基本信息
书名：模拟电路实验与综合设计
定价：39.00元
作者：陈金西
出版社：厦门大学出版社
出版日期：2014-07-01
ISBN：9787561550519
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.4kg
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内容提要
本着“精选内容、注重应用、启发创新”的原则，满足集成电路应用和电子系统综合设计的需要，作者参考了大量书籍、资料、网站和实验设备使用，融入作者历年的理论教学经验、实践教学积累和科研成果沉淀，编写成书。由陈金西编著的《模拟电路实验与综合设计(应用型本科电类专业规划教材)》包括电子工艺基础知识及22个基础实验和7个综合设计，可作为高校电类及相关专业教材，也可供科研院所专业技术人员参考使用。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电路仿真理论与实践》 内容概述 本书是一本系统性阐述电路仿真理论、方法与技术，并结合大量实际工程案例进行实践指导的专业著作。全书共分为八章，从基础概念入手，逐步深入到高级应用，旨在为读者构建一个扎实的电路仿真知识体系，并赋予其解决复杂工程问题的能力。 第一章：电路仿真基础理论 本章首先对电路仿真的概念、发展历程及其在现代电子工程中的重要性进行梳理。我们将详细介绍各种主流电路仿真软件的特点与应用领域，例如Spice家族（HSPICE, PSpice, LTspice）、OrCAD PSpice、Cadence Allegro等，并分析它们在不同设计阶段的优势。接着，本章将深入探讨电路仿真的理论基础，包括但不限于： 节点分析法与网孔分析法： 这是构建电路仿真模型最基本的分析方法，我们将通过大量图示和计算示例，清晰地展示如何将实际电路转化为仿真模型。 元件模型与器件模型： 详细阐述各种电路元件（电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOSFET、运算放大器等）的理想模型和非理想模型，以及如何根据实际器件参数构建精确的仿真模型。我们将强调模型选择对仿真结果准确性的影响。 数值分析方法： 介绍求解电路方程组的常用数值方法，如欧拉法、龙格-库塔法等，并解释它们在直流分析、瞬态分析和交流分析中的应用。 仿真精度与收敛性： 探讨影响仿真精度的关键因素，如模型参数、仿真步长、计算精度等，并讲解如何识别和解决仿真不收敛的问题。 第二章：直流分析与稳态分析 本章聚焦于电路的直流工作点和稳态响应的仿真。我们将详细介绍： 直流工作点（Q点）分析： 如何利用仿真软件确定放大器等有源电路的直流工作点，分析不同偏置方式对Q点的影响，以及如何通过仿真优化Q点以获得最佳性能。 直流扫描分析（DC Sweep）： 演示如何通过改变输入电压或电流源，扫描电路的直流特性曲线，如二极管的伏安特性、晶体管的输出特性和输入特性等。 节点电压分析： 学习如何通过仿真软件直接读取电路中任意节点的电压值。 功率与效率分析： 介绍如何仿真计算电路的直流功率消耗和效率，为电源设计和功耗优化提供依据。 电阻网络分析： 针对纯电阻电路，深入讲解如何利用仿真分析其节点电压、支路电流和功率分配。 第三章：瞬态分析与动态响应 本章将深入探讨电路在时间和信号激励下的动态行为。我们将覆盖： 瞬态响应仿真： 详细讲解如何设置不同类型的瞬态信号源（阶跃信号、脉冲信号、正弦信号、指数信号等），并分析电路对这些信号的瞬时响应，如充放电过程、信号的上升沿和下降沿等。 滤波器的瞬态响应： 演示如何仿真分析低通、高通、带通和带阻滤波器对不同瞬态信号的响应特性。 振荡电路的瞬态分析： 学习如何仿真观察和分析各种振荡电路（RC振荡器、LC振荡器、晶体管振荡器等）的起振过程和稳定输出。 开关电源的瞬态行为： 重点介绍如何仿真分析开关电源（如Buck、Boost、Buck-Boost转换器）的动态响应，包括负载变化、输入电压变化时的瞬态过程。 寄生参数的影响： 探讨PCB走线寄生电感、元件引脚电感等非理想因素在瞬态响应中的作用，以及如何通过仿真加以评估。 第四章：交流分析与频域特性 本章将转向电路的交流特性和频率响应分析。内容包括： 交流小信号模型： 讲解在交流分析中如何使用小信号模型来简化电路分析，特别是对于半导体器件。 交流扫描分析（AC Sweep）： 演示如何通过改变交流信号的频率，扫描电路的幅频特性和相频特性。 Bode图的生成与解读： 详细介绍如何利用仿真软件生成Bode图，并教授读者如何从Bode图中分析电路的带宽、增益裕度、相位裕度、谐振频率等关键参数。 滤波器设计与仿真： 针对各种滤波器类型（Butterworth, Chebyshev, Bessel等），介绍其设计原则，并通过仿真验证其幅频和相频特性。 