图书简介:
目 录
卷Ⅱ 应用电路
第1章 运算放大器的应用
1.1 求和放大器
1.2 减法电路
1.2.1 换算为加法
1.2.2 使用单个运算放大器的减法运算
1.3 双极性系数电路
1.4 积分器
1.4.1 反相积分器
1.4.2 初始条件
1.4.3 求和积分器
1.4.4 同相积分器
1.5 微分器
1.5.1 基本电路
1.5.2 实际电路的实现
1.5.3 高输入阻抗微分器
1.6 求解微分方程
1.7 函数网络
1.7.1 对数电路
1.7.2 指数函数
1.7.3 用对数计算幂函数
1.7.4 正弦函数和余弦函数
1.7.5 任意函数网络
1.8 模拟乘法器
1.8.1 对数放大器构成的乘法器
1.8.2 跨导型乘法器
1.8.3 以电控电阻构成的乘法器
1.8.4 乘法器的调整
1.8.5 扩展为四象限乘法器
1.8.6 用乘法器构成除法器或平方根产生器
1.9 坐标变换
1.9.1 从极坐标变换到笛卡儿坐标
1.9.2 从笛卡儿坐标变换到极坐标
第2章 受控源和阻抗变换器
2.1 电压控制的电压源
2.2 电流控制的电压源
2.3 电压控制的电流源
2.3.1 负载浮置的电流源
2.3.2 负载接地的电流源
2.3.3 用晶体管构成精密电流源
2.3.4 浮置电流源
2.4 电流控制的电流源
2.5 负阻抗变换器(NIC)
2.6 回转器
2.7 环行器
第3章 有源滤波器
3.1 低通滤波器的基本理论
3.1.1 巴特沃斯低通滤波器
3.1.2 切比雪夫低通滤波器
3.1.3 贝塞尔低通滤波器
3.1.4 理论小结
3.2 低通/高通滤波器的转换
3.3 一阶低通和一阶高通滤波器的实现
3.4 二阶低通和二阶高通滤波器的实现
3.4.1 LRC滤波器
3.4.2 多路负反馈滤波器
3.4.3 单路正反馈滤波器
3.5 高阶低通和高通滤波器的实现
3.6 低通/带通滤波器的转换
3.6.1 二阶带通滤波器
3.6.2 四阶带通滤波器
3.7 二阶带通滤波器的实现
3.7.1 LRC带通滤波器
3.7.2 多路负反馈带通滤波器
3.7.3 单路正反馈带通滤波器
3.8 低通/带阻滤波器的转换
3.9 二阶带阻滤波器的实现
3.9.1 LRC带阻滤波器
3.9.2 有源双T带阻滤波器
3.9.3 有源文氏桥带阻滤波器
3.10 全通滤波器
3.10.1 基本原理
3.10.2 一阶全通滤波器的实现
3.10.3 二阶全通滤波器的实现
3.11 可调节的通用滤波器
3.12 开关电容滤波器
3.12.1 原理
3.12.2 开关电容积分器
3.12.3 一阶开关电容滤波器
3.12.4 二阶开关电容滤波器
3.12.5 用集成电路实现开关电容滤波器
3.12.6 使用开关电容滤波器的一般注意事项
3.12.7 可用型号概览
第4章 信号产生器
4.1 LC振荡器
4.1.1 起振条件
4.1.2 Meissner振荡器
4.1.3 哈特莱振荡器
4.1.4 考毕兹振荡器
4.1.5 发射极耦合的LC振荡器
4.1.6 推挽式振荡器
4.2 石英晶体振荡器
4.2.1 石英晶体的电特性
4.2.2 基频振荡器
4.2.3 谐波振荡器
4.3 文氏桥振荡器
4.4 微分方程振荡器
4.5 函数发生器
4.5.1 基本电路
4.5.2 实际电路的实现
4.5.3 频率可控制的函数发生器
4.5.4 同时产生正弦和余弦信号
第5章 功率放大器
5.1 以射极跟随器作为功率放大器
5.2 互补射极跟随器
5.2.1 B类互补射极跟随器
5.2.2 AB类互补射极跟随器
5.2.3 偏置电压的建立
5.3 互补达林顿电路
5.4 互补源极跟随器
5.5 限流电路
5.6 四象限工作
5.7 功率输出级的设计
5.8 具有电压增益的驱动电路
5.9 增大集成运算放大器的输出电流
第6章 电源电路
6.1 电源变压器的特性
6.2 整流电路
6.2.1 半波整流器
6.2.2 桥式整流器
6.2.3 中心抽头整流器
6.3 线性稳压器
6.3.1 基本稳压电路
6.3.2 输出固定电压的稳压器
6.3.3 输出电压可调的稳压器
6.3.4 降低落差电压的稳压器
6.3.5 负电压稳压器
6.3.6 浮置电压的对称分压
6.3.7 具有电压传感接入端的稳压器
6.3.8 实验工作台电源
6.3.9 集成稳压器
6.4 参考电压的产生
6.4.1 齐纳二极管参考电压源
6.4.2 带隙参考电压源
6.4.3 典型的参考电压源
6.5 开关型电源
6.6 次级开关稳压器
6.6.1 降压转换器
6.6.2 开关信号的产生
6.6.3 升压转换器
6.6.4 反向转换器
6.6.5 电荷泵转换器
6.6.6 集成开关稳压器
6.7 初级开关稳压器
6.7.1 单端转换器
6.7.2 推挽转换器
6.7.3 高频变压器
6.7.4 功率开关
6.7.5 开关信号的产生
