精通開關電源設計(第2版)

作  者:(美)馬尼克塔拉 著 王健強 等 譯

出 版 社:人民郵電出版社

出版日期:2021年12月01日

頁  數:524

裝  幀:平裝

ISBN:9787115367952

內容簡介

《精通開關電源設計(第2版)》基於作者多年從事開關電源設計的經驗，從分析開關變換器的最基本器件——電感的原理入手，由淺入深系統地論述了寬輸入電壓DC-DC變換器(含離線式、反激電源)及其磁性元件設計、功率器件選擇和損耗計算、印製電路板佈線技術、三種主要拓撲在電壓/電流模式下的控制環穩定性，以及開關電源電磁干擾(EMI)理論和實踐等。書中還解答了變換器拓撲的常見問題，討論了開關電源設計實例、工業經驗和難點對策等。 《精通開關電源設計(第2版)》不僅可作為各層次開關電源工程技術人員的教材，也可供開關電源設計人員和高校相關專業師生參考。

作者介紹

[美]Sanjaya Maniktala 著

Sanjaya Maniktala 世界知名開關電源專家，曾在飛思卡爾、西門子和美國國家半導體等著名公司擔任高級工程領導職務，擁有“浮動降壓調整器拓撲”等多項專利。他還是EDN、Electronic Design等雜誌的專欄作家。王健強 哈爾濱工業大學電力電子與電力傳動學科畢業，工學博士。現任北京交通大學電氣工程學院副教授，中國電工技術學會無線電能傳輸專委會委員。現主要從事新能源發電和交通領域無線電能傳輸技術應用研究。曾主持過國家863子項目“節能與新能源汽車”及北京市科委項目“大容量鋰離子電池化成設備研發”等課題。合譯過《風力發電系統》一書。

主編推薦

隨著便攜式設備迅速發展，開關電源已成為電力電子學最重要的應用領域。然而，開關電源的原理看似簡單，但實際上想要設計一個好的電源，要涉及半導體物理、控制理論、磁學等眾多學科，對設計者的專業要求很高，因此許多初學者歷經艱苦，仍然不得其門而入。本書凝聚了作者豐富的開關電源工程設計經驗和獨到的見解，自上一版起，就已成為業界公認的經典著作。作者由開關電源中最重要也最難理解的元件電感入手，系統地介紹了三種基本拓撲演變、磁性元件設計、功率器件選擇、功率器件損耗、印製電路板設計、反饋環路設計、前級電路設計以及開關電源的電磁干擾問題等內容，並結合設計實例做了深入分析。新版增加了八個全新章節，保留的舊版內容也添加了更多詳細設計案例和相關技術，不但適合初學者入門，也適合有一定技術積累的專業人士進階。

