運(yùn)算放大器參數(shù)解析與LTspice應(yīng)用仿真

第 1章　運(yùn)算放大器基礎(chǔ)\t1
1．1　運(yùn)算放大器概述　1
1．2　理想放大器　1
1．3　放大器的基本組成　2
1．4　放大器分類　2
1．5　放大器反饋方式　3
1．5．1　正反饋——施密特觸發(fā)器　3
1．5．2　負(fù)反饋——輸入端“虛短、虛斷”
特性　5
1．6　電路分析基礎(chǔ)　5
1．6．1　基爾霍夫定律　5
1．6．2　疊加定律　5
1．6．3　戴維南定理　6
1．7　運(yùn)算放大器基礎(chǔ)電路　6
1．7．1　反相放大電路　6
1．7．2　同相放大電路　8
1．7．3　求和電路　9
1．7．4　積分電路　10
1．7．5　微分電路　12
1．7．6　差動放大電路　13
第　2章 放大器參數(shù)解析　15
2．1　放大器數(shù)據(jù)手冊概述　15
2．2　失調(diào)電壓與漂移　18
2．2．1　失調(diào)電壓案例分析　18
2．2．2　失調(diào)電壓定義　20
2．2．3　失調(diào)電壓產(chǎn)生原因　21
2．2．4　失調(diào)電壓漂移定義　23
2．2．5　失調(diào)電壓測量與仿真　25
2．2．6　失調(diào)電壓處理方法　25
2．2．7　噪聲增益評估輸出失調(diào)電壓　27
2．3　偏置電流與失調(diào)電流　28
2．3．1　偏置電流與失調(diào)電流的定義　28
2．3．2　偏置電流案例分析　29
2．3．3　偏置電流產(chǎn)生的原因　31
2．3．4　偏置電流、失調(diào)電流的測量與仿真　32
2．3．5　偏置電流處理方法　35
2．3．6　放大器的總失調(diào)電壓　35
2．4　共模抑制比　36
2．4．1　共模抑制比定義及影響　36
2．4．2　共模抑制比案例分析　37
2．4．3　影響放大器共模抑制比的因素　39
2．4．4　電路共模抑制比與電阻誤差　41
2．4．5　電路共模抑制比與信號源阻抗　42
2．4．6　共模抑制比測量方法　43
2．4．7　單位——分貝　46
2．5　電源抑制比　46
2．5．1　電源抑制比定義及特性　47
2．5．2　電源抑制比測量與仿真　48
2．5．3　提高電源抑制比方法　50
2．6　開環(huán)增益　50
2．6．1　開環(huán)增益與大信號電壓增益定義　50
2．6．2　開環(huán)增益仿真　51
2．6．3　開環(huán)增益與線性度　52
2．7　電壓噪聲與電流噪聲　53
2．7．1　統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)　53
2．7．2　噪聲密度與帶寬　55
2．7．3　半導(dǎo)體噪聲類型與計算　56
2．7．4　放大電路總噪聲的評估與仿真　57
2．7．5　放大器噪聲評估案例　61
2．8　增益帶寬積　62
2．8．1　波特圖與極點(diǎn)、零點(diǎn)介紹　63
2．8．2　增益帶寬積與單位增益帶寬定義　66
2．8．3　增益帶寬積與閉環(huán)回路帶寬分析　67
2．8．4　閉環(huán)回路帶寬案例　68
2．9　相位裕度與增益裕度　71
2．9．1　相位裕度與增益裕度的定義　71
2．9．2　相位裕度與放大器穩(wěn)定性原理分析　72
2．9．3　相位裕度與放大器穩(wěn)定性仿真　76
2．10　壓擺率與滿功率帶寬　79
2．10．1　壓擺率與滿功率帶寬的定義　79
2．10．2　壓擺率限制原因和影響因素　81
2．10．3　壓擺率測試仿真　82
2．10．4　壓擺率與滿功率帶寬案例分析　85
2．11　建立時間　86
2．11．1　建立時間定義　87
2．11．2　建立時間仿真　87
2．12　輸入阻抗　89
2．12．1　放大器輸入阻抗模型　89
2．12．2　輸入電容對閉環(huán)回路帶寬的
影響與仿真　91
2．13　輸出阻抗　93
2．13．1　開環(huán)輸出阻抗與閉環(huán)輸出電阻區(qū)別　93
2．13．2　開環(huán)輸出阻抗計算　94
2．14　容性負(fù)載驅(qū)動　96
2．14．1　容性負(fù)載驅(qū)動定義　96
2．14．2　容性負(fù)載對穩(wěn)定性的影響　97
2．14．3　容性負(fù)載驅(qū)動的補(bǔ)償方法與仿真　98
2．15　輸入電壓范圍與輸出電壓范圍　100
2．15．1　輸入電壓范圍　100
2．15．2　高輸出電壓與低輸出電壓　101
2．15．3　軌到軌含義　102
2．16　總諧波失真與總諧波失真加噪聲　103
2．16．1　總諧波失真與總諧波失真加
噪聲的定義　103
2．16．2　總諧波失真加噪聲影響因素　104
2．17　功耗　105
