本书是重庆大学电子技术课程组针对电气与电子信息类专业开展“先数电、后模拟”教学模式的改革尝试,汇集了课程组全体教师的智慧,也是重庆大学国家级电工电子基础实验教学示范中心的建设成果之一。
本书为下册,系统地介绍了模拟电子技术的基本知识和基本理论、典型模拟集成电路,以及模拟电路与系统的理论计算和仿真分析方法,并给出典型的工程应用案例。主要内容包括电子系统概述、放大电路基础与集成运放、负反馈放大电路、基本运算电路、有源滤波器、双极型晶体管放大电路、场效应管放大电路、集成放大电路、电压比较器和信号产生电路、直流稳压电源及数模与模数转换器。
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第1章 电子系统概述 1
1.1 电力系统、电信系统与电子系统 1
1.2 电子系统的组成框图 2
1.3 电信号及其频谱 4
1.3.1 电信号 4
1.3.2 信号的频谱 5
1.4 模拟电路的基础知识与分析方法 9
本章知识小结 14
小组合作 16
习题 16
第2章 放大电路基础与集成运放 18
2.1 放大电路基础 18
2.1.1 放大电路的概念 18
2.1.2 放大电路的等效模型 19
2.1.3 放大电路的主要性能指标 23
2.2 集成运放的特性和等效模型 26
2.2.1 集成运放的基本概念 26
2.2.2 集成运放的开环电压传输特性 28
2.2.3 集成运放的线性模型 29
2.2.4 集成运放的非线性模型 32
程序仿真 34
本章知识小结 34
小组合作 35
习题 35
第3章 负反馈放大电路 39
3.1 反馈的基本概念 39
3.1.1 反馈和反馈放大电路的方框图 39
3.1.2 反馈的分类和判断 40
3.2 负反馈放大电路的分析依据与参数计算 47
3.2.1 深度负反馈放大电路的分析依据 47
3.2.2 深度负反馈放大电路的参数计算 49
3.3 负反馈放大电路的四种基本组态 50
3.3.1 电压串联负反馈——电压放大器 50
3.3.2 电压并联负反馈——互阻放大器 52
3.3.3 电流串联负反馈——互导放大器 54
3.3.4 电流并联负反馈——电流放大器 56
3.4 负反馈对放大电路性能的改善 58
3.4.1 提高增益的稳定性 58
3.4.2 改善输入电阻和输出电阻 59
3.4.3 减小非线性失真 60
3.4.4 抑制干扰和噪声 62
3.4.5 扩展通频带宽 62
3.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法 64
3.5.1 自激振荡的条件 64
3.5.2 负反馈放大电路的稳定性分析 65
3.5.3 频率补偿 70
程序仿真 71
本章知识小结 72
小组合作 73
习题 74
第4章 基本运算电路 80
4.1 比例运算电路 80
4.1.1 反相比例运算电路 80
4.1.2 同相比例运算电路 82
4.2 加法电路 84
4.2.1 反相加法电路 84
4.2.2 同相加法电路 85
4.3 减法电路 85
4.3.1 单运放减法电路 85
4.3.2 仪表放大电路 87
4.4 积分和微分电路 88
4.4.1 积分电路 88
4.4.2 微分电路 90
4.5 通用函数运算电路 91
4.5.1 对数运算电路 92
4.5.2 指数运算电路 93
程序仿真 93
本章知识小结 94
小组合作 95
习题 95
第5章 有源滤波器 102
5.1 滤波器的分类与功能 102
5.2 滤波器的传递函数和稳态
频率响应 104
5.2.1 无源滤波器的传递函数及波特图 104
5.2.2 滤波器的稳态频率响应 107
5.3 一阶有源滤波器 108
5.4 二阶有源滤波器 110
5.4.1 二阶有源低通滤波器 110
5.4.2 二阶有源高通滤波器 113
5.4.3 二阶有源带通滤波器 115
5.4.4 二阶有源带阻滤波器 117
程序仿真 119
本章知识小结 120
小组合作 121
习题 121
第6章 双极型晶体管放大电路 127
6.1 非线性电子电路分析方法 127
6.1.1 图解法 127
6.1.2 小信号模型法 130
6.1.3 分段线性模型法 131
6.2 BJT放大电路的静态分析 134
6.2.1 BJT放大电路的工作条件 134
6.2.2 基本偏置电路和静态工作点分析方法 135
6.2.3 电流串联负反馈偏置电路 138
6.2.4 电压并联负反馈偏置电路 140
6.3 BJT放大电路的小信号模型 140
6.3.1 信号的耦合方式 141
6.3.2 BJT的低频小信号模型及其参数 142
6.3.3 BJT的高频小信号模型及其参数 146
6.4 共射极放大电路 150
6.4.1 静态分析 150
6.4.2 小信号分析 150
6.4.3 大信号分析 156
6.5 共集电极和共基极放大电路 158
6.5.1 共集电极放大电路 159
6.5.2 共基极放大电路 161
6.6 多级放大电路 164