目錄

第1章 開關功率變換原理 1

1.1 引言 1

1.2 概述和基本術語 2

1.2.1 效率 2

1.2.2 線性調整器 4

1.2.3 利用開關器件提高效率 5

1.2.4 半導體開關器件的基本類型 6

1.2.5 半導體開關器件並非理想器件 6

1.2.6 利用電抗元件提高效率 7

1.2.7 早期RC型開關調整器 8

1.2.8 LC型開關調整器 8

1.2.9 寄生參數的影響 9

1.2.10 高頻開關時的問題 10

1.2.11 可靠性、使用壽命和熱管理 11

1.2.12 應力降額 12

1.2.13 技術進展 12

1.3 電感 13

1.3.1 電容、電感和電壓、電流 13

1.3.2 電感和電容的充放電電路 13

1.3.3 能量守恆定律 14

1.3.4 充電階段和感應電壓概念 15

1.3.5 串聯電阻對時間常數的影響 16

1.3.6 R=0時的電感充電電路和電感方程 17

1.3.7 對偶原理 18

1.3.8 電容方程 19

1.3.9 電感放電階段 19

1.3.10 反激能量和續流電流 20

1.3.11 電流必須連續，但其變化率未必 20

1.3.12 電壓反向現象 20

1.3.13 功率變換中的穩態及其不同工作模式 21

1.3.14 伏秒定律、電感復位和變換器的佔空比 24

1.3.15 半導體開關器件的使用和保護 25

1.4 開關拓撲的演變 27

1.4.1 通過二極管續流控制感應電壓尖峰 27

1.4.2 達到穩態並獲得有用能量 28

1.4.3 升降壓變換器 29

1.4.4 電路的地參考點 30

1.4.5 升降壓變換器結構 30

1.4.6 交換結點 31

1.4.7 升降壓變換器分析 31

1.4.8 升降壓變換器特性 32

1.4.9 為什麼僅有三種基本拓撲 33

1.4.10 升壓拓撲 34

1.4.11 降壓拓撲 37

1.4.12 高級變換器設計 38

第2章 DC-DC變換器及其磁性元件設計 39

2.1 直流傳遞函數 40

2.2 電感電流波形中的直流分量和交流紋波 40

2.3 交流電流、直流電流和峰值電流的定義 42

2.4 理解交流、直流和峰值電流 44

2.5 定義“最惡劣”輸入電壓 45

2.6 電流紋波率r 47

2.7 r與電感值的關係 47

2.8 r的最優值 48

2.9 是電感尺寸，還是電感值 49

2.10 負載電流對電感值和電感尺寸的影響 50

2.11 供應商如何標定成品電感的額定電流，以及如何選擇電感 50

2.12 給定應用中需要考慮的電感電流額定值 51

2.13 電流限制的範圍和容限 53

2.14 實例(1) 55

2.14.1 設置r值時，對電流限制的考慮 56

2.14.2 r值固定時，對連續導通模式的考慮 57

2.14.3 使用低等效串聯電阻的電容時，r值應設為大於0.4 58

2.14.4 設置r值以避免器件特殊性帶來的問題 59

2.14.5 設置r值以避免次諧波振盪 60

2.14.6 使用L×I和負載縮放法快速選擇電感 63

2.15 實例(2、3和4) 63

2.15.1 強迫連續導通模式下的電流紋波率r 64

2.15.2 基本磁定義 65

2.16 實例(5)不增加匝數 67

2.16.1 磁場紋波係數 68

2.16.2 用伏秒積來分析電壓型方程(MKS單位制) 68

2.16.3 CGS單位制 68

2.16.4 用伏秒積來分析電壓型方程(CGS單位制) 69

2.16.5 磁芯損耗 69

2.17 實例(6)特定應用中成品電感的特性 70

2.17.1 評估需求 70

2.17.2 電流紋波率 72

2.17.3 峰值電流 72

2.17.4 磁通密度 73

2.17.5 銅損 73

2.17.6 磁芯損耗 74

2.17.7 DC-DC變換器設計和磁性元件 74

2.17.8 溫升 74

2.18 其他極限應力計算及其選擇標準 75

2.18.1 最大磁芯損耗 75

2.18.2 最大二極管損耗 76

2.18.3 一般二極管選擇步驟 76

2.18.4 最大開關損耗 77

2.18.5 一般開關管選擇步驟 78

2.18.6 最大輸出電容損耗 78

2.18.7 一般輸出電容選擇步驟 78

2.18.8 最大輸入電容損耗 79

2.18.9 一般輸入電容選擇步驟 80

第3章 離線式變換器及其磁性元件設計 81

3.1 反激變換器的磁性元件 81

