运算放大器应用技术手册

　　《运算放大器应用技术手册》是运算放大器的完美阐述，从运算放大器的基本概念和理论出发，重点介绍它在各种电子系统中的应用，还对比了无源器件选择、电路建模与实验板设计等各类硬件问题。书中每部分内容既有具体的电路实例，又有完整的理论分析，还包括许多珍贵的使用技巧，内容详实，图表丰富。《运算放大器应用技术手册》的读者群非常广泛，既是一本适合高校师生的教学参考书，也是电路系统设计工程师案头必备的实践参考手册。《运算放大器应用技术手册》中的许多电路实例既可以直接用于课堂教学和练习，也可以用作工程电路的设计参考。

　　WaltJung，世界最著名的模拟电路设计专家之一，运算放大器领域权威。2002年入选ElectronicDesign杂志的“工程名人堂”。美国音频工程协会（AES）会士。他在退休前曾长期任职于ADI公司，拥有丰富的模拟电路设计和开发经验，并担任AnalogDialogue、EDN等业界著名杂志专栏作家数十年，影响了几代模拟电路工程师。

第1章运算放大器基础
1.1概述
1.1.1理想运放的特性
1.1.2标准运放反馈电路
1.1.3非理想运放——有限开环增益带来的静态误差
1.1.4运放的共模动态范围
1.1.5双端供电和单端供电的差别
1.1.6器件选型的准则
参考文献
1.2运放的拓扑
1.2.1电流反馈型运算放大器基础
1.2.2基于真空管的电流反馈
参考文献
1.3运放的结构
1.3.1单电源运放
1.3.2运放的输入级
1.3.3输出级
1.3.4运放的工艺技术
参考文献
1.4运放的规格
1.4.1输入失调电压
1.4.2输入偏置电流
1.4.3输入阻抗
1.4.4调节运放的噪声增益和信号增益
1.4.5开环电压增益及其非线性度
1.4.6运放的频率响应
1.4.7运放的噪声
1.4.8运放的失真
1.4.9共模抑制比和电源抑制比
参考文献
1.5精密运放
1.5.1精密运放的直流误差预算分析
1.5.2斩波稳零型运放
1.5.3斩波稳零型运放的噪声
参考文献
1.6高速运放
1.6.1概述
1.6.2电压反馈型运放
1.6.3基于互补双极型工艺设计电压反馈型运放
1.6.4具有“点播电流”及低功耗和高压摆率特性的新型电压反馈型运放结构
1.6.5电流反馈型运放
1.6.6运放反馈电容作用
1.6.7高速电流-电压转换器以及反相输入电容的影响
1.6.8电压反馈型运放与电流反馈型运放的噪声比较
1.6.9高速运放的直流特性
参考文献

第2章特殊放大器
2.1仪表放大器
2.1.1运算放大器与仪表放大器的区别
2.1.2仪表放大器的定义
2.1.3差分放大器(减法器)
2.1.4仪表放大器的配置
2.1.5仪表放大器的直流误差源
2.1.6仪表放大器的噪声源
2.1.7仪表放大器桥式放大电路的误差预测分析
2.1.8仪表放大器性能一览表
2.1.9仪表放大器的过压保护
2.1.10仪表放大器应用
参考文献
2.2程控增益放大器
2.2.1PGA的设计问题
2.2.2PGA的应用
参考文献
2.3隔离放大器
2.3.1模拟隔离技术
2.3.2数字隔离技术
参考文献

第3章运算放大器在数据转换系统中的应用
3.1概述
3.2ADC/DAC的指标
3.2.1ADC和DAC的静态传递函数及直流误差
3.2.2数据转换器中的量化噪声
3.2.3ADC的输入参考噪声
3.2.4计算运放的输出噪声并与ADC的输入参考噪声做比较
3.2.5量化和测量转换器的动态性能
3.2.6信纳比与信噪比及有效位数
3.2.7模拟带宽
3.2.8谐波失真、最大谐波、总谐波失真及总谐波失真加噪声
3.2.9无杂散动态范围
3.2.10双频交调失真
参考文献
3.3驱动ADC输入端
3.3.1概述
3.3.2与ADC应用相关的运放主要指标
3.3.3驱动高分辨率S-D型测量ADC
3.3.4用于多通道数据采集系统的运放设计要点
3.3.5驱动带有可调输入增益的单电源型数据采集ADC
3.3.6驱动带有缓冲输入的ADC
3.3.7驱动带有缓冲的差分输入型ADC
3.3.8驱动开关电容输入型CMOSADC
3.3.9单端ADC的驱动电路
3.3.10直流耦合应用中的运放增益设定和电平平移
3.3.11驱动差分输入型ADC
3.3.12利用差分放大器驱动ADC
3.3.13过压保护设计
参考文献
3.4驱动ADC/DAC的参考输入
3.5缓冲DAC的输出
3.5.1通用准则
3.5.2差分至单端的转换技巧
3.5.3单端电流-电压转换器
3.5.4差分电流-差分电压的转换
3.5.5用于音频DAC的有源低通滤波器
参考文献

