模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南（實(shí)踐篇）從半導(dǎo)體、分立元件到TI集成電路的分析與實(shí)現(xiàn)TOC\h\h目錄\h第1章構(gòu)建模擬電子系統(tǒng)的基本知識(shí)\h1.1電阻\h1.1.1軸向引線型電阻\h1.1.2電阻網(wǎng)絡(luò)\h1.1.3貼片式電阻元件的封裝\h1.2電容\h1.2.1功能\h1.2.2有極性電容\h1.2.3無(wú)極性電容\h1.2.4聚苯乙烯電容\h1.2.5真實(shí)的電容值\h1.2.6電容的寄生效應(yīng)\h1.2.7寄生電容\h1.2.8不同類型電容比較\h1.3面包板\h1.3.1面包板的結(jié)構(gòu)和功能\h1.3.2面包板的寄生電容\h第2章SPICE仿真工具\(yùn)h2.1MultisimLive特性及應(yīng)用\h2.1.1登錄MultisimLive\h2.1.2MultisimLive設(shè)計(jì)流程\h2.2TINA仿真工具特性及應(yīng)用\h2.2.1下載和安裝TINA仿真工具\(yùn)h2.2.2TITINA設(shè)計(jì)流程\h第3章測(cè)試儀器的原理\h3.1數(shù)字示波器的原理\h3.1.1信號(hào)的基本概念\h3.1.2示波器分類\h3.1.3數(shù)字示波器的基本原理\h3.1.4性能參數(shù)\h3.1.5時(shí)基顯示模式\h3.2信號(hào)發(fā)生器原理\h3.2.1信號(hào)發(fā)生器的功能\h3.2.2信號(hào)發(fā)生器的分類\h3.2.3工作原理\h3.2.4性能參數(shù)\h3.3線性直流電源的原理\h3.3.1工作原理\h3.3.2工作模式\h3.3.3性能參數(shù)\h3.3.4擴(kuò)展應(yīng)用\h3.4數(shù)字萬(wàn)用表的原理\h3.4.1工作原理\h3.4.2性能參數(shù)\h3.5頻譜分析儀\h3.5.1信號(hào)的時(shí)域和頻域表示\h3.5.2頻譜分析儀的用途\h3.5.3頻譜分析儀的種類\h3.5.4性能參數(shù)\h3.6直流電子負(fù)載\h3.6.1電子負(fù)載的工作模式\h3.6.2性能參數(shù)\h第4章信號(hào)時(shí)域和頻域表示\h4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h4.3實(shí)驗(yàn)原理\h第5章二極管電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h5.1二極管I/V曲線測(cè)量\h5.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.1.4硬件測(cè)試電路\h5.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.2半波整流電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.2.4硬件測(cè)試電路\h5.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.3全波整流電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.3.4硬件測(cè)試電路\h5.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.4橋式整流電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.4.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.4.4硬件測(cè)試電路\h5.4.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.5限幅電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.5.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.5.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.5.4硬件測(cè)試電路\h5.5.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.6交流耦合和直流恢復(fù)電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.6.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.6.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.6.4硬件測(cè)試電路\h5.6.5測(cè)試結(jié)果分析\h5.7可變衰減器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h5.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h5.7.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h5.7.3電路設(shè)計(jì)原理\h5.7.4硬件測(cè)試電路\h5.7.5測(cè)試結(jié)果分析\h第6章雙極結(jié)型晶體管電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h6.1BJT用作二極管\h6.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.1.4硬件測(cè)試電路\h6.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.2BJT輸出特性曲線測(cè)量\h6.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.2.4階梯波信號(hào)產(chǎn)生方法\h6.2.5硬件測(cè)試電路\h6.2.6測(cè)試結(jié)果分析\h6.3BJT共射極放大電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.3.4硬件測(cè)試電路\h6.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.4BJT鏡像電流源設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.4.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.4.4硬件測(cè)試電路\h6.4.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.5基極電流補(bǔ)償鏡像電流源設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.5.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.5.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.5.4硬件測(cè)試電路\h6.5.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.6零增益放大器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.6.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.6.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.6.4硬件測(cè)試電路\h6.6.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.7穩(wěn)壓電流源設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.7.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.7.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.7.4硬件測(cè)試電路\h6.7.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.8并聯(lián)整流器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.8.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.8.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.8.4硬件測(cè)試電路\h6.8.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.9射極跟隨器設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.9.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.9.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.9.4硬件測(cè)試電路\h6.9.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.10差模輸入差分放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.10.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.10.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.10.4硬件測(cè)試電路\h6.10.5測(cè)試結(jié)果分析\h6.11共模輸入差分放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h6.11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h6.11.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h6.11.3電路設(shè)計(jì)原理\h6.11.4硬件測(cè)試電路\h6.11.5測(cè)試結(jié)果分析\h第7章金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h7.1MOS用作二極管電路測(cè)試\h7.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.1.4硬件測(cè)試電路\h7.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.2MOS輸出曲線測(cè)量\h7.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.2.4硬件測(cè)試電路\h7.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.3MOS轉(zhuǎn)移特性曲線測(cè)量\h7.