模拟电路应用设计

常用电子器件

1.1 电阻

1.1.1 固定电阻

1.1.2 可变电阻

阻值可以调整的电阻器，用于需要调节电路电流或需要改变电路阻值的场合。可变电阻器可以改变信号发生器的特性，使灯光变暗，启动电动机或控制它的转速。根据用途的不同，可变电阻器的电阻材料可以是金属丝、金属片、碳膜或导电液。对于一般大小的电流，常用金属型的可变电阻器。在电流很小的情况下，则使用碳膜型。当电流很大时，电解型最适用;这种可变电阻器的电极都浸在导电液中。电势计是可变电阻器的特殊形式，它使未知电压或未知电势相平衡，从而测出未知电压或未知电势差的大小。更为常用的电势器只不过是一个有两个固定接头的电阻器，第三个接头连到一个可调的电刷上。电位器的另一个用途是再音响设备中用作音响控制。

1.1.3 特种电阻

1.2 电容

1.2.1 电容的基本概念

电容(Capacitance)亦称作"电容量"，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉(F)。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。

1.2.2 电容的分类及特点

1、按照结构分三大类:固定电容器、

可变电容器和微调电容器;

2、按电解质分类有:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等;

3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器;

4、频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器;

5、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、

涤纶电容器;

6、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器;

7、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器;

8、高频耦合:陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器;

9、低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器;

10、小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电 容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。

11、按照功能分:

1)聚酯(涤纶)电容

符号:(CL)

电容量:40p--4μ

额定电压:63--630V

主要特点:小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差

应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路。

2)聚苯乙烯电容

符号:(CB)

电容量:10p--1μ

额定电压:100V--30KV

主要特点:稳定，低损耗，体积较大

应用:对稳定性和损耗要求较高的电路。

3)聚丙烯电容

符号:(CBB)

电容量:1000p--10μ

额定电压:63--2000V

主要特点:性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差

应用:代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路。

4)云母电容

符号:(CY)

电容量:10p--0.1μ

额定电压:100V--7kV

主要特点:价格较高，但精度、温度特性、耐热性、寿命等均较好

应用:高频振荡，脉冲等对可靠性和稳定性较高的电子装置。

5)高频瓷介电容

符号:(CC)

电容量:1--6800p

额定电压:63--500V

主要特点:高频损耗小，稳定性好

应用:高频电路

6)低频瓷介电容

符号:(CT)

电容量:10p--4.7μ

额定电压:50V--100V

主要特点:体积小，价廉，损耗大，稳定性差

应用:要求不高的低频电路。

7)玻璃釉电容

符号:(CI)

电容量:10p--0.1μ

额定电压:63--400V

主要特点:稳定性较好，损耗小，耐高温(200度)

应用:脉冲、耦合、旁路等电路

8)铝电解电容

符号:(CD)

电容量:0.47--10000μ

额定电压:6.3--450V

主要特点:体积小，容量大，损耗大，漏电大，有极性，安装时要注意

应用:电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等

9)钽电解电容

符号:(CA)

电容量:0.1--1000μ

额定电压:6.3--125V

主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容

应用:在要求高的电路中代替铝电解电容

10)空气介质可变电容器

可变电容量:100--1500p

主要特点:损耗小，效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等。

应用:电子仪器，广播电视设备等

11)薄膜介质可变电容器

可变电容量:15--550p

主要特点:体积小，重量轻;损耗比空气介质的大。

应用:通讯，广播接收机等

12)薄膜介质微调电容器

可变电容量:1--29p

主要特点:损耗较大，体积小

应用:收录机，电子仪器等电路作电路补偿。

13)陶瓷介质微调电容器

可变电容量:0.3--22p

主要特点:损耗较小，体积较小

应用:精密调谐的高频振荡回路

14)独石电容

容量范围:0.5PF--10μF

耐压:二倍额定电压。

应用范围:广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

独石电容的特点:电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。

1.2.3 电容的作用

1.3 电感

1.3.1 电感的定义

1.3.2 电感的主要特性参数

1.3.3 常用电感线圈

1.3.4 电感在电路中的作用

1.3.5 电感的型号、规格及命名

1.3.6 电感在电路中的应用

1.3.7 电感的使用

1.3.8 常见的磁心磁环

第2章 常用半导体器件

导电性能介于导体与绝缘体之间材料，我们称之为半导体。在电子器件中，常用的半导体材料有:元素半导体，如硅(Si)、锗(Ge)等;化合物半导体，如砷化镓(GaAs)等;以及掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼(B)、磷(P)、锢(In)和锑(Sb)等。

