模拟滤波器与电路设计手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 威廉姆斯（ArthurB.Williams） 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121279386

商品编码：10122114553

出版时间：2016-01-01

作  者:(美)威廉姆斯(Arthur B.Williams) 著；路秋生 译 定  价:98 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2016年01月01日 页  数:471 装  帧:平装 ISBN:9787121279386 ●第1章现代网络理论介绍1
●1.1极—零概念1
●1.2利用多项式合成滤波器5
●1.2.1通过扩展驱动点阻抗合成5
●1.2.2不等终端的合成7
●1.2.3等同系数合成8
●1.3有源与无源滤波器9
●1.3.1频率9
●1.3.2尺寸要求9
●1.3.3经济性和易于制造性9
●1.3.4易于调整9
●参考文献10
●第2章选择响应特性11
●2.1频率特性归一化11
●2.1.1频率和阻抗缩放比例11
●2.1.2低通滤波器的归一化14
●2.1.3高通滤波器的归一化15
●2.1.4带通滤波器归一化17
●2.1.5带阻归一化22
●2.2瞬态响应26
●部分目录

内容简介

本手册共分19章，分别对各种有源、无源滤波器的设计、滤波器计算机辅助设计、滤波器响应的数学特性、线性电路、非线性电路、预失真电路、阻抗变换、开关电容滤波器、幅度均衡器、延迟均衡、波形产生与变换、反馈放大器和大信号输出放大器、功率放大器的散热设计、扬声器分频网络、电压反馈、电流反馈放大器工作特性等内容做了分析讨论。 (美)威廉姆斯(Arthur B.Williams) 著；路秋生 译 路秋生，北京信息职业技术学院电子信息系教授，北京市电子电器不错职称评定委员会委员，北京市电子电器专业职称考评考试命题人员，在靠前外杂志和有关靠前外会议和期刊发表论文30余篇，其中有多篇论文获奖。