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.3.4硬件測(cè)試電路\h7.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.4MOS共源極放大電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.4.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.4.4硬件測(cè)試電路\h7.4.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.5MOS鏡像電流源電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.5.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.5.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.5.4硬件測(cè)試電路\h7.5.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.6零增益放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.6.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.6.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.6.4硬件測(cè)試電路\h7.6.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.7源極跟隨器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.7.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.7.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.7.4硬件測(cè)試電路\h7.7.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.8差模輸入差分放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.8.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.8.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.8.4硬件測(cè)試電路\h7.8.5測(cè)試結(jié)果分析\h7.9共模輸入差分放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h7.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h7.9.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h7.9.3電路設(shè)計(jì)原理\h7.9.4硬件測(cè)試電路\h7.9.5測(cè)試結(jié)果分析\h第8章集成運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h8.1同相放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.1.4硬件測(cè)試電路\h8.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.2反相放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.2.4硬件測(cè)試電路\h8.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.3電壓跟隨器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.3.4硬件測(cè)試電路\h8.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.4加法器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.4.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.4.4硬件測(cè)試電路\h8.4.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.5積分器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.5.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.5.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.5.4硬件測(cè)試電路\h8.5.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.6微分器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.6.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.6.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.6.4硬件測(cè)試電路\h8.6.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.7半波整流器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.7.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.7.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.7.4硬件測(cè)試電路\h8.7.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.8全波整流器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.8.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.8.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.8.4硬件測(cè)試電路\h8.8.5測(cè)試結(jié)果分析\h8.9單電源同相放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h8.9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h8.9.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h8.9.3電路設(shè)計(jì)原理\h8.9.4硬件測(cè)試電路\h8.9.5測(cè)試結(jié)果分析\h第9章集成差動(dòng)放大器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h9.1應(yīng)變力測(cè)量電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h9.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h9.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h9.1.3應(yīng)變片原理\h9.1.4電路設(shè)計(jì)原理\h9.1.5硬件測(cè)試電路\h9.1.6測(cè)試結(jié)果分析\h9.2熱電阻測(cè)量電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h9.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h9.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h9.2.3溫度傳感器原理\h9.2.4電路設(shè)計(jì)原理\h9.2.5硬件測(cè)試電路\h9.2.6測(cè)試結(jié)果分析\h第10章有源濾波器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h10.1一階有源低通濾波器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h10.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h10.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h10.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h10.1.4硬件測(cè)試電路\h10.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h10.2一階有源高通濾波器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h10.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h10.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h10.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h10.2.4硬件測(cè)試電路\h10.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h10.3一階有源帶通濾波器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h10.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h10.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h10.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h10.3.4硬件測(cè)試電路\h10.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h10.4一階有源帶阻濾波器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h10.4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h10.4.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h10.4.3電路設(shè)計(jì)原理\h10.4.4硬件測(cè)試電路\h10.4.5測(cè)試結(jié)果分析\h10.5二階有源低通濾波器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h10.