.2　有源Wien-Robinson滤波器287

20.7　全通滤波器的设计289

20.7.1　一阶全通滤波器290

20.7.2　二阶全通滤波器291

20.7.3 更高阶的全通滤波器292

20.8　实际的设计提示293

20.8.1 滤波器电路的偏置293

20.8.2 电容的选择296

20.8.3 元件值298

20.8.4　运放的选择298

20.9　滤波器系数表299

参考文献306

第21章　初学者实用滤波器的快速设计307

21.1 引言307

21.2　选取响应曲线307

21.3　低通滤波器309

21.4　高通滤波器310

21.5　窄（单频）带通滤波器310

21.6　宽带通滤波器313

21.7　点阻（单频抑制）滤波器313

21.8　带阻滤波器315

21.9　滤波器特性小结316

第22章　高速滤波器设计317

22.1 引言317

22.2　高速低通滤波器317

22.3　高速高通滤波器317

22.4　高速带通滤波器317

22.4.1　Deliyannis结构的改进318

22.4.2 改进型Deliyannis与MFB的比较320

22.4.3　实验室结果322

22.5　高速点阻滤波器324

22.5.1 仿真324

22.5.2　实验室结果327

22.5.3 1 MHz的结果327

22.5.4 100 kHz的结果328

22.5.5　10 kHz的结果329

22.6　小结331

第23章　电路板布图技术332

23.1　一般考虑332

23.1.1　PCB是运放设计中的一个元件332

23.1.2　初样、初样、初样332

23.1.3　噪声源333

23.2　PCB的机械构造333

23.2.1　材料：为应用选择正确的材料333

23.2.2　多少层最好334

23.2.3　印制板的层序：铜箔层的次序336

23.3　接地336

23.3.1 最重要的规则：地线分离336

23.3.2　其他接地规则337

23.3.3　一个良好的布图举例339

23.3.4　一个明显的例外339

23.4　无源元件的频率特性340

23.4.1 电阻340

23.4.2 电容340

23.4.3 电感341

23.4.4　未曾想到的PCB无源元件342

23.5　去耦347

23.5.1　数字电路：模拟电路的一大问题347

23.5.2　选择正确的电容348

23.5.3 IC的去耦349

23.5.4 电路板的去耦350

23.6　输入端和输出端的隔离350

23.7　封装350

23.7.1　插孔的考虑352

23.7.2　表面贴装353

23.7.3 未用部分的连接353

23.8　小结353

23.8.1　一般的要点354

23.8.2 电路板结构354

23.8.3 元件354

23.8.4　布线354

23.8.5　旁路354

参考文献355

第24章　低压运放电路的设计356

24.1 引言356

24.2　动态范围357

24.3　信噪比359

24.4　输入共模范围360

24.5　输出电压摆幅364

24.6　断电和低电流吸取365

24.7　单电源电路设计366

24.8　传感器与ADC之间的模拟接口366

24.9　DAC与执行器之间的模拟接口368

24.10　运放的比较372

24.11 小结373

第25章　常见的使用错误375

25.1 引言375

25.2 工作在单位（或规定）增益以下的运放375

25.3　运放用做比较器376

25.3.1 比较器378

25.3.2 运放378

25.4　未用运放的不恰当端接379

25.5　DC增益380

25.6 电流源381

25.7 电流反馈放大器：反馈电阻的短接381

25.8 电流反馈放大器：反馈环路中的电容382

25.9　全差分放大器：不正确的单端端接383

25.10　全差分放大器：不正确的DC工作点384

25.11　全差分放大器：不正确的共模范围385

25.12　头号设计错误386

附录A　单电源电路集388

A.1 引言388

A.2　测量放大器388

A.3　简化的测量放大器389

A.4　T型网络用于反馈环路390

A.5　反相积分器390

A.6　带有输入电流补偿的反相积分器391

A.7　带有漂移补偿的反相积分器392

A.8　带有机械复位的反相积分器392

A.9　带有电子复位的反相积分器393

A.10　带有电阻复位的反相积分器394

A.11　带有反相缓冲器的同相积分器395

A.12　同相积分器的近似电路395

A.13　双积分器396

A.14　差值积分器396

A.15　AC积分器397

A.16　增强型积分器397

A.17 反相微分器398

A.18　带有噪声滤波器的反相微分器398

A.19 增强型微分器399

A.20　基本文氏电桥振荡器399

A.21　带有非线性反馈的文氏电桥振荡器400

A.22　带有AGC的文氏电桥振荡器401

A.23 正交振荡器402

A.24　经典相移振荡器402

A.25　带缓冲的相移振荡器403

A.26　布巴振荡器404

A.27　三角波振荡器405

A.28　衰减器405

A.29　仿真电感407

A.30　双T单运放带通和点阻滤波器408

A.31 恒电流发生器410

A.32　反相电压基准源411

A.33　功率提升器411

A.34　绝对值电路412

A.35 峰值跟随器413

A.36　精密整流器413

A.37　AC至DC变换器413

A.38　全波整流器414

A.39　音调控制415

A.40 曲线拟合滤波器415

参考文献418

附录B　差分放大器的端接419

B.1 引言419

B.2　差分放大器的端接420

B.3　反相端的计算422

B.4　同相端的计算422

B.5　差分输出424

B.6　对结果进行测试424

索引427