2．17．1　靜態(tài)電流與靜態(tài)功耗　106
2．17．2　短路電流、輸出電流與輸出級
晶體管功耗　107
2．18　多路放大器的通道隔離度　108
2．19　芯片熱阻　109
2．20　絕對最大額定值　109
第3章　專用放大器　111
3．1　儀表放大器　111
3．1．1　儀表放大器的定義與特性　111
3．1．2　儀表放大器有效工作配置　112
3．1．3　儀表放大器失調(diào)電壓分析　115
3．1．4　儀表放大器噪聲分析　117
3．1．5　儀表放大電路提高共模抑制比的
方法　118
3．2　跨阻放大器　120
3．2．1　跨阻放大器穩(wěn)定性分析　120
3．2．2　跨阻放大器的PCB設(shè)計　123
3．3　全差分放大器　124
3．3．1　全差分放大器特點(diǎn)　124
3．3．2　全差分放大電路輸入端配置　126
3．3．3　全差分放大電路噪聲評估　129
3．4　電流檢測放大器　130
3．4．1　低邊測量方法　131
3．4．2　高邊測量方法　131
第4章　模擬電路系統(tǒng)設(shè)計　133
4．1　電源設(shè)計　133
4．1．1　線性電源參數(shù)分析　133
4．1．2　開關(guān)電源設(shè)計方法　135
4．2　傳感器類型簡介　140
4．3　放大電路誤差分析　141
4．3．1　單級放大電路總輸出誤差　141
4．3．2　多級放大電路直流誤差分析　141
4．4　濾波器設(shè)計　144
4．4．1　系統(tǒng)噪聲與濾波分析　144
4．4．2　Sallen-Key濾波器理論分析　145
4．4．3　有源低通濾波器設(shè)計工具　147
4．5　SAR型ADC驅(qū)動　148
4．5．1　SAR型ADC模型與驅(qū)動原理　149
4．5．2　SRA型ADC驅(qū)動輔助工具使用　151
4．5．3　LTspice仿真SAR型ADC驅(qū)動　152
第5章　LTspice使用基礎(chǔ)　154
5．1　LTspice概述　154
5．2　LTspice界面介紹與控制面板　155
5．2．1　基礎(chǔ)界面　155
5．2．2　控制面板　155
5．3　LTspice電路與符號設(shè)計　161
5．3．1　電路圖繪制　161
5．3．2　層級電路設(shè)計　163
5．3．3　SPICE新模型導(dǎo)入　164
5．3．4　通用放大器模型　165
5．4　激勵配置　166
5．4．1　直流信號與交流信號源　166
5．4．2　方波　166
5．4．3　正弦波　167
5．4．4　指數(shù)波　167
5．4．5　單頻調(diào)頻波　168
5．4．6　折線波　169
5．4．7　大數(shù)據(jù)量折線波　169
5．5　設(shè)置仿真指令　170
5．5．1　仿真指令編輯方式　170
5．5．2?。甇PTIONS指令集　170
5．5．3?。甋TEP變量掃描　172
5．5．4　．PARAM自定義參數(shù)　172
5．5．5?。甅EASURE測量指令　174
5．5．6　．FUNC自定義函數(shù)　176
5．5．7?。甌EMP溫度掃描　177
5．5．8?。甆ODEALIAS節(jié)點(diǎn)短路　177
5．5．9?。瓼OUR瞬態(tài)分析后傅里葉計算　178
5．5．10?。瓽LOBAL聲明全局節(jié)點(diǎn)　178
5．5．11?。甀C初始狀態(tài)設(shè)定　178
5．5．12?。甆ODESET 直流分析初始設(shè)定　178
5．5．13?。甆ET交流分析中網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算　178
5．5．14?。甋AVEBIAS工作點(diǎn)保存　178
5．5．15?。甃OADBIAS加載以前求解的瞬態(tài)
分析結(jié)果　179
5．5．16　．INCLUDE其他文件讀取　179
5．5．17?。甃IB庫文件讀取　179
5．5．18　．Model模型定義　179
5．5．19?。甋AVE保存指定數(shù)據(jù)　179
5．6　仿真分析　180
5．6．1　仿真類別　180
5．6．2　瞬態(tài)分析　180
5．6．3　交流分析　181
5．6．4　DC SWEEP分析　181
5．6．5　噪聲分析　182
5．6．6　直流小信號分析　182
5．6．7　靜態(tài)工作點(diǎn)分析　183
5．7　波形觀測　184
5．7．1　波形顯示基本操作　184
5．7．2　波形曲線與顯示欄調(diào)整　185
5．7．3　波形曲線運(yùn)算處理　185
5．7．4　功率計算　186
5．7．5　FFT計算　186
參考文獻(xiàn)　187