掌握模擬電路設(shè)計(jì)需要閱讀的幾本參考書

正文：與數(shù)字技術(shù)或軟件相比，模擬技術(shù)人才的培養(yǎng)和造就仍然需要一定的實(shí)踐和時(shí)間，但無(wú)論數(shù)字技術(shù)發(fā)展到任何階段將永遠(yuǎn)離不開(kāi)模擬技術(shù)。由于難度系數(shù)較大的原因，有時(shí)即便投入很多精力，如果缺乏耐心、毅力和必要的條件，投入也并非一定有回報(bào)，但一旦在一定程度上掌握了模擬應(yīng)用技術(shù)，那么在未來(lái)的職業(yè)生涯中并將具有“殺手锏”一樣的競(jìng)爭(zhēng)力。為了學(xué)習(xí)這些必要的模擬技術(shù)，老師的指導(dǎo)是必不可少的，但是在現(xiàn)實(shí)中不見(jiàn)得誰(shuí)都能夠找到最合適的老師，慶幸的是我們可以找到許多模擬電路方面的優(yōu)秀著作，當(dāng)然要學(xué)好硬件可以參考的好圖書很多，但是要象在大海中撈針?biāo)频妮p易選出幾本“扛鼎”之作還是很難的，今天在此介紹幾本科學(xué)出版社的圖書給大家作為參考。個(gè)人可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)愿望、志向和工作需要選用參考，而對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)其實(shí)“不差錢”，博主建議收藏在圖書室作為新員工的學(xué)習(xí)參考資料。博主曾經(jīng)購(gòu)書時(shí)總希望等真正用到時(shí)才買，就沒(méi)有刻意收藏ADI半導(dǎo)體公司在科學(xué)出版社出版的全套模擬電路應(yīng)用設(shè)計(jì)叢書，無(wú)不感到遺憾，此時(shí)此刻才真正明白“未到用時(shí)方恨早”的切膚之痛啊?？茖W(xué)出版社引進(jìn)了很多國(guó)外的電子電路方面的圖書，大家可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買，但有些圖書在科學(xué)出版社的網(wǎng)站上根本找不到任何信息，更不要說(shuō)詳細(xì)的描述了，這是網(wǎng)上購(gòu)買圖書的最大遺憾和不足。面對(duì)林林總總的圖書，到底那些圖書才符合我們目前的需要呢？博主就自己的閱讀和理解，在此簡(jiǎn)單地作一些基本的介紹，但也可能由于博主工作范圍的局限性，以至于對(duì)圖書的評(píng)價(jià)得出了不恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。與此同時(shí)博主也并非各個(gè)技術(shù)方面的“全能冠軍”，因此本文僅供大家參考。博主寫作此文的目是希望能夠起到拋磚引玉的作用，有更多的“技術(shù)高手”給初學(xué)者推薦一些“具體”的優(yōu)秀佳作。首先要出場(chǎng)地的是一套六本裝的“實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)叢書”，它們分別為《晶體管電路設(shè)計(jì)——放大電路技術(shù)的試驗(yàn)解析》（上、下冊(cè)）、《OP放大電路設(shè)計(jì)——從重視再現(xiàn)性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)到實(shí)際應(yīng)用》、《振蕩電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用——RC振蕩電路到數(shù)字頻率合成器的實(shí)驗(yàn)解析》、《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)——從數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)到ASIC設(shè)計(jì)的解析》、《數(shù)字邏輯電路的ASIC設(shè)計(jì)》?！毒w管電路設(shè)計(jì)》最大的特點(diǎn)，在說(shuō)明或設(shè)計(jì)晶體管電路時(shí)，并沒(méi)有采用等效電路、負(fù)載線等過(guò)去常考慮的方法。等效電路和負(fù)載線是從事電子電路設(shè)計(jì)的前輩們?yōu)榱擞兄诶斫怆娐返墓ぷ髟磉M(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)而提出來(lái)的方法。但以本書作者的經(jīng)驗(yàn)，即便不采用這些方法，也能掌握電路的工作原理，而且在電路的設(shè)計(jì)中也沒(méi)有感到不便之處。在本書上冊(cè)的結(jié)束語(yǔ)中，作者談到了自己學(xué)習(xí)的體會(huì)，“回想起當(dāng)年自己初學(xué)電子學(xué)的情景，那時(shí)讀過(guò)的書大部分都是使用等效電路、負(fù)載線以及對(duì)理論公式進(jìn)行說(shuō)明用的。自己想進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，苦于對(duì)電子學(xué)本質(zhì)上不懂，不能進(jìn)行任何方面的設(shè)計(jì)，只能跟隨著數(shù)學(xué)式子，僅用頭腦來(lái)學(xué)，而沒(méi)有真正地掌握。”O(jiān)P放大技術(shù)既是模擬技術(shù)的基礎(chǔ)，又是模擬技術(shù)的核心，OP放大器就像一個(gè)黑匣子，使人摸不到頭腦，但一旦掌握了其中的技術(shù)，就會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的幫助很大。