3.1.1 變壓器繞組的極性 81

3.1.2 反激變換器的變壓器功能及其占空比 83

3.1.3 等效升降壓變換器模型 85

3.1.4 反激變換器的電流紋波率 86

3.1.5 漏感 87

3.1.6 穩壓管箝位損耗 87

3.1.7 副邊側漏感也影響原邊側 87

3.1.8 測量有效的原邊側漏感 88

3.1.9 實例(7)反激變壓器設計 88

3.1.10 選擇線規和銅箔厚度 93

3.2 正激變換器的磁性元件 96

3.2.1 佔空比 96

3.2.2 最惡劣輸入電壓 98

3.2.3 利用窗口面積 99

3.2.4 磁芯尺寸與其功率吞吐量的關係 100

3.2.5 實例(8)正激變壓器設計 101

第4章 拓撲的常見問題和解答 113

第5章 高級磁技術：最優磁芯選擇 128

5.1 第1部分：能量傳輸原理 128

5.1.1 拓撲概述 128

5.1.2 能量傳輸圖 133

5.1.3 峰值儲能要求 138

5.1.4 根據預期電流紋波計算電感值 141

5.2 第2部分：能量與磁芯尺寸 143

5.2.1 磁路和有氣隙磁芯的有效磁路長度 143

5.2.2 有氣隙磁芯的儲能和z因數 145

5.2.3 有氣隙磁芯的能量與磁芯體積的關係 148

5.3 第3部分：從螺線管到E型磁芯 151

5.4 第4部分：更多AC-DC反激變壓器設計細節 153

5.5 第5部分：更多AC-DC正激變換器變壓器設計細節 157

第6章 元器件額定值、應力、可靠性和壽命 163

6.1 引言 163

6.2 應力和降額 163

6.3 第1部分：功率變換器的額定值和降額 166

6.3.1 工作環境 166

6.3.2 電源中元器件的額定值和應力係數 169

6.3.3 機械應力 177

6.4 第2部分：平均無故障時間、失效率、保修成本和壽命 177

6.4.1 MTBF 178

6.4.2 保修成本 180

6.4.3 壽命期望和失效標準 181

6.4.4 可靠性預測方法 182

6.4.5 驗證可靠性測試 183

6.4.6 加速壽命試驗 184

6.5 第3部分：鋁電解電容壽命預測 185

第7章 最優功率器件選擇 190

7.1 概述 190

7.2 功率變換器的主要應力 190

7.3 不同拓撲的波形和峰值電壓應力 191

7.4 電流有效值和平均值的重要性 195

7.5 二極管、場效應管和電感的電流有效值和平均值計算 196

7.6 電容的電流有效值和平均值計算 198

7.7 蜘蛛狀應力曲線 204

7.8 降低AC-DC變換器應力 206

7.9 RCD箝位和RCD吸收電路 208

第8章 導通損耗和開關損耗 213

8.1 阻性負載時的開關轉換過程 213

8.2 感性負載時的開關轉換過程 216

8.3 開關損耗和導通損耗 218

8.4 感性負載時用於開關損耗研究的MOSFET簡化模型 219

8.5 寄生電容在交流系統中的表示方法 220

8.6 柵極閾值電壓 221

8.7 導通轉換過程 222

8.8 關斷轉換過程 225

8.9 柵荷係數 229

8.10 實例 230

8.10.1 導通過程 231

8.10.2 關斷過程 232

8.11 開關拓撲的開關損耗分析 233

8.12 開關損耗對應的最惡劣輸入電壓 233

8.13 開關損耗隨寄生電容變化 234

8.14 根據MOSFET特性優化驅動能力 235

第9章 探索新拓撲 237

9.1 第1部分：恆頻同步降壓拓撲 237

9.1.1 用場效應管(安全地)替代二極管 237

9.1.2 死區時間的產生 239

9.1.3 CdV/dt引起場效應管導通 239

9.1.4 體二極管續流 240

9.1.5 外部(並聯)肖特基二極管 241

9.1.6 同步(互補)驅動 242

9.2 第2部分：恆頻同步升壓拓撲 242

9.3 第3部分：電流檢測的分類及其常規技術 246

9.3.1 直流電阻檢測 247

9.3.2 無感降壓單元 251

9.3.3 無損下垂調整和動態電壓調整 253

9.4 第4部分：四管升降壓拓撲 255

9.5 第5部分：輔助端和復合拓撲 259

9.5.1 是升壓拓撲還是升降壓拓撲 260

9.5.2 理解Cuk、Sepic和Zeta拓撲 261

9.5.3 計算Cuk、Sepic和Zeta變換器的電流波形 266

9.5.4 Cuk、Sepic和Zeta拓撲的應力和元器件選擇標準 267