6.7.6 损耗分析
6.7.7 集成驱动电路
第7章 模拟开关和采样-保持电路
7.1 原理
7.2 电子开关
7.2.1 场效应管开关
7.2.2 二极管开关
7.2.3 双极型晶体管开关
7.2.4 差分放大器开关
7.3 使用放大器的模拟开关
7.3.1 高电压模拟开关
7.3.2 可切换增益的放大器
7.4 采样-保持电路
7.4.1 基本原理
7.4.2 实际电路的实现
第8章 数模和模数转换器
8.1 采样定理
8.2 分辨率
8.3 DA转换的原理
8.4 CMOS技术实现的DA转换器
8.4.1 权电流求和
8.4.2 双掷开关构成的DA转换器
8.4.3 梯形网络
8.4.4 倒置工作的梯形网络
8.5 十进制加权的梯形网络
8.6 双极型技术实现的DA转换器
8.7 DA转换器的特殊应用
8.7.1 有符号数的处理
8.7.2 乘法式DA转换器
8.7.3 除法式DA转换器
8.7.4 DA转换器构成函数发生器
8.8 DA转换器的精度
8.8.1 静态误差
8.8.2 动态特性
8.9 AD转换的原理
8.10 AD转换器的设计
8.10.1 并行转换器
8.10.2 两步转换器
8.10.3 逐次渐近法
8.10.4 计数法
8.10.5 过采样
8.11 AD转换器的误差
8.11.1 静态误差
8.11.2 动态误差
8.12 各种类型AD转换器的比较
第9章 数字滤波器
9.1 数字传递函数
9.1.1 时域分析
9.1.2 频域分析
9.2 基本结构
9.3 有限冲激响应(FIR)滤波器的设计分析
9.3.1 基本方程
9.3.2 简单实例
9.3.3 滤波器系数的计算
9.4 FIR滤波器的实现
9.4.1 用并行方法实现FIR滤波器
9.4.2 用串行方法实现FIR滤波器
9.5 无限冲激响应(IIR)滤波器的设计
9.5.1 滤波器系数的计算
9.5.2 级联结构的IIR滤波器
9.6 IIR滤波器的实现
9.6.1 由简单模块构建
9.6.2 用大规模集成(LSI)器件设计IIR滤波器
9.7 FIR和IIR滤波器的比较
第10章 测量电路
10.1 电压测量
10.1.1 阻抗变换器
10.1.2 电位差测量
10.1.3 隔离放大器
10.2 电流测量
10.2.1 浮置的零电阻电流表
10.2.2 高电位电流的测量
10.3 交流/直流变换器
10.3.1 平均绝对值测量
10.3.2 有效值测量
10.3.3 峰值测量
10.3.4 同步解调器
第11章 传感器和测量系统
11.1 温度测量
11.1.1 金属PTC热敏电阻
11.1.2 硅PTC热敏电阻
11.1.3 NTC热敏电阻
11.1.4 电阻式温度检测器的应用
11.1.5 以晶体管作为温度传感器
11.1.6 热电偶
11.1.7 型号概览
11.2 压力测量
11.2.1 压力传感器的设计
11.2.2 具有温度补偿的压力传感器工作原理
11.2.3 压力传感器的温度补偿
11.2.4 商品化的压力传感器
11.3 湿度测量
11.3.1 湿度传感器
11.3.2 电容性湿度传感器的接口电路
11.4 传感器信号的传输
11.4.1 直接耦合的电信号传输
11.4.2 电气隔离的信号传输
11.5 传感器信号的校准
11.5.1 模拟信号的校准
11.5.2 计算机辅助校准
第12章 电子控制系统
12.1 基本原理
12.2 控制器的类型
12.2.1 P控制器
12.2.2 PI控制器
12.2.3 PID控制器
12.2.4 具有可调参数的PID控制器
12.3 非线性系统的控制
12.3.1 静态非线性
12.3.2 动态非线性
12.4 锁相环
12.4.1 以采样-保持电路作为鉴相器
12.4.2 以同步解调器作为鉴相器
12.4.3 对频率敏感的鉴相器
12.4.4 可扩展测量范围的鉴相器
12.4.5 锁相环构成的倍频器
本书的主要符号
展开
本书原作者的中文版前言
Preface
The purpose of this book is to help the reader to understand off the shelf circuits and to design his or her own circuitry. The book is written for students, practicing engineers, and scientists. It covers the fundamentals of digital and optoelectronic circuits. The book is a translation of parts of the 12th edition of the German bestseller Halbleiter-Schaltungstechnik.