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，本書的作者建議初學(xué)者親自動(dòng)手完成書中的實(shí)驗(yàn)。作者認(rèn)為或許再高深的理論也會(huì)由于一根電線的連接錯(cuò)誤，一個(gè)數(shù)字的計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致前功盡棄。通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)踐，理解零點(diǎn)偏移以及因用手去摸電路而導(dǎo)致的振蕩變化，對(duì)將來(lái)面對(duì)更加復(fù)雜的電路和故障有很大的幫助。面對(duì)繁雜的OP放大器，作為解決問(wèn)題的方法，應(yīng)將重點(diǎn)放在“理解電路，直到可以應(yīng)用為止”，只要理解了，應(yīng)用就不難了。從能夠掌握原理的基本點(diǎn)出發(fā)，書中的200多個(gè)電路就可以與數(shù)萬(wàn)個(gè)實(shí)例相媲美了。如果只是“振蕩”，那是個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但是振蕩電路若要滿足頻率穩(wěn)定度、波形純正度（諧波失真、寄生振蕩等）、溫度特性、電源電壓特性等，需要掌握的技術(shù)范圍就很廣。在現(xiàn)實(shí)中，還很難找到一本真正簡(jiǎn)單易懂、容易理解振蕩原理的可作為振蕩電路的入門教材，而本書可能正是初學(xué)者想要的。建議初學(xué)者根據(jù)需要有選擇地閱讀其中對(duì)自己有用的部分內(nèi)容，事實(shí)上其中的很多內(nèi)容博主在工作就難以用上，關(guān)鍵要看你將來(lái)所從事的工作而定了。有關(guān)數(shù)字電路的參考圖書很多，博主在此不再介紹《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)——從數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)到ASIC設(shè)計(jì)的解析》了，但本書對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，作為參考書還有一定的價(jià)值的。由于博主仔細(xì)讀過(guò)這套叢書，因此根據(jù)工作的需要，在2004年10月就將前面的5本書納入了公司常備的參考書目之中，基于此我認(rèn)為這套書很適合本科生、研究生和開(kāi)發(fā)工程師有選擇地閱讀，特此推薦。另外兩本佳作的名字就是《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì)——濾波器篇》與《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì)——模擬篇》，它們互為姊妹篇，它們都隸屬于“圖解實(shí)用電子技術(shù)叢書”套裝圖書，由科學(xué)出版社2006年出版的圖書。這是作者遠(yuǎn)坂俊昭利用休息日，為進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬而敲鍵盤，握著電烙鐵做實(shí)驗(yàn)花費(fèi)5年時(shí)間完成的難得一見(jiàn)的兩本大作，而《鎖相環(huán)（PLL）電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》則是遠(yuǎn)坂俊寫作昭的另外一本由科學(xué)出版社出版的專著。其中的“濾波器篇”主要介紹“從濾波器設(shè)計(jì)到鎖相放大器的應(yīng)用”，本書的主題則是從放大了的信號(hào)中除去有害噪聲，提取有用信號(hào)的濾波技術(shù)。無(wú)論是簡(jiǎn)單的阻容濾波器還是復(fù)雜的頻譜分析器其實(shí)都統(tǒng)稱為濾波器，由此可見(jiàn)其包含的種類和技術(shù)是非常龐雜的。構(gòu)成前置放大器和濾波器的電路看起來(lái)簡(jiǎn)單，但關(guān)于濾波器的理論卻非常復(fù)雜，而本書的重點(diǎn)則放在實(shí)用設(shè)計(jì)所必需的技術(shù)上。與《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì)——濾波器篇》遙相呼應(yīng)的還有一本專著那就是《LC濾波器設(shè)計(jì)與制作》，LC濾波器在難以使用運(yùn)算放大器的高頻領(lǐng)域中起到極為重要的作用，但在設(shè)計(jì)高頻LC濾波器時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到按照這樣的問(wèn)題，按照理論計(jì)算辛辛苦苦設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器，一經(jīng)實(shí)際測(cè)試卻發(fā)現(xiàn)其特性完全不符合要求。本書以測(cè)試實(shí)例為依據(jù)，對(duì)于什么樣的參數(shù)會(huì)帶來(lái)多大的影響的問(wèn)題作了深入的說(shuō)明，并在基礎(chǔ)上給出了最合適的實(shí)際裝配方法。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這兩本書的內(nèi)容在設(shè)計(jì)中暫時(shí)還用不上，待將來(lái)需要或有余力之后，再回過(guò)頭來(lái)閱讀也不晚，千萬(wàn)不要一口吃一個(gè)胖子?！