《模拟滤波器与电路设计手册》—— 严谨的工程实践指南 引言 在浩瀚的电子工程领域，信号的精密处理与操控是不可或缺的基石。无论是通信系统的基带信号调理，音频设备的音质优化，还是传感器信号的精确采集，模拟滤波器都扮演着至关重要的角色。它们如同精密的筛网，能够选择性地允许特定频率的信号通过，同时抑制干扰或不希望出现的频率成分。而掌握模拟滤波器及其相关电路的设计，无疑是每一位扎根于模拟电路设计领域的工程师所必须具备的核心能力。《模拟滤波器与电路设计手册》正是这样一本旨在为广大电子工程师、科研人员以及高等院校相关专业师生提供系统性、实用性理论指导与实践经验的典籍。它不仅仅是一本理论书籍，更是一本贯穿工程设计始终的实用工具书，致力于帮助读者深入理解模拟滤波器的设计原理，掌握电路实现的技巧，并能灵活运用于实际工程项目。 核心内容概述 本书内容严谨、体系完整，从基础概念的梳理到复杂设计的实现，层层递进，力求为读者构建一个扎实的知识体系。 第一部分：模拟滤波器理论基础 本部分着重于建立读者对模拟滤波器基本概念的深刻理解。 滤波器基础： 首先，我们将从信号与系统的基本理论出发，引入滤波器的定义、功能和分类。详细阐述低通、高通、带通、带阻四种基本滤波器的频率响应特性、传递函数以及它们在时域和频域上的行为表现。通过清晰的图示和数学推导，帮助读者建立直观的认识。 滤波器设计指标： 深入探讨设计模拟滤波器时需要考量的关键工程指标，包括通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、截止频率、选择性因子、相移特性等。这些指标直接决定了滤波器的性能优劣，理解它们对于实现满足具体应用需求的设计至关重要。 经典逼近函数： 本节将详细介绍几种经典的滤波器逼近函数，这是设计模拟滤波器理论的核心。 巴特沃斯（Butterworth）滤波器： 强调其在通带内具有最平坦的幅频响应特性，非常适合对幅度失真要求较低的应用。我们将深入分析其传递函数的特点，推导其系数以及归一化设计方法。 切比雪夫（Chebyshev）滤波器（Type I 和 Type II）： 详细阐述Type I滤波器在通带内存在等纹波，而在阻带衰减方面表现更优；Type II滤波器则在阻带内有等纹波，而在通带内更平坦。深入剖析其传递函数的数学形式，并说明如何根据纹波大小和阻带衰减要求来选择和设计。 椭圆（Elliptic）滤波器（考尔（Cauer）滤波器）： 介绍其在通带和阻带内都存在纹波，但能在给定的过渡带宽度下实现最高的阻带衰减，是实现极致性能的首选，但也带来了更复杂的电路实现。 贝塞尔（Bessel）滤波器： 侧重于其在时域上的优异表现，具有最线性的相频响应，从而最小化群延迟失真，特别适用于对瞬态响应要求苛刻的应用。 每种逼近函数都会配以详细的数学推导、幅频响应曲线和相频响应曲线，并分析其优缺点以及适用场景，帮助读者做出明智的设计选择。 归一化设计与频率变换： 介绍归一化低通滤波器原型的设计方法，这是设计各种类型滤波器（高通、带通、带阻）和不同截止频率滤波器的基础。重点讲解如何通过频率变换技术，将归一化的低通原型变换为所需类型的滤波器，以及如何调整其中心频率、带宽和截止频率。 第二部分：模拟滤波器电路实现 本部分将理论知识转化为实际可行的电路实现，涵盖多种经典的模拟滤波器电路拓扑。 有源滤波器设计： Sallen-Key拓扑： 详细介绍Sallen-Key结构，包括低通、高通、带通和带阻的实现方式。分析其电路的传递函数，讨论元件值的选择策略，以及如何通过调整增益来优化性能。 多反馈（MFB）拓扑： 阐述MFB结构，尤其适用于实现较高的Q值和阶数。分析其设计 equations，以及与Sallen-Key拓扑在性能和稳定性上的差异。 状态变量（State-Variable）滤波器： 详细介绍状态变量滤波器，它是一种灵活且高性能的有源滤波器结构，可以同时实现低通、高通和带通输出，并且具有独立的Q值和中心频率调整能力。深入解析其内部电路和设计方法。 双二阶（Biquad）滤波器： 探讨其他重要的双二阶结构，分析其设计特点和适用范围。 无源滤波器设计： LC滤波器： 介绍使用电感（L）和电容（C）元件实现的无源滤波器。分析其传递函数，讨论阻抗匹配问题，以及在高功率和高频率应用中的优势。 RLC滤波器： 结合电阻（R）、电感（L）和电容（C）的特性，分析RLC滤波器的设计与性能。 高阶滤波器的实现： 探讨如何通过级联二阶滤波单元来构建高阶滤波器，以及如何实现低通、高通、带通和带阻的任意阶数设计。 元件选择与容差分析： 强调实际工程中元件选取的关键性。讨论不同类型电容、电感和运算放大器（Op-Amp）的特性（如频率响应、噪声、功耗、精度、温漂等），以及它们对滤波器性能的影响。重点分析元件容差对滤波器频率响应（如幅频响应和相位响应）的偏差，并介绍相关的蒙特卡洛分析和灵敏度分析技术，帮助读者设计出鲁棒性更强的电路。 第三部分：进阶设计与应用 本部分将深入探讨更复杂的滤波器设计主题，并结合实际应用案例进行讲解。 开关电容滤波器（SC Filter）： 介绍利用开关和电容实现的数字可调滤波器，尤其适用于集成电路设计，摆脱了对高精度模拟元件的依赖，并且可以方便地通过时钟频率来改变滤波器的中心频率和带宽。 低噪声滤波器设计： 针对对噪声敏感的应用，如微弱信号检测，详细介绍如何选择低噪声运算放大器，优化电路结构以降低引入的噪声，并分析噪声源及其对信号的影响。 低功耗滤波器设计： 讨论在功耗受限的应用场景下，如何设计低功耗的模拟滤波器，包括选择低功耗运算放大器、优化偏置电流、采用低功耗拓扑等。 滤波器设计工具与仿真： 介绍当前常用的滤波器设计软件和仿真工具（如SPICE类仿真器），演示如何利用这些工具进行滤波器设计、参数优化和性能验证，从而大大提高设计效率和准确性。 典型应用案例分析： 选取多个实际工程中的典型应用案例，如音频信号处理、传感器信号调理、通信接收机前端、电源滤波等，详细分析这些应用中滤波器设计的具体需求、挑战以及相应的解决方案。通过这些案例，读者可以更直观地理解理论知识在实际工作中的应用。 本书的价值与特色 《模拟滤波器与电路设计手册》之所以能够成为工程师们信赖的参考，在于其鲜明的价值与特色： 理论与实践的完美结合： 本书不仅深入讲解了模拟滤波器背后的数学原理和理论基础，更将这些理论巧妙地融入到具体的电路设计与实现中。读者可以在理解“为什么”的同时，学会“怎么做”。 循序渐进的教学体系： 内容从基础概念开始，逐步深入到复杂的进阶设计，结构清晰，逻辑严谨，使得不同知识背景的读者都能找到适合自己的学习路径。 丰富的图示与实例： 大量的电路图、波形图、性能曲线和实际应用案例贯穿全书，直观形象地帮助读者理解抽象的概念，并提供了丰富的工程实践借鉴。 工程导向的设计思路： 书中强调了在实际工程设计中需要考虑的各种因素，如元件选择、容差影响、功耗、噪声等，引导读者形成严谨、务实的工程设计思维。 实用的参考价值： 对于经验丰富的工程师而言，本书可以作为快速查阅特定滤波器类型、设计方法或解决疑难问题的工具书。对于初学者而言，它提供了一个全面系统的学习框架。 全面覆盖的滤波技术： 涵盖了从经典的巴特沃斯、切比雪夫到现代的开关电容滤波器等多种主流技术，为读者提供了广阔的视野。 结论 在瞬息万变的电子技术浪潮中，模拟滤波器的作用非但没有减弱，反而因其在信号完整性、抗干扰能力等方面的独特优势而在众多领域焕发新的生命力。掌握模拟滤波器的设计，意味着能够更好地驾驭信号，创造出性能更优、稳定性更高的电子产品。《模拟滤波器与电路设计手册》正是为实现这一目标而精心打造的理想伙伴。无论您是初涉模拟电路设计的学生，还是在复杂工程项目中寻求突破的资深工程师，本书都将是您不可或缺的宝贵资源，引领您在模拟滤波器的世界中游刃有余，探索无限可能。