第4章传感器信号调理
4.1概述
4.2电桥电路
4.2.1电桥电路概述
4.2.2放大和线性化电桥的输出
4.2.3驱动远程电桥
4.2.4系统失调最小化
参考文献
4.3应变、力、压力和流量的测量
4.3.1应变计
4.3.2电桥的信号调理电路
参考文献
4.4高阻抗传感器
4.4.1光电二极管前置放大器设计
4.4.2前置放大器的失调电压及漂移的分析
4.4.3热电电压对输入失调电压的影响
4.4.4前置放大器的交流设计、带宽和稳定性
4.4.5光电二极管前置放大器的噪声分析
4.4.6输入电压噪声
4.4.7光电二极管电路的折中
4.4.8高速光电二极管I/V转换器的校正设计
4.4.9宽带光电二极管I/V转换器中运放的选型
4.4.10高速光电二极管前置放大器设计
4.4.11高速光电二极管前置放大器的噪声分析
4.4.12高阻抗电荷输出传感器
4.4.13低噪声电荷放大电路
4.4.14为减小偏置电流而降压工作的40dB增益压电传感器放大电路
4.4.15水听器
4.4.16JFET型运放和双极型运放的性能对比
4.4.17pH值探测器的缓冲放大器
参考文献
4.5温度传感器
4.5.1热电偶原理和冷结点补偿
4.5.2单片热电偶信号调理器
4.5.3电阻温度检测器
4.5.4热敏电阻
4.5.5半导体温度传感器
参考文献

第5章模拟滤波器
5.1概述
5.2传递函数
5.2.1s平面
5.2.2F0和Q
5.2.3相位响应
5.2.4非线性相位效应
5.3时域响应
5.3.1冲激响应
5.3.2阶跃响应
5.4标准响应
5.4.1巴特沃思滤波器
5.4.2切比雪夫滤波器
5.4.3贝塞尔滤波器
5.4.4等纹波误差线性相位滤波器
5.4.5过渡滤波器
5.4.6全极点滤波器响应比较
5.4.7椭圆滤波器
5.4.8切比雪夫阻带最大平坦延迟滤波器
5.4.9逆切比雪夫滤波器
5.4.10使用原型滤波器响应曲线
5.5频率变换
5.5.1低通-高通
5.5.2低通-带通
5.5.3低通-带阻(陷波滤波器)
5.5.4低通-全通
5.6滤波器实现
5.6.1单极点RC滤波电路
5.6.2无源LC滤波电路
5.6.3积分器滤波电路
5.6.4通用阻抗变换器滤波电路
5.6.5有源电感滤波电路
5.6.6频率相关负电阻滤波电路
5.6.7萨伦·基滤波电路
5.6.8多反馈滤波电路
5.6.9状态变量滤波电路
5.6.10四次幂滤波电路
5.6.11双放大器带通滤波电路
5.6.12双-T陷波电路
5.6.13Bainter陷波电路
5.6.14Boctor陷波电路
5.6.15“1-BP”陷波电路
5.6.16一阶全通滤波器
5.6.17二阶全通滤波器
5.7滤波器设计实践
5.7.1无源元件(电阻、电容、电感)
5.7.2滤波器有源元件(运放)局限性
5.8设计实例
5.8.1抗混叠滤波器
5.8.2变换过程
5.8.3CD重构滤波器
5.8.4数字编程状态变量滤波器
5.8.560Hz陷波器
参考文献

第6章信号放大器
6.1音频放大器
6.1.1音频前置放大器
6.1.2麦克风前置放大器
6.1.3RIAA声音前置放大器
6.1.4音频线缆电路
6.2缓冲放大器及驱动电容负载
6.2.1缓冲放大器
6.2.2驱动电容负载
参考文献
6.3视频放大器
6.3.1视频信号及其规范
6.3.2差分增益与差分相位规格
6.3.3图形显示系统的视频格式
6.3.4视频应用中的带宽
6.3.5视频信号传输
6.3.6传输线缆驱动器测试
6.3.7视频线缆驱动器
6.3.8差分线缆驱动器/接收器
6.3.9高速钳位放大器
6.3.10高速视频复用
6.3.11集成视频复用器与交叉开关
6.3.12单电源视频应用
参考文献
6.4通信放大器
6.4.1通信专用指标
6.4.2失真指标
6.4.3噪声指标
6.4.4自动增益控制中的可变增益放大器
6.4.5压控放大器
6.4.6用于CATV上行数据线缆驱动器的数控可变增益放大器
6.4.7xDSL上行数据线缆驱动器
参考文献
6.5放大器创新应用
6.5.1高效线缆驱动器
6.5.2简单宽带噪声发生器
6.5.3单电源半波与全波整流器
6.5.4并联放大器稳定驱动负载
6.5.5多电源系统的掉电顺序电路
6.5.6基于AD8037钳位放大器的可编程脉冲发生器
6.5.7基于AD8037钳位放大器的全波整流器
6.5.8基于AD8037钳位放大器的幅度调制器
6.5.9基于AD8037钳位放大器的同步插入器
6.5.10基于AD8037钳位放大器的分段线性放大器
6.5.11基于AD830有源反馈放大器的积分器
6.5.12290MHz增益——带宽仪表放大器
6.5.13任意步进衰减量的可编程增益放大器
6.5.14宽带仪表放大器
6.5.15负阻抗缓冲器
6.5.16交叉耦合仪表放大器提供更强的CMR
参考文献
6.6复合放大器
6.6.1多运放复合放大器
6.6.2升压输出复合放大器
6.6.3增益提升型输入复合放大器
6.6.4Nostalgia复合运算放大器
参考文献