2.1 二极管的工作原理及工作参数

2.1.1 二极管的内部结构

2.1.2 二极管的导电特性

2.1.3 二极管的主要参数

2.1.4 二极管的性能测试

2.2 二极管的类型

2.2.1 根据构造分类

2.2.2 根据用途分类

2.2.3 根据特性分类

2.3 半导体三极管的基本结构

半导体三极管又称"晶体三极管"或"晶体管"。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

2.3.1 三极管内部结构

2.3.2 三极管的电流放大作用

2.3.3 三极管的共射特性曲线

2.3.4 三极管的主要参数

第3章 集成运放的应用基础

运放是运算放大器的简称。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名"运算放大器"，此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。

3.1 集成运放概述

3.1.1 集成运放的基本构成

3.1.2 集成运放的表示符号及端口

3.2 集成运放的主要参数

3.2.1 集成运放的主要直流参数

3.2.2 集成运放的主要交流参数

3.3 集成运放的分类

3.4 运算放大器的基本应用

3.4.1 运算放大器的基本电路

3.4.2 运算放大器的典型应用电路

第4章 分立元件电路设计案例

4.1 分立元件有线对讲机

4.1.1 概述

4.1.2 设计步骤

4.1.3 调试

4.2 正弦波信号源电路的设计

4.2.1 概述

4.2.2 设计步骤

4.2.3 调试

4.3 可控硅充电器的设计

4.3.1 概述

4.3.2 设计步骤

4.3.3 调试方法、步骤

4.4 无线调频对讲机的设计

4.4.1 概述

4.4.2 设计步骤

4.4.3 调整方法、步骤

第5章 滤波器的设计与应用

5.1 概述

5.2 滤波器的原理及分析

5.2.1 有源低通滤波器(LPF)

5.2.2 有源高通滤波器(HPF)

5.2.3 有源带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF)

