典型电子电路设计与测试 张东辉 常国洁 张超杰 孙德冲

本书选取的电路属于最典型的、实用的电路，将理论计算、仿真分析、 实际测试相结合，并配套书中实例的电路图、电路板、元器件表和PSpice仿真程序，以便读者更加全面、透彻地理解和设计电路，实践指导性强。

本书主要对运算放大器电路、波形发生电路、功率放大电路、信号隔离和转换电路等典型电子电路进行设计与测试，包括工作原理分析、参数计算、仿真验证，以及实际电路板测试。每个设计独立成节，首先进行电路工作原理讲解和主要参数计算；然后进行电路仿真分析，瞬态、直流、交流、参数和高级仿真时对电路关键节点信号波形进行测试，以便与实际测试进行对比；最后进行电路板制作与实际测试，包括详细元器件列表、调试步骤、典型测试波形及故障排除与分析。

本书选取的电路属于简单实用型电路，将理论计算、仿真分析、 实际测试相结合，并配套书中实例的电路图、电路板、元器件表和PSpice仿真程序，以便读者更加全面、透彻地理解和设计电路。本书既可供初涉电路行业的工程师学习，也可供一线工程技术人员的参考。

张东辉，男，毕业于中国科学院电工研究所，能够对电力电子电路和模拟电路进行系统的分析和设计，能够独立的设计线性电源和开关电源，对模拟电路的反馈、信号调理和隔离有深入的研究；精通pspice电路仿真软件,能够熟练使用DXP PROTELL制板软件，能够使用数学分析软件Mathcad2001、Origin、Maple、Mathematica 5对复杂函数进行计算、分析，对复杂的模拟电路进行微分方程的求解以及产品的概率统计。

前言
致谢
第1章运算放大器电路1
1.1同相放大电路1
1.1.1同相放大电路偏置点分析2
1.1.2同相放大电路直流分析3
1.1.3同相放大电路瞬态分析4
1.1.4同相放大电路交流和参数分析5
1.1.5同相放大电路直流和蒙特卡洛分析7
1.1.6同相放大电路直流和最坏情况分析8
1.1.7T形网络同相放大电路10
1.2反相放大电路14
1.2.1反相放大电路偏置点分析16
1.2.2反相放大电路直流分析17
1.2.3反相放大电路瞬态分析18
1.2.4反相放大电路交流和参数分析19
1.2.5反相放大电路直流和蒙特卡洛分析20
1.2.6反相放大电路直流和最坏情况分析21
1.2.7T形网络反相放大电路24
1.3求和放大电路28
1.3.1求和放大电路偏置点分析29
1.3.2求和放大电路瞬态分析30
1.3.3求和放大电路交流和参数分析31
1.3.4求和放大电路直流和蒙特卡洛分析33
1.3.5求和放大电路直流和最坏情况分析34
1.4差分放大电路36
1.4.1差分放大电路偏置点分析37
1.4.2差分放大电路瞬态分析40
1.4.3差分放大电路交流和参数分析41
1.4.4差分放大电路直流和蒙特卡洛分析43
1.4.5差分放大电路直流和最坏情况分析44
1.5线性增益差分放大电路47
1.5.1线性增益差分放大电路偏置点分析48
1.5.2线性增益差分放大电路瞬态分析49
1.5.3线性增益差分放大电路交流分析50
1.5.4线性增益差分放大电路直流分析50
1.5.5线性增益差分放大电路直流和最坏情况分析51
1.6通用仪表放大电路55
1.6.1通用仪表放大电路偏置点分析57
1.6.2通用仪表放大电路瞬态分析59
1.6.3通用仪表放大电路交流和参数分析60
1.6.4通用仪表放大电路直流和蒙特卡洛分析62
1.6.5通用仪表放大电路直流和最坏情况分析63
1.7改进型仪表放大电路66
1.7.1改进型仪表放大电路偏置点分析68
1.7.2改进型仪表放大电路瞬态分析70
1.7.3改进型仪表放大电路交流分析72
1.7.4改进型仪表放大电路直流和蒙特卡洛分析73
1.7.5改进型仪表放大电路直流和最坏情况分析74
1.8峰值检波电路77
1.8.1峰值检波电路工作原理77
1.8.2峰值检波电路性能测试78
1.9开关电容放大电路80
1.9.1开关电容分压放大电路80
1.9.2开关电容倍压放大电路81
1.9.3开关电容差分转单端放大电路83
第2章波形发生电路88
2.1正弦波发生电路88
2.1.1文氏桥正弦波振荡电路88
2.1.2低通滤波器正弦波振荡电路96
2.2三角波/方波振荡电路100
2.2.1三角波/方波振荡电路1100
2.2.2三角波/方波振荡电路2105
2.3555振荡电路110
2.3.1555非稳态多谐振荡电路工作原理分析110
2.3.2频率和占空比设置110
2.3.3频率和Ton设置117
2.4单片波形发生器ICL8038121
2.4.1ICL8038工作原理121
2.4.2ICL8038工作原理分析122
2.4.3ICL8038电路仿真分析125
2.4.4ICL8038模型测试130
2.4.5线性压控振荡电路134
2.4.6实际电路板仿真与测试138
第3章功率放大电路141
3.1BJT放大电路141
3.1.1单管BJT放大电路141
3.1.2双管BJT放大电路148
3.1.3多管BJT放大电路157
3.2FET放大电路166
3.2.1单管FET放大电路166
3.2.2双管MOS放大电路172
3.3集成功率放大器MP108180
3.3.1MP108工作原理分析180
3.3.2MP108模型建立及测试181
第4章信号隔离电路设计195
4.1HCNR200模型建立195
4.1.1HCNR200模型瞬态分析196
4.1.2HCNR200模型直流分析196
4.2简单线性隔离电路199
4.2.1简单线性隔离电路性能测试201
4.2.2简单线性隔离电路设计实例204
4.3精密线性隔离电路206
4.3.1精密线性隔离电路工作原理分析与测试207
4.3.2精密线性隔离电路设计实例210
4.4精密双极性隔离电路212
4.4.1精密双极性隔离电路瞬态测试212
4.4.2精密双极性隔离电路直流测试216
4.4.3精密双极性隔离电路参数分析216
4.4.4精密双极性隔离电路交流分析219
4.5电压—电流转换隔离电路220
4.5.1电压—电流转换隔离电路工作原理分析220
4.5.2电压—电流转换隔离电路性能测试221
4.5.3电压—电流转换隔离电路设计实例222
第5章信号转换电路226
5.1电流—电压转换电路226
5.1.1电流—电压转换电路工作原理分析226
5.1.2电流—电压转换电路设计实例229
5.1.34～20mA转0～5V典型应用231
5.2电压—电流转换电路237
5.2.1电压—电流转换电路工作原理分析237
5.2.2电压—电流转换电路设计实例242
5.2.3单运算放大器电压—电流转换电路242
5.3温度—电压转换电路249
5.3.1温度—电压转换电路工作原理分析249
5.3.2温度—电压转换电路设计实例1254
5.3.3温度—电压转换电路设计实例2258
附录263
附录A263
附录B273
参考文献293

