運放電路環(huán)路穩(wěn)定性設(shè)計：原理分析、仿真計算、樣機測試

前言
致謝
第1章運放電路環(huán)路穩(wěn)定性判定準(zhǔn)則1
1.1穩(wěn)定性概述1
1.1.1同相放大電路穩(wěn)定性測試1
1.1.2增益裕度和相位裕度7
1.1.3增益峰值與超調(diào)量11
1.1.4勞斯穩(wěn)定判據(jù)19
1.2環(huán)路測試27
1.2.1輸入網(wǎng)絡(luò)ZI與反饋網(wǎng)絡(luò)ZF27
1.2.2閉環(huán)增益與1/β38
1.2.3Aol與1/β閉合速度41
1.2.4雙注入法測試環(huán)路增益與相位47
1.3運放及RLC模型50
1.3.1運放傳遞函數(shù)模型建立50
1.3.2實際電阻模型53
1.3.3實際電解電容模型56
1.3.4實際電感模型57
1.4運放輸出阻抗RO與ROUT58
1.4.1RO與ROUT的定義與推導(dǎo)58
1.4.2根據(jù)運放數(shù)據(jù)手冊求解RO62
1.4.3RO負載測量法65
1.4.4RO激勵測量法68
第2章運放電路單反饋補償設(shè)計70
2.1容性負載穩(wěn)定性分析70
2.1.1Aol修正模型頻域測試70
2.1.2Aol修正模型時域測試72
2.2隔離電阻補償75
2.2.1隔離電阻補償原理75
2.2.2隔離電阻補償參數(shù)計算與頻域測試75
2.2.3隔離電阻補償電路實例測試77
2.3反饋電容補償80
2.3.1反饋電容補償原理與參數(shù)計算80
2.3.2反饋電容補償電路仿真測試82
2.3.3反饋電容補償設(shè)計實例86
2.4噪聲增益補償95
2.4.1反相放大電路噪聲增益補償100
2.4.2同相放大電路噪聲增益補償101
2.4.3噪聲增益補償實例測試103
第3章運放電路Riso雙反饋補償設(shè)計113
3.1Riso雙反饋補償原理113
3.2OPA177雙極型運放雙反饋控制115
3.2.1OPA177雙極型運放模型測試115
3.2.2OPA177容性負載Riso雙反饋測試125
3.3CMOS運放容性負載雙反饋控制148
3.3.1OPA734 CMOS運放模型建立149
3.3.2OPA734 CMOS運放電路雙反饋測試155
3.3.3OPA734運放電路雙反饋頻域與時域?qū)Ρ?58
第4章運放電路設(shè)計實例172
4.1熱電偶變送器172
4.1.1熱電偶變送器工作原理分析172
4.1.2熱電偶變送器雙反饋補償設(shè)計173
4.1.3熱電偶變送器頻域穩(wěn)定性測試173
4.1.4熱電偶變送器時域穩(wěn)定性測試180
4.1.5供電保護電路分析182
4.2復(fù)合放大電路186
4.2.1復(fù)合放大電路工作特性186
4.2.2復(fù)合放大電路反饋超前補償設(shè)計188
4.2.3第2級運放OA2反饋補償設(shè)計193
4.2.4復(fù)合運放設(shè)計實例198
4.3運放OPAX192模型建立及性能測試206
4.3.1OPAX192模型建立206
4.3.2OPAX192性能測試211
4.3.3OPAX192精密參考源緩沖電路227
第5章運放電路擴展設(shè)計233
5.1單電源供電緩沖電源設(shè)計233
5.1.1緩沖電源工作原理分析233
5.1.2緩沖電源開環(huán)測試234
5.1.3緩沖電源閉環(huán)測試235
5.1.410V/100mA緩沖電源設(shè)計239
5.2BJT線性電源設(shè)計246
5.2.1BJT線性電源開環(huán)頻域測試246
5.2.2BJT線性電源瞬態(tài)測試246
5.3MOSFET線性電源設(shè)計255
5.3.1MOSFET線性電源開環(huán)頻域測試256
5.3.2MOSFET線性電源瞬態(tài)測試257
5.436W線性電源分析264
5.4.1恒壓控制264
5.4.2恒壓串聯(lián)控制270
5.4.3恒流控制273
5.4.4恒壓與恒流聯(lián)合控制277
5.4.5常規(guī)并聯(lián)控制277
5.4.6自動并聯(lián)控制279
5.4.7恒壓環(huán)路穩(wěn)定性分析286
5.4.8恒流環(huán)路穩(wěn)定性分析289
5.4.9遠程控制292
第6章運放電路穩(wěn)定性實際測試296
附錄重要元器件的PSpice模型313
參考文獻328
致謝
作者簡介
第1部分初級電子學(xué)
第1章引言3
本書目標(biāo)3
第2章元器件和原理圖5
2.1導(dǎo)線5
2.2導(dǎo)線工具6
2.3電池7
2.3.1電池“首次解密”9
2.3.2串聯(lián)電路和電池座10
