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本書利用“原理分析、仿真計(jì)算、樣機(jī)測(cè)試”三步學(xué)習(xí)法對(duì)運(yùn)放電路環(huán)路進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，使讀者能夠?qū)σ延须娐窂氐桌斫猓⑶彝ㄟ^計(jì)算和仿真分析對(duì)原有電路進(jìn)行改進(jìn)，以便設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的運(yùn)放電路，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的目的。首先，進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)放電路分析，運(yùn)用反饋控制理論和穩(wěn)定性判定準(zhǔn)則進(jìn)行時(shí)域/頻域計(jì)算和仿真，當(dāng)計(jì)算結(jié)果和仿真結(jié)果一致時(shí)再進(jìn)行實(shí)際電路測(cè)試，使三者有機(jī)統(tǒng)一；然后，改變主要元器件參數(shù)，使電路工作于振蕩或超調(diào)狀態(tài)，此時(shí)測(cè)試穩(wěn)定裕度，應(yīng)該與穩(wěn)定判據(jù)相符合；之后，設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)使電路重新工作于穩(wěn)定狀態(tài)，通過這整個(gè)過程幫助讀者透徹理解運(yùn)放電路環(huán)路控制分析與設(shè)計(jì)方法。

本書適合運(yùn)放電路設(shè)計(jì)人員使用和參考，同時(shí)也可供模擬電路和電力電子相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生閱讀學(xué)習(xí)。

“虛短、虛斷”是大學(xué)老師講解運(yùn)放電路分析第一堂課的主要內(nèi)容，按照該方法進(jìn)行同相和反相放大電路分析可謂手到擒來，隨著單極點(diǎn)運(yùn)放的問世，使得運(yùn)放電路設(shè)計(jì)更加游刃有余；但是老師也說過：“可以按照該方法分析電路，但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)由于輸入電容、輸出阻抗、負(fù)載電容等參數(shù)的影響將會(huì)產(chǎn)生附加極點(diǎn)，使得運(yùn)放電路產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，當(dāng)頻率變化時(shí)，電容、電感的實(shí)際特性都將改變，這些都會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響——系統(tǒng)變得不穩(wěn)定”。當(dāng)時(shí)還不懂什么是零點(diǎn)和極點(diǎn)以及系統(tǒng)不穩(wěn)定，只感覺運(yùn)放電路太簡(jiǎn)單了�，F(xiàn)在回想起來感覺不是電路簡(jiǎn)單，而是自己當(dāng)年太簡(jiǎn)單了。工作之后發(fā)現(xiàn)如果設(shè)計(jì)的放大電路精度太低、噪聲太大、線性電源帶容性負(fù)載就會(huì)炸機(jī)，慢慢地就加深了對(duì)運(yùn)放電路的理解，但已經(jīng)是工作10年后的自己了。不知其他運(yùn)放電路設(shè)計(jì)工程師是否也有同感。如果一個(gè)人想走得快就一個(gè)人走，如果想走得遠(yuǎn)就一起走吧！

本書結(jié)合運(yùn)放電路進(jìn)行環(huán)路控制理論學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)，首先，進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)放電路分析，運(yùn)用反饋控制理論和穩(wěn)定性判定準(zhǔn)則進(jìn)行時(shí)域/頻域計(jì)算和仿真分析，當(dāng)計(jì)算結(jié)果和仿真結(jié)果一致時(shí)再進(jìn)行實(shí)際電路測(cè)試，使得三者有機(jī)統(tǒng)一；然后，改變主要元器件參數(shù)，使電路工作于振蕩或超調(diào)狀態(tài)，此時(shí)測(cè)試穩(wěn)定裕度，應(yīng)該與穩(wěn)定判據(jù)相符合；最后，設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)使電路重新工作于穩(wěn)定狀態(tài)，通過這整個(gè)過程幫助讀者透徹理解運(yùn)放電路環(huán)路控制分析與設(shè)計(jì)方法。

本書通過對(duì)運(yùn)放電路環(huán)路的穩(wěn)定性進(jìn)行工作原理分析、仿真和實(shí)際測(cè)試，使讀者能夠?qū)σ延须娐窂氐桌斫猓⑶彝ㄟ^計(jì)算和仿真分析對(duì)原有電路進(jìn)行改進(jìn)，以便設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的運(yùn)放電路，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的目的。利用如下三步學(xué)習(xí)法進(jìn)行運(yùn)放電路環(huán)路穩(wěn)定性原理分析、經(jīng)典圖樣解剖、實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)人員真正懂得運(yùn)放電路系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)：