评分☆☆☆☆☆

“翻开这本《模拟滤波器与电路设计手册》，我立刻被它扎实的理论基础和详实的工程实践所吸引。作为一名初涉模拟电路设计领域的学生，我常常被那些看似抽象的公式和概念弄得云里雾里，但这本书的讲解方式却出人意料地清晰透彻。作者并没有停留在枯燥的数学推导，而是通过丰富的实例，将滤波器在不同应用场景下的行为，如信号调理、噪声抑制、频率选择等，描绘得淋漓尽致。从最基础的低通、高通滤波器，到复杂的带通、带阻滤波器，再到更进阶的有源滤波器设计，每一个章节都循序渐进，逻辑严谨。我特别欣赏书中对各种滤波器设计方法的权衡和比较，它不仅列举了巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等经典逼近方法，还深入分析了它们各自的优缺点，以及在实际电路实现时需要考虑的增益平坦度、相位响应、阶数要求等关键因素。此外，书中提供的SPICE仿真指导，更是将理论与实践完美结合，让我能够亲手验证设计的可行性，极大地提升了我的学习效率和动手能力。这本书就像一位经验丰富的老工程师，在我迷茫时指引方向，在我困惑时提供解答，让我对模拟滤波器的世界充满了探索的欲望。”

评分☆☆☆☆☆

“对于我这样一名主要从事数字信号处理的工程师来说，模拟滤波器领域一直是我的一个盲点。在一次偶然的机会下，我接触到了《模拟滤波器与电路设计手册》。一开始，我抱着了解一下的心态去翻阅，但很快就被它的内容所吸引。这本书用一种非常直观和易于理解的方式，将模拟滤波器的基本原理和设计方法展现在我的面前。作者在解释某些概念时，会巧妙地联系到一些常见的物理现象，比如电阻、电容、电感在电路中的作用，以及它们如何影响信号的频率响应。我印象深刻的是书中关于滤波器级联的讲解，它让我明白了如何通过串联多个简单的滤波器来构建出更复杂的滤波特性，这在我看来是一种非常巧妙的设计思想。书中还提供了一些关于滤波器设计的优化策略，比如如何在高频条件下保持滤波器的性能，或者如何减小滤波器引入的相位失真。尽管我可能不会立刻将这些知识应用到我的数字信号处理工作中，但这本书极大地拓展了我的视野，让我对整个信号处理链条有了更全面的认识。它让我意识到，即使在高度数字化的今天，模拟滤波器仍然扮演着不可或缺的角色，并且其设计本身就蕴含着丰富的智慧。”

