电子电路设计原理与应用 卷2 应用电路PDF电子书下载

卷Ⅱ应用电路 1

第1章 运算放大器的应用 1

1.1 求和放大器 1

1.2 减法电路 1

2.1 换算为加法 1

1.2.2 使用单个运算放大器的减法运算 2

1.3 双极性系数电路 4

1.4 积分器 5

1.4.1 反相积分器 5

1.4.2 初始条件 7

1.4.3 求和积分器 8

1.4.4 同相积分器 8

1.5 微分器 9

1.5.1 基本电路 9

1.5.2 实际电路的实现 9

1.5.3 高输入阻抗微分器 10

1.6 求解微分方程 10

1.7 函数网络 12

1.7.1 对数电路 12

1.7.2 指数函数 15

1.7.3 用对数计算幂函数 16

1.7.4 正弦函数和余弦函数 16

1.7.5 任意函数网络 21

1.8 模拟乘法器 23

1.8.1 对数放大器构成的乘法器 23

1.8.2 跨导型乘法器 24

1.8.3 以电控电阻构成的乘法器 28

1.8.4 乘法器的调整 29

1.8.5 扩展为四象限乘法器 30

1.8.6 用乘法器构成除法器或平方根产生器 30

1.9 坐标变换 31

1.9.1 从极坐标变换到笛卡儿坐标 31

1.9.2 从笛卡儿坐标变换到极坐标 32

第2章 受控源和阻抗变换器 34

2.1 电压控制的电压源 34

2.2 电流控制的电压源 35

2.3 电压控制的电流源 36

2.3.1 负载浮置的电流源 36

2.3.2 负载接地的电流源 37

2.3.3 用晶体管构成精密电流源 39

2.3.4 浮置电流源 42

2.4 电流控制的电流源 43

2.5 负阻抗变换器（NIC） 44

2.6 回转器 45

2.7 环行器 48

第3章 有源滤波器 51

3.1 低通滤波器的基本理论 51

3.1.1 巴特沃斯低通滤波器 54

3.1.2 切比雪夫低通滤波器 56

3.1.3 贝塞尔低通滤波器 58

3.1.4 理论小结 64

3.2 低通／高通滤波器的转换 65

3.3 一阶低通和一阶高通滤波器的实现 65

3.4 二阶低通和二阶高通滤波器的实现 67

3.4.1 LRC滤波器 67

3.4.2 多路负反馈滤波器 67

3.4.3 单路正反馈滤波器 68

3.5 高阶低通和高通滤波器的实现 70

3.6 低通／带通滤波器的转换 72

3.6.1 二阶带通滤波器 72

3.6.2 四阶带通滤波器 73

3.7 二阶带通滤波器的实现 75

3.7.1 LRC带通滤波器 76

3.7.2 多路负反馈带通滤波器 76

3.7.3 单路正反馈带通滤波器 77

3.8 低通／带阻滤波器的转换 78

3.9 二阶带阻滤波器的实现 79

3.9.1 LRC带阻滤波器 79

3.9.2 有源双T带阻滤波器 79

3.9.3 有源文氏桥带阻滤波器 80

3.10 全通滤波器 81

3.10.1 基本原理 81

3.10.2 一阶全通滤波器的实现 83

3.10.3 二阶全通滤波器的实现 83

3.11 可调节的通用滤波器 84

3.12 开关电容滤波器 89

3.12.1 原理 89

3.12.2 开关电容积分器 89

3.12.3 一阶开关电容滤波器 90

3.12.4 二阶开关电容滤波器 91

3.12.5 用集成电路实现开关电容滤波器 92

3.12.6 使用开关电容滤波器的一般注意事项 92

3.12.7 可用型号概览 92

第4章 信号产生器 94

4.1 LC振荡器 94

4.1.1 起振条件 94

4.1.2 Meissner振荡器 95

4.1.3 哈特莱振荡器 96

4.1.4 考毕兹振荡器 97

4.1.5 发射极耦合的LC振荡器 97

4.1.6 推挽式振荡器 98

4.2 石英晶体振荡器 98

4.2.1 石英晶体的电特性 99

4.2.2 基频振荡器 100

4.2.3 谐波振荡器 101

4.3 文氏桥振荡器 102

4.4 微分方程振荡器 105

4.5 函数发生器 107

4.5.1 基本电路 108

4.5.2 实际电路的实现 108

4.5.3 频率可控制的函数发生器 109

4.5.4 同时产生正弦和余弦信号 111

第5章 功率放大器 113

5.1 以射极跟随器作为功率放大器 113

5.2 互补射极跟随器 114

5.2.1 B类互补射极跟随器 114

5.2.2 AB类互补射极跟随器 116

5.2.3 偏置电压的建立 117

5.3 互补达林顿电路 118

5.4 互补源极跟随器 119

5.5 限流电路 120

5.6 四象限工作 122

5.7 功率输出级的设计 123

5.8 具有电压增益的驱动电路 125

5.9 增大集成运算放大器的输出电流 126

第6章 电源电路 128

6.1 电源变压器的特性 128

6.2 整流电路 129

6.2.1 半波整流器 129

6.2.2 桥式整流器 130

6.2.3 中心抽头整流器 132

6.3 线性稳压器 133

6.3.1 基本稳压电路 133

6.3.2 输出固定电压的稳压器 134

6.3.3 输出电压可调的稳压器 136

6.3.4 降低落差电压的稳压器 136

6.3.5 负电压稳压器 138

6.3.6 浮置电压的对称分压 138

6.3.7 具有电压传感接入端的稳压器 139

6.3.8 实验工作台电源 139

6.3.9 集成稳压器 140

6.4 参考电压的产生 141

6.4.1 齐纳二极管参考电压源 141

6.4.2 带隙参考电压源 143

6.4.3 典型的参考电压源 144