1）原理分析——初步理解運(yùn)放電路的工作特性、控制、反饋。

2）仿真計(jì)算——根據(jù)電路技術(shù)指標(biāo)計(jì)算整體參數(shù)，并利用仿真分析對(duì)電路進(jìn)行整體測(cè)試，包括交流、直流、瞬態(tài)、開環(huán)、閉環(huán)，尤其是電路環(huán)路穩(wěn)定性。

3）樣機(jī)測(cè)試——搭建實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)試，包括穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)；并且改變參數(shù)與設(shè)置對(duì)電路進(jìn)行全面測(cè)試，包括穩(wěn)定與振蕩，并與原理分析和仿真計(jì)算進(jìn)行對(duì)比，使得三者有機(jī)統(tǒng)一。

本書的主要內(nèi)容如下：

第1章：主要講解運(yùn)放電路環(huán)路穩(wěn)定性判定準(zhǔn)則。首先講解增益裕度、相位裕度、峰值與振鈴、勞斯穩(wěn)定判據(jù)，之后結(jié)合實(shí)例對(duì)具體判定準(zhǔn)則進(jìn)行深入介紹；然后總結(jié)環(huán)路測(cè)試方法，包括Aol與1/β閉合速度法、雙注入法以及饋通的影響；最后根據(jù)運(yùn)放數(shù)據(jù)手冊(cè)建立其傳遞函數(shù)模型，包括輸入電容以及輸出阻抗，并詳細(xì)分析RLC模型在頻域分析時(shí)的工作特性。

第2章：主要講解運(yùn)放電路單反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)。首先講解ZI輸入網(wǎng)絡(luò)、ZF反饋網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和容性負(fù)載頻率特性；然后詳細(xì)講解補(bǔ)償設(shè)計(jì)，包括隔離電阻補(bǔ)償、反饋電容補(bǔ)償和噪聲增益補(bǔ)償，并對(duì)同相放大電路、反相放大電路進(jìn)行噪聲增益補(bǔ)償設(shè)計(jì)；最后結(jié)合實(shí)例對(duì)噪聲增益補(bǔ)償電路進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。

第3章：主要講解運(yùn)放電路Riso雙反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)。首先確定雙反饋設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，之后分析計(jì)算雙反饋FB1和FB2；然后結(jié)合典型電路進(jìn)行雙反饋補(bǔ)償測(cè)試；最后利用跟隨器電路進(jìn)行實(shí)際電路雙反饋設(shè)計(jì)與工作特性測(cè)試。

第4章：主要對(duì)運(yùn)放電路設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行工作原理分析、反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)、頻域穩(wěn)定性和瞬態(tài)測(cè)試，包括熱電偶變送器、儀用放大電路、復(fù)合放大電路、運(yùn)放OPAX192模型建立及其應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。

第5章：主要對(duì)運(yùn)放電路擴(kuò)展設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行工作原理分析、頻域穩(wěn)定性測(cè)試、瞬態(tài)測(cè)試以及功能擴(kuò)展。

第6章：主要利用運(yùn)放跟隨電路進(jìn)行環(huán)路穩(wěn)定性測(cè)試與補(bǔ)償設(shè)計(jì)，電路分析和補(bǔ)償方法全部來自前5章的內(nèi)容；通過設(shè)置開關(guān)改變電路工作狀態(tài)，對(duì)每種工作狀態(tài)首先進(jìn)行工作原理分析，然后進(jìn)行仿真驗(yàn)證，最后進(jìn)行實(shí)際電路測(cè)試，利用三步學(xué)習(xí)法系統(tǒng)掌握運(yùn)放電路環(huán)路穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)。

本書附帶全部電路的PSpice仿真程序、測(cè)試電路圖、電路板和實(shí)際測(cè)試波形，可通過仿客QQ群336965207進(jìn)行下載，以供讀者學(xué)習(xí)；由于分析過程中多次對(duì)仿真設(shè)置進(jìn)行修改，所以程序初始運(yùn)行結(jié)果并非與書中仿真波形一致，讀者務(wù)必按照書中內(nèi)容進(jìn)行自行設(shè)置，或者獨(dú)立繪制電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證——紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行！

張東輝

2020年8月

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