《運算放大器參數解析與ltspice套用仿真》是2021年人民郵電出版社出版的圖書，本書在闡述運算放大器原理的基礎上，逐一討論運算放大器參數的套用，並介紹了LTspice的基本使用方法。
基本介紹
- 中文名：運算放大器參數解析與ltspice套用仿真
- 作者：鄭薈民
- 出版社：人民郵電出版社
- ISBN：9787115558381
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書在闡述運算放大器原理的基礎上，逐一討論運算放大器參數的套用，並介紹了LTspice的基本使用方法。筆者從支持過的600餘例項目中，精選取10餘項具有代表性的放大器設計案例，從工程師設計的角度深入分析參數的套用，並配合50餘例LTspice仿真電路，用實際運算放大器的模型驗證參數的特性。
本書第 一章是基礎內容，介紹理想放大器的特性，放大器的種類、使用原則，以及放大器基礎電路和電路分析方法。第 二章參考實際放大器的數據手冊，使用超大篇幅解析全部參數的意義、注意事項，並配合精典案例和仿真電路，幫助讀者全面理解參數的意義與運用。第3章介紹了儀表放大器、跨阻放大器、全差分放大器、電流檢測放大器的使用注意事項和輔助設計工具。第4章介紹模擬電路系統設計，包括電源、感測器簡介、放大器誤差分析，濾波器設計和相應的輔助工具等。第5章介紹LTspice的基本使用方法。
本書適合從事模擬電路設計的工程師、科研人員以及對模擬電路設計感興趣的在校師生閱讀。
圖書目錄
第 1章 運算放大器基礎 1
1.1 運算放大器概述 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——施密特觸發器 3
1.5.2 負反饋——輸入端“虛短、虛斷”
特性 5
1.6 電路分析基礎 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 運算放大器基礎電路 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 放大器參數解析 15
2.1 放大器數據手冊概述 15
2.2 失調電壓與漂移 18
2.2.1 失調電壓案例分析 18
2.2.2 失調電壓定義 20
2.2.3 失調電壓產生原因 21
2.2.4 失調電壓漂移定義 23
2.2.5 失調電壓測量與仿真 25
2.2.6 失調電壓處理方法 25
2.2.7 噪聲增益評估輸出失調電壓 27
2.3 偏置電流與失調電流 28
2.3.1 偏置電流與失調電流的定義 28
2.3.2 偏置電流案例分析 29
2.3.3 偏置電流產生的原因 31
2.3.4 偏置電流、失調電流的測量與仿真 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 開環增益 50
2.6.1 開環增益與大信號電壓增益定義 50
2.6.2 開環增益仿真 51
2.6.3 開環增益與線性度 52
2.7 電壓噪聲與電流噪聲 53
2.7.1 統計學基礎 53
2.7.2 噪聲密度與頻寬 55
2.7.3 半導體噪聲類型與計算 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 增益頻寬積 62
2.8.1 波特圖與極點、零點介紹 63
2.8.2 增益頻寬積與單位增益頻寬定義 66
2.8.3 增益頻寬積與閉環迴路頻寬分析 67
2.8.4 閉環迴路頻寬案例 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定性原理分析 72
2.9.3 相位裕度與放大器穩定性仿真 76
2.10 壓擺率與滿功率頻寬 79
2.10.1 壓擺率與滿功率頻寬的定義 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 壓擺率與滿功率頻寬案例分析 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 輸入電容對閉環迴路頻寬的
影響與仿真 91
2.13 輸出阻抗 93
2.13.1 開環輸出阻抗與閉環輸出電阻區別 93
2.13.2 開環輸出阻抗計算 94
2.14 容性負載驅動 96
2.14.1 容性負載驅動定義 96
2.14.2 容性負載對穩定性的影響 97
2.14.3 容性負載驅動的補償方法與仿真 98
2.15 輸入電壓範圍與輸出電壓範圍 100
2.15.1 輸入電壓範圍 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 靜態電流與靜態功耗 106
2.17.2 短路電流、輸出電流與輸出級
電晶體功耗 107
2.18 多路放大器的通道隔離度 108
2.19 晶片熱阻 109
2.20 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 跨阻放大器穩定性分析 120
3.2.2 跨阻放大器的PCB設計 123
3.3 全差分放大器 124
3.3.1 全差分放大器特點 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 模擬電路系統設計 133
4.1 電源設計 133
4.1.1 線性電源參數分析 133
4.1.2 開關電源設計方法 135
4.2 感測器類型簡介 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 濾波器設計 144
4.4.1 系統噪聲與濾波分析 144
4.4.2 Sallen-Key濾波器理論分析 145
4.4.3 有源低通濾波器設計工具 147
4.5 SAR型ADC驅動 148
4.5.1 SAR型ADC模型與驅動原理 149
4.5.2 SRA型ADC驅動輔助工具使用 151
4.5.3 LTspice仿真SAR型ADC驅動 152
第5章 LTspice使用基礎 154
5.1 LTspice概述 154
5.2 LTspice界面介紹與控制臺 155
5.2.1 基礎界面 155
5.2.2 控制臺 155
5.3 LTspice電路與符號設計 161
5.3.1 電路圖繪製 161
5.3.2 層級電路設計 163
5.3.3 SPICE新模型導入 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 指數波 167
5.4.5 單頻調頻波 168
5.4.6 折線波 169
5.4.7 大數據量折線波 169
5.5 設定仿真指令 170
5.5.1 仿真指令編輯方式 170
5.5.2 .OPTIONS指令集 170
5.5.3 .STEP變數掃描 172
5.5.4 .PARAM自定義參數 172
5.5.5 .MEASURE測量指令 174
5.5.6 .FUNC自定義函式 176
5.5.7 .TEMP溫度掃描 177
5.5.8 .NODEALIAS節點短路 177
5.5.9 .FOUR瞬態分析後傅立葉計算 178
5.5.10 .GLOBAL聲明全局節點 178
5.5.11 .IC初始狀態設定 178
5.5.12 .NODESET 直流分析初始設定 178
5.5.13 .NET交流分析中網路參數計算 178
5.5.14 .SAVEBIAS工作點保存 178
5.5.15 .LOADBIAS載入以前求解的瞬態
分析結果 179
5.5.16 .INCLUDE其他檔案讀取 179
5.5.17 .LIB庫檔案讀取 179
5.5.18 .Model模型定義 179
5.5.19 .SAVE保存指定數據 179
5.6 仿真分析 180
5.6.1 仿真類別 180
5.6.2 瞬態分析 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 靜態工作點分析 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整 185
5.7.3 波形曲線運算處理 185
5.7.4 功率計算 186
5.7.5 FFT計算 186
參考文獻 187
作者簡介
鄭薈民 副高 級工程師，致公黨黨員，國 家級期刊發表或已收錄多篇論文，已獲授 權3項發明專利，4項實用新型專利。 現任世健國際貿易公司ADI產品技術支持，累計支持過130餘家企業及創業團隊，與400多位技術人員次溝通過設計方案與電路故障，涉及600多個項目。