The chapters dealing with digital circuit design begin with a description of latching circuits for pulse shaping and simple pulse generation. A discussion of combinatorial circuits follows, with an introduction to computational algebra for the formal description and the methods for simplifying Boolean equations. The internal circuitry of commercially available gates is then explained and the most common combinational circuits are presented.
Sequential circuits begin with the internal construction and the behavior of flip-flops and the systematic design of state diagrams. The most common sequential logic circuits are presented together with their implementation using PLDs and FPGAs. The designs of digital circuits are rounded off with a chapter on semiconductor memories. Here the most common variants are described and compared regarding their function and internal structure.
A chapter on optoelectronic components and circuits complemented the Chinese edition. Here particularly the methods for numerical and alphanumeric display are explained.
We hope that our chapter on amplifiers and communication circuits will soon be included in the Chinese translation, where we see the special strength of our book. Our homepage www. tietze-schenk.com offers updates, supplements and design examples. We encourage you to use our email address mail@tietze-schenk.com for feedback and comments.
Erlangen, May 2013
Ulrich Tietze, Christoph Schenk, Eberhard Gamm
中文版前言译文
本书面向学生、从业工程师和科学工作者,旨在帮助他们了解现有电路,并进而设计自己的电路。原书中还包括数字电路和光电子电路的基础知识。本书译自德文畅销书 Halbleiter-Schaltungstechnik 第12版中的部分内容。
关于数字电路设计的章节,首先讨论了用于脉冲整形和简单脉冲产生的锁存电路。接着引入逻辑描述的代数运算,通过化简布尔方程的方法,来进行组合逻辑电路的讨论。然后,对一些市场流行的逻辑门内部电路进行了说明,并介绍了一些最通用的组合逻辑电路。
时序电路首先从触发器的内部结构和性能,以及状态图的系统化设计入手,然后介绍最常用的时序逻辑电路,以及如何利用PLD和FPGA实现这些时序逻辑电路。数字电路设计以半导体存储器一章作为结束,其中介绍了最常用的几种存储电路形式,并比较了它们的功能和内部结构。
若收入光电子元件与电路一章将会使中文译本更为完整,这一章特别介绍了数字和字母的显示方法。
我们期盼有关放大器和通信电路部分的中文译本尽快出版,从中我们将看到这本书的非凡影响力。我们的主页www.tietze-schenk.com提供着不断更新的资料、补遗以及设计示例。我们的Email地址是mail@tietze-schenk.com,欢迎大家通过Email反馈信息和意见。
乌利希蒂泽,克里斯多夫申克,艾伯哈特伽姆