2.3.3“第二次解密”：提高LED鑰匙扣燈電池壽命12
2.3.4“第三次解密”：將AA電池裝進筆形電筒13
2.3.5手電筒制作13
2.4電壓、電流、電阻和功率15
2.5電阻17
2.6電容20
2.7電感和線圈22
2.8半導(dǎo)體25
2.8.1二極管和整流器25
2.8.2放大器26
2.8.3雙極型晶體管27
2.8.4真空管29
2.9放大器和邏輯門集成電路31
2.10電路圖32
參考文獻35
第3章組裝工藝和簡單測試設(shè)備36
3.1無焊電路組裝工藝36
3.1.1利用雙絞線組裝電路36
3.1.2自制實驗板38
3.2面包板39
3.3焊接工具41
3.4電線或連接器預(yù)鍍錫43
3.5各種接頭焊接實例44
3.6面包板焊接44
3.7矢量和穿孔板46
3.8矢量板焊接——LM386音頻放大器47
3.9簡單測試設(shè)備——電池測試儀49
3.10萬用表用作電池測試儀51
3.11元件清單53
參考文獻54
第4章光發(fā)射器和接收器55
4.1白熾燈55
4.2＃222手電筒燈泡實驗56
4.3LED58
4.4LED驅(qū)動60
4.5LED輸出參數(shù)61
4.6LED與白熾燈對比62
4.7LED實驗測試62
4.7.1LED實驗162
4.7.2LED實驗263
4.8光接收器64
4.9光敏二極管實驗66
4.10遙控信號接收實驗68
參考文獻70
第5章二極管、整流器及相關(guān)電路71
5.1二極管和整流器工作特性71
5.2電源交流-直流轉(zhuǎn)換電路73
5.3直流分壓電路和電壓乘法器77
5.4二極管開關(guān)和增益控制81
5.5測量電池組直流電阻實驗82
5.6二極管增益控制電路83
5.7二極管混合射頻電路85
5.8二極管邏輯電路86
5.9變?nèi)荻O管87
5.10電壓調(diào)節(jié)齊納二極管87
參考文獻89
第6章晶體管、場效應(yīng)晶體管和真空管90
6.1電流源和電壓控制電流源器件90
6.2利用JFET構(gòu)建恒流“二極管”91
6.3利用雙極型晶體管構(gòu)建電流源93
6.4輸入信號變化時集電極電流和電壓增益變化值測量95
6.5利用LED建立基準(zhǔn)電壓97
6.6利用恒流源提供低紋波輸出電源99
6.7利用JFET、MOSFET和真空管建立電流源102
6.8利用晶體管放大器和LED構(gòu)建低功耗夜明燈107
6.9運算放大器快速瀏覽109
6.10利用JFET和雙極型晶體管建立電壓控制電阻114
參考文獻114
第2部分中級電子學(xué)
第7章放大器和反饋117
7.1什么是負反饋系統(tǒng)117
7.2同相增益運算放大器119
7.3反相增益配置121
7.4實驗：光敏二極管傳感器和自動電平控制放大器123
7.4.1光傳感器123
7.4.2音頻信號電平控制125
7.5電壓控制放大電路127
7.6電壓控制共發(fā)射極放大器128
7.7利用負反饋穩(wěn)定和調(diào)節(jié)自偏置集電極電流129
7.8功率輸出級和VBE乘法器電路132
7.9正反饋缺點134
7.10運算放大器選型136
參考文獻137
第8章音頻信號和電路138
8.1傳聲器、留聲機、線路輸入和揚聲器信號電平138
8.2用于廣播和錄音室的平衡或差分模式音頻信號140
8.3傳聲器前置放大器電路143
8.4利用附加晶體管增加增益帶寬積和實現(xiàn)低噪聲148
8.5利用移動磁體磁性建立高輸出唱機盒前置放大器149
8.6用于錄制和播放記錄的頻率響應(yīng)和相位150
8.7RIAA均衡前置放大器實驗151
8.7.1RIAA唱機前置放大器實驗1151
8.7.2RIAA唱機前置放大器實驗2153
8.7.3RIAA唱機前置放大器實驗3：少即是多？156
8.7.4低電壓真空管放大器制作158
8.8前置放大器電路供電電源160
8.9音響設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)失真測試162
參考文獻166
第9章振蕩器167
9.1振蕩器系統(tǒng)簡要概述167
9.2張弛振蕩器工作原理169
9.3相移振蕩器170
9.4自動增益控制無削波正弦波文氏橋振蕩器173
9.5通用文氏橋振蕩器175
9.6張弛振蕩器設(shè)計實例176
9.7利用雙路比較器、場效應(yīng)晶體管和觸發(fā)器建立555定時器179
9.8利用單片74HC14或74AC14建立張弛振蕩器181
9.9射頻振蕩器182
參考文獻186
第3部分高級電子學(xué)
第10章調(diào)幅信號和電路189
10.1AM信號定義189
10.2AM信號類型192
10.3載波抑制調(diào)幅信號194
10.4I通道和Q通道197