评分☆☆☆☆☆

“这是一本真正从实践出发的《模拟滤波器与电路设计手册》。我最近正在为一个特定的音频处理项目寻找一款合适的滤波器，在查阅了许多资料后，我被这本书所吸引。它并没有过度依赖理论的推导，而是直击问题核心，给出了大量可以直接应用于实际的电路图和设计指南。比如，书中关于如何设计一个具有特定Q值和中心频率的带通滤波器，提供了一套非常清晰的步骤，并且详细解释了每个元器件的选择和取值依据，这对于我这种需要快速产出原型的人来说，简直是及时雨。我特别喜欢其中关于滤波器补偿和稳定性分析的部分，这在实际的模拟电路设计中往往是被忽视的环节，但书中却给了足够的重视，并提供了有效的解决方案。另外，书中还涉及到了数字控制模拟滤波器的设计思想，这让我看到了未来模拟电路设计的一些新方向。这本书的语言非常精炼，没有丝毫的冗余，每一句话都充满了信息量。虽然我还没有完全读完，但已经从中受益匪浅，解决了我在项目中遇到的几个棘手的难题。强烈推荐给所有对模拟滤波器设计感兴趣的从业者。”

评分☆☆☆☆☆

“这本书《模拟滤波器与电路设计手册》简直就是我一直在寻找的宝藏！作为一个在学校里学习电子工程的学生，我对模拟电路充满了热情，但总觉得缺少一些能够将理论转化为实际操作的桥梁。这本书恰好填补了我的空白。它不是那种只讲公式、不讲应用的教条式教材，而是充满了生动的例子和实用的技巧。我最喜欢的部分是它关于如何根据具体的应用场景来选择和设计滤波器的指导。比如，在设计一个用于传感器信号调理的滤波器时，需要考虑哪些因素？在设计一个用于音频处理的滤波器时，又需要关注哪些关键参数？这本书都给了非常清晰的解答。书中还提供了很多关于不同类型滤波器（如Butterworth, Chebyshev, Bessel等）的详细分析，以及它们在性能上的权衡。我尤其喜欢它对每个滤波器类型在通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度和相位响应方面的详细对比，这让我能够更明智地做出设计决策。这本书的排版也很人性化，图示清晰，文字流畅，阅读起来非常舒适。通过这本书，我不仅学到了滤波器的设计方法，更重要的是，我学会了如何像一个真正的工程师那样去思考和解决问题。”

评分☆☆☆☆☆

“我是一名资深的模拟电路工程师，已经在这个行业摸爬滚打了十多年，接触过各种各样的设计资料和技术书籍。坦白说，一开始我并没有对《模拟滤波器与电路设计手册》抱有太高的期望，毕竟市面上的滤波器书籍实在太多了。然而，当我深入阅读之后，我不得不承认，这本书确实有其独到之处。它最打动我的是其中蕴含的深厚的工程智慧，那些不仅仅是教科书上的知识，更是无数次失败和成功的经验提炼。作者在讨论滤波器性能指标时，并没有仅仅罗列参数，而是着重强调了这些参数在实际应用中的意义，比如如何根据具体需求选择合适的截止频率、带宽、衰减斜率，以及如何处理实际元件的寄生参数和噪声影响。我尤其赞赏其中关于滤波器的容差分析和灵敏度分析的部分，这对于保证产品在量产中的稳定性至关重要。书中还提供了一些非常实用的设计技巧和经验法则，例如如何利用op-amp的性能来优化滤波器参数，如何进行滤波器级联以实现更陡峭的滚降，甚至是如何处理非线性效应。这本书的语言风格简洁明快，图文并茂，即使是复杂的设计思路也能被清晰地传达出来。它不仅适合初学者，也绝对是资深工程师案头的必备参考。”