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h10.5.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h10.5.3電路設(shè)計(jì)原理\h10.5.4硬件測(cè)試電路\h10.5.5測(cè)試結(jié)果分析\h第11章功率放大器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h11.1B類功率放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h11.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h11.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h11.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h11.1.4硬件測(cè)試電路\h11.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h11.2AB類功率輸出放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證（一）\h11.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h11.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h11.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h11.2.4硬件測(cè)試電路\h11.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h11.3AB類功率輸出放大器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證（二）\h11.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h11.3.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h11.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h11.3.4硬件測(cè)試電路\h11.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h第12章振蕩器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h12.1移相振蕩器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h12.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h12.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h12.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h12.1.4硬件測(cè)試電路\h12.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h12.2文氏橋振蕩器電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h12.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h12.2.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h12.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h12.2.4硬件測(cè)試電路\h12.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h第13章電源管理器電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h13.1線性電源電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證\h13.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h13.1.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h13.1.3電路設(shè)計(jì)原理\h13.1.4硬件測(cè)試電路\h13.1.5測(cè)試結(jié)果分析\h13.2降壓型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h13.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h13.2.2實(shí)驗(yàn)材料和儀器\h13.2.3電路設(shè)計(jì)原理\h13.2.4硬件測(cè)試電路\h13.2.5測(cè)試結(jié)果分析\h13.3升壓型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與驗(yàn)證\h13.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h13.3.2實(shí)驗(yàn)材料和儀器\h13.3.3電路設(shè)計(jì)原理\h13.3.4硬件測(cè)試電路\h13.3.5測(cè)試結(jié)果分析\h第14章模擬電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建\h14.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腬h14.2實(shí)驗(yàn)材料及儀器\h14.3設(shè)計(jì)原理\h14.3.1測(cè)試儀器通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)連接\h14.3.2自動(dòng)測(cè)試過程的實(shí)現(xiàn)第1章構(gòu)建模擬電子系統(tǒng)的基本知識(shí)本章介紹構(gòu)建模擬電子電路（系統(tǒng)）需要的一些基礎(chǔ)知識(shí)，包括電阻、電容、面包板等內(nèi)容。1.1電阻本節(jié)首先介紹在實(shí)驗(yàn)室中常用的分立/軸向引線型電阻，然后，比較不同類型電阻的成本和性能。1.1.1軸向引線型電阻3種最通用的軸向引線型電阻，包括合成碳/碳膜電阻、金屬膜電阻和繞線電阻。1.合成碳/碳膜電阻通常，在通用電路中使用這種電阻，通用電路對(duì)初始精度及溫度變化引起的電路穩(wěn)定性要求并不苛刻。典型的應(yīng)用包括：用作集電極或發(fā)射極的負(fù)載；在晶體管/FET偏置網(wǎng)絡(luò)中，作為充電電容的放電路徑；在數(shù)字邏輯電路中，作為上拉或下拉。碳膜電阻精度較低，為了理解電阻值系統(tǒng)，以10%精度的電阻為例，如果第一個(gè)電阻值是100Ω，就沒有必要做105Ω，因?yàn)?00Ω的電阻精度是90～110Ω，所以第二個(gè)有意義的電阻值是120Ω，阻值精度范圍為110～130Ω。用這個(gè)方法類推，從100～1000Ω的電阻值為100Ω、120Ω、150Ω、180Ω、220Ω、270Ω和330Ω等。國(guó)際電工委員會(huì)（InternationalElectronicalCommission，IEC）定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值系統(tǒng)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值系統(tǒng)包括7種不同精度的電阻系列。精度從低到高分別為E3、E6、E12、E24、E48、E96、E192。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值是按照等比數(shù)列的形式選擇的，且每10倍程的阻值數(shù)量是相同的。比如說，E6系列100～1000Ω之間有6個(gè)不同的電阻值，1～10kΩ之間也是同樣有6個(gè)電阻值，并且后面每組中的阻值都是前組中對(duì)應(yīng)阻值的10倍。因此，如果給出了100～1000Ω之間的標(biāo)準(zhǔn)阻值，其他阻值都可以很容易地計(jì)算出來。IEC給出的公式：式中，Round表示對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行四舍五入處理；n表示在標(biāo)準(zhǔn)系列中的第n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值；N為7個(gè)電阻系列的值中一個(gè)，3、6、12、24、48、96或192；Y（n）為第n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻值所對(duì)應(yīng)的具體電阻值。因此，電阻的排列服從準(zhǔn)對(duì)數(shù)的關(guān)系。額定功耗范圍1/8～2W之間。典型的、常使用的為1/4～1/2W，精度為5%和10%的電阻。對(duì)于10～100Ω之間的電阻，在不同精度（0.1%、0.25%、0.5%、1%、2%、5%和10%）下的排列方式，如表1.1所示。表1.1不同精度下，10～100Ω電阻的排列順序碳類型的電阻溫度系數(shù)較差，典型值為5000ppm/℃，因此不適合在高精度的應(yīng)用中使用，在這些應(yīng)用中，要求溫度對(duì)電阻值變化的影響很小。但是，碳類型電阻的成本較低。碳類型的電阻使用色環(huán)標(biāo)識(shí)。典型的有3色環(huán)、4色環(huán)、5色環(huán)和6色環(huán)，如圖1.1所示。電阻色環(huán)的不同含義，如表1.2所示。圖1.1電阻色標(biāo)表1.2電阻色環(huán)的不同含義當(dāng)使用4色環(huán)表示電阻時(shí)，顏色排列依次為黃色、紫色、橙色和銀色，表示4、7和3個(gè)0，即該電阻阻值為47kΩ，公差為10%。2.金屬膜電阻在高精度應(yīng)用中，常使用金屬膜電阻。在這些應(yīng)用中，要求有較高的初始精度、低溫度系數(shù)和低噪聲。金屬膜電阻的成分包括鎳絡(luò)鐵合金、氧化錫或氮化鉭。典型的應(yīng)用在下面的領(lǐng)域，包括電橋、RC振蕩器和有源濾波器，其初始精度范圍在0.1%～1.0%之間，且溫度系數(shù)范圍在10～100ppm/℃之間。3.繞線電阻繞線電阻的精度和穩(wěn)定性更好（0.05%，＜10ppm/℃）。常用在下面的應(yīng)用中，如調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)、高精度的衰減器電路。圖1.2高頻電阻模型4.電阻的實(shí)際模型與理想電阻模型相比，電阻的實(shí)際模型要復(fù)雜很多，這是因?yàn)榇嬖诤芏嗉纳鷧?shù)，如圖1.2所示。從圖中可知，實(shí)際電阻可看作理想電阻R和寄生電感Lseries的串聯(lián)，然后與電容Cshunt并聯(lián)。從該結(jié)構(gòu)可知，它們構(gòu)成一個(gè)諧振回路。電阻的基材，以及長(zhǎng)度和橫截面的比值決定了在高頻時(shí)，寄生L和C對(duì)電電阻穩(wěn)定性的影響程度。