模拟电子电路简明教程与仿真测试/普通高等教育“十三五”规划教材

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尹立强,张海燕,李景丽,韩亚峰 编
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出版社: 北京邮电大学出版社
ISBN:9787563551453
版次:1
商品编码:12231865
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十三五”规划教材
开本:16开
出版时间:2017-08-01
用纸:胶版纸
页数:206
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《模拟电子电路简明教程与仿真测试/普通高等教育“十三五”规划教材》从模拟电子技术的基础理论知识出发,介绍了电子技术的基本概念、元器件特性及其应用电路,书中还给出了基于Multisim仿真软件对典型实验内容的仿真设计和分析。
  全书共10章,主要内容包括:绪论、常用半导体器件、放大电路分析基础、场效应管及其放大电路、放大电路的频率特性、集成运算放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大器的应用、功率放大电路、直流电源。
  《模拟电子电路简明教程与仿真测试/普通高等教育“十三五”规划教材》可作为高等院校电气类各专业的教材,也可作为相关专业工程技术人员的自学和参考用书。

目录

第1章 绪论
1.1 电子技术概述
1.1.1 电子技术的发展历程
1.1.2 电子技术的发展前景
1.2 模拟信号和数字信号
1.3 电子系统及信号处理
1.3.1 电子信息系统的组成
1.3.2 电子系统中的模拟电路
1.3.3 电子信息系统的组成原则
1.4 电子技术的计算机辅助分析和设计软件
1.4.1 概述
1.4.2 Multisim简介
1.5 模拟电子技术基础课程
1.5.1 模拟电子技术课程的特点
1.5.2 如何学习模拟电子技术基础课程
小结
习题

第2章 常用半导体器件
2.1 半导体基础
2.1.1 本征半导体
2.1.2 杂质半导体
2.2 PN结
2.2.1 PN结的形成
2.2.2 PN结特性
2.3 半导体二极管
2.3.1 二极管的结构及特性
2.3.2 二极管的主要参数
2.3.3 二极管的等效电路
2.3.4 稳压二极管
2.3.5 发光二极管
2.4 晶体管
2.4.1 晶体管的结构及类型
2.4.2 晶体管的电流放大作用
2.4.3 晶体管的共射特性曲线
2.4.4 晶体管的主要参数
2.4.5 温度对晶体管的影响
仿真实训
仿真实训1二极管特性的Multisim仿真测试
仿真实训2晶体管输出特性的Multisim仿真测试
小结
习题

第3章 放大电路分析基础
3.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标
3.1.1 放大的概念
3.1.2 放大电路的主要性能指标
3.2 基本共射放大电路的工作原理
3.2.1 基本共射放大电路的组成
3.2.2 设置静态工作点的必要性
3.2.3 基本共射放大电路的工作原理
3.3 放大电路的分析方法
3.3.1 直流通路和交流通路
3.3.2 阻容耦合共射放大电路
3.3.3 共射放大电路的静态分析
3.3.4 共射放大电路的动态分析
3.4 晶体管单级放大电路的其他两种基本形式
3.4.1 基本共基放大电路
3.4.2 基本共集放大电路
3.5 多级放大电路
3.5.1 多级放大电路的耦合方式
3.5.2 多级放大电路的动态特性
仿真实训
仿真实训1静态工作点对放大电路的影响
仿真实训2放大电路电压放大倍数的测量
仿真实训3放大电路最大不失真输出电压的测量
小结
习题

第4章 场效应管及其放大电路
4.1 场效应管
4.1.1 结型场效应管
4.1.2 绝缘栅型场效应管
4.1.3 场效应管的主要参数和特点
4.2 场效应管放大电路
4.2.1 场效应管放大电路的直流偏置方式
4.2.2 场效应管共源基本放大电路
4.2.3 场效应管共漏基本放大电路
仿真实训
仿真实训1场效应管放大电路动态参数测试
仿真实训2UGSQ对共源放大电路电压放大倍数的影响
小结
习题