6.6.1 三种组态放大电路的比较 164
6.6.2 多级放大电路的分析方法 165
6.6.3 组合放大电路 165
6.7 放大电路的频率响应 169
6.7.1 共射极放大电路的频率响应 169
6.7.2 共集电极放大电路的频率响应 175
6.7.3 共基极放大电路的频率响应 177
6.8 BJT负反馈放大电路 179
6.8.1 反馈类型判断 179
6.8.2 闭环增益的估算 180
6.8.3 稳定性分析 182
程序仿真 182
本章知识小结 184
小组合作 186
习题 186
第7章 场效应管放大电路 195
7.1 场效应管放大电路概述 195
7.1.1 MOSFET放大电路的三种组态 195
7.1.2 直流偏置电路和静态分析 195
7.1.3 小信号模型和动态分析 199
7.2 BJT与FET的组合放大电路 204
7.2.1 BJT基本放大电路和FET
基本放大电路的比较 204
7.2.2 共源-共射组合放大电路 205
程序仿真 208
本章知识小结 208
小组合作 209
习题 209
第8章 集成放大电路 214
8.1 集成放大电路概述 214
8.1.1 集成电路的概念及其优势 214
8.1.2 单片集成电路中的元件及特点 214
8.1.3 直接耦合放大电路及其零点漂移 215
8.1.4 集成放大电路的组成框图 216
8.2 电流源电路 216
8.2.1 BJT电流源 216
8.2.2 FET电流源 220
8.3 差分放大电路 221
8.3.1 共射差分放大电路的组成和工作原理 221
8.3.2 共射差分放大电路的输入输出方式和动态性能 228
8.3.3 共射差分放大电路的电压传输特性 233
8.3.4 共源差分放大电路 234
8.4 功率放大电路 236
8.4.1 功率放大电路概述 236
8.4.2 乙类OCL功率放大电路 238
8.4.3 乙类OTL电路和乙类BTL 电路 242
8.4.4 甲乙类互补对称功率放大电路 244
8.4.5 集成功率放大器 246
8.4.6 功率器件的散热 249
8.5 集成运算放大器 251
8.5.1双极型集成运算放大器LM741 252
8.5.2 CMOS集成运算放大器MC14573 254
8.5.3 集成运算放大器的主要参数 256
8.5.4 集成运算放大器的种类和选择 257
程序仿真 258
本章知识小结 259
小组合作 260
习题 260
第9章 电压比较器和信号产生电路 269
9.1 电压比较器 269
9.1.1 单限电压比较器 269
9.1.2 迟滞电压比较器 271
9.1.3 窗口比较器 274
9.1.4 集成电压比较器 274
9.2 非正弦波振荡器 276
9.2.1 矩形波振荡器 276
9.2.2 三角波振荡器 278
9.2.3 锯齿波振荡器 279
9.3 正弦波振荡器 281
9.3.1正弦波振荡原理 281
9.3.2 RC正弦波振荡器 283
9.3.3 LC选频放大器 286
9.3.4 LC正弦波振荡器 289
9.3.5 石英晶体振荡器 293
程序仿真 296
本章知识小结 297
小组合作 298
习题 298
第10章 直流稳压电源 307
10.1 直流稳压电源概述 307
10.1.1 直流稳压电源的作用和组成框图 307
10.1.2 直流稳压电源的主要技术指标 307
10.2 变压与整流 309
10.2.1 电源变压器 309
10.2.2 单相半波整流电路 309
10.2.3 单相桥式整流电路 312
10.2.4 倍压整流 315
10.3 电源滤波电路 316
10.3.1 电容滤波电路 316
10.3.2 电感滤波电路 320
10.3.3 复式滤波电路 322
10.4 线性稳压电路 322
10.4.1 线性并联稳压电路 323
10.4.2 线性串联稳压电路 327
10.5 基准电压源 329
10.5.1 温度补偿稳压二极管基准电压源 330
10.5.2 能隙基准电压源 331
10.6 集成线性稳压器 331
10.6.1 三端固定稳压器 331
10.6.2 三端可调稳压器 334
10.6.3 高精密稳压器(五端集成稳压器) 336
程序仿真 337
本章知识小结 338
小组合作 339
习题 339
第11章 数模与模数转换器 347
11.1 数模转换和模数转换的应用场景 347
11.2 数模转换器 348
11.2.1 倒T形电阻网络DAC 348
11.2.2 权电流型DAC 351
11.2.3 DAC的双极性输出 353
11.2.4 DAC的主要技术指标 354
11.3 模数转换器 355
11.3.1 模数转换基础 355
11.3.2 并行比较型ADC 358
11.3.3 逐次逼近型ADC 360
11.3.4 双积分型ADC 362
11.3.5 ADC的主要技术指标 365
程序仿真 366
本章知识小结 366
小组合作 367
习题 367
参考文献 370