通常情況下，薄膜型電阻有很好的高頻響應(yīng)特性，大約在100MHz也可以保證它們的精度。碳類型電阻的頻率大約為1MHz。繞線電阻所包含的電感最大，因此頻率響應(yīng)特性最差。1.1.2電阻網(wǎng)絡(luò)一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)是單個(gè)封裝，在該封裝內(nèi)包含兩個(gè)以上的電阻，如圖1.3所示。這個(gè)封裝包含很多引線，通過它構(gòu)成電路的一部分。圖1.3電阻網(wǎng)絡(luò)的典型封裝通常，電阻網(wǎng)絡(luò)有兩種連接方式，即總線方式和隔離方式，如圖1.4所示?？偩€排列方式用于上拉、下拉或總線端接。除了體現(xiàn)在降低設(shè)計(jì)難度和設(shè)計(jì)成本外，電阻網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，或者單片集成電路的一部分，通過激光微調(diào)，提供了很高的精度、緊溫度系數(shù)（TC）匹配和良好的溫度跟蹤。用于分立網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用是在高精度的衰減器和增益設(shè)置級(jí)。薄膜網(wǎng)絡(luò)也用在單片集成電路設(shè)計(jì)和儀表放大器。此外，薄膜網(wǎng)絡(luò)還用在使用R-2R梯度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的CMOSD/A和A/D轉(zhuǎn)換器中。圖1.4電阻網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚膜類型的電阻成本最低，有較好的匹配（＜0.1%），但是溫度系數(shù)（＞100ppm/℃）并不好。通過將阻性元素電鍍到襯底材料（如玻璃或陶瓷），制造厚膜電阻。薄膜網(wǎng)絡(luò)有較好的價(jià)格，并提供了很好的匹配（0.01%），以及良好的溫度系數(shù)（＜100ppm/℃）。通過氣相沉淀的方法，制造薄膜電阻。1.1.3貼片式電阻元件的封裝本節(jié)介紹貼片式單個(gè)電阻封裝及貼片式排電阻封裝。1.貼片式單個(gè)電阻封裝貼片電阻電容常見封裝有9種，有英制和公制兩種表示方式。英制表示方式是采用4位數(shù)字表示的EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）代碼，前兩位表示電阻或電容長(zhǎng)度，后兩位表示寬度，以英寸為單位。實(shí)際上，很少使用公制，公制代碼也由4位數(shù)字表示，其單位為毫米，與英制類似。單個(gè)貼片電阻物理尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，如圖1.5所示。貼片式電阻的規(guī)格、尺寸和功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1.3所示。圖1.5單個(gè)貼片電阻物理尺寸表1.3貼片電阻封裝規(guī)格、尺寸和功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.貼片式排電阻封裝貼片式排電阻的引腳個(gè)數(shù)為偶數(shù)，如圖1.6所示。它們沒有公共端，并且內(nèi)部電阻相互獨(dú)立，常見的有4個(gè)電阻，故有8個(gè)引腳，即為電阻數(shù)的2倍，它經(jīng)常用作限流電阻。圖1.6貼片式排電阻封裝1.2電容本節(jié)介紹電容的功能、類型和用法。1.2.1功能電容用于儲(chǔ)存電荷。通常，電容由兩個(gè)或多個(gè)被絕緣層隔離的導(dǎo)電材料制成。電容的主要作用是保存能量，當(dāng)電路需要能量時(shí)，將存儲(chǔ)的能量再提供給電路。電容C定義為保存的電荷Q與導(dǎo)體之間電勢(shì)差V的比值，表示為：C=Q/V。電容的單位為法拉（F），即1F=1C/1V。在電容中存儲(chǔ)的能量大小WC表示為：當(dāng)電容和電阻組合在一起時(shí)，它們可用在時(shí)序電路和濾波器中。在整流電路中，電容作為電荷“池”對(duì)直流電源的變換進(jìn)行平滑或者濾波。此外，它們也用在一些放大器和信號(hào)調(diào)理電路中，這是因?yàn)殡娙菰试S通過高頻的交流信號(hào)，而阻塞直流信號(hào)。在電容中，常用的單位有F、μF、pF和nF。它們之間的關(guān)系表示為：1.2.2有極性電容本節(jié)介紹有極性電容，包括電解電容、鉭電容。1.電解電容電解電容為有極性電容，必須連接到正確的極性。在電解電容上，使用+或-號(hào)標(biāo)記電容一端的極性。如果極性接錯(cuò)，將造成電解電容的損壞。典型的電解電容外觀和原理符號(hào)，如圖1.7所示。圖1.7電解電容外形和原理符號(hào)有兩種形式的電解電容，即軸向電容和徑向電容，如圖1.8所示。軸向電容的引線連接到每一端，徑向電容的引線連接到相同的一端。在電解電容的外殼上很容易看到電解電容的值以額定電壓。電解電容的額定電壓（典型值為6V）較低，因此在使用前必須確認(rèn)電解電容所使用場(chǎng)合的額定電壓值。對(duì)于一個(gè)具體的模擬電子系統(tǒng)來說，所使用的電解電容的額定電壓值需要大于模擬電子系統(tǒng)的供電電壓。在很多電池供電的系統(tǒng)中，使用電解電容的額定電壓值為25V。圖1.8軸向電容和徑向電容還有一種銀色的表貼電容，是鋁電解電容，如圖1.9所示。上面為圓形，下面為方形。這種電容是有“-”標(biāo)記的一端為負(fù)。2.鉭電容鉭電容為有極性電容，其額定電壓也比較低，這點(diǎn)和電解電容類似。它們的價(jià)格偏高，但是體積很小，因此可以用在小空間需要大容量電容值的場(chǎng)合。對(duì)于現(xiàn)代的鉭電容，在其外殼上標(biāo)注了電容值和電壓值，如圖1.10所示。然而，舊的色碼系統(tǒng)有2個(gè)色帶（用于兩個(gè)數(shù)字，黑色表示0，棕色表示1，紅色表示2，橙色表示3，黃色表示4，綠色表示5，藍(lán)色表示6，紫色表示7，灰色表示8，白色表示9），一個(gè)顏色的地方用于表示零的個(gè)數(shù)（以μF計(jì)）。使用標(biāo)準(zhǔn)的顏色碼，但對(duì)于一個(gè)顏色的地方，使用灰色用于表示×0.01，白色用于表示×0.1，這樣可以表示小于10μF的電容。在引線附近的第3個(gè)色帶表示電壓（黃色表示6.3V，黑色表示10V，綠色表示16V，藍(lán)色表示20V，灰色表示25V，白色表示30V，粉紅表示35V）。例如：（1）藍(lán)灰黑表示68μF。（2）藍(lán)灰白表示6.8μF。（3）藍(lán)灰灰表示0.68μF。圖1.9貼片電解電容圖1.10直插式和貼片式鉭電容注：（1）電解電容極性的判斷方法。電解電容外面有一條很粗的白線，白線里面有一行負(fù)號(hào)用于所對(duì)引腳為負(fù)極的，因此另一個(gè)引腳就是正極。也有用引腳長(zhǎng)短來區(qū)別正負(fù)極的，引腳長(zhǎng)的為正極，引腳短的為負(fù)極。電容上面有標(biāo)志的黑塊為負(fù)極。（2）在PCB中電容位置上有兩個(gè)半圓，涂顏色的半圓對(duì)應(yīng)的引腳為負(fù)極。當(dāng)不知道電容的正負(fù)極時(shí)，可以通過萬(wàn)用表幫助確認(rèn)。方法是兩表筆分別接觸兩電極，每次測(cè)時(shí)先把電容器放電。電阻值大的那次，黑筆接的那一極是正極。1.2.3無(wú)極性電容值很小的電容為無(wú)極性電容，可以任意連接極性。無(wú)極性電容的額定電壓至少為50V，通常是250V。很難照找到這些小電容的值，因?yàn)橛泻芏囝愋鸵约安煌臉?biāo)記系統(tǒng)，如圖1.11所示。圖1.11無(wú)極性電容很多小的電容，在封裝上印出了它們的值，但沒有乘法因子，因此需要讀者的經(jīng)驗(yàn)判斷乘法因子。例如，0.1翻譯成0.1μF=100nF。有時(shí)，使用乘法因子，代替十進(jìn)制點(diǎn)。例如，4n7翻譯成4.7nF。在小電容值電容上使用數(shù)字編碼。前面2個(gè)數(shù)字表示兩個(gè)數(shù)值，第3個(gè)值表示零的個(gè)數(shù)（以pF計(jì)算）。此外，其他字母表示誤差和額定電壓。例如：（1）102翻譯為1000pF=1nF。（2）472J翻譯為4700pF=4.7nF（J表示5%的容差）。當(dāng)使用色環(huán)表示時(shí)，其顏色含義與有極性電容相同，但是以pF表示。（1）棕黑橙：10000pF=10nF=0.01μF。（2）紅紅黃：220000pF=220nF=0.22μF。1.2.4聚苯乙烯電容現(xiàn)在，聚苯乙烯電容很少使用。它們的值以pF為單位計(jì)算。當(dāng)過熱時(shí)，這種電容容易損壞，因此需要使用散熱片。1.2.5真實(shí)的電容值讀者可能注意到，不是所有的電容值都可用，如有22μF和47μF，但沒有25μF和50μF。為什么呢？假定讀者決定制造電容以10μF為間隔，給出10、20、30、40、50μF等。這看上去沒問題，但到1000后會(huì)發(fā)生什么呢？制造1000、1010、1020、1030μF…是毫無(wú)意義的，這是因?yàn)閷?duì)于這些值來說10μF差值太小，當(dāng)差值太小時(shí)，在很多電路中都可以忽略，并且也制造不出來這樣的精度。如果想制造出合理方位的電阻值，讀者就需要在增加值時(shí)增加“步長(zhǎng)”。標(biāo)準(zhǔn)的電容值就是基于這個(gè)思想的，即：（1）E3系列（3個(gè)電容值/十倍），如10、22、47μF，然后就是100、220、470、1000、2200、4700和10000μF等。由此可知，當(dāng)值增加時(shí)，步長(zhǎng)也相應(yīng)增加（值大約倍增）。（2）E6系列（6個(gè)電容值/十倍），如10、15、22、33、47、68μF，然后100、150、220、330、470、680和1000μF等。注：在電容中常使用E3系列。1.2.6電容的寄生效應(yīng)為一個(gè)特定的電路選擇正確的電容類型并不是一件很困難的事情。通常，可以將電容的使用歸結(jié)到以下4個(gè)方面。（1）交流耦合，包括旁路（通過交流阻止直流），如圖1.12（a）所示。（2）去耦。過濾交流或直流上所添加的高頻，或者電源、參考源和信號(hào)電路上的低頻，如圖1.12（b）所示。（3）有源/無(wú)源RC濾波器或選頻網(wǎng)絡(luò)，如圖1.12（c）所示。（4）模擬積分器和采樣-保持電路（采樣和存儲(chǔ)電荷），如圖1.12（d）所示。圖1.12電容的應(yīng)用盡管讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多電容類型，但在一個(gè)特殊應(yīng)用中只有一兩種電容類型適合。不像理想電容，實(shí)際的電容存在寄生/非理想的元件或行為，它們以電阻和電感元件、非線性和介質(zhì)存儲(chǔ)的形式存在，如圖1.13所示。在電容制造廠商提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，給出了這些“寄生元件”產(chǎn)生的最終結(jié)果。理解這些寄生參數(shù)在每個(gè)應(yīng)用中的效果將幫助讀者正確選擇電容類型。圖1.13真實(shí)電容的模型從圖中可知，模型包括泄漏（并聯(lián)電阻）、等效串聯(lián)電阻（EquivalentSeriesResistance，ESR）、等效串聯(lián)電感（EquivalentSeriesInductance，ESL）和介質(zhì)吸收（存儲(chǔ)器）。