9.6 第6部分：結構和拓撲形態 268

9.7 第7部分：其他拓撲和技術 272

9.7.1 隱藏的輔助端和對稱性 272

9.7.2 多輸出和浮動降壓調整器 273

9.7.3 滯環控制器 274

9.7.4 跨脈沖模式 277

9.7.5 實現正激變換器變壓器復位 278

第10章 印製電路板設計 281

10.1 引言 281

10.2 印製線分析 281

10.3 設計要點 282

10.4 熱管理問題 286

第11章 熱管理 288

11.1 熱阻和電路板結構 288

11.2 歷史定義 290

11.3 自然對流的經驗方程 291

11.4 兩個標準經驗方程對比 292

11.4.1 熱動力學理論中的h 293

11.4.2 印製電路板銅面積估算 294

11.5 銅印製線尺寸 294

11.6 一定海拔高度上的自然對流 295

11.7 強制空氣冷卻 295

11.8 熱輻射傳遞 296

11.9 其他問題 297

第12章 反饋環路分析及穩定性 298

12.1 傳遞函數、時間常數和激勵函數 298

12.2 理解e並繪製對數坐標曲線 299

12.3 複數表示法 300

12.4 重複和非重複激勵：時域和頻域分析 301

12.5 s平面 302

12.6 拉普拉斯變換 302

12.7 干擾及反饋的角色 304

12.8 RC濾波器的傳遞函數、增益和伯德圖 306

12.9 積分運算放大器(零極點濾波器) 308

12.10 對數坐標系下的數學運算 310

12.11 後級LC濾波器的傳遞函數 310

12.12 無源濾波器傳遞函數小結 313

12.13 極點和零點 314

12.14 極點和零點的相互作用 315

12.15 閉環增益和開環增益 316

12.16 分壓器 318

12.17 脈寬調製器的傳遞函數 318

12.18 電壓(輸入)前饋 320

12.19 功率級傳遞函數 320

12.20 拓撲結構的被控對像傳遞函數 321

12.20.1 降壓變換器 321

12.20.2 升壓變換器 322

12.20.3 升降壓變換器 323

12.21 反饋部分的傳遞函數 324

12.22 閉環 326

12.23 環路穩定性判據及策略 328

12.24 繪製三種拓撲的開環增益 328

12.25 等效串聯電阻零點 332

12.26 高頻極點 332

12.27 設計3型運算放大器補償網絡 333

12.28 優化反饋環路 336

12.29 輸入紋波抑制 337

12.30 負載的暫態響應 338

12.31 1型和2型補償 339

12.32 跨導運算放大器補償 340

12.33 更簡單的跨導運算放大器補償 343

12.34 電流模式控制補償 344

第13章 高級命題：並聯、交錯和負載均流 352

13.1 第1部分：變換器的電壓紋波 352

13.2 第2部分：功率變換器應力分配及降低 357

13.2.1 概述 357

13.2.2 功率變換器的功率縮放 357

13.2.3 降壓變換器的並聯和交錯 360

13.2.4 交錯式降壓變換器的應力有效值封閉形式方程 364

13.2.5 交錯式升壓功率因數校正變換器 367

13.2.6 交錯式多相變換器 367

13.3 第3部分：交錯式降壓變換器中的耦合電感 367

13.4 第4部分：並聯變換器的負載均流 377

13.4.1 被動式均流 377

13.4.2 主動式負載均流 381

第14章 AC-DC電源前級電路 383

14.1 概述 383

14.2 第1部分：小功率應用 384

14.2.1 充電和放電階段 384

14.2.2 電容值增加，tCOND減小，導致電流有效值增加 386

14.2.3 電容電壓軌跡和基本階段 387

14.2.4 容忍AC-DC開關變換器中的高輸入電壓紋波 387

14.2.5 大容量電容電壓紋波對開關變換器設計的影響 389

14.2.6 常用反激電源失效保護方案 389

14.2.7 輸入電流波形和電容電流 391

14.2.8 如何正確說明μF/W 392

14.2.9 利用速查數據或“北極模擬法”的算例 393

14.2.10 電容公差和壽命 394

14.2.11 保持時間 395

14.2.12 兩種不同的滿足保持時間要求的反激變換器設計策略 399

14.3 第2部分：大功率應用和功率因數校正 401

14.3.1 概述 401