第5章 放大电路的频率特性
5.1 频率响应的概念
5.1.1 放大电路的频率响应
5.1.2 对数频率特性曲线——波特图
5.2 单级放大器的高频响应
5.2.1 晶体三极管高频等效模型
5.2.2 单级共发射极放大电路的高频响应
5.3 多级放大电路的频率响应
5.3.1 多级放大电路频率响应的定性分析
5.3.2 多级放大电路截止频率的估算
仿真实训
静态工作点稳定电路频率响应的Multisim仿真分析
小结
习题

第6章 集成运算放大电路
6.1 集成运算放大电路概述
6.1.1 集成运放的组成及各部分的作用
6.1.2 集成运放的电压传输特性
6.1.3 集成运放的性能指标
6.1.4 集成运放的分类
6.2 差分放大电路
6.2.1 差分放大电路的工作原理
6.2.2 具有恒流源的差分放大电路
6.2.3 差分放大电路的差模传输特性
6.2.4 差分放大电路的输入、输出方式
6.3 集成运放中的电流源电路
6.3.1 镜像电流源
6.3.2 比例电流源
6.3.3 微电流源
仿真实训
差分放大电路的仿真测试
小结
习题

第7章 负反馈放大电路
7.1 反馈的概念及判断方法
7.1.1 反馈的基本概念
7.1.2 反馈的判断方法
7.2 负反馈放大电路的四种基本组态
7.2.1 反馈组态的判断
7.2.2 四种组态负反馈放大电路
7.3 深度负反馈放大倍数的分析
7.3.1 负反馈放大电路的一般表达式
7.3.2 深度负反馈的实质
7.3.3 基于反馈系数的放大倍数分析
7.4 负反馈对放大电路性能的影响
7.4.1 对放大倍数的影响
7.4.2 对输人、输出电阻的影响
7.4.3 对通频带的影响
7.4.4 对非线性失真的影响
7.4.5 放大电路中引入负反馈的一般原则
7.5 负反馈放大电路的稳定性
7.5.1 产生自激振荡的原因和条件
7.5.2 负反馈放大电路稳定性的分析
7.5.3 负反馈放大电路稳定性的判断
7.5.4 消除自激振荡的方法
仿真实训
仿真实训1负反馈对静态工作点稳定性影响的Multisim仿真测试
仿真实训2负反馈对放大倍数稳定性影响的Multisim仿真测试
小结
习题

第8章 集成运算放大器的应用
8.1 集成运算放大器概述
8.1.1 集成运算放大器的理想化条件
8.1.2 集成运算放大器的工作区
8.2 集成运算放大器的基本运算电路
8.2.1 比例运算电路
8.2.2 加减运算电路
8.2.3 积分运算电路和微分运算电路
8.2.4 对数运算电路和指数运算电路
8.2.5 乘法运算电路和除法运算电路
8.3 有源滤波器
8.3.1 滤波器的基础知识
8.3.2 低通有源滤波器
8.3.3 高通有源滤波器
8.3.4 有源带通滤波器
8.3.5 有源带阻滤波器
8.4 电压比较器
8.4.1 电压比较器的传输特性
8.4.2 单限电压比较器
8.4.3 滞回比较器
8.4.4 窗口比较器
仿真实训
仿真实训1由集成运放组成的反相比例运算电路特性测试
仿真实训2滞回比较器电压传输特性的测试
小结
习题

第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路的类型
9.1.1 按工作状态分类
9.1.2 按工作信号频段分类
9.2 乙类推挽互补对称功率放大电路
9.2.1 OCL电路组成和工作原理
9.2.2 OCL电路性能分析
9.2.3 单电源互补对称电路
9.3 甲乙类互补对称功率放大电路
9.3.1 交越失真
9.3.2 实用甲乙类互补对称功率放大电路
9.3.3 准互补推挽电路
9.3.4 功率管保护
仿真实训
仿真实训1消除互补输出级交越失真方法的仿真分析
仿真实训2OCL电路输出功率和效率的仿真测试
小结
习题