（1）電容泄漏，RL。在交流耦合應(yīng)用和存儲(chǔ)應(yīng)用中，泄露是重要的參數(shù)。比如，模擬積分器和采樣-保持，以及在高阻電路中使用電容。在理想電容中，電荷Q只響應(yīng)外部電流。然而，在一個(gè)真實(shí)的電容中，泄漏電阻將允許電容上的電荷以RC所確定的時(shí)間常數(shù)泄漏。電解類型的電容（鉭/鋁）電容值很高，并且由于較差的隔離電阻，因此有很高的漏電流（典型的值，5～20nA/μF）。因此，不適合用于保存或耦合應(yīng)用。用于保存/耦合應(yīng)用最好的選擇是特氟龍（聚四氟乙烯）和其他聚乙烯類型（聚丙烯、聚苯乙烯等）。（2）等效串聯(lián)電阻（ESR），RESR。電容模型上的等效串聯(lián)電阻是電容引線電阻與電容器極板等效電阻的串聯(lián)。當(dāng)流過大的交流電流時(shí)，ESR使得電容消耗功率，因此產(chǎn)生損耗。因此在射頻以及去耦電容存在高紋波電流時(shí)，有很嚴(yán)重的影響。但在高精度高阻抗，低電平模擬電路中的影響不大。包含最低ESR的電容有云母和膜類型。（3）等效串聯(lián)電感（ESL），LESL。電容模型上的等效串聯(lián)電感是電容引線電感與電容極板等效電感的串聯(lián)。類似ESR，ESL對(duì)高頻應(yīng)用也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，甚至在精密電路本身工作在直流或低頻時(shí)。這是因?yàn)樵诰茈娐分惺褂玫木w管可以使增益延伸到幾百兆赫的過渡頻率（Ft），甚至幾吉赫，可以對(duì)包含低值的共振進(jìn)行放大。因此，這使得對(duì)工作高頻的供電電源進(jìn)行正確的去耦非常關(guān)鍵。ESR和ESL對(duì)于電容器頻率響應(yīng)的影響，如圖1.14所示。對(duì)于高頻電路去耦，電解、紙或塑料膜電容都不是一個(gè)好的選擇。這是因?yàn)樗鼈兓旧嫌杀凰芰匣蚣堧娊赓|(zhì)隔離的兩片金屬箔纏繞構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)本身就有很大的自電感，與電容相比，在頻率在只有幾兆赫時(shí)，更像一個(gè)電感。圖1.14ESR和ESL對(duì)于電容器頻率響應(yīng)的影響對(duì)于高頻去耦的合適選擇是單片陶瓷類型的電容，這種電容的ESL值很低。這種電容由多層夾層的金屬膜和陶瓷介質(zhì)構(gòu)成。由于泄漏、ESR和ESL總是很難單獨(dú)說明，因此很多制造廠商總是將它們整合成一個(gè)規(guī)格，稱為耗散因數(shù)（DissipationFactor，DF）。DF定義為耗散功率/周期與保存的能量/周期的比值。在實(shí)際應(yīng)用中，DF等于用于電解質(zhì)的功率因素，或者相位角的余弦值。如果高頻的耗散主要建模為串行電阻，則在感興趣的關(guān)鍵頻率，ESR與總?cè)菘沟谋戎凳菍?duì)DF的最好估計(jì)，即：DF也等效于電容品質(zhì)因數(shù)Q的倒數(shù)，它有時(shí)也包含在廠商的手冊(cè)中。（4）介質(zhì)吸收，RDA、CDA。單片陶瓷電容對(duì)于高頻有很好的作用，但它們有很大的介質(zhì)吸收，使得它們并不適合用于作為采樣保持放大器（Sample-HoldAmplifier，SHA）的電容。介質(zhì)吸收是指一種有滯后性質(zhì)的內(nèi)部電荷分布，它使快速放電然后開路的電容器恢復(fù)一部分電荷，如圖1.15所示。由于恢復(fù)的電荷是它以前電荷的函數(shù)，實(shí)際上，這是一個(gè)電荷存儲(chǔ)器，將引起任何SHA誤差，在SHA中電容作為保持電容。圖1.15介質(zhì)吸收適合這種應(yīng)用的推薦電容包括前面提到的聚乙烯類型的電容，如聚苯乙烯、聚丙烯或特氟龍。這種類型的電容有較低的介質(zhì)吸收，典型值＜0.01%。小提示：一種確保模擬電路在低頻和高頻時(shí)都能充分去耦的方法，使用一個(gè)電解類型的電容，如鉭電容與一個(gè)單片（貼片）陶瓷電容并聯(lián)。在低頻中，這種組合有很高的電容，并且將在高頻維持容性。通常，不需要為每個(gè)集成電路放置一個(gè)鉭電容（除了比較苛刻的情況）。另一個(gè)需要記住的事情是，高頻去耦是真實(shí)的電容布局。即使很短的線都會(huì)有很大的電感，因此，高頻去耦合電容要盡可能靠近集成電路芯片，確保引線足夠短。理想的高頻去耦電容應(yīng)是貼片器件。1.2.7寄生電容前面討論電容的寄生效應(yīng)，下面討論另一種形式的寄生，稱為寄生電容。由于在一個(gè)平行極板電容中，當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體互相靠近時(shí)，會(huì)生成寄生電容，它們之間并沒有短路，如圖1.16所示。寄生電容值C表示為：式中，ER為相對(duì)于空氣的介電常數(shù)；A為平行導(dǎo)體的面積，單位是mm2；d為平行導(dǎo)體的距離，單位是mm。圖1.16電容模型典型的，在一個(gè)PCB板中，兩個(gè)平行的布線，或者是一個(gè)PCB板不同層之間的布線或平面之間都會(huì)產(chǎn)生寄生電容，如圖1.17（a）和圖1.17（b）所示。當(dāng)在高頻時(shí)，寄生電容效應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)，頻率越高越明顯。但是，在對(duì)電路建立模型時(shí)很容易忽略這個(gè)問題，因此當(dāng)構(gòu)建及裝配系統(tǒng)電路時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。典型的問題包括較大的噪聲、降低頻率響應(yīng)，甚至不穩(wěn)定。如果將上面的電容公式應(yīng)用到PCB板的不同側(cè)，則對(duì)于常用的PCB材料來說，ER=4.7，當(dāng)d=1.5mm時(shí)，在PCB板不同側(cè)導(dǎo)體之間的寄生電容在3pF/cm2以下。在頻率為250MHz時(shí)，3pF對(duì)應(yīng)的電抗為212.2Ω。在實(shí)際中，去除寄生電容幾乎不可能，最好的方法是減少寄生電容效應(yīng)。減少寄生耦合效應(yīng)的一種方法就是使用法拉第屏蔽，即在耦合信號(hào)和受影響的電路之間增加屏蔽地。圖1.17PCB上的寄生電容圖1.18經(jīng)過寄生電容的耦合噪聲一個(gè)等效電路，如圖1.18所示。圖中VN表示高頻噪聲源，Z1為電路阻抗。通過寄生電容C，噪聲耦合到電路中。因此，在電路阻抗上表現(xiàn)的噪聲電壓VCOUPLED表示為：如果不控制VN以及電路阻抗Z1的位置，則最好的解決方法是增加屏蔽層，如圖1.19所示。從圖中可知，法拉第屏蔽切斷了耦合電場(chǎng)。屏蔽使得噪聲和耦合電流返回到源，而沒有流經(jīng)電阻阻抗Z1。圖1.19經(jīng)過法拉第屏蔽層容性耦合的另一個(gè)例子就是側(cè)面釬焊的陶瓷集成電路封裝，如圖1.20所示。圖1.20側(cè)面釬焊的陶瓷集成電路封裝這些DIP封裝有一個(gè)小的方形的金屬閥蓋，將它焊到陶瓷封裝頂部的一個(gè)金屬圈上。封裝制造商只提供了兩種選項(xiàng)，即將金屬圈連接到封裝某個(gè)頂點(diǎn)的引腳上，或者懸空。大多數(shù)的邏輯電路在芯片的某個(gè)頂點(diǎn)位置有一個(gè)地引腳。但是，很多模擬電路在封裝頂點(diǎn)沒有地引腳，因此閥蓋懸空。因此，與采用塑料DIP封裝的集成電路相比，更容易受到電場(chǎng)噪聲干擾。因此，就需要將金屬閥蓋接地。將一個(gè)線焊接到閥蓋上。如果不能這樣做，則使用接地的磷青銅夾實(shí)現(xiàn)與地的連接，或者使用導(dǎo)電涂料連接到地。1.2.8不同類型電容比較對(duì)于不同類型的電容特性及用法，如表1.4所示。表1.4電容器類型概述EIA電容器公差標(biāo)記（2類電容器）如表1.5所示。表1.5EIA電容器公差標(biāo)記（2類電容器）1.3面包板本節(jié)介紹面包板的結(jié)構(gòu)、功能及寄生電容。1.3.1面包板的結(jié)構(gòu)和功能很多讀者在初學(xué)模擬電路理論知識(shí)時(shí)，經(jīng)常需要搭建電路，以及在設(shè)計(jì)最終的PCB時(shí)也需要搭建一些簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行驗(yàn)證。因此，不需要進(jìn)行電路焊接的面包板就是最好的可用于構(gòu)建模擬電路的平臺(tái)，如圖1.21所示。在面包板上有很多孔，通過集成電路元件DIP封裝提供的金屬引線以及直插式的電阻和電容等分立元件提供的金屬引線，讀者可以將這些元件插到面包板的孔中，并通過在面包上插入金屬連接導(dǎo)線，就可以簡(jiǎn)單、快速地構(gòu)建一個(gè)模擬電路。面包板上空的通用間距為0.1英寸（2.54mm）。典型的，在面包板的上面和下面包含了用于分配電源的“軌”，如圖1.21所示。在面包板的背面有很多條連接金屬插槽，它們可以將面包板上中間部分每列的5個(gè)孔連接在一起，對(duì)于面包板上面和下面的電源分配系統(tǒng)是水平方向連接在一起。當(dāng)使用面包板時(shí)，元件的引線插到面包板的孔中。在面包板的下面，將一些孔連接在一起構(gòu)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過這個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以把多個(gè)元件連接在一起。通過將不同元件的引線插入一個(gè)公共點(diǎn)，就可以將它們連接在一起。在面包板上標(biāo)記“+”和“-”的區(qū)域用于為模擬電路中的集成電路元件分配電源網(wǎng)絡(luò)。面包板的一個(gè)典型應(yīng)用，如圖1.22所示。下面的一些規(guī)則可以幫助讀者高效率地在面包板上構(gòu)建電路。（1）總是使用面包板頂部和底部的總線軌為模擬電路分配電源。模擬電路中的集成電路和其他器件的供電來自于電源軌，而不是直接來自于供電電源。（2）在面包板上搭建模擬電路時(shí)，使用不同顏色的線連接所使用的元件，可以防止混淆。例如，用綠色的線作為地（0V），紅色用于+V，黑色用于-V。圖1.21面包板的正面和背面視圖圖1.22在面包板上構(gòu)建模擬電路（3）將連線平鋪在面包板上，這樣面包板看上去不會(huì)變得混亂。（4）集成電路的連線應(yīng)在其周圍，但不要跨越封裝。這使得在構(gòu)建模擬電路的過程中很容易更換集成電路芯片。（5）將電阻、電容、晶體管和LED的引線剪短，這樣它們離得面包板較近，這樣不會(huì)產(chǎn)生一些不必要的麻煩。1.3.2面包板的寄生電容當(dāng)在面包板上構(gòu)建實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，就會(huì)在相鄰的兩排連線之間人為地添加小的寄生電容，這是因?yàn)樵谶@些間隔0.1英寸（2.54mm）的孔只有塑料分割。由于每條連起來的插孔很長(zhǎng)，并且相鄰的每條插孔又是并排的，因此它們之間有很大的電容。切開面包板后的內(nèi)部插孔結(jié)構(gòu)，如圖1.23所示。很明顯，在面包板上有很多這樣的寄生電容，通過寄生電容，就會(huì)在面包板電路的輸入和輸出之間構(gòu)成耦合路徑。以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的8引腳DIP封裝的單運(yùn)放為例，同相和反相端在8引腳DIP封裝的第2和第3個(gè)引腳上。