14.3.2 如何使升壓拓撲呈現正弦波輸入電流 404

14.3.3 功率因數校正級和脈寬調製級的反同步技術 407

14.3.4 採用或不採用反同步技術時電容電流有效值計算 412

14.3.5 交錯式升壓功率因數校正級 414

14.3.6 功率因數校正級的實際設計問題 414

14.3.7 功率因數校正扼流圈設計準則 415

14.3.8 功率因數校正扼流圈的磁芯損耗 417

14.3.9 臨界升壓有源功率因數校正級 418

第15章 電磁干擾標準及測量 419

15.1 第1部分：概述 419

15.1.1 標準 419

15.1.2 電磁干擾限制 420

15.1.3 一些與成本相關的經驗法則 422

15.1.4 組件的電磁干擾 423

15.1.5 電磁波和電磁場 423

15.1.6 外推法 426

15.1.7 準峰值、平均值和峰值測量 427

15.2 第2部分：傳導電磁干擾測量 428

15.2.1 差模和共模噪聲 428

15.2.2 用線路阻抗穩定網絡測量傳導電磁干擾 430

15.2.3 用簡單的數學方法估算最大傳導噪聲電流 432

15.2.4 用於傳導電磁干擾診斷的共模和差模分量 432

15.2.5 用於輻射電磁干擾診斷的近場嗅探器 436

第16章 實用電源電磁干擾濾波器及噪聲源 437

16.1 第1部分：實用電源濾波器 437

16.1.1 電磁干擾濾波器設計中的基本安全問題 437

16.1.2 四種常用的塗層工藝及其優缺點 438

16.1.3 總Y電容的安全限制 439

16.1.4 實用電源濾波器 439

16.1.5 等效差模和共模電路檢查及濾波器設計要點 445

16.1.6 接地扼流圈 446

16.1.7 電磁干擾濾波器設計方面一些值得注意的工業經驗 447

16.2 第2部分：開關電源中的差模和共模噪聲 447

16.2.1 差模噪聲的主要來源 447

16.2.2 共模噪聲的主要來源 447

16.2.3 機殼上安裝半導體器件 450

16.2.4 共模噪聲源 450

16.2.5 高性價比濾波器設計 451

第17章 電路板電磁干擾治理及輸入濾波器穩定性 453

17.1 第1部分：減少電磁干擾的實用技術 453

17.1.1 覆地 453

17.1.2 變壓器在電磁干擾中的角色 453

17.1.3 二極管的電磁干擾 458

17.1.4 輻射測試會失敗嗎 460

17.2 第2部分：電源模塊及輸入不穩定性 461

第18章 電磁難題背後的數學 466

18.1 電源中的傅里葉級數 466

18.2 方波 466

18.3 辛克函數 468

18.4 傅里葉級數的幅值包絡線 470

18.5 實用差模濾波器設計 472

18.5.1 等效串聯電阻估計 473

18.5.2 高電網電壓下的差模濾波器計算 474

18.5.3 低電網電壓下的差模濾波器計算 475

18.5.4 濾波器的安全裕量 477

18.6 實用共模濾波器設計 477

第19章 算例 481

19.1 算例 481

19.2 第1部分：場效應管的選擇 486

19.3 第2部分：場效應管的導通損耗 487

19.4 第3部分：場效應管的開關損耗 488

19.5 第4部分：電感損耗 491

19.6 第5部分：輸入電容的選擇及其損耗 493

19.7 第6部分：輸出電容的選擇及其損耗 493

19.8 第7部分：總損耗和效率估計 495

19.9 第8部分：結溫估計 495

19.10 第9部分：控制環設計 496

附錄 500

索引 507

運算放大器權威指南(第5版)

作  者:(美)布魯斯·卡特,(美)羅恩·曼西尼 著 孫宗曉 譯

出 版 社:人民郵電出版社

出版日期:2022年02月01日

頁  數:416

裝  幀:平裝

ISBN:9787115580955

內容介紹

本書出自德州儀器公司前應用工程師之手，書中凝結了作者多年的工作經驗、智慧和專業知識，為工程師優化模擬電子設計提供了大量的方法、技術和技巧，從而以盡可能低的成本、盡可能小的尺寸設計出可靠且低功耗的電路。書中還利用分銷商提供的實際元件，將理論與實踐相結合，提出了實用的解決方案。第5版增加了關於故障診斷、負電源開關穩壓電路設計的內容，囊括了前幾版中關於單電源運放電路設計的內容，而且還總結了作者多年來在實際工作中存在的誤解和犯下的錯誤，讓讀者避免在設計中遇到類似的問題。本書是從事電子電路設計的工程技術人員不可或缺的指南和參考書。