第7章硬件和基本设计技术
7.1无源器件
7.1.1引言
7.1.2电容
7.1.3电阻和电位计
7.1.4电感
7.1.5不要忽视任何事情
参考文献
7.2PCB设计要点
7.2.1导体的电阻
7.2.2信号引线上的压降——“开尔文”反馈
7.2.3信号回路电流
7.2.4杂散电容
参考文献
7.3运放的电源系统
7.3.1线性集成稳压芯片
7.3.2关于线性稳压电源的基本知识
7.3.3无源器件
7.3.4基于可调型稳压芯片的±15V稳压器
7.3.5低压差型稳压器的结构
7.3.6电荷泵型电压转换器
7.3.7非稳压的反相器和倍增器型电荷泵
7.3.8输出稳压的电荷泵型电压转换器
7.3.9在开关电源后使用线性后稳压器
7.3.10电源降噪和滤波
7.3.11电容器
7.3.12铁氧体磁芯
参考文献
7.4运放的保护
7.4.1电路内过压保护
7.4.2钳位二极管的漏电流
7.4.3一种灵活的电压跟随保护电路
7.4.4运用CMOS型通道保护器实现共模过压保护
7.4.5反相放大电路的保护策略
7.4.6放大器输出电压的相位翻转
7.4.7限制输出相位翻转
7.4.8防止仪表放大器过压
7.4.9电路外过压保护
7.4.10ESD模型和测试
参考文献
7.5散热设计
7.5.1热学基础
7.5.2散热片
参考文献
7.6EMI/RFI设计
7.6.1EMI/RFI机理
7.6.2EMI噪声源
7.6.3EMI耦合通道
7.6.4近场干扰引起的噪声
7.6.5无源器件：应对EMI的技术
7.6.6屏蔽概念的回顾
7.6.7输入级RFI的整流灵敏度
7.6.8背景：运放和仪表放大器的RFI整流灵敏度测试
7.6.9一个分析方法：BJT的RFI整流
7.6.10减小运放和仪表放大器电路的RFI整流
7.6.11运放的输入端
7.6.12仪表放大器的输入端
7.6.13放大器的输出端和EMI/RFI
7.6.14PCB的EMI/RFI保护设计
7.6.15认真选择逻辑器件
7.6.16认真设计PCB
7.6.17设计阻抗受控的PCB导线
7.6.18微带型PCB传输线
7.6.19微带线的重要准则
7.6.20对称的带状PCB传输线
7.6.21嵌入式走线的优缺点
7.6.22传输线的端接准则
参考文献
7.7仿真、实验板测试和原型板测试
7.7.1模拟电路仿真
7.7.2宏模型和微模型
7.7.3ADSpice中运放的宏模型
7.7.4输入和增益/极点级
7.7.5频率整形级
7.7.6宏模型的输出级
7.7.7瞬态响应建模
7.7.8噪声模型
7.7.9电流反馈型放大器模型
7.7.10仿真不能取代实验板实验
7.7.11使用仿真工具是明智的选择
7.7.12认识模型
7.7.13理解PCB的寄生效应
7.7.14仿真可以加快设计周期
7.7.15SPICE的支持
7.7.16模型支持
7.7.17实验板和原型板测试技术
7.7.18死虫原型板
7.7.19焊接型原型板
7.7.20碾磨PCB型原型板
7.7.21插座的注意事项
7.7.22原型板的其他要点
7.7.23评估板
7.7.24通用的运放评估板
7.7.25专用的运放评估板
7.7.26总结
参考文献

第8章运算放大器的发展历史
8.1概述
8.1.1为运算放大器搭建平台
8.1.2Black的反馈放大器
参考文献
8.2真空管运算放大器
8.2.1差分放大器技术的发展
8.2.2运算放大器和模拟计算的发展
8.2.3运算放大器命名
8.2.4真空管运算放大器的发展
参考文献
8.3固态模块和混合运算放大器
8.3.1晶体管的诞生
8.3.2集成电路的诞生
8.3.3平面工艺
8.3.4固态模块和混合运算放大器设计
参考文献
8.4集成电路运算放大器
8.4.1单片集成电路运算放大器的诞生
8.4.2超集成电路运算放大器——从LM108到OP97
8.4.3精密型双极性集成电路运算放大器——从mA725到OP07系列
8.4.4精密型JFET集成电路运算放大器——从AD503到AD820/AD822/AD824/AD823系列
参考文献
索引
ADI公司器件索引
标准器件索引