另一個(gè)例子，8引腳DIP封裝的標(biāo)準(zhǔn)雙運(yùn)放，運(yùn)放的輸出在第1個(gè)引腳，并且它的反相輸入端在相鄰的第2個(gè)引腳上。當(dāng)把它插到面包板上時(shí)，在這兩個(gè)引腳之間就會(huì)產(chǎn)生寄生電容，從而會(huì)影響電路的高頻特性。對(duì)面包板電路的頻率研究模型，如圖1.24所示。圖中，使用面包板的3排引腳。排和排之間的電容為Crow。由于所有排基本相同，因此電容Crow的值相同。為了測(cè)量電容Crow的值，在一排中使用正弦信號(hào)激勵(lì)，使用示波器測(cè)量耦合到其他列的信號(hào)。對(duì)于示波器的輸入通道建模為1MΩ的電阻Rm，以及位置電容Cm的并聯(lián)。1MΩ的電阻Rm只是估計(jì)值。連接AWG和示波器輸入與面包板的連線會(huì)引入耦合電容Cstray。電容Cstray和Crow的并聯(lián)組合與示波器Cm（Rm）輸入構(gòu)成一個(gè)電容交流電壓分壓器。包含電阻Rm的電路有高通特性，總的電容Cm+Crow+Cstray設(shè)置3dB拐點(diǎn)頻率F3dB表示為：圖1.23切開面包板圖1.24面包板原理模型相對(duì)衰減GHF可以表示為：通過AWG1掃描頻率，以及測(cè)量不同配置的F3dB和GHF，就可以得到3個(gè)未知電容的值。第2章SPICE仿真工具目前，可以執(zhí)行電子電路SPICE仿真的工具很多。在本書中，對(duì)NI公司的Multisim14.0和TI公司TINA工具的SPICE仿真流程進(jìn)行詳細(xì)說明。2.1MultisimLive特性及應(yīng)用美國(guó)NI公司的Multisim工具提供了強(qiáng)大的SPICE仿真功能，被全球大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)廣泛使用。對(duì)于該工具的SPICE仿真流程在本書配套的相關(guān)書籍中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本節(jié)將對(duì)NI公司新推出網(wǎng)頁(yè)版本的Multisim工具設(shè)計(jì)流程進(jìn)行詳細(xì)介紹。美國(guó)NI公司于2016年下半年推出了網(wǎng)頁(yè)版本的Multisim工具M(jìn)ultisimLive。該工具的推出為國(guó)內(nèi)高校教師和學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程提供了新的手段和方法。其主要特點(diǎn)如下。（1）MultisimLive是NI公司Multisim工具的新特性。該工具允許設(shè)計(jì)者使用相同的仿真技術(shù)，這些技術(shù)用于學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)研究領(lǐng)域。并且，可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間以及任何設(shè)備上使用它。（2）在萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器中，MultisimLive提供了一個(gè)直觀的原理圖布局，它包含熟悉的Mul-tisim接口，元件庫(kù)以及交互特性。這樣，使得讀者可以毫無(wú)困難地捕獲自己的設(shè)計(jì)。讀者可以通過任何計(jì)算或移動(dòng)設(shè)備訪問原理圖，并可以通過所支持的瀏覽器進(jìn)行共享。（3）通過MultisimLive工具，可以測(cè)試電路的行為，演示一個(gè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，或者可以向?qū)W生解釋模擬電子電路的概念。此外，通過這個(gè)工具可以很便捷地分享交互的仿真，而不需要安裝任何應(yīng)用軟件。（4）眾所周知，在全球的實(shí)驗(yàn)室中，Multisim已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)鍵的工具，通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SPICE，提供了一個(gè)教學(xué)環(huán)境用于將電路行為“可視化”。通過MultisimLive工具，讀者可以接收來自全球教育工作者、學(xué)生和研究人員的反饋信息。（5）通過MultisimLive社區(qū)，讀者可以分享自己的設(shè)計(jì)或?qū)e人創(chuàng)建的電路進(jìn)行研究。并且，通過它可以將電路與指定的組，或者與公眾分享。（6）NI提供的教學(xué)解決方案，包括軟件、硬件和課件。這些資源涵蓋了模擬、數(shù)字和功率電子。通過與NIMultisim桌面系統(tǒng)，AnalogDiscovery及NIELVIS工具的組合，MultisimLive使得任何一個(gè)學(xué)生不論是在課堂上還是在工程實(shí)驗(yàn)室中，都能夠建立工程“直覺”。2.1.1登錄MultisimLive登錄MultisimLive的步驟如下。（1）在瀏覽器中輸入下面的網(wǎng)址，http：//。（2）在該界面中，單擊“SIGNUPFORFREE”按鈕，或者頁(yè)面左上角的“SIGNUP”按鈕。（3）出現(xiàn)新的頁(yè)面。如果讀者沒有賬號(hào)，則需要先創(chuàng)建NI用戶賬號(hào)。如果已經(jīng)創(chuàng)建過NI用戶賬號(hào)，則該界面的創(chuàng)建NI用戶賬號(hào)標(biāo)題欄下方，單擊“登錄”按鈕。因?yàn)橐呀?jīng)注冊(cè)了NI的賬戶，所以直接單擊“登錄”按鈕即可。（4）出現(xiàn)新的界面。如圖2.1所示。在該界面中，輸入已經(jīng)注冊(cè)過的NI賬戶名和密碼。圖2.1登錄界面（5）單擊“登錄”按鈕。（6）進(jìn)入MultisimLive界面。2.1.2MultisimLive設(shè)計(jì)流程下面將在MultisimLive中構(gòu)建一個(gè)二極管電路，主要步驟如下。（1）在MultisimLive界面右上方，找到并單擊“CREATECIRCUIT”按鈕。（2）出現(xiàn)原理圖設(shè)計(jì)界面，如圖2.2所示。圖2.2原理圖設(shè)計(jì)界面（3）在左側(cè)一列的工具欄中，單擊按鈕。出現(xiàn)Passive（被動(dòng)/無(wú)源器件）浮動(dòng)菜單，如圖2.3所示。在該界面中，單擊圖標(biāo)，將電阻符號(hào)放置在原理圖設(shè)計(jì)界面中，如圖2.4所示。圖2.3Passive浮動(dòng)菜單圖2.4放置電阻符號(hào)（4）在左側(cè)一列的工具欄中，單擊按鈕。出現(xiàn)“Diode”浮動(dòng)菜單，如圖2.5所示。在該界面中，單擊“Diode”圖標(biāo)。將二極管符號(hào)放在空白原理圖設(shè)計(jì)界面中，如圖2.6所示。圖2.5Diode浮動(dòng)菜單圖2.6放置二極管符號(hào)（5）在圖2.6中的界面，選中名字為“D1”的二極管符號(hào)。在二極管符號(hào)周圍出現(xiàn)4個(gè)小圓圈，單擊圖中左下側(cè)的按鈕，將二極管旋轉(zhuǎn)90°，如圖2.7所示。（6）雙擊圖2.6中的電阻“R1”符號(hào)，在設(shè)計(jì)界面右側(cè)出現(xiàn)屬性設(shè)置界面，如圖2.8所示。在該設(shè)計(jì)界面中，將Resistance右側(cè)文本框內(nèi)的文字改為4.7k，即電阻R1的值為4.7kΩ。圖2.7旋轉(zhuǎn)二極管圖2.8屬性設(shè)置界面（7）在左側(cè)一列的工具欄中，單擊按鈕。出現(xiàn)Source浮動(dòng)菜單，如圖2.9所示。在該界面中，單擊“ACVoltage”圖標(biāo)。將交流信號(hào)源符號(hào)放在原理圖設(shè)計(jì)界面中，如圖2.10所示。圖2.9Source浮動(dòng)菜單（8）雙擊圖2.10中的信號(hào)源“V1”符號(hào)，在設(shè)計(jì)界面右側(cè)出現(xiàn)屬性設(shè)置界面，如圖2.11所示。在該設(shè)計(jì)界面中，將VA右側(cè)文本框內(nèi)的文字改為3，即交流電壓源的幅值為3V；同時(shí)，將Freq右側(cè)文本框內(nèi)的文字改為100，即交流電壓源的頻率為100Hz。圖2.10設(shè)置交流信號(hào)源符號(hào)圖2.11屬性設(shè)置界面（9）在左側(cè)一列的工具欄中，單擊按鈕。出現(xiàn)SchematicConnectors浮動(dòng)菜單，如圖2.12所示。在該界面中，單擊“Ground”圖標(biāo)。將接地符號(hào)放在原理圖設(shè)計(jì)界面中，如圖2.13所示。圖2.12SchematicConnectors浮動(dòng)菜單圖2.13設(shè)置接地符號(hào)（10）鼠標(biāo)放置在各個(gè)元件的連接節(jié)點(diǎn)上，按鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)，將所有元件連接在一起，連接后的電路如圖2.14所示。從圖中可知，當(dāng)連線完成后，在連線上自動(dòng)給出了每個(gè)連線的ID號(hào)，這些ID號(hào)就是電路中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，用于標(biāo)識(shí)電路中每個(gè)元件的連接關(guān)系。（11）在左側(cè)工具欄中，單擊按鈕，出現(xiàn)ProbesandAnnotations（探測(cè)和注解）浮動(dòng)菜單，如圖2.15所示。在浮動(dòng)菜單內(nèi)，單擊“Voltage”按鈕，將電壓探針放在圖2.14電路中的網(wǎng)絡(luò)2的連線位置。在該浮動(dòng)菜單內(nèi)，單擊“Current”按鈕，將電流探針放在圖2.14電路中網(wǎng)絡(luò)1的連線位置。放置完電壓探針和電流探針后的設(shè)計(jì)界面，如圖2.16所示。圖2.14連接后的電路圖2.15ProbesandAnnotations浮動(dòng)菜單圖2.16放置電壓探針和電流探針（12）在當(dāng)前設(shè)計(jì)界面上方的工具欄中，單擊Interactive（交互）標(biāo)簽，出現(xiàn)浮動(dòng)菜單，如圖2.17所示。在浮動(dòng)菜單內(nèi)，提供了Transi-ent（瞬態(tài)）、ACSweep（交流掃描）、DCOp（直流工作點(diǎn)）、DCSweep（直流掃描）選項(xiàng)。在該設(shè)計(jì)中，選擇Transient選項(xiàng)。（13）在當(dāng)前設(shè)計(jì)界面上方的工具欄中，單擊按鈕（或者同時(shí)按下Ctrl+R組合鍵），開始執(zhí)行瞬態(tài)分析過程。圖2.17Interactive浮動(dòng)菜單（14）在右側(cè)的配置面板中，單擊Document標(biāo)簽。在該標(biāo)簽界面中，將Endtime（結(jié)束時(shí)間）的值設(shè)置為4e-2（表示仿真時(shí)間為40ms），如圖2.18所示。（15）在設(shè)計(jì)界面上方的工具欄內(nèi)，單擊（openinformationpannel，打開信息面板）按鈕。（16）在打開的信息面板窗口界面中，單擊按鈕，可以看到該電路的SPICE網(wǎng)表信息，如圖2.19所示。