原创 《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》解读

2022-11-28 09:34 840 0 分类: 模拟

《运算放大器参数解析与ltspice应用仿真》是2021年人民邮电出版社出版的图书,本书在阐述运算放大器原理的基础上,逐一讨论运算放大器参数的应用,并介绍了LTspice的基本使用方法。

本书在阐述运算放大器原理的基础上,逐一讨论运算放大器参数的应用,并介绍了LTspice的基本使用方法。笔者从支持过的600余例项目中,精选取10余项具有代表性的放大器设计案例,从工程师设计的角度深入分析参数的应用,并配合50余例LTspice仿真电路,用实际运算放大器的模型验证参数的特性。
本书第一章是基础内容,介绍理想放大器的特性,放大器的种类、使用原则,以及放大器基础电路和电路分析方法。第二章参考实际放大器的数据手册,使用超大篇幅解析全部参数的意义、注意事项,并配合精典案例和仿真电路,帮助读者全面理解参数的意义与运用。第三章介绍了仪表放大器、跨阻放大器、全差分放大器、电流检测放大器的使用注意事项和辅助设计工具。第四章介绍模拟电路系统设计,包括电源、传感器简介、放大器误差分析,滤波器设计和相应的辅助工具等。第五章介绍LTspice的基本使用方法。

