掌握模拟电路设计需要阅读的几本参考书

掌握模拟电路设计需要阅读的几本参考书！(2009-03-16 03:21:35) 转载▼

标签： op放大器滤波器微弱信号高速PCB电源教育

    与数字技术或软件相比，模拟技术人才的培养和造就仍然需要一定的实践和时间，但无论数字技术发展到任何阶段将永远离不开模拟技术。由于难度系数较大的原因，有时即便投入很多精力，如果缺乏耐心、毅力和必要的条件，投入也并非一定有回报，但一旦在一定程度上掌握了模拟应用技术，那么在未来的职业生涯中并将具有“杀手锏”一样的竞争力。为了学习这些必要的模拟技术，老师的指导是必不可少的，但是在现实中不见得谁都能够找到最合适的老师，庆幸的是我们可以找到许多模拟电路方面的优秀著作，当然要学好硬件可以参考的好图书很多，但是要象在大海中捞针似的轻易选出几本“扛鼎”之作还是很难的，今天在此介绍几本科学出版社的图书给大家作为参考。个人可以根据自己学习愿望、志向和工作需要选用参考，而对于企业来说其实“不差钱”，博主建议收藏在图书室作为新员工的学习参考资料。博主曾经购书时总希望等真正用到时才买，就没有刻意收藏ADI半导体公司在科学出版社出版的全套模拟电路应用设计丛书，无不感到遗憾，此时此刻才真正明白“未到用时方恨早”的切肤之痛啊。     科学出版社（http://www.sciencep.com/）引进了很多国外的电子电路方面的图书，大家可以通过网络购买，但有些图书在科学出版社的网站上根本找不到任何信息，更不要说详细的描述了，这是网上购买图书的最大遗憾和不足。面对林林总总的图书，到底那些图书才符合我们目前的需要呢？博主就自己的阅读和理解，在此简单地作一些基本的介绍，但也可能由于博主工作范围的局限性，以至于对图书的评价得出了不恰当的结果。与此同时博主也并非各个技术方面的“全能冠军”，因此本文仅供大家参考。博主写作此文的目是希望能够起到抛砖引玉的作用，有更多的“技术高手”给初学者推荐一些“具体”的优秀佳作。
    首先要出场地的是一套六本装的“实用电子电路设计丛书”，它们分别为《晶体管电路设计——放大电路技术的试验解析》（上、下册）、《OP放大电路设计——从重视再现性设计的基础到实际应用》、《振荡电路的设计与应用——RC振荡电路到数字频率合成器的实验解析》、《数字系统设计——从数字技术基础到ASIC设计的解析》、《数字逻辑电路的ASIC设计》。
    《晶体管电路设计》最大的特点，在说明或设计晶体管电路时，并没有采用等效电路、负载线等过去常考虑的方法。等效电路和负载线是从事电子电路设计的前辈们为了有助于理解电路的工作原理进行简单的设计而提出来的方法。但以本书作者的经验，即便不采用这些方法，也能掌握电路的工作原理，而且在电路的设计中也没有感到不便之处。在本书上册的结束语中，作者谈到了自己学习的体会，“回想起当年自己初学电子学的情景，那时读过的书大部分都是使用等效电路、负载线以及对理论公式进行说明用的。自己想进行设计时，苦于对电子学本质上不懂，不能进行任何方面的设计，只能跟随着数学式子，仅用头脑来学，而没有真正地掌握。”
    OP放大技术既是模拟技术的基础，又是模拟技术的核心，OP放大器就像一个黑匣子，使人摸不到头脑，但一旦掌握了其中的技术，就会对设计的帮助很大。对于初学者来说，本书的作者建议初学者亲自动手完成书中的实验。作者认为或许再高深的理论也会由于一根电线的连接错误，一个数字的计算错误导致前功尽弃。通过自己动手实践，理解零点偏移以及因用手去摸电路而导致的振荡变化，对将来面对更加复杂的电路和故障有很大的帮助。面对繁杂的OP 放大器，作为解决问题的方法，应将重点放在“理解电路，直到可以应用为止”，只要理解了，应用就不难了。从能够掌握原理的基本点出发，书中的200多个电路就可以与数万个实例相媲美了。
    如果只是“振荡”，那是个简单的问题，但是振荡电路若要满足频率稳定度、波形纯正度（谐波失真、寄生振荡等）、温度特性、电源电压特性等，需要掌握的技术范围就很广。在现实中，还很难找到一本真正简单易懂、容易理解振荡原理的可作为振荡电路的入门教材，而本书可能正是初学者想要的。建议初学者根据需要有选择地阅读其中对自己有用的部分内容，事实上其中的很多内容博主在工作就难以用上，关键要看你将来所从事的工作而定了。
    有关数字电路的参考图书很多，博主在此不再介绍《数字系统设计——从数字技术基础到ASIC设计的解析》了，但本书对于初学者来说，作为参考书还有一定的价值的。
    由于博主仔细读过这套丛书，因此根据工作的需要，在2004年10月就将前面的5本书纳入了公司常备的参考书目之中，基于此我认为这套书很适合本科生、研究生和开发工程师有选择地阅读，特此推荐。