圖2.18設(shè)置結(jié)束時(shí)間圖2.19電路的SPICE網(wǎng)表信息（17）在設(shè)計(jì)界面上方的工具欄中，單擊按鈕，開始執(zhí)行SPICE瞬態(tài)分析過程。仿真結(jié)果，如圖2.20所示。下面給出保存仿真圖的方法。圖2.20仿真結(jié)果①單擊設(shè)計(jì)界面左上方的按鈕，如圖2.21所示。②出現(xiàn)浮動(dòng)菜單。在浮動(dòng)菜單內(nèi)，選擇Export-＞Grapherimage。③在下方出現(xiàn)消息對(duì)話框界面。在該界面中，提示要打開或保存來自的UntiledCircuit-Grap-her.png（114KB）。④單擊打開按鈕。（18）將仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel表格。①單擊設(shè)計(jì)界面左上方的按鈕，如圖2.21所示。②出現(xiàn)浮動(dòng)菜單。在浮動(dòng)菜單內(nèi)，選擇Export-＞Grap-herdata。③在下方出現(xiàn)消息對(duì)話框界面。在該界面中，提示要打開或保存來自的UntiledCircuit.csv（10.8KB）。圖2.21設(shè)計(jì)界面④單擊打開按鈕。（19）自動(dòng)打開Excel表格，通過Excel提供的散點(diǎn)圖繪制功能，繪制出V-I特性曲線，如圖2.22所示。圖2.22V-I特性曲線（20）在圖2.21中，當(dāng)讀者選擇Saveas…選項(xiàng)時(shí)，出現(xiàn)Saveasnewcircuit對(duì)話框，如圖2.23所示。在該對(duì)話框界面中，讀者可以在Name右側(cè)的文本框中輸入保存電路的名字DiodeV-ICircuit。（21）單擊“OK”按鈕，保存該電路。（22）在圖2.21中，當(dāng)選擇Export-＞NIMultisim14選項(xiàng)時(shí)，在屏幕下方會(huì)出現(xiàn)提示對(duì)話框。在該對(duì)話框中，給出要打開或保存來自的Diode-V-ICir-cuit.ms14（398KB）提示信息，讀者可以選擇打開、保存選項(xiàng)。圖2.23Saveasnewcircuit對(duì)話框2.2TINA仿真工具特性及應(yīng)用TINA是TI公司提供的免費(fèi)SPICE模擬仿真工具。本節(jié)介紹基于TI公司TINA仿真工具的模擬電路仿真流程。2.2.1下載和安裝TINA仿真工具本節(jié)介紹下載和安裝TINA仿真工具的流程，主要步驟如下。（1）在IE瀏覽器中，輸入TI官網(wǎng)網(wǎng)址：http：//。（2）在TI官網(wǎng)界面中，找到并單擊Tools&software標(biāo)簽，如圖2.24所示。在該標(biāo)簽界面中，單擊TINA-TI-FreeSPICEAnalogSimulationTool標(biāo)簽。圖2.24TI官網(wǎng)界面（3）出現(xiàn)下載界面，如圖2.25所示。在該界面左側(cè)PartNumber一欄中，找到TINA-TI_SIMP_CHINESE標(biāo)簽。它表示下載TINA的中文版。單擊右側(cè)的“Download”按鈕。圖2.25下載界面（4）在新界面左側(cè)出現(xiàn)myTIAccount對(duì)話框，要求輸入在TI網(wǎng)站上已經(jīng)注冊(cè)的電子郵件地址，以及密碼信息，如圖2.26所示（如果讀者沒有注冊(cè)，則需要在TI官網(wǎng)上預(yù)先注冊(cè)賬號(hào)，并得到TI的授權(quán)）。（5）單擊“Login”按鈕。（6）出現(xiàn)確定消息對(duì)話框，如圖2.27所示。在該對(duì)話框中，要求確認(rèn)該工具的用途，以及信息的真實(shí)性。（7）確認(rèn)完成后，單擊“Submit”按鈕。（8）出現(xiàn)TIRequest界面，如圖2.28所示。在該界面中，單擊“Download”按鈕（如果IE瀏覽器出現(xiàn)顯示全部的提示信息時(shí)，讀者需要確認(rèn)，否則無(wú)法進(jìn)行下一步操作）。圖2.26myTIAccount對(duì)話框圖2.27確定消息對(duì)話框（9）在瀏覽器下方，出現(xiàn)要打開或保存來自的Tina90-TIzh..zip消息提示框。在該提示框后側(cè)，單擊“保存”按鈕，將該安裝文件下載到讀者指定的目錄中。圖2.28TIRequest界面（10）找到保存該下載壓縮文件的路徑，對(duì)該壓縮文件解壓縮。（11）在解壓縮后的文件夾Tina90-TIzh.（默認(rèn)）中，找到并單擊Tina90-TIzh.exe文件。（12）按默認(rèn)設(shè)置，完成TINA文件的安裝過程。2.2.2TITINA設(shè)計(jì)流程本節(jié)通過一個(gè)簡(jiǎn)單的電路構(gòu)建過程，說明TINA的設(shè)計(jì)流程，主要步驟如下。（1）通過下面其中的一種方法啟動(dòng)TINA工具。圖2.29Tina-TI工具①在Windows7桌面系統(tǒng)中，選擇開始→所有程序，找到并展開Tina9-TI文件夾。在展開項(xiàng)中，找到并單擊Tina-TI選項(xiàng)，啟動(dòng)TINA工具，如圖2.29（a）所示。②在Windows7桌面系統(tǒng)的桌面上，找到并單擊Tina-TI圖標(biāo)，如圖2.29（b）所示。（2）在TINA主界面主菜單下，選擇文件→文件，建立新的設(shè)計(jì)文件。（3）在主界面的元器件工具欄中，找到并單擊半導(dǎo)體標(biāo)簽，如圖2.30所示。在該標(biāo)簽下，找到并單擊按鈕，將一個(gè)二極管符號(hào)拖到設(shè)計(jì)窗口中。（4）用鼠標(biāo)選中名字為D1的二極管符號(hào)，同時(shí)按下Ctrl+R的組合鍵，將該符號(hào)旋轉(zhuǎn)90°，如圖2.31所示。圖2.30元器件工具欄（5）雙擊名字為D1的二極管符號(hào)，打開D1-二極管對(duì)話框，如圖2.32所示。在該對(duì)話框中，可知默認(rèn)的二極管類型為1N1183。在該設(shè)計(jì)中，將型號(hào)改成1N914。步驟如下。圖2.31放置二極管符號(hào)圖2.32D1-二極管對(duì)話框①在圖2.32左側(cè)的界面中，單擊典型右側(cè)的按鈕。②出現(xiàn)目錄編輯器對(duì)話框，如圖2.33所示。在該對(duì)話框中，在類型下面的窗口內(nèi)找到并選擇IN914。可以看出，在該對(duì)話框右側(cè)窗口中給出了該二極管的SPICE模型參數(shù)列表。圖2.33目錄編輯器對(duì)話框③單擊“確定”按鈕。④返回到圖2.32左側(cè)的界面。⑤單擊“確定”按鈕，退出D1-二極管配置對(duì)話框。（6）在主界面的元器件工具欄中，找到并單擊基本標(biāo)簽，如圖2.34所示。在該標(biāo)簽下，找到并單擊按鈕，將一個(gè)電阻符號(hào)拖到設(shè)計(jì)窗口中，如圖2.35所示。圖2.34元器件工具欄（7）雙擊原理圖中的電阻符號(hào)，打開屬性設(shè)置界面，如圖2.36所示。在該界面中，在電阻[Ohm]右側(cè)的文本框中輸入4.7k。圖2.35放置電阻符號(hào)圖2.36R1-電阻器對(duì)話框（8）單擊“確定”按鈕。（9）在主界面的元器件工具欄中，找到并單擊發(fā)生源標(biāo)簽，如圖2.37所示。在該標(biāo)簽下，找到并單擊按鈕，將一個(gè)電壓發(fā)生器符號(hào)拖到設(shè)計(jì)窗口中，如圖2.38所示。圖2.37元器件工具欄圖2.38放置電壓發(fā)生器符號(hào)（10）雙擊名字為VG1的電壓發(fā)生器符號(hào)，打開VG1-電壓發(fā)生器對(duì)話框，如圖2.39所示。在該對(duì)話框中，可知默認(rèn)的電壓發(fā)生器類型為單元階躍。在該設(shè)計(jì)中，將電壓發(fā)生器型號(hào)改成正弦波。步驟如下。①在圖2.39左側(cè)的界面中，單擊信號(hào)右側(cè)的按鈕。②出現(xiàn)信號(hào)編輯器對(duì)話框。在該對(duì)話框中，找到并單擊按鈕，如圖2.40所示。③設(shè)置下面的參數(shù)：振幅[V]（A）：3；頻率[Hz]（f）：100；相位（deg）（F）：0。④單擊“確定”按鈕。⑤返回到圖2.39左側(cè)的界面。⑥單擊“確定”按鈕，退出VG1-電壓發(fā)生器配置對(duì)話框。（11）在主界面的元器件工具欄中，找到并單擊基本標(biāo)簽，如圖2.41所示。在該標(biāo)簽下，找到并單擊按鈕，將一個(gè)地符號(hào)拖到設(shè)計(jì)窗口中，如圖2.42所示。圖2.39VG1-電壓發(fā)生器對(duì)話框圖2.40信號(hào)編輯器對(duì)話框圖2.41元器件工具欄（12）將所有元件連接在一起，如圖2.43所示。圖2.42放置地符號(hào)圖2.43連接元件（13）用鼠標(biāo)雙擊圖中的每一根連線，打開總線/連線屬性對(duì)話框界面。在ID右側(cè)的文本框中輸入標(biāo)識(shí)符（以容易識(shí)別為準(zhǔn)）。添加完網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的設(shè)計(jì)界面，如圖2.44所示。注：（1）在SPICE中，將地規(guī)定為0。所以對(duì)于與地連接的線，其ID號(hào)必須命名為0。（2）為了便于仿真，下面在設(shè)計(jì)電路中添加電壓探針。圖2.44添加網(wǎng)絡(luò)符號(hào)（14）在主界面的元器件工具欄中，找到并單擊儀表標(biāo)簽，如圖2.45所示。在該標(biāo)簽下，找到并單擊按鈕，將電壓探針放置在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為2的連線上，如圖2.46所示。圖2.45元器件工具欄（15）為了添加電流箭頭，執(zhí)行下面的操作。①需要斷開標(biāo)號(hào)為2的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連線，如圖2.47（a）所示。②在圖2.45的工具欄中，找到并單擊按鈕，將其放在斷開連線的位置，如圖2.47（b）所示。③重新連線，將斷開的電壓探針和電流箭頭與電路元件連接在一起，如圖2.47（c）所示。圖2.46放置電壓探針符號(hào)圖2.47添加電流箭頭符號(hào)步驟（16）在主界面主菜單下，選擇分析→瞬時(shí)現(xiàn)象，出現(xiàn)瞬時(shí)分析對(duì)話框，如圖2.48所示。在該對(duì)話框中，在終止顯示（N）右側(cè)的文本框中輸入50m，表示仿真時(shí)間從0秒開始到50毫秒結(jié)束。圖2.48瞬時(shí)分析對(duì)話框（17）單擊“確定”按鈕。（18）出現(xiàn)瞬態(tài)仿真結(jié)果界面，如圖2.49所示。為了更清楚地區(qū)分這兩個(gè)電壓信號(hào)，添加標(biāo)記。（19）在當(dāng)前仿真波形界面的工具欄中，按3次按鈕，將其放在3個(gè)不同的仿真波形上，如圖2.50所示。圖2.49瞬態(tài)仿真結(jié)果圖2.50添加3個(gè)箭頭（20）在當(dāng)前仿真波形界面的工具欄中，單擊按鈕，在仿真波形上添加圖例，如圖2.51所示。（21）在圖2.51的界面中，選擇標(biāo)記為AM1的波形。（22）在當(dāng)前波形窗口主界面主菜單內(nèi)，選擇編輯→添加新的y軸。（23）添加新y軸后的界面，如圖2.52所示。（24）在當(dāng)前仿真波形界面的工具欄中，單擊按鈕和按鈕，在仿真波形界面中分別添加指針a和指針b，如圖2.53所示。