作者簡介

(美)布魯斯·卡特,(美)羅恩·曼西尼 著 孫宗曉 譯

布魯斯·卡特（Bruce Carter） 電子工程師，在射頻、模擬和數字電路設計方面擁有30多年的經驗。曾在德州儀器公司擔任應用工程師多年，任職於3M公司。羅恩·曼西尼（Ron Mancini） 電子工程師，在晶體管電路、固態子系統和模擬IC的應用工程設計等領域擁有30多年的經驗。曾在德州儀器公司工作多年，並在此期間累計申請了12項美國專利。 【譯者簡介】 孫宗曉 本科畢業於北京大學力學與工程科學系，碩士、博士畢業於北京大學工學院生物醫學工程系。主要研究方向：生物醫學信號的採集、傳輸與處理。

主編推薦

運算放大器權威指南 出自德州儀器公司的多名技術科研人員之手，凝結了該公司數十年來在運算放大器設計與製造領域的經驗。書中不僅介紹了大量的電路實例，還提供了諸多優化電路設計的方法和技巧，旨在幫助讀者以盡可能低的成本設計出可靠的低功耗電路，是從事電子電路設計的工程技術人員不可或缺的參考指南。第5版不僅囊括了前幾版中關於單電源運放電路設計的內容，還新增了關於故障診斷、負電源開關穩壓電路設計的內容。 ·運放基礎理論，以及不同類型運放設計電路的方法：電壓反饋運放、電流反饋運放、全差分運放等 ·電......