5.3 滤波器的设计

5.3.1 滤波器的结构

5.3.2 滤波器电路的具体设计

5.3.3 电路分析与设计

5.3.4 电压一电流变换电路

第6章 RC方波振荡电路设计

6.1 施密特IC构成的振荡电路

6.1.1 施密特反相器的特点

6.1.2 振荡工作原理

6.1.3 振荡频率的计算方法

6.2 (2MOS反相器构成的振荡电路

6.2.1 振荡原因

6.2.2 限流电阻的选用

6.2.3 1kHz振荡频率的设计实例

6.2.4 最高振荡频率

6.3 使用运算放大器的方波振荡电路

6.3.1 振荡工作原理

6.3.2 振荡频率的计算

6.3.3 输出限幅的设计方法

6.3.4 RC时间常数

6.4 使用专用IC555的振荡电路

6.4.1 555的工作原理

6.4.2 定时常数的确定

6.4.3 555外围电路元器件的选用

第7章 信号产生与处理电路

7.1 V/I转换电路

7.1.1 0~10V/4~20mA的V/I转换电路

7.1.2 0~5V/0~10mA的V/I转换电路

7.1.3 0~10V/O~10mA的V/I转换电路

7.1.4 1~5V/4~20mA的V/I转换电路

7.2 I/V转换电路

7.2.1 0~10mA/O~5V的I/V转换电路

7.2.2 由运放组成的0~10mA/0~5V的J/V转换电路

7.2.3 简单的4~20mA/1~5V的J/V转换电路

7.2.4 LM324组成的4~20mA/0~5V的I/V转换电路

7.2.5 OP07组成的4~20mA/0~5V的J/V转换电路

7.3 二线制交流电流变送器的设计

7.3.1 二线制交流电流变送器概述

7.3.2 二线制交流电流变送器的元器件选择与电路设计

第8章 电源的设计

8.1 三端集成稳压器的电源

8.1.1 三端集成稳压器概述

8.1.2 提高三端集成稳压器的输出电压

8.1.3 连续调整三端集成稳压器的输出电压

8.1.4 三端集成稳压器的扩流

8.1.5 W317集成稳压器

8.2 基于DC/DC芯片的电源设计

8.2.1 LDO器件原理

8.2.2 LDO器件外围器件的选用

8.2.3 LD0器件的典型调压电路

8.2.4 固定调压器的典型电路

8.2.5 可调压输出的最佳负载调整

8.2.6 保护二极管

8.3 PWM开关电源的设计

8.3.1 AC/DC转换器芯片THX202H介绍

8.3.2 THX202H的器件选择及注意事项

8.3.3 THX202H的典型应用电路

8.4 电容降压式电源

8.4.1 几种阻容降压方案介绍

8.4.2 器件选择

8.4.3 设计举例

第9章 印制电路板的设计

9.1 印制电路板的初步设计

9.1.1 印制电路的材质

9.1.2 印制板的尺寸

9.1.3 板的厚度

9.2 印制板的排版布局

9.2.1 元器件体的安全距离

9.2.2 按照信号流的走向布局

9.2.3 优先确定特殊元器件的位置

9.2.4 一般元器件的布局

9.3 布线

9.3.1 印制板导线的宽度

9.3.2 印制板的间距、走向和形状

9.4 数字电路和模拟电路混合的PCB设计

第10章 常用电子测量仪器的原理和应用

10.1 万用表的原理与使用

10.1.1 概述

10.1.2 模拟式万用表(MF-47)

10.1.3 数字式万用表

10.2 电压表的原理与使用

10.2.1 概述

10.2.2 DA-16电压表

10.2.3 DA-22B电压表

10.3 信号发生器的原理与使用

10.3.1 低频信号发生器

10.3.2 函数信号发生器

10.4 示波器的原理与使用

10.4.1 示波器的基本组成原理

10.4.2 通用示波器

10.4.3 通用示波器的电路原理简述

10.4.4 通用示波器的使用注意事项

第11章 基本电路主要参数的测量

11.1 基本放大电路静态的测量

11.1.1 晶体管单级放大电路

11.1.2 场效应管单级放大电路

11.1.3 晶体管多级放大电路

11.1.4 差分放大电路

11.1.5 集成运算放大器

11.2 基本放大电路动态的测量

11.2.1 电压放大倍数的测量

11.2.2 差分放大器放大倍数的测量

11.2.3 功率放大倍数的测量

11.2.4 基本放大器输入阻抗的测量

11.2.5 放大器输出阻抗的测量

11.3 基本放大电路失真度

11.4 基本放大电路的幅频特性与相频特性测量

11.4.1 基本放大电路的幅频特性

11.4.2 放大器的相频特性

11.5 振荡电路的测量

11.5.1 正弦波振荡电路调整与测量的基本方法

11.5.2 RC桥式振荡电路的调整与测量

11.5.3 非正弦波产生电路的调整与测量

……

《模拟电路应用设计》从理论设计出发，结合实际应用，介绍模拟电路设计的常见分立器件及其常见电路设计。《模拟电路应用设计》共11章，内容包括常用电子器件、常用半导体器件、集成运放的应用、分立元件电路设计案例、滤波器的设计与应用、RC方波振荡电路设计、信号产生与处理电路电源的设计、印制电路板的设计、常用电子测量仪器的原理和应用、基本电路主要参数的测量。《模拟电路应用设计》中的设计步骤和设计方法对那些刚刚从事硬件电路设计的学生和硬件工程师能起到一些作用，在某些实际工程设计中，有一定的参考价值。