從圖中可知，給出了指針a和指針b的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)的具體信息。（25）在當(dāng)前波形界面主菜單下，選擇文件→導(dǎo)出→作為文本，保存仿真數(shù)據(jù)。（26）在Excel中，導(dǎo)入仿真數(shù)據(jù)，使用折線圖繪制功能，繪制二極管的V-I特性曲線，如圖2.54所示。圖2.51添加圖例圖2.52添加新y軸（27）在TINA設(shè)計(jì)主界面主菜單下，選擇文件→導(dǎo)出→網(wǎng)表→PSpice（*.CIR）…。然后，將該電路的網(wǎng)表文件保存到指定的路徑，文件名為BASICFLOW.CIR。（28）打開BASICFLOW.CIR文件，網(wǎng)表文件的詳細(xì)信息，代碼清單如下。圖2.53添加指針a和指針b圖2.54二極管的V-I特性曲線第3章測(cè)試儀器的原理本章以本書所用到的示波器、信號(hào)發(fā)生器、線性直流電源、萬(wàn)用表、頻譜分析儀和電子負(fù)載為例，介紹在模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中這幾種常用測(cè)試儀器的原理，幫助讀者更好地理解測(cè)試儀器參數(shù)的不同含義，使得讀者能正確設(shè)置測(cè)試儀器的參數(shù)。注：關(guān)于儀器的具體使用方法，在本書提供的公開教學(xué)視頻中詳細(xì)說明。3.1數(shù)字示波器的原理從1947年誕生第一臺(tái)示波器至今，示波器的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)十年的時(shí)間，按照所使用的技術(shù)來分，示波器經(jīng)歷了早期的模擬示波器階段，到現(xiàn)在已廣泛使用的數(shù)字示波器階段。相對(duì)模擬示波器，數(shù)字示波器的功能更加豐富，可直接顯示運(yùn)算值，還可以對(duì)捕獲波形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信控制，使其能更好地滿足測(cè)試多樣化的需求。3.1.1信號(hào)的基本概念示波器是在時(shí)域上捕獲、觀察、測(cè)量和分析波形的工具，是形象地顯示信號(hào)幅值隨時(shí)間變化的波形顯示儀器。它能夠?qū)r(shí)變的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間域上的曲線，使不可直觀看到的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為在二維平面上直觀可見光信號(hào)，因此能夠分析電氣信號(hào)的時(shí)域性質(zhì)。因此，示波器是一種基本的、應(yīng)用最廣泛的時(shí)域測(cè)量?jī)x器，稱為“電子工程師的眼睛”。在模擬電子系統(tǒng)中，信號(hào)以波的形式表現(xiàn)，它表現(xiàn)為隨時(shí)間變化的模式。常見的波形有如下幾種類型：正弦波、方波和矩形波、三角波和鋸齒波、階躍波和脈沖波、噪聲波和復(fù)雜波，如圖3.1所示。還有很多波形是這些波形的組合。圖3.1不同波形在時(shí)域上的表示根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，正弦波是構(gòu)成不同波形的基本成分，任何非正弦波都可看成基波和無(wú)數(shù)不同頻率的諧波分量組成，例如，方波是由基波以及3、5、7、9……次諧波分量疊加而成的。諧波分量越多，上升沿越快，越接近方波，如圖3.2所示。圖3.2不同諧波分量在波形上的表現(xiàn)形式（1）對(duì)于非正弦波波形，波形從最小值過渡到最大值越快，所含諧波就越多，波形所含的諧波頻率的分量也越高。（2）對(duì)于脈沖波占空比越小，波形所含諧波就越多，諧波頻率分量也就越高。（3）非正弦波是由多次、按不同頻率、不同相位和不同幅值的正弦波組成的合成波，諧波頻率是基波頻率的整數(shù)倍。典型的一個(gè)波形所包含的參數(shù)，如圖3.3所示。這些參數(shù)的含義如下。圖3.3表征一個(gè)波形的參數(shù)（1）頂端值：為頂端平穩(wěn)時(shí)，示波器所給出的顯示值。（2）底端值：為底端平穩(wěn)時(shí)，示波器所給出的顯示值。（3）最大值：為頂端最大幅值。（4）最小值：為低端最小幅值。（5）峰峰值：為最大值與最小值的差值。（6）預(yù)沖：波形最小值和底端值之差與幅值的比值。（7）過沖：波形最大值和頂端值之差與幅值的比值。（8）默認(rèn)的低、中、高閾值分別為Top和Base間的10%、50%和90%。修改這些默認(rèn)閾值定義可能會(huì)改變返回的下降時(shí)間、上升時(shí)間、正脈寬和負(fù)脈寬的測(cè)量結(jié)果。通過對(duì)上述基本測(cè)量項(xiàng)的了解，讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的測(cè)量項(xiàng)都取決于參數(shù)“Top”（基頂）和“Base”（基底）的確定。確定基頂和基底是參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)。如何確定Top與Base呢？（1）泰克測(cè)試儀器公司給出了下面的定義，即使用最小/最大或直方圖方法來計(jì)算。最小/最大方法使用所找到的最大值。直方圖方法使用在中點(diǎn)以上的值中找到的最常用值。該值在整個(gè)波形或選通區(qū)域中測(cè)量。（2）安捷倫公司給出下面的定義，即波形的Top（頂部）波形較高部分的模式（最常用值），波形的Base（基準(zhǔn)）是波形較低部分的模式（最常用值），如果未對(duì)模式做準(zhǔn)確定義，則將頂部看作與Maximum（最大值）相同，基準(zhǔn)看作與Minimum（最小值）相同。3.1.2示波器分類示波器按照其采用的技術(shù)及發(fā)展階段，主要分為以下幾類。1.模擬示波器模擬示波器采用的是模擬電路，通過電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束打到屏幕上（陰極射線管，CRT），屏幕上的熒光物質(zhì)就會(huì)發(fā)光顯示波形軌跡。由于CRT的限制，模擬示波器觀測(cè)信號(hào)的極限頻率很難超過1GHz。模擬示波器的工作原理框圖如圖3.4所示。圖3.4模擬示波器的工作原理框圖2.數(shù)字示波器與模擬示波器不同，數(shù)字示波器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）把被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，之后再經(jīng)過內(nèi)部計(jì)算處理，進(jìn)行波形重構(gòu)。數(shù)字示波器的工作原理框圖如圖3.5所示。圖3.5數(shù)字示波器的工作原理框圖3.新型數(shù)字示波器因傳統(tǒng)的數(shù)字示波器不具有模擬示波器通過波形亮度來辨別波形出現(xiàn)概率的顯示功能。而新型示波器可以通過采用不同的技術(shù)，使數(shù)字示波器具有模擬示波器的概率顯示功能。如Tek公司的熒光數(shù)字示波器，Keysight公司的余暉顯示功能數(shù)字示波器。數(shù)字示波器余暉顯示效果如圖3.6所示。圖3.6數(shù)字示波器余暉顯示效果3.1.3數(shù)字示波器的基本原理數(shù)字示波器的工作原理具體描述如下：輸入信號(hào)經(jīng)過探頭系統(tǒng)進(jìn)入示波器，通過衰減器和放大器將信號(hào)的幅值調(diào)整到合適的大小，之后通過采樣系統(tǒng)進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再對(duì)這個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和一些計(jì)算上的處理，最后讓波形顯示到屏幕上。數(shù)字示波器的功能框圖和外觀如圖3.7所示。探頭系統(tǒng)是示波器測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分。通過探頭，在測(cè)試點(diǎn)或信號(hào)源和示波器之間建立了一條物理和電氣連接的設(shè)備，如圖3.8所示。它就相當(dāng)于示波器的大門，通過它的信號(hào)才可以進(jìn)入示波器內(nèi)部，因此它的引入對(duì)所需要探測(cè)的電路影響最小，并對(duì)所期望的測(cè)量保持足夠的信號(hào)保真度。圖3.7數(shù)字示波器的功能框圖和外觀圖3.8通過探頭將被測(cè)電路和示波器連接對(duì)于數(shù)字示波器來說，信號(hào)保真度就是示波器顯示的波形和被測(cè)波形的一致性。此外，也需要探頭有足夠的帶寬，如果探頭的帶寬不夠，則示波器即使做得再好也無(wú)法準(zhǔn)確顯示原始信號(hào)的波形。3.1.4性能參數(shù)對(duì)于一臺(tái)數(shù)字示波器來說，衡量其性能的參數(shù)主要包括：帶寬、采樣率、波形存儲(chǔ)深度、波形捕獲率和觸發(fā)等。1.帶寬示波器的帶寬是其非常一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)。它決定了能夠測(cè)量信號(hào)的最大頻率。而示波器模擬放大器的帶寬決定了示波器的帶寬。通常電信號(hào)經(jīng)過探頭進(jìn)入數(shù)字示波器后，會(huì)經(jīng)過前端模擬放大器進(jìn)行信號(hào)幅值調(diào)節(jié)。而隨著輸入信號(hào)頻率的增大，模擬放大器的放大倍數(shù)會(huì)逐漸降低，當(dāng)輸入的正弦信號(hào)的幅值降為其實(shí)際幅值的70.7%（-3dB）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率即是示波器的模擬帶寬，如圖3.9所示。圖3.9示波器的模擬帶寬對(duì)于數(shù)字示波器來說，被測(cè)的數(shù)字信號(hào)的頻譜分量實(shí)際上是無(wú)窮的，我們?yōu)榱舜_保一定的準(zhǔn)確度，示波器或放大器的帶寬至少應(yīng)該是被測(cè)信號(hào)的帶寬的2倍（高斯頻響示波器），這樣保證足夠的頻譜分量都可以通過放大器。一般來說，示波器帶寬為被測(cè)信號(hào)中最高頻率分量的5倍，可以獲得較高的測(cè)量精度。如果沒有足夠的帶寬，示波器將無(wú)法分辨高頻變化。幅值將出現(xiàn)失真，邊緣將會(huì)消失，細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)將被丟失。因此帶寬越高，信號(hào)的再現(xiàn)越準(zhǔn)確，如圖3.10所示。圖3.10帶寬越高，信號(hào)的再現(xiàn)越準(zhǔn)確選擇示波器帶寬，主要依據(jù)下面兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。（1）以諧波為標(biāo)準(zhǔn)選擇示波器帶寬，如表3.1所示。例如，測(cè)量100MHz方波信號(hào)，為保證至少測(cè)量到9次諧波分量，選擇測(cè)量示波器的帶寬不低于900MHz。（2）以上升時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)選擇示波器帶寬。表3.1不同波形的諧波分量個(gè)數(shù)測(cè)量?jī)x表的帶寬將影響脈沖和方波的上升時(shí)間，對(duì)于帶寬小于1GHz的示波器，上升時(shí)間和帶寬的關(guān)系大約