稖y(cè)量電子電路設(shè)計(jì)——模擬篇》主要介紹“從OP放大器實(shí)踐電路到微弱信號(hào)的處理”，檢測(cè)微弱信號(hào)的過(guò)程中最關(guān)鍵的部分就是傳感器，而要充分發(fā)揮傳感器的功效，并將檢測(cè)信號(hào)放大為易于處理的信號(hào)電平，需要前置放大器完成此任務(wù)，這就是本書第一章介紹的“前置放大器的低噪聲技術(shù)”。任何事情都是這樣，為了更深入地理解它，最有效的方法就是親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和制作。如果要得到低噪聲電路，必須掌握有關(guān)OP放大器的選擇、參數(shù)的設(shè)定及評(píng)價(jià)技術(shù)等方面的知識(shí)，這就是本書第二章介紹的“低噪聲前置放大器的設(shè)計(jì)、制作及評(píng)價(jià)”。放大器的作用是將微弱信號(hào)放大到某種電平，一般來(lái)說(shuō)，幾乎都是放大電壓信號(hào)。但是對(duì)于傳感器等來(lái)講，也有處理電流信號(hào)的情況，這就是本書第三章介紹的“電流輸入放大器的設(shè)計(jì)”。在模擬電路中，OP放大器是不可缺少的，使用OP放大器的電路幾乎都是在負(fù)反饋技術(shù)的基礎(chǔ)之上形成的，電路模擬技術(shù)近年來(lái)已經(jīng)發(fā)展成為電路設(shè)計(jì)的潮流，這就是本書第四章介紹的“負(fù)反饋電路的解析與電路模擬”，作為負(fù)反饋技術(shù)的一個(gè)要點(diǎn)，本章還將介紹抑制電路振蕩的技術(shù)。有的噪聲容易消除，有的噪聲難以消除。從噪聲或共態(tài)電壓中提取信號(hào)成分并進(jìn)行放大的放大器叫做差動(dòng)放大器，在高精度測(cè)量中差動(dòng)放大器技術(shù)是必不可少的，這就是本書第五章介紹的“差動(dòng)放大器技術(shù)的應(yīng)用”。信號(hào)并不總是相對(duì)于地線發(fā)生的，也有在大的共態(tài)電壓上加載信號(hào)成分的情況，或者出于安全的考慮，希望將信號(hào)離地浮置起來(lái)，這時(shí)需要使用隔離放大器，這就是本書第六章介紹的“隔離放大器的使用”，這是一種特殊的放大器，在工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。接下來(lái)介紹一本好書，那就是《高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)與安裝技巧》，它同樣隸屬于《圖解實(shí)用電子技術(shù)叢書》套裝圖書之一，主要介紹“準(zhǔn)確傳輸高速信號(hào)的印刷電路板設(shè)計(jì)與噪聲解決方法”。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，PCB的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越難，這就要求在技術(shù)上對(duì)高速信號(hào)回路和電源的獲取方法給予足夠的重視。無(wú)論是初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的電路設(shè)計(jì)工程師，只要你未曾設(shè)計(jì)告訴信號(hào)PCB，那么大家在這方面應(yīng)該都是初學(xué)者，那么可以說(shuō)本書的價(jià)值是非常之大的。最后介紹一本《實(shí)用電源電路設(shè)計(jì)——從整流電路到開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器》方面的專著，本書的一個(gè)特點(diǎn)是注重基礎(chǔ)，為了幫助讀者設(shè)計(jì)動(dòng)手，作者用了大量的篇幅介紹相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，甚至包括一些復(fù)雜的公式推導(dǎo)，同時(shí)作者還介紹了很多設(shè)計(jì)過(guò)程中的技巧，避免讀者走彎路。好，那就按照書上說(shuō)的動(dòng)手試一試吧！“圖解實(shí)用電子技術(shù)叢書”叢書還包括《傳感器應(yīng)用技巧141例》、《模擬技術(shù)應(yīng)用技巧101例》、《OP放大器應(yīng)用技巧100例》、《數(shù)字電路設(shè)計(jì)》、《高頻電路設(shè)計(jì)與制作》、《晶體管電路設(shè)計(jì)與制作》、《高低頻電路設(shè)計(jì)與制作》、《直流電動(dòng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用技巧》、《開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)與制作》等重要的專著，大家可以根據(jù)工作的需要，有選擇地閱讀和學(xué)習(xí)。可以這樣說(shuō)，模擬電路技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，其技術(shù)深度、難度和廣度博大精深，一個(gè)人的精力和能力確實(shí)有限，只能結(jié)合實(shí)際的需要有選擇地學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用，因此博主對(duì)模擬技術(shù)的熟悉程度也僅僅局限于自己工作的范圍，對(duì)很多實(shí)際的應(yīng)用也是一知半解。過(guò)去由于條件的限制，博主對(duì)自己工作領(lǐng)域所用到的模擬技術(shù)的很多細(xì)節(jié)，也同樣缺乏理論與實(shí)踐相結(jié)合的深入研究與驗(yàn)證，目前正在不斷地投入儀器和人力資源逐步完善