目錄

第1章運算放大器的地位1

1.1問題1

1.2解決方案1

1.3運算放大器的誕生2

1.3.1電子管時代2

1.3.2晶體管時代3

1.3.3集成電路時代3

1.4參考文獻4

第2章理想運放公式的推導5

2.1引言5

2.2理想運放假設6

2.3同相放大電路7

2.4反相放大電路8

2.5加法器9

2.6差分放大器9

2.7複雜的反饋網絡11

2.8阻抗匹配放大器12

2.9電容13

2.10為什麼理想運放會毀滅整個宇宙14

2.11小結15

第3章交流耦合單電源運放電路的設計16

第4章直流耦合單電源運放電路的設計23

4.1引言23

4.2簡單的入門例子23

4.3電路分析25

4.4聯立方程組29

4.4.1情形1：VOUT=+mVIN+b30

4.4.2情形2：VOUT=+mVIN-b33

4.4.3情形3：VOUT=-mVIN+b36

4.4.4情形4：VOUT=-mVIN-b38

4.5小結40

第5章其他情形41

5.1一系列的應用41

5.2偏移量為零的同相衰減器42

5.3偏移量為正的同相衰減器42

5.4偏移量為負的同相衰減器42

5.5偏移量為零的反相衰減器43

5.6偏移量為正的反相衰減器43

5.7偏移量為負的反相衰減器44

5.8同相緩衝器44

5.9設計輔助工具44

5.10信號鏈設計46

第6章反饋與穩定性理論47

6.1反饋理論導論47

6.2框圖的運算與變換47

6.3反饋方程與穩定性51

6.4反饋電路的伯德分析52

6.5伯德分析在運放上的應用55

6.6環路增益圖是理解穩定性的關鍵工具57

6.7二階方程與振鈴/過衝預測59

6.8參考文獻60

第7章非理想運放方程的推導61

7.1引言61

7.2標準形式方程的回顧62

7.3同相放大電路63

7.4反相放大電路65

7.5差分放大電路66

7.6你是否比運放更聰明67

第8章電壓反饋運放的補償70

8.1引言70

8.2內部補償71

8.3外部補償、穩定性與性能75

8.4主極點補償75

8.5增益補償78

8.6超前補償79

8.7在運放電路中應用的補償衰減器81

8.8超前-滯後補償83

8.9補償方案的比較85

8.10小結86

第9章電流反饋運放87

9.1引言87

9.2電流反饋運放的模型88

9.3穩定性方程的推導88

9.4電流反饋同相放大電路89

9.5電流反饋反相放大電路90

9.6穩定性分析92

9.7反饋電阻的選擇93

9.8穩定性與輸入電容95

9.9穩定性與反饋電容96

9.10CF和CG的補償97

9.11小結97

第10章電壓反饋運放與電流反饋運放的比較99

10.1引言99

10.2精度99

10.3帶寬101

10.4穩定性103

10.5阻抗104

10.6公式的比較105

第11章全差分運放107

11.1引言107

11.2“全差分”意味著什麼107

11.3第二個輸出端如何使用108

11.4差分放大級108

11.5單端到差分的轉換109

11.6一項新功能110

11.7理解VOCM輸入110

11.8儀表放大器112

11.9濾波器電路113

11.9.1單極點濾波器113

11.9.2雙極點濾波器114

11.9.3多重反饋濾波器114

11.9.4雙二階濾波器116

第12章不同類型的運放118

12.1引言118

12.2無補償和欠補償的電壓反饋運放118

12.3儀表放大器119

12.4差動放大器120

12.5緩衝放大器122

第13章電路故障診斷125

13.1引言125

13.2排除最簡單的問題：檢查電源125

13.3不要忘記“使能”引腳125

13.4檢查直流工作點126

13.5增益錯誤126

13.6輸出噪聲大126

13.6.1傳導發射與輻射發射噪聲127

13.6.2輻射敏感噪聲129

13.6.3傳導敏感噪聲131

13.7輸出帶有偏移量133

13.8小結135

第14章傳感器與模數轉換器的接口電路136

14.1引言136

14.2系統的信息137

14.3電源的信息138

14.4輸入信號的特性139

14.5模數轉換器的特性140

14.6接口的特性140

14.7結構的確定142

14.8小結143

第15章數模轉換器與負載的接口電路144

15.1引言144

15.2負載的特性144

15.2.1直流負載144

15.2.2交流負載144

15.3理解數模轉換器及其指標145

15.3.1數模轉換器的種類145

15.3.2最簡單的電阻階梯式數模轉換器145

15.3.3加權電阻式數模轉換器145

15.3.4R/2R數模轉換器146

15.3.5增量求和式數模轉換器148

15.4數模轉換器的誤差預算149

15.4.1精度與分辨率149

15.4.2直流應用的誤差預算150

15.4.3交流應用的誤差預算151

15.4.4射頻應用的誤差預算152

15.5數模轉換器的誤差與參數152

15.5.1直流誤差與參數152

15.5.2交流誤差與參數156

15.6數模轉換器電容的補償158

15.7增加運放緩衝器電路的輸出電流與電壓159

15.7.1擴流電路160

15.7.2增壓電路161

15.7.3功放電路162

15.7.4單電源工作與直流偏移162

第16章有源濾波器的設計164

16.1引言164

16.2低通濾波器基礎165