第10章 直流电源
10.1 整流电路
10.1.1 半波整流电路
10.1.2 全波整流电路
10.1.3 桥式整流电路
10.2 滤波电路
10.2.1 电容滤波器
10.2.2 其他形式的滤波电路
10.3 倍压整流电路
10.3.1 二倍压整流电路
10.3.2 多倍压整流电路
10.4 稳压电路
10.4.1 硅稳压管稳压电路
10.4.2 串联型稳压电路
仿真实训
三端稳压器W7805稳压性能的仿真分析
小结
习题
参考文献
模拟电子电路:从原理到实践的深度探索 本书旨在为广大电子工程及相关专业的学生和工程师提供一本全面而深入的模拟电子电路学习指南。我们抛弃了仅停留在理论概念的浅尝辄止,而是将目光聚焦于模拟电路的核心原理,并辅以丰富的实际应用案例与详尽的仿真测试解析,力求让读者在掌握基础知识的同时,能够融会贯通,真正具备解决复杂模拟电路问题的能力。 一、 核心原理的扎实奠基 模拟电子电路是现代电子技术不可或缺的基石。本书将从最基本的概念入手,层层深入,构建读者对模拟电路的系统性认知。 元器件特性与行为深度剖析: 我们将对电阻、电容、电感等无源元件的理想与非理想特性进行详细讲解,深入探讨其在不同工作状态下的表现,例如电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)对电路性能的影响。对于关键的有源元件,如二极管和晶体管(BJT和MOSFET),我们将不仅仅介绍其基本结构和开关特性,更会深入挖掘其在不同偏置条件下的微变等效模型,解析其作为放大器、开关等器件时的工作原理。例如,我们会详细阐述BJT的Ebers-Moll模型和MOSFET的Gummel-Poon模型,并分析温度、载流子迁移率等因素对器件性能的影响。 放大器理论的精细化讲解: 放大器是模拟电路的核心功能单元。本书将系统介绍各种基本放大器组态,包括共射、共集、共源、共漏等,并对其增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽、失真等关键参数进行量化分析。我们不仅仅停留在课堂上常见的线性区域分析,而是会探讨在非线性工作点下,放大器如何产生谐波失真、交调失真等,并介绍抑制这些失真的常用方法,如负反馈。我们将深入分析反馈组态(电压串联、电压并联、电流串联、电流并联)对放大器性能的积极与消极影响,并重点解析稳定性问题,包括伯德图、奈奎斯特图等分析工具的应用。 信号处理电路的设计与优化: 滤波器是信号处理领域至关重要的组成部分。本书将系统讲解低通、高通、带通、带阻滤波器等基本类型,并深入分析其幅频特性和相频特性。我们将详细阐述巴特沃夫(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、贝塞尔(Bessel)等不同滤波器的设计准则及其各自的优缺点,并介绍有源滤波器和无源滤波器的设计方法,重点关注运算放大器在有源滤波器设计中的作用。此外,我们还会涉及信号发生器(正弦波、方波、三角波)、比较器、施密特触发器等常用信号处理电路的设计,并分析其在实际应用中的性能考量。 电源电路的可靠性与效率: 稳定可靠的电源是模拟电路正常工作的保障。本书将全面介绍线性稳压器和开关稳压器的工作原理,深入分析不同拓扑结构(如降压、升压、升降压)的优缺点,并重点关注其效率、纹纹波抑制、瞬态响应以及电磁干扰(EMI)等关键性能指标。我们会探讨电源设计中常用的保护措施,如过流保护、过压保护、欠压锁定等,并分析滤波电容、电感选择对电源性能的重要性。 二、 仿真测试的实践验证 理论的海洋固然广阔,但脱离实践的理论终究是空中楼阁。本书高度重视仿真测试在模拟电子电路学习中的作用,将理论分析与软件仿真紧密结合,以期达到“学以致用”的学习效果。 