频率补偿技术： 学习如何通过仿真分析和设计频率补偿电路，以提高闭环系统的稳定性，在控制系统和运算放大器设计中有广泛应用。 第五章：高级仿真技术与模型 本章将介绍一些更高级的仿真技术和模型，以应对更复杂的工程挑战。 参数化扫描（Parametric Sweep）： 讲解如何通过改变电路中的一个或多个元件参数，批量进行仿真分析，从而快速优化设计或评估参数变化范围的影响。 蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）： 介绍如何通过引入元件参数的随机分布，进行统计仿真，预测产品在实际生产中的良率和性能波动。 噪声分析（Noise Analysis）： 详细讲解如何仿真分析电路中的噪声源，计算总输出噪声电压和噪声系数，这对于射频、音频和低噪声设计至关重要。 失真分析（Distortion Analysis）： 介绍如何通过谐波失真（THD）分析和交调失真（IMD）分析来评估电路的非线性特性，例如在音频放大器和通信系统中的应用。 S参数仿真： 重点介绍S参数的概念、测量方法及其在射频电路和高速电路设计中的仿真应用，包括阻抗匹配、信号完整性分析等。 行为级仿真（Behavioral Modeling）： 探讨如何使用行为级模型来加速复杂系统的仿真，尤其是在系统级设计和验证阶段。 第六章：PCB布局与信号完整性仿真 本章将重点关注电路设计从原理图到PCB布局的转化，以及在高速电路设计中至关重要的信号完整性（SI）问题。 PCB设计流程与仿真工具集成： 介绍从原理图导入到PCB布局、布线，以及与仿真工具的无缝集成流程。 传输线理论与仿真： 详细讲解微带线、带状线等传输线的特性阻抗、延迟、损耗等参数，并通过仿真工具对其进行建模和分析。 反射与串扰分析： 演示如何通过仿真识别和分析PCB走线中的信号反射和串扰现象，并提出抑制这些不良效应的措施。 眼图（Eye Diagram）分析： 介绍眼图的生成原理，以及如何通过眼图评估高速数字信号的质量，如抖动、噪声和过冲/下冲。 电源完整性（PI）初步介绍： 简要介绍电源完整性对信号完整性的影响，并提及相关的仿真分析方法。 第七章：应用案例与综合设计 本章通过一系列实际工程案例，将前几章介绍的仿真理论和技术融会贯通，指导读者进行综合设计。 低噪声放大器（LNA）设计与仿真： 以射频LNA为例，演示如何进行阻抗匹配、噪声优化和增益分析。 运算放大器（Op-Amp）设计与仿真： 讲解如何设计和仿真各种类型的运算放大器，包括其增益、带宽、稳定性等参数。 开关电源（SMPS）设计与仿真： 选取具体的DC-DC转换器拓扑（如Buck），演示其参数设计、瞬态响应、纹波分析和效率优化。 数字系统接口设计与信号完整性验证： 以高速数字总线为例，进行信号完整性分析，包括反射、串扰和时序校验。 射频收发模块的系统级仿真： 介绍如何将多个射频模块（如振荡器、混频器、滤波器）进行级联仿真，评估整个系统的性能。 第八章：仿真工具的高级技巧与未来趋势 本章将分享一些使用仿真工具的实用技巧，并展望电路仿真技术的未来发展方向。 脚本化仿真（Scripting）： 介绍如何利用仿真软件提供的脚本接口，实现自动化仿真和批处理任务，大幅提高工作效率。 模型库的构建与管理： 分享如何创建自定义模型，以及有效地管理庞大的模型库。 与硬件在环（HIL）仿真结合： 介绍HIL仿真技术，以及它在复杂系统开发中的作用。 新兴仿真技术： 探讨机器学习在电路参数提取、模型构建和故障诊断中的应用前景。 云端仿真与协同设计： 展望云端仿真平台如何改变传统的电路设计模式。 本书特色 理论与实践并重： 既有深入的理论阐述，又结合了大量实际工程案例，使读者能够学以致用。 软件工具的多样性： 兼容并介绍多种主流的电路仿真软件，为读者提供更广泛的选择空间。 由浅入深，循序渐进： 内容组织逻辑清晰，从基础概念到高级应用，适合不同程度的读者。 图文并茂，易于理解： 配备大量电路图、仿真波形图和操作界面截图，直观形象，便于学习。 强调解决问题能力： 旨在培养读者独立分析和解决复杂电路问题的能力，而非仅仅是工具的使用。 读者对象 本书适合电子工程、通信工程、自动化、微电子学等相关专业的本科生、研究生，以及从事电子产品设计、研发、测试的工程师。对于希望深入理解电路仿真原理和掌握高级仿真技巧的读者，本书将是理想的学习资源。
语言风格上，这本书保持了一种严谨但不失亲和力的基调。它在阐述复杂概念时，措辞非常精准，没有任何含糊不清的地方，体现了极高的专业素养。然而，在过渡和总结部分，作者又会使用一些富有启发性的比喻或类比，使得原本晦涩难懂的电子学概念变得生动起来。例如，在解释PN结的势垒时，它可能引入了一个形象的“能量坡道”模型，让读者一下子就能抓住核心矛盾。这种专业性与可读性的完美平衡，让我在长时间阅读后依然能保持高度的专注力，没有产生任何阅读疲劳感，非常适合需要长时间沉浸于专业学习的读者。