电子设计从零开始

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书名	作者	出版社	阅读日期
电子设计从零开始	杨欣	清华大学出版社	2020年10月8日

概述

本书不像教材类的书籍那样，使用大量篇幅讲述理论以及理论的推导过程，而不讲或者少讲实践。本书从实践入门，只讲必要理论和必用公式，不讲公式的推导过程，更注重实际电路的激励和响应间的关系。并且有丰富的使用Multisim仿真的案例，非常适合电子电路的初学者了解电子世界的魅力。因该书所讲或多或少会和其他书籍有重叠部分，此笔记中主要记录独有或重要的内容。

常用概念

射频相关

调制：将低频信号与载波结合的过程
- AM：调幅易受干扰
- FM：保真度高，发射和接受设备更复杂
解调：调制的逆过程
- AM解调
- FM解调
偶极子天线：两个长度为1/4波长的金属杆构成，发射信号最常用天线
铁氧体磁棒天线：接收信号天线

AC/DC电源设计

三极管

直流增益h_FE
放大区：V_CE>V_CE(sat)
饱和区：V_CE=V_CE(sat)
静态工作点
- 分压偏置电路：\(R_{IN(base)}\cong h_{FE}R_E\)
- DC负载线：DC负载线放大示意
- 三极管放大偏置电路设计：静态工作点尽量选择DC负载线中间段，一般取\(V_{CQ}=V_{CC}/2\)，且峰值不进入饱和区和截止区。经验值\(R_C\cong 10R_E\)
物理量的描述：直流表述，交流表述(RMS)，瞬时值表述
交流时be间的内阻\(r_e'=\frac {25mV}{I_E}\)
交流增益h_fe
共射极放大器电压增益\(A_v=\frac {R_c||R_L}{r_e'+R_{E1}}\)
输入阻抗\(R_{in(tot)}=R1||R2||(h_{fe}\cdot (r_e'+R_{E1}))\)
集电极反馈共射极放大器电压增益：\(A_v=\frac {R_C||R_L}{r_e'}\)
射极跟随器电压增益\(A_v=\frac {R_E||R_L}{r_e'+R_E||R_L}\)
三极管输入阻抗\(R_{in(base)}=h_{fe}(r_e'+R_E||R_L)\)
总输入阻抗\(R_{in(tot)}=R1||R2||R_{in(base)}\)
电流增益\(A_i=A_v\frac {R_{in(tot)}}{R_E||R_L}\)
共基极放大器输入阻抗\(R_{in(emitter)}=r_e'\quad (R_E\gg r_e')\)
电压增益：\(A_v=\frac {R_C||R_L}{r_e'}\quad (R_E\gg r_e')\)
三极管三种电路比较
多级放大器级联时，总增益等于每级增益之乘积，但是计算每级增益时需要考虑后级放大器当作负载对增益的影响
抑制零点漂移的措施：
- 选用高质量的硅管
- 在电路中引入直流负反馈，稳定静态工作点
- 温度补偿，利用热敏元件来抵消放大管的变化
- 采用调制手段，将直流变化量转换为其他形式的变化量
- 利用2只型号和特性都相同的晶体管来进行补偿，就是差动放大电路
反馈：正反馈用于振荡器，负反馈用于控制系统
三接管结电容：C_be(C_ib)、C_bc(C_ob)
频率响应
- 幅频特性
- 相频特性

功率放大器

Class A：静态工作点在AC负载线中间，效率低，最大25%
Class B：推挽输出，有交越失真
Class AB：效率最大79%，输入阻抗\(R_{in}=h_{fe}(r_e'+R_L)\)
Class C：用于协调放大器等电路，效率99%，但是严重失真
Class D：数字功放，晶体管工作于饱和和截止区

运算放大器

关键参数
- 电源电压范围V_CC：使用时一般低于极限电压若干伏做降额
- 共模输入信号范围V_icm：输入信号的幅度范围
- 开环增益A_vd：单位为dB，实际应用时因为会饱和所以开环增益没有意义
- 共模抑制比CMR：差模放大倍数比共模放大倍数，单位为dB
- 转换速率SR：\(SR=\frac {\vartriangle V_{out}}{\vartriangle t}\)
同相放大与反相放大的区别：同相放大同相端接信号，反相放大反相端接信号，同相端接地。但是都通过反相端分压负反馈。
输入补偿电压，通过补偿管脚offset1，offset2间的电阻进行补偿
比较器是运放的开环应用
迟滞比较器（施密特触发器）是运放的正反馈应用
差分放大器可以将差分信号转换成单端信号