16.2.1巴特沃思低通濾波器168

16.2.2切比雪夫低通濾波器169

16.2.3貝塞爾低通濾波器169

16.2.4品質因數Q171

16.2.5小結172

16.3低通濾波器設計172

16.3.1一階低通濾波器173

16.3.2二階低通濾波器175

16.3.3高階低通濾波器178

16.4高通濾波器設計180

16.4.1一階高通濾波器181

16.4.2二階高通濾波器183

16.4.3高階高通濾波器184

16.5帶通濾波器設計185

16.5.1二階帶通濾波器186

16.5.2四階帶通濾波器（參差調諧）189

16.6帶阻濾波器設計192

16.6.1有源雙T濾波器193

16.6.2有源Wien-Robinson濾波器195

16.7全通濾波器設計196

16.7.1一階全通濾波器198

16.7.2二階全通濾波器199

16.7.3高階全通濾波器200

16.8實際設計中需要注意的事項201

16.8.1濾波電路的偏置201

16.8.2電容的選擇203

16.8.3元件的取值205

16.8.4運放的選擇205

16.9濾波器係數表207

16.10延伸閱讀213

第17章設計濾波器的快速簡便方法214

17.1引言214

17.2快速實用濾波器設計214

17.3設計濾波器216

17.3.1低通濾波器216

17.3.2高通濾波器217

17.3.3窄（單頻點響應）帶通濾波器218

17.3.4寬帶通濾波器218

17.3.5陷波（單頻點抑制）濾波器219

17.4使用一個運放完成盡可能多的工作221

17.4.1三極點低通濾波器221

17.4.2三極點高通濾波器222

17.4.3參差調諧與多諧振峰帶通濾波器222

17.4.4單運放陷波與多頻陷波濾波器225

17.4.5結合使用帶通濾波器和陷波濾波器227

17.5設計輔助工具228

17.5.1低通、高通和帶通濾波器設計輔助工具228

17.5.2陷波濾波器設計輔助工具230

17.5.3雙T濾波器設計輔助工具231

17.6小結232

第18章高速濾波器233

18.1引言233

18.2高速低通濾波器233

18.3高速高通濾波器234

18.4高速帶通濾波器234

18.5高速陷波濾波器235

18.610kHz陷波濾波器的結果236

18.7小結238

第19章運放在射頻設計中的應用239

19.1引言239

19.2電壓反饋還是電流反饋239

19.3射頻放大器的電路結構239

19.4用於射頻設計的運放參數241

19.4.1單級增益241

19.4.2相位線性度242

19.4.3頻響峰值的調節242

19.4.4-1dB壓縮點243

19.4.5噪聲係數244

19.5無線系統245

19.5.1寬帶放大器246

19.5.2中頻放大器247

19.6高速模擬輸入驅動電路249

19.7小結249

第20章低壓運放電路的設計251

20.1引言251

20.2關鍵的指標251

20.2.1輸出電壓擺幅251

20.2.2動態範圍252

20.2.3輸入共模電壓範圍253

20.2.4信噪比254

20.3小結256

第21章特別環境下的應用257

21.1引言257

21.2溫度257

21.2.1噪聲258

21.2.2速度258

21.2.3輸出驅動能力和輸出級258

21.2.4直流參數258

21.2.5最重要的參數259

21.2.6特別環境下運放參數的最終註記259

21.3封裝259

21.3.1集成電路本身259

21.3.2集成電路的封裝260

21.3.3集成電路的互聯260

21.4當失效不可接受時262

21.5當產品壽命要求很長時263

21.6小結264

第22章穩壓器265

22.1引言265

22.2穩壓器的情形265

22.2.1虛地：b=0265

22.2.2正電壓和負電壓穩壓器：b>0，b<0265

22.3自製還是購買266

22.4線性穩壓器266

22.5開關穩壓器268

22.6過壓保護電路269

22.7有源負載電路271

22.8設計輔助工具272

22.9小結273

第23章負電壓開關穩壓電路274

23.1引言274

23.2典型的降壓開關穩壓電路274

23.3電感的附加繞組276

23.4附加電感277

23.5用-VOUT而不是地作為穩壓器的參考點278

23.6其他方案279

23.7負電壓有源負載279

23.8小結280

第24章其他應用281

24.1運放振盪器281

24.2組合運放與提高輸出功率的方法283

第25章常見的應用錯誤287

25.1引言287

25.2運放工作在小於單位增益（或規定增益）的情況287

25.3運放用作比較器288

25.3.1比較器290

25.3.2運放290

25.4未用運放的不恰當端接291

25.5直流增益292

25.6電流源293

25.7電流反饋運放：短路的反饋電阻294

25.8電流反饋運放：反饋環中的電容295

25.9全差分運放：錯誤的單端端接295

25.10全差分運放：錯誤的直流工作點296

25.11全差分運放：錯誤的共模電壓範圍297

25.12最普遍的應用錯誤：不恰當的退耦299

25.13小結300

附錄A電路理論回顧301

附錄B理解運放的參數308

附錄C運放的噪聲理論333

附錄D印製電路板布圖技術346

附錄E單電源運放電路集錦365

索引374