10.5基本收音機電路199
10.6收聽無線電廣播實驗202
10.6.1TRF收音機204
10.6.2固態(tài)再生收音機206
10.6.3再生收音機和TRF收音機對比207
10.6.4信號混合207
10.6.5雙聯(lián)可變電容器208
10.6.6振蕩線圈209
10.6.7中頻變壓器209
10.7利用MK484/ TA7642芯片的超外差收音機213
10.8共射放大器測試215
參考文獻215
第11章調(diào)頻信號和電路216
11.1調(diào)頻信號定義216
11.2實驗1：采用壓控變?nèi)荻O管建立調(diào)頻振蕩器實驗218
11.2.1利用預(yù)加重和去加重發(fā)射與接收均衡曲線220
11.2.2觀察預(yù)加重和去加重影響222
11.2.3調(diào)頻和預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)223
11.2.4調(diào)頻收音機225
11.3利用陶瓷濾波器和諧振器建立FM調(diào)諧器231
11.4Silicon Labs公司調(diào)頻收音機實驗235
11.5調(diào)頻探測器238
參考文獻245
第12章視頻基礎(chǔ)知識——包括視頻信號246
12.1通過對比度、亮度、分辨率和銳度檢查靜物照片246
12.2電視畫面分辨率和品質(zhì)250
12.3寬高比253
12.4Kell系數(shù)255
12.5寬高比、Kell系數(shù)、幀速率和帶寬決定掃描行數(shù)256
12.6銳度和頻率響應(yīng)259
12.7蝙蝠俠耳朵式圖像增強恢復(fù)259
12.8彩電基礎(chǔ)知識262
參考文獻264
第13章視頻電路與系統(tǒng)265
13.1視頻電路亮度和對比度265
13.2銳度電路269
13.3亮度、對比度和銳度視頻處理器271
參考文獻282
第14章高等電子數(shù)學(xué)283
14.1線性方程283
14.2偏置電壓285
14.3線性方程在FM立體聲系統(tǒng)中的應(yīng)用288
14.4線性方程在顏色編碼中的應(yīng)用289
14.5多項式291
14.6一階多項式負反饋系統(tǒng)296
14.7多項式在放大器負反饋失真效果計算中的應(yīng)用298
14.8本章總結(jié)303
參考文獻303
第15章基本電路分析技術(shù)304
15.1基爾霍夫定律在環(huán)路和節(jié)點電路方程分析中的局限性304
15.2環(huán)路方程305
15.2.1輸入零電壓源305
15.2.2定義電流和電壓方向306
15.2.3使用正電荷電流推導(dǎo)電壓分壓器公式306
15.2.4使用節(jié)點方程求解并聯(lián)電阻307
15.3戴維南等效電路309
15.3.1通過戴維南等效電路分析實際電路311
15.4交流電路分析313
15.5RC低通和高通濾波器簡單瞬態(tài)或脈沖響應(yīng)319
參考文獻322
第16章回顧與分析323
16.1文氏橋振蕩器RC反饋網(wǎng)絡(luò)323
16.2唱機前置放大器327
16.3射極跟隨電路330
16.4利用發(fā)射極輸出阻抗決定共射放大器特性335
16.5反相增益視頻放大器分析338
16.6以前項目的改進或變化340
16.7利用60W燈泡實現(xiàn)文氏橋振蕩器342
16.8諧波失真分析初探344
16.9利用差分增益求解諧波失真346
參考文獻348
第17章半導(dǎo)體開關(guān)器件349
17.1電路破解349
17.2發(fā)明和專利354
17.2.1應(yīng)用于寬頻移相陶瓷濾波振蕩器355
17.2.2非變?nèi)菔诫娮涌烧{(diào)電容器359
17.2.3伺服控制靜態(tài)偏置AB放大器 364
17.3其他設(shè)計實例368
17.3.1振蕩器電源頻率調(diào)制368
17.3.2LC射頻匹配網(wǎng)絡(luò)369
參考文獻371
第18章故障排除與思考372
18.1電路組裝372
18.2電路完成與測試372
18.3直流偏置條件373
18.4正確選擇運算放大器374
18.5高速和大電流邏輯門電路374
18.6去耦電容374
18.7如何消除放大器振蕩375
18.8低頻振蕩375
18.9在電源端注入噪聲實現(xiàn)電源去耦378
18.10振蕩器失振379
18.11減少外部噪聲380
18.12實例分析381
18.13利用AM / FM收音機測試振蕩器是否工作381
18.14低壓差穩(wěn)壓器382
18.15測試設(shè)備回顧382
18.16疑難解答總結(jié)383
18.17本書思考383ⅩⅩⅩⅡ