第 1章 运算放大器基础 1
1.1 运算放大器概述 1
1.2 理想放大器 1
1.3 放大器的基本组成 2
1.4 放大器分类 2
1.5 放大器反馈方式 3
1.5.1 正反馈——施密特触发器 3
1.5.2 负反馈——输入端“虚短、虚断”
特性 5
1.6 电路分析基础 5
1.6.1 基尔霍夫定律 5
1.6.2 叠加定律 5
1.6.3 戴维南定理 6
1.7 运算放大器基础电路 6
1.7.1 反相放大电路 6
1.7.2 同相放大电路 8
1.7.3 求和电路 9
1.7.4 积分电路 10
1.7.5 微分电路 12
1.7.6 差动放大电路 13
第 2章 放大器参数解析 15
2.1 放大器数据手册概述 15
2.2 失调电压与漂移 18
2.2.1 失调电压案例分析 18
2.2.2 失调电压定义 20
2.2.3 失调电压产生原因 21
2.2.4 失调电压漂移定义 23
2.2.5 失调电压测量与仿真 25
2.2.6 失调电压处理方法 25
2.2.7 噪声增益评估输出失调电压 27
2.3 偏置电流与失调电流 28
2.3.1 偏置电流与失调电流的定义 28
2.3.2 偏置电流案例分析 29
2.3.3 偏置电流产生的原因 31
2.3.4 偏置电流、失调电流的测量与仿真 32
2.3.5 偏置电流处理方法 35
2.3.6 放大器的总失调电压 35
2.4 共模抑制比 36
2.4.1 共模抑制比定义及影响 36
2.4.2 共模抑制比案例分析 37
2.4.3 影响放大器共模抑制比的因素 39
2.4.4 电路共模抑制比与电阻误差 41
2.4.5 电路共模抑制比与信号源阻抗 42
2.4.6 共模抑制比测量方法 43
2.4.7 单位——分贝 46
2.5 电源抑制比 46
2.5.1 电源抑制比定义及特性 47
2.5.2 电源抑制比测量与仿真 48
2.5.3 提高电源抑制比方法 50
2.6 开环增益 50
2.6.1 开环增益与大信号电压增益定义 50
2.6.2 开环增益仿真 51
2.6.3 开环增益与线性度 52
2.7 电压噪声与电流噪声 53
2.7.1 统计学基础 53
2.7.2 噪声密度与带宽 55
2.7.3 半导体噪声类型与计算 56
2.7.4 放大电路总噪声的评估与仿真 57
2.7.5 放大器噪声评估案例 61
2.8 增益带宽积 62
2.8.1 波特图与极点、零点介绍 63
2.8.2 增益带宽积与单位增益带宽定义 66
2.8.3 增益带宽积与闭环回路带宽分析 67
2.8.4 闭环回路带宽案例 68
2.9 相位裕度与增益裕度 71
2.9.1 相位裕度与增益裕度的定义 71
2.9.2 相位裕度与放大器稳定性原理分析 72
2.9.3 相位裕度与放大器稳定性仿真 76
2.10 压摆率与满功率带宽 79
2.10.1 压摆率与满功率带宽的定义 79
2.10.2 压摆率限制原因和影响因素 81
2.10.3 压摆率测试仿真 82
2.10.4 压摆率与满功率带宽案例分析 85
2.11 建立时间 86
2.11.1 建立时间定义 87
2.11.2 建立时间仿真 87
2.12 输入阻抗 89
2.12.1 放大器输入阻抗模型 89
2.12.2 输入电容对闭环回路带宽的
影响与仿真 91
2.13 输出阻抗 93
2.13.1 开环输出阻抗与闭环输出电阻区别 93
2.13.2 开环输出阻抗计算 94
2.14 容性负载驱动 96
2.14.1 容性负载驱动定义 96
2.14.2 容性负载对稳定性的影响 97
2.14.3 容性负载驱动的补偿方法与仿真 98
2.15 输入电压范围与输出电压范围 100
2.15.1 输入电压范围 100
2.15.2 高输出电压与低输出电压 101
2.15.3 轨到轨含义 102
2.16 总谐波失真与总谐波失真加噪声 103
2.16.1 总谐波失真与总谐波失真加
噪声的定义 103
2.16.2 总谐波失真加噪声影响因素 104
2.17 功耗 105
2.17.1 静态电流与静态功耗 106
2.17.2 短路电流、输出电流与输出级
晶体管功耗 107
2.18 多路放大器的通道隔离度 108
2.19 芯片热阻 109
2.20 额定值 109
第3章 专用放大器 111
3.1 仪表放大器 111
3.1.1 仪表放大器的定义与特性 111
3.1.2 仪表放大器有效工作配置 112
3.1.3 仪表放大器失调电压分析 115
3.1.4 仪表放大器噪声分析 117
3.1.5 仪表放大电路提高共模抑制比的
方法 118
3.2 跨阻放大器 120
3.2.1 跨阻放大器稳定性分析 120
3.2.2 跨阻放大器的PCB设计 123
3.3 全差分放大器 124
3.3.1 全差分放大器特点 124
3.3.2 全差分放大电路输入端配置 126
3.3.3 全差分放大电路噪声评估 129
3.4 电流检测放大器 130
3.4.1 低边测量方法 131
3.4.2 高边测量方法 131
第4章 模拟电路系统设计 133
4.1 电源设计 133
4.1.1 线性电源参数分析 133
4.1.2 开关电源设计方法 135
4.2 传感器类型简介 140
4.3 放大电路误差分析 141
4.3.1 单级放大电路总输出误差 141
4.3.2 多级放大电路直流误差分析 141
4.4 滤波器设计 144
4.4.1 系统噪声与滤波分析 144
4.4.2 Sallen-Key滤波器理论分析 145
4.4.3 有源低通滤波器设计工具 147
4.5 SAR型ADC驱动 148
4.5.1 SAR型ADC模型与驱动原理 149
4.5.2 SRA型ADC驱动辅助工具使用 151
4.5.3 LTspice仿真SAR型ADC驱动 152
第5章 LTspice使用基础 154
5.1 LTspice概述 154
5.2 LTspice界面介绍与控制面板 155
5.2.1 基础界面 155
5.2.2 控制面板 155
5.3 LTspice电路与符号设计 161
5.3.1 电路图绘制 161
5.3.2 层级电路设计 163
5.3.3 SPICE新模型导入 164
5.3.4 通用放大器模型 165
5.4 激励配置 166
5.4.1 直流信号与交流信号源 166
5.4.2 方波 166
5.4.3 正弦波 167
5.4.4 指数波 167
5.4.5 单频调频波 168
5.4.6 折线波 169
5.4.7 大数据量折线波 169
5.5 设置仿真指令 170
5.5.1 仿真指令编辑方式 170
5.5.2 .OPTIONS指令集 170
5.5.3 .STEP变量扫描 172
5.5.4 .PARAM自定义参数 172
5.5.5 .MEASURE测量指令 174
5.5.6 .FUNC自定义函数 176
5.5.7 .TEMP温度扫描 177
5.5.8 .NODEALIAS节点短路 177
5.5.9 .FOUR瞬态分析后傅里叶计算 178
5.5.10 .GLOBAL声明全局节点 178
5.5.11 .IC初始状态设定 178
5.5.12 .NODESET 直流分析初始设定 178
5.5.13 .NET交流分析中网络参数计算 178
5.5.14 .SAVEBIAS工作点保存 178
5.5.15 .LOADBIAS加载以前求解的瞬态
分析结果 179
5.5.16 .INCLUDE其他文件读取 179
5.5.17 .LIB库文件读取 179
5.5.18 .Model模型定义 179
5.5.19 .SAVE保存指定数据 179
5.6 仿真分析 180
5.6.1 仿真类别 180
5.6.2 瞬态分析 180
5.6.3 交流分析 181
5.6.4 DC SWEEP分析 181
5.6.5 噪声分析 182
5.6.6 直流小信号分析 182
5.6.7 静态工作点分析 183
5.7 波形观测 184
5.7.1 波形显示基本操作 184
5.7.2 波形曲线与显示栏调整 185
5.7.3 波形曲线运算处理 185
5.7.4 功率计算 186
5.7.5 FFT计算 186
参考文献 187
LTspice软件

最后,因为疫情,目前被隔离,书籍没有在一起,后期解封后在进行补充解读,谢谢。

作者: metalheart, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4014648.html

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