    另外两本佳作的名字就是《测量电子电路设计——滤波器篇》与《测量电子电路设计——模拟篇》，它们互为姊妹篇，它们都隶属于“图解实用电子技术丛书”套装图书，由科学出版社2006年出版的图书。这是作者远坂俊昭利用休息日，为进行计算机模拟而敲键盘，握着电烙铁做实验花费5年时间完成的难得一见的两本大作，而《锁相环（PLL）电路设计与应用》则是远坂俊写作昭的另外一本由科学出版社出版的专著。其中的“滤波器篇”主要介绍“从滤波器设计到锁相放大器的应用”，本书的主题则是从放大了的信号中除去有害噪声，提取有用信号的滤波技术。无论是简单的阻容滤波器还是复杂的频谱分析器其实都统称为滤波器，由此可见其包含的种类和技术是非常庞杂的。构成前置放大器和滤波器的电路看起来简单，但关于滤波器的理论却非常复杂，而本书的重点则放在实用设计所必需的技术上。与《测量电子电路设计——滤波器篇》遥相呼应的还有一本专著那就是《LC滤波器设计与制作》，LC滤波器在难以使用运算放大器的高频领域中起到极为重要的作用，但在设计高频LC滤波器时，经常会遇到按照这样的问题，按照理论计算辛辛苦苦设计出来的滤波器，一经实际测试却发现其特性完全不符合要求。本书以测试实例为依据，对于什么样的参数会带来多大的影响的问题作了深入的说明，并在基础上给出了最合适的实际装配方法。对于初学者来说，这两本书的内容在设计中暂时还用不上，待将来需要或有余力之后，再回过头来阅读也不晚，千万不要一口吃一个胖子。
    《测量电子电路设计——模拟篇》主要介绍“从OP放大器实践电路到微弱信号的处理”，检测微弱信号的过程中最关键的部分就是传感器，而要充分发挥传感器的功效，并将检测信号放大为易于处理的信号电平，需要前置放大器完成此任务，这就是本书第一章介绍的“前置放大器的低噪声技术”。任何事情都是这样，为了更深入地理解它，最有效的方法就是亲自进行实验和制作。如果要得到低噪声电路，必须掌握有关OP放大器的选择、参数的设定及评价技术等方面的知识，这就是本书第二章介绍的“低噪声前置放大器的设计、制作及评价”。放大器的作用是将微弱信号放大到某种电平，一般来说，几乎都是放大电压信号。但是对于传感器等来讲，也有处理电流信号的情况，这就是本书第三章介绍的“电流输入放大器的设计”。在模拟电路中，OP放大器是不可缺少的，使用OP放大器的电路几乎都是在负反馈技术的基础之上形成的，电路模拟技术近年来已经发展成为电路设计的潮流，这就是本书第四章介绍的“负反馈电路的解析与电路模拟”，作为负反馈技术的一个要点，本章还将介绍抑制电路振荡的技术。有的噪声容易消除，有的噪声难以消除。从噪声或共态电压中提取信号成分并进行放大的放大器叫做差动放大器，在高精度测量中差动放大器技术是必不可少的，这就是本书第五章介绍的“差动放大器技术的应用”。信号并不总是相对于地线发生的，也有在大的共态电压上加载信号成分的情况，或者出于安全的考虑，希望将信号离地浮置起来，这时需要使用隔离放大器，这就是本书第六章介绍的“隔离放大器的使用”，这是一种特殊的放大器，在工业设备、医疗电子设备等领域应用非常广泛。
     接下来介绍一本好书，那就是《高速数字电路设计与安装技巧》，它同样隶属于《图解实用电子技术丛书》套装图书之一，主要介绍“准确传输高速信号的印刷电路板设计与噪声解决方法”。随着大规模集成电路的发展，PCB的设计变得越来越难，这就要求在技术上对高速信号回路和电源的获取方法给予足够的重视。无论是初学者还是经验丰富的电路设计工程师，只要你未曾设计告诉信号PCB，那么大家在这方面应该都是初学者，那么可以说本书的价值是非常之大的。
    最后介绍一本《实用电源电路设计——从整流电路到开关稳压器》方面的专著，本书的一个特点是注重基础，为了帮助读者设计动手，作者用了大量的篇幅介绍相关的基础知识，甚至包括一些复杂的公式推导，同时作者还介绍了很多设计过程中的技巧，避免读者走弯路。好，那就按照书上说的动手试一试吧！
    “图解实用电子技术丛书”丛书还包括《传感器应用技巧141例》、《模拟技术应用技巧101例》、《OP放大器应用技巧100例》、《数字电路设计》、《高频电路设计与制作》、《晶体管电路设计与制作》、《高低频电路设计与制作》、《直流电动机实际应用技巧》、《开关稳压电路的设计与制作》等重要的专著，大家可以根据工作的需要，有选择地阅读和学习。
    可以这样说，模拟电路技术应用范围广泛，其技术深度、难度和广度博大精深，一个人的精力和能力确实有限，只能结合实际的需要有选择地学习、研究和应用，因此博主对模拟技术的熟悉程度也仅仅局限于自己工作的范围，对很多实际的应用也是一知半解。过去由于条件的限制，博主对自己工作领域所用到的模拟技术的很多细节，也同样缺乏理论与实践相结合的深入研究与验证，目前正在不断地投入仪器和人力资源逐步完善和总结，期望在下一步能够写出新的著作，为发展嵌入式系统应用技术作出新的贡献。尽管我们已经有将近30位模拟技术开发工程师，但从发展的角度来看，无论是从人才的数量，还是人才的质量，这方面的人才还远远不够，欢迎更多的模拟技术人才加盟。  
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