主流仿真软件的实战指导: 我们将以业界广泛使用的仿真软件(如LTspice、Multisim、OrCAD PSpice等)为例,提供详细的软件操作指南。从建立电路原理图、配置仿真参数,到运行仿真、分析仿真结果,每一个步骤都将清晰呈现。我们将演示如何利用这些软件搭建复杂的模拟电路,并进行各种类型的仿真分析,例如瞬态分析(Transient Analysis)、交流小信号分析(AC Analysis)、直流扫描分析(DC Sweep)、噪声分析(Noise Analysis)等。 仿真结果的深度解读与分析: 仿真并非简单地运行软件,更重要的是对仿真结果进行准确的解读和分析。本书将指导读者如何从仿真波形中提取关键信息,例如信号的幅值、频率、相位、上升/下降时间、失真度等。我们将详细解释仿真结果与理论计算之间的差异,并分析产生差异的原因,例如器件的非理想特性、模型精度等。通过对比仿真结果与理论预测,读者可以更深刻地理解电路的工作机制,并学会如何根据仿真结果来优化电路设计。 案例驱动的学习模式: 为巩固所学理论并提升实践能力,本书设计了大量贴近实际的仿真测试案例。这些案例涵盖了不同类型的模拟电路,如音频放大器、射频电路、电源管理单元、信号调理电路等。对于每个案例,我们将首先进行详尽的理论设计与分析,然后指导读者如何在仿真软件中搭建相应的电路,并进行一系列有针对性的仿真测试。通过分析这些案例的仿真结果,读者将能够理解在实际应用中可能遇到的各种问题,并学会如何通过仿真来验证设计方案的可行性,以及如何进行参数调整以达到最佳性能。 关键性能参数的仿真验证: 在设计和分析模拟电路时,许多关键性能参数(如增益带宽积、噪声系数、电源抑制比(PSRR)、瞬态响应时间等)的精确测量至关重要。本书将重点讲解如何在仿真软件中进行这些参数的测量,并分析不同设计因素对这些参数的影响。例如,在分析运算放大器稳定性时,我们将通过仿真来验证其相位裕度和增益裕度,并演示如何通过修改反馈元件的值来改善稳定性。 三、 实践导向的综合应用 本书的最终目标是培养读者解决实际模拟电子电路问题的能力。因此,我们将理论与仿真成果延伸至实际应用场景的分析。 经典应用电路的设计思路与分析: 本书将深入分析一系列经典的模拟电路应用,如低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、锁相环(PLL)、数模/模数转换器(DAC/ADC)接口电路等。我们将不仅介绍这些电路的基本结构,更会探讨其设计中的关键挑战,例如阻抗匹配、噪声抑制、寄生参数的影响、功耗优化等。 系统集成与接口设计: 现代电子系统往往是由多个模拟和数字模块组成的复杂整体。本书将关注模拟电路在系统集成中的作用,分析模拟模块与其他模块(如微控制器、DSP等)之间的接口设计问题,包括信号电平匹配、时序协调、干扰耦合等。 故障诊断与排除技巧: 学习模拟电子电路不仅仅是设计,还包括对现有电路进行故障诊断和排除。本书将结合仿真和理论分析,讲解一些常用的故障定位方法,例如利用示波器测量关键节点信号、分析静态工作点、检查元件参数等,并引导读者从仿真结果中找出潜在的故障根源。 前沿技术趋势的展望: 尽管本书侧重于基础和经典,但也会适时地对模拟电子电路领域的前沿技术趋势进行展望,例如高频低功耗设计、先进的半导体工艺对模拟电路性能的影响、以及模拟电路在物联网、人工智能等新兴领域的应用前景。 本书力求通过对核心原理的深入挖掘,辅以大量详实的仿真测试案例,将读者从“知其然”提升到“知其所以然”,最终成为能够独立设计、分析和调试复杂模拟电子电路的优秀工程师。我们相信,通过本书的学习,您将能够更自信地应对模拟电子电路领域的挑战。