本书主要对典型电子电路进行设计与测试，设计包括工作原理分析、参数计算、仿真验证，之后进行实际电路板测试。所选取的电路主要为简单实用型电路，为刚开始进行电路设计的工程师提供学习空间。理论计算、电路仿真分析与实际电路板测试相结合，以便读者更加全面、透彻地理解电路——理论与实践相结合！

每个设计独立成节，首先进行电路工作原理讲解和主要参数计算；然后进行电路仿真分析，包括详细的元器件列表和每个元器件功能及瞬态、直流、交流、参数和高级分析，对电路关键节点信号波形进行测试，以便与实际电路板测试对比；最后进行电路板制作与实际测试，包括详细元器件列表、调试步骤、典型测试波形及故障排除与分析——实践出真知！

第1章主要讲解同相放大电路、反相放大电路、求和放大电路、差分放大电路、线性增益差分放大电路、通用仪表放大电路、改进型仪表放大电路、峰值检波电路和开关电容放大电路的工作原理与应用设计，并且利用PSpice仿真进行验证。

第2章主要对运算放大器构成的正弦波、三角波和方波发生电路进行工作原理讲解、PSpice仿真分析和实际设计与测试，另外对集成波形发生芯片555和ICL8038进行电路分析与测试。

第3章主要对功率放大电路，包括BJT放大电路、FET放大电路和集成芯片MP108构成的功率放大电路进行工作原理讲解、PSpice仿真分析与应用设计。

第4章主要利用模拟光电耦合器HCNR200、HCNR201进行信号隔离电路设计，包括光电耦合器模型建立和实际应用电路设计。

第5章对信号转换电路进行工作原理讲解、PSpice仿真分析和实际设计与测试，包括电流—电压、电压—电流和温度—电压转换电路。

附录A为本书电路原理图、电路板和元器件表，附录B为常用工具使用方法和元器件特性参数及选型。

通过对典型电子电路工作原理分析、仿真和实际测试，使得读者能够彻底理解已有电路，并且通过计算和仿真分析能够对原有电路进行改进，以便设计出符合实际要求的电子电路——引进、吸收、应用！

本书附带资料包括电路图、电路板、元器件表和PSpice仿真程序，可通过PSpice仿真群336965207进行下载，以供读者学习。由于分析过程中多次对仿真设置进行修改，所以程序初始运行结果并非与书中仿真波形一致，读者务必按照书中内容进行自行设置，或者独立绘制电路进行仿真验证。

为了保持与仿真软件一致，书中电路图及表格中的元器件文字符号和图形符号未按照国标进行修改，请读者注意。

张东辉

2024年5月18日