2013年5月
于 埃朗根(德国)
译 者 前 言
《电子电路设计原理与应用》的德文原版Halbleiter-Schaltungstechnik(《半导体电路技术》)自1969年第一版问世以来,到2013年已发行了14版,作者为乌利希 蒂泽(Ulrich Tietze)、克里斯多夫申克(Christoph Schenk)和艾伯哈特伽姆(Eberhard Gamm)。该书历经40多年的不断修订,紧跟了电子技术的进步,在欧美一直畅销不衰。纵观全书有如下特点。
1. 重视基础
本书虽然没有对最基础的半导体物理进行讨论,但涉及基本电路分析时都用了较大篇幅,并在讨论中不回避数学推导。例如,对晶体管和基本放大电路均以大信号传输、小信号模型、频率响应和带宽、噪声,以及信号失真等五方面进行基本原理的分析,且视角和方法独特,考虑问题周到细致。对这些基本问题的掌握,将有助于正确应用集成电路构成性能优良的电子系统,做出创新性工作。此外,由于集成电路制造工艺的发展,以及设计方法学和设计工具的进步,越来越多的电路和系统设计工程师可能也会涉及集成电路本身的设计,所以深入了解集成电路内部结构原理和分析方法是有前瞻意义的。
2. 强调工程应用
为使读者尽快掌握电子技术应用,在第一部分的基础篇,对每一种基本电路都先从原理出发,并在量化分析的基础上推导模型的简化和工程近似的方法,然后用非常接近实际的典型数据(非真实数据)作为计算示例。在介绍典型集成电路时,特别注重于输入、输出特性的分析,这也是为了便于在工程设计中解决不同集成电路设计以及集成芯片之间的互连匹配问题。本书第二部分,用了多达13章的篇幅专门讨论电子电路在各方面的工程应用,其中包含大量特定功能模块的分析、设计实例。这些经实践考验过的电路,也许只要稍做修改就能应用到读者自己的电子设计中去。本书第三部分为通信电路,涉及基本理论、发射机与接收机、无源元件、高频放大器和混频器等内容,紧密结合通信电子电路应用的新进展进行了讨论。
3. 内容丰富
本书所讨论的内容涉及有关电子电路的几乎所有问题。书中给出了数百个电路计算示例和设计实例,包含1771幅图示说明和大量芯片参数的列表比较。全书内容全面,确如英文第二版的副标题:Handbook for Design and Applications所示,可以作为电子电路设计和应用的手册。
历史上该书曾有俄文译本两版(1982和2007),波兰文译本三版(1976、1987和1996),匈牙利文译本三版(1974、1981和1990),西班牙文译本一版(1983)。英文译本共有三版:1978、1991和2008。其中,1978年版以Advanced Electronic Circuits为书名出版,只包含了该书的第二部分;2008年英文版书名为Electronic Circuits Handbook for Design and Applications,译自德文第12版,为德文版完整英译的第2版。
Halbleiter-Schaltungstechnik第5版曾于1984年在未经版权授权的情况下翻译为中文,以《高级电子电路》为书名出版。时光已历近30年,我们认为有必要将该书更新的版本介绍给我国的读者。
遗憾的是译者不通德文,本中文译本的翻译不得不以2008年英译本第2版为基础,并参照2010年的德文13版做了部分订正。由于原书厚达1543页,为适应不同读者的需求,中文译本分为3卷出版。其中卷Ⅰ摘取了原书第一部分的核心:第1~5章,主要是特色明显的器件特性、结构、模型和基本电路的论述。原书第6~10章为数字电路,因为我国现行数字电路教材一般都讨论得更为详细,并且这几章内容与本书其他各章相关性不大,故决定舍去不译。中文译本卷Ⅱ的内容与原书第二部分对应,主要介绍电子电路的应用,但删除了其中特色不甚突出的有关光电子元件的第23章。卷Ⅲ的内容对应原书第三部分,为通信电路,内容较新,全部译出。此外,为节省篇幅,本书还略去了附录和索引。全部章节号均按中文译本的取舍分卷重新排列。
本书可作为高等学校电子科学与技术、电子信息工程、自动化及仪器仪表等专业本科生和研究生有关电子电路方面的教科书或参考资料,也可以作为上述领域工程技术人员的参考书。
参加本书翻译工作的有张林(卷Ⅰ的第1、3、5章)、邓天平(卷Ⅰ的第2章和卷Ⅱ全部)、张浩(卷Ⅰ的第4章)和李离(卷Ⅲ全部),瞿安连审译并统一整理了全部书稿。
感谢电子工业出版社高等教育分社的领导和编辑们从对本书翻译动议的支持到购买版权、编辑和发行所做的努力,感谢谭海平社长的关心和陈晓莉编审细致入微的工作,感谢绘图员重绘了全部图表。没有大家的努力,本中文译本今天能够付梓是难以想象的。
由于译者学术水平和英语水平有限,译文肯定存在未发现的失误或不当之处,敬请读者给予批评指正。
瞿安连
2013年6月于华中科技大学
展开