用户评价

评分

这本《模拟电子电路简明教程与仿真测试》确实是一本非常值得推荐的教材。作为一个初次接触模拟电子领域的学生,我原本对电路设计感到有些畏惧,但这本书以其清晰的逻辑和循序渐进的讲解,极大地打消了我的顾虑。书中对每一个概念的引入都非常自然,从最基本的元器件特性讲起,逐步深入到复杂的电路分析和设计。例如,在讲解放大电路时,作者不仅详细阐述了不同类型放大器的工作原理,还巧妙地结合了实际的应用场景,让我能够深刻理解理论知识的价值。 更为重要的是,这本书在仿真测试方面的内容做得非常出色。我之前学习理论知识时,常常会因为无法将理论与实践相结合而感到迷茫,但这本书提供了大量的仿真实例,并且详细指导了如何使用主流的仿真软件进行操作。通过亲手搭建虚拟电路,观察波形,调整参数,我能够直观地验证理论知识,发现潜在的问题,并学会如何优化电路设计。这种“学以致用”的学习方式,不仅提升了我的学习效率,也培养了我解决实际问题的能力。书中的图示和流程图也非常精美,帮助我快速掌握仿真软件的使用技巧,让我对模拟电子的学习充满了信心。

评分

这本书在对实验和仿真环节的处理上,真的是做到了“简明”与“有效”的结合。并不是简单地给出几个实验现象,而是深入地讲解了实验设计的思路,以及如何从实验结果中提取有价值的信息。例如,在进行放大电路的频率响应测试时,书中不仅仅指导了如何搭建电路,还详细分析了不同频率下输出信号的变化规律,以及如何通过调整元器件参数来改善频率特性。 此外,书中提供的仿真测试项目,不仅贴合了课程内容,而且设计得相当实用。我通过这些仿真项目,不仅学会了如何运用仿真软件来验证理论,更重要的是,我开始能够自己思考如何根据实际需求来设计和优化模拟电路。书中的一些高级仿真技巧,例如参数扫描、瞬态分析等,也被介绍得非常清晰,为我进一步深入学习仿真技术打下了良好的基础。这本书的仿真测试部分,让我真正体会到了模拟电子设计的魅力。

评分

这本书的语言风格非常吸引人,读起来一点也不枯燥。作者善于用通俗易懂的语言来解释复杂的概念,并且常常穿插一些生动形象的比喻,让我能够很快地理解和记住。例如,在讲解三极管的工作原理时,作者就将它比作一个“水龙头”,通过控制“水流”(基极电流)的大小来控制“水流”(集电极电流)的大小,这样的比喻非常直观,让我一下子就明白了三极管的核心作用。 在章节的安排上,本书也做得非常合理。每一章的长度适中,内容紧凑,既不会让人觉得内容过多而产生压力,也不会因为内容过少而显得不够充实。同时,每一章的结尾都提供了相应的练习题,这些题目不仅可以帮助我们巩固所学知识,还能有效检验我们对概念的理解程度。而且,一些题目还带有仿真测试的要求,这又将理论学习与实践操作紧密地结合起来,大大提升了学习的趣味性和有效性。

评分

对于已经有一定模拟电子基础的学习者而言,这本书同样具有不可忽视的价值。它并非简单地重复市面上已有的知识点,而是在内容的组织和深度上有所创新。例如,在讲解频率响应时,作者并没有局限于基本的伯德图分析,而是引入了更贴近实际应用的滤波器设计实例,并对不同设计方案的优劣进行了详细的对比和分析。这种深入的探讨,能够帮助我们建立更全面的认识,理解不同设计选择背后的权衡。 此外,书中对于一些关键的模拟电路设计思想的阐释,例如噪声抑制、电源稳定等,也非常有见地。它不仅仅是列举了一些常用的技巧,而是从原理上剖析了这些问题的根源,并提供了系统性的解决方案。这对于我们提升电路的性能和可靠性,具有重要的指导意义。总而言之,这本书在理论的深度和广度上都做得相当不错,是进阶学习模拟电子的有力助手。

评分

作为一本“十三五”规划教材,这本书的编写体现了其严谨性和前瞻性。我尤其欣赏书中对于最新技术和发展趋势的适度提及,虽然不是本书的主体内容,但这些信息的穿插,让我能够感受到模拟电子领域正在发生的变革,以及未来可能的发展方向。这对于我们这些正在学习的学生来说,无疑是宝贵的启发。 更重要的是,这本书在内容上非常注重基础知识的夯实。在很多关于进阶章节的讲解之前,作者都会花费笔墨来回顾和巩固相关的基础概念,确保读者不会因为遗忘或者理解不深而影响后续的学习。这种“回溯式”的教学设计,使得整体的学习过程更加顺畅和高效,也让我能够更加扎实地掌握每一个知识点。

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