6.5 开关型电源 145

6.6 次级开关稳压器 146

6.6.1 降压转换器 146

6.6.2 开关信号的产生 148

6.6.3 升压转换器 150

6.6.4 反向转换器 151

6.6.5 电荷泵转换器 151

6.6.6 集成开关稳压器 152

6.7 初级开关稳压器 154

6.7.1 单端转换器 154

6.7.2 推挽转换器 155

6.7.3 高频变压器 156

6.7.4 功率开关 157

6.7.5 开关信号的产生 159

6.7.6 损耗分析 160

6.7.7 集成驱动电路 161

第7章 模拟开关和采样-保持电路 164

7.1 原理 164

7.2 电子开关 165

7.2.1 场效应管开关 165

7.2.2 二极管开关 166

7.2.3 双极型晶体管开关 169

7.2.4 差分放大器开关 171

7.3 使用放大器的模拟开关 173

7.3.1 高电压模拟开关 173

7.3.2 可切换增益的放大器 173

7.4 采样-保持电路 174

7.4.1 基本原理 174

7.4.2 实际电路的实现 176

第8章 数模和模数转换器 178

8.1 采样定理 178

8.2 分辨率 182

8.3 DA转换的原理 183

8.4 CMOS技术实现的DA转换器 183

8.4.1 权电流求和 183

8.4.2 双掷开关构成的DA转换器 184

8.4.3 梯形网络 184

8.4.4 倒置工作的梯形网络 185

8.5 十进制加权的梯形网络 186

8.6 双极型技术实现的DA转换器 187

8.7 DA转换器的特殊应用 188

8.7.1 有符号数的处理 188

8.7.2 乘法式DA转换器 190

8.7.3 除法式DA转换器 190

8.7.4 DA转换器构成函数发生器 191

8.8 DA转换器的精度 193

8.8.1 静态误差 193

8.8.2 动态特性 193

8.9 AD转换的原理 196

8.10 AD转换器的设计 196

8.10.1 并行转换器 196

8.10.2 两步转换器 198

8.10.3 逐次渐近法 200

8.10.4 计数法 203

8.10.5 过采样 207

8.11 AD转换器的误差 211

8.11.1 静态误差 211

8.11.2 动态误差 211

8.12 各种类型AD转换器的比较 212

第9章 数字滤波器 214

9.1 数字传递函数 215

9.1.1 时域分析 215

9.1.2 频域分析 215

9.2 基本结构 218

9.3 有限冲激响应（FIR）滤波器的设计分析 220

9.3.1 基本方程 221

9.3.2 简单实例 222

9.3.3 滤波器系数的计算 225

9.4 FIR滤波器的实现 235

9.4.1 用并行方法实现FIR滤波器 235

9.4.2 用串行方法实现FIR滤波器 236

9.5 无限冲激响应（IIR）滤波器的设计 237

9.5.1 滤波器系数的计算 237

9.5.2 级联结构的IIR滤波器 239

9.6 IIR滤波器的实现 242

9.6.1 由简单模块构建 242

9.6.2 用大规模集成（LSI）器件设计IIR滤波器 245

9.7 FIR和IIR滤波器的比较 247

第10章 测量电路 249

10.1 电压测量 249

10.1.1 阻抗变换器 249

10.1.2 电位差测量 250

10.1.3 隔离放大器 254

10.2 电流测量 256

10.2.1 浮置的零电阻电流表 256

10.2.2 高电位电流的测量 257

10.3 交流／直流变换器 258

10.3.1 平均绝对值测量 258

10.3.2 有效值测量 260

10.3.3 峰值测量 264

10.3.4 同步解调器 266

第11章 传感器和测量系统 270

11.1 温度测量 270

11.1.1 金属PTC热敏电阻 270

11.1.2 硅PTC热敏电阻 272

11.1.3 NTC热敏电阻 272

11.1.4 电阻式温度检测器的应用 272

11.1.5 以晶体管作为温度传感器 276

11.1.6 热电偶 279

11.1.7 型号概览 283

11.2 压力测量 284

11.2.1 压力传感器的设计 284

11.2.2 具有温度补偿的压力传感器工作原理 286

11.2.3 压力传感器的温度补偿 288

11.2.4 商品化的压力传感器 290

11.3 湿度测量 291

11.3.1 湿度传感器 292

11.3.2 电容性湿度传感器的接口电路 292

11.4 传感器信号的传输 294

11.4.1 直接耦合的电信号传输 294

11.4.2 电气隔离的信号传输 297

11.5 传感器信号的校准 298

11.5.1 模拟信号的校准 298

11.5.2 计算机辅助校准 301

第12章 电子控制系统 304

12.1 基本原理 304

12.2 控制器的类型 305

12.2.1 P控制器 305

12.2.2 PI控制器 306

12.2.3 PID控制器 308

12.2.4 具有可调参数的PID控制器 310

12.3 非线性系统的控制 311

12.3.1 静态非线性 311

12.3.2 动态非线性 312

12.4 锁相环 313

12.4.1 以采样-保持电路作为鉴相器 314

12.4.2 以同步解调器作为鉴相器 316

12.4.3 对频率敏感的鉴相器 318

12.4.4 可扩展测量范围的鉴相器 319

12.4.5 锁相环构成的倍频器 320

本书的主要符号 322