《运算放大器设计和应用》

目录1

第一部分 设计1

第一章 差动放大级的信号特性1

1-1 低频差动信号特性2

1-2 高频差动信号特性8

1-3 差动级的共模特性19

1-4 差动级的不平衡和共模抑制27

1-5 差动级设计和特殊差动级37

第二章 差动级的输入误差信号和热漂移51

2-1 双极晶体管级的输入失调电压和漂移52

2-2 场效应晶体管级的输入失调电压和漂移59

2-3 输入偏置电流、失调电流和漂移69

2-4 等效输入噪声电压和电流81

第三章 运算放大器的各单级94

3-1 输入级94

3-2 中间级99

3-3 输出级109

3-4 输出电流限制118

第四章 多级运算放大器124

4-1 增益和频率响应125

4-2 直流输入误差与热漂移136

4-3 噪声特性和最佳噪声性能条件144

4-4 斩波－稳定与变容二极管载波型运算放大器159

第五章 相位补偿175

5-1 频率稳定性和博德图分析176

5-2 相位补偿方法186

5-3 频率响应峰值和阶跃响应198

第二部分 应用210

第六章 线性电路应用210

6-1 差动直流放大器210

6-1-1 用一个运算放大器的差动直流放大器211

6-1-2 用多个运算放大器的差动直流放大器214

6-2 电桥放大器217

6-3 模拟积分器222

6-4 微分器228

6-5 线路驱动放大器230

6-6 交流耦合反馈放大器232

6-7 电压－电流转换器235

6-8 基准电压源和调节器239

6-9 电压调节器240

6-10 电流放大器243

6-11 电荷放大器244

第七章 非线性电路的运算放大器247

7-1 二极管限幅器网络247

7-1-1 基本限幅器模型247

7-1-2 串联限幅器249

7-1-3 并联限幅器251

7-2 反馈限幅器253

7-2-1 电阻比率法253

7-2-2 齐纳二极管反馈限幅器255

7-2-3 精密限幅器256

7-2-4 限幅器的应用259

7-3 二极管函数产生器262

7-3-1 二极管函数产生器的应用269

7-4 对数放大器273

7-4-1 对数放大器的应用278

7-5 模拟乘法和除法280

7-5-1 对数乘法器280

7-5-2 四分之一平方乘法器282

7-5-3 三角形平均乘法器284

7-5-4 时间分割乘法器285

7-5-5 变跨导乘法器287

7-5-6 电流比率乘法器289

7-5-7 模拟除法器292

7-5-8 平方器和平方根器292

8-1 有源滤波器的特性295

第八章 有源滤波器295

8-2 极点对、网络功能和参数297

8-2-1 低通网络函数297

8-2-2 高通网络函数299

8-2-3 带通网络函数299

8-2-4 带阻网络函数300

8-3 滤波器的实现301

8-3-1 无限大增益多路反馈电路302

8-3-2 可控源电路311

8-3-3 无限大增益状态变量电路321

8-3-4 负导抗变换器电路327

8-4 各种有源滤波器的调谐330

8-5 放大器性能怎样影响滤波器性能333

8-6 电路元件337

8-6-1 电阻337

8-6-2 电容339

8-7 滤波器设计和调谐表341

第九章 模－数、数－模和采样网络348

9-1 多路装置348

9-1-1 使用MOS场效应晶体管开关的多路装置349

9-1-2 使用结型场效应晶体管开关的多路装置350

9-1-3 其它的设计考虑351

9-1-4 差动输入多路装置353

9-1-5 多路装置的倍增355

9-2-1 数－模转换器设计357

9-2 数－模转换器357

9-2-2 误差源360

9-2-3 双极性工作原理361

9-2-4 相乘数－模转换器362

9-3 模－数转换器363

9-3-1 使用数－模转换器的模－数转换器364

9-3-2 计数斜坡式模－数转换器367

9-3-3 连续计数斜坡式模－数转换器368

9-3-4 逐次逼近式模－数转换器368

9-3-5 双斜率积分器模－数转换器370

9-4 采样－保持组件372

9-4-1 采样－保持原理372

9-4-2 采样－保持电路374

9-5 峰值检波器377

9-5-1 设计考虑378

9-5-2 非反相峰值检波器电路379

9-5-3 反相峰值检波器电路380

9-5-4 “复原”和“保持”状态电路382

9-5-5 峰－峰检波器384

9-6 比较器384

9-6-1 越零检测器384

9-6-2 电平检测器386

9-6-3 窗孔比较器390

9-6-4 幅度分类器392

第十章 波形产生器396

10-1 方波产生器396

10-1-1 使用一个运算放大器的方波产生器397

10-1-2 高性能方波产生器399

10-1-3 低成本方案400

10-2 方波和三角波产生器400

10-2-1 使用一个运算放大器的方波和三角波产生器401

10-2-2 通用函数产生器402

1．方波和三角波产生器403

2．锯齿波产生器406

10-2-3 二极管桥式三角波产生器406

10-3 正弦波产生器408

10-3-1 文氏电桥振荡器——一般叙述408

10-3-2 精密的文氏电桥振荡器409

10-3-3 便宜的文氏电桥振荡器410

10-3-4 求积振荡器412

1．使用非线性限幅的求积振荡器414

2．具有幅值控制的求积振荡器415

10-3-5 相移振荡器418

10-4 脉冲电路——单稳态多谐振荡器421

10-4-1 使用一个放大器的单稳多谐振荡器421

10-4-2 精密的宽范围单稳多谐振荡器424

第十一章 调制和解调426

11-1 振幅调制426

11-1-1 使用乘法器的振幅调制426

11-1-2 脉冲振幅调制427

1．使用晶体管门的脉冲振幅调制427

2．使用精密限幅器的脉冲振幅调制430

11-2 频率调制430

1．高性能电压控制振荡器431

11-2-1 电压控制振荡器431

2．宽范围的电压控制振荡器434

11-2-2 电压－频率转换器435

1．方波输出的电压－频率转换器435

2．脉冲序列输出的电压－频率转换器438

3．高性能的电压－频率转换器440

11-3 脉宽调制器442

11-3-1 用方波载波输入的电压－脉宽调制器442

11-3-2 电压－脉宽转换器445

11-4 解调445

11-4-1 振幅解调445

1．压缩载波信号的相敏解调446

2．脉冲采样解调器448

2．测量周期式频率调制的解调452

11-4-2 频率调制信号的解调452

1．时间平均式频率调制的解调452

3．使用锁相技术的频率调制的解调454

11-4-3 脉冲宽度解调457

附录459

附录A 基础线路理论459

A-1 基本概念459

A-2 基本的反相电路460

A-3 非反相电路462

A-4 开环增益463

A-5 频率响应和稳定性465

A-6 共模信号考虑468

A-7 输入失调电压470

A-8 输入偏置电流471

A-9 输入噪声电压和电流472

A-10 输出阻抗473

A-11 输入阻抗474

A-12 其它参数476

附录B 性能特性的定义和测试477

B-1 开环差动特性477

B-1-1 开环电压增益A477

B-1-2 输出电阻R0481

B-1-3 差动输入电阻Rl482

B-1-4 差动输入电容Cl483

B-2 输出信号响应484

B-2-1 额定输出484

B-1-5 单位增益带宽fc484

B-2-2 摆率Sr485

B-2-3 全功率响应fp486

B-2-4 调整时间ts487

B-2-5 过载恢复时间488

B-3 输入误差信号489

B-3-1 输入失调电压vos489

B-3-2 输入失调电压漂移490

B-3-3 输入偏置电流IB490

B-3-4 输入偏置电流漂移491

B-3-5 输入失调电流Ios491

B-3-6 输入失调电流漂移492

B-3-7 输入噪声电压en492

B-3-8 输入噪声电流in493

B-4 共模特性494

B-4-1 共模抑制比CMRR494

B-4-2 共模输入电阻Ricm495

B-4-3 共模输入电容Cicm496

B-4-4 额定共模输入电压496

附录C 有源滤波器的敏感度497

C-1 敏感度原理497

C-1-1 敏感度的定义497

C-1-2 低通敏感度函数499

C-1-3 高通敏感度函数499

C-1-4 带通敏感度函数500

C-1-5 一些敏感度恒等式501

C-2 敏感度函数的应用502