模拟滤波器与电路设计手册 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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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。

作者简介

　　B.Williams先生，有超过45年的滤波器和模拟电路设计经验，著有8部关于滤波器和模拟电路设计的书，同时也是众多专利的持有人。B.Williams先生是IEEE电路和系统学会（长岛）的前主席和IEEE奖的获奖者，是2007年“电子滤波器设计技术发展终身发展奖”领奖人，是Telebyte公司首席科学家，在Telebyte公司他参与了电信行业测试设备的设计。

　　路秋生，北京信息职业技术学院电子信息系教授，北京市电子电器高级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，在国内外杂志和有关国内外会议和期刊发表论文30余篇，其中有多篇论文获奖。

目录

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 频率限制 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
2．2．1 非均匀时间延迟的影响 26
2．2．2 网络的阶跃响应 29
2．2．3 冲激响应 30
2．2．4 瞬态工作特性的预测 31
2．3 巴特沃斯最大平坦振幅 36
2．4 切比雪夫响应 39
2．5 贝塞尔最大平坦延迟 48
2．6 线性相位与等纹波误差 50
2．7 过渡滤波器 54
2．8 同步调谐滤波器 57
2．9 椭圆函数滤波器 58
2．9．1 使用滤波器解决方案（书版）软件设计椭圆函数低通滤波器 62
2．9．2 使用ELI 1．0程序设计高达31阶奇数阶椭圆函数低通滤波器 63
2．10 切比雪夫止带的最大平坦延迟 63
2．11 帕普里斯最优“L”滤波器 64
参考文献 65
第3章 低通滤波器设计 66
3．1 低通滤波器 66
3．1．1 全极点滤波器 66
3．1．2 椭圆函数滤波器 67
3．1．3 损耗的影响 73
3．1．4 利用预失真设计 75
3．2 有源低通滤波器 78
3．2．1 全极点滤波器 79
3．2．2 VCVS统一电容器结构 87
3．2．3 低灵敏2阶节电路 88
3．2．4 椭圆函数VCVS滤波器 89
3．2．5 可变状态低通滤波器 93
3．2．6 广义阻抗变换器 100
3．3 最小相位移滤波器 106
参考文献 107
第4章 高通滤波器设计 108
4．1 LC高通滤波器 108
4．1．1 低通到高通的转换 108
4．1．2 T-?电容变换 112
4．2 有源高通滤波器 113
4．2．1 低通到高通变换 113
4．2．2 全极点高通滤波器 113
4．2．3 椭圆函数高通滤波器 115
4．2．4 状态可变高通滤波器 119
4．2．5 采用GIC的高通滤波器 127
4．2．6 采用广义阻抗变换（GIC）的有源椭圆函数高通滤波器 128
4．2．7 恒延迟高通滤波器 130
参考文献 131
第5章 带通滤波器 132
5．1 LC 带通滤波器 132
5．1．1 宽带滤波器 132
5．1．2 窄带滤波器 134
5．1．3 并联谐振电路的设计 140
5．1．4 串联谐振电路的设计 145
5．1．5 同步调谐滤波器 146
5．1．6 窄带耦合谐振电路 147
5．1．7 预失真带通滤波器 152
5．1．8 椭圆函数带通滤波器 155
5．2 有源带通滤波器 160
5．2．1 宽带滤波器 161
5．2．2 低通极点和零点的带通变换 163
5．2．3 有源带通电路的灵敏度 167
5．2．4 全极点带通结构 168
5．2．5 椭圆函数带通滤波器 182
参考文献 193
第6章 带阻滤波器 194
6．1 LC带阻滤波器 194
6．1．1 带阻电路变换 194
6．1．2 全极点带阻滤波器 195
6．1．3 椭圆函数带阻滤波器 198
6．1．4 空网络 204
6．2 有源带阻滤波器 208
6．2．1 宽带有源带阻滤波器 209
6．2．2 低通极点的带阻变换 211
6．2．3 窄带有源带阻滤波器 214
6．2．4 有源空网络 221
参考文献 225
第7章 时域网络 226
7．1 全通传递函数 226
7．1．1 一阶全通传递函数 226
7．1．2 二阶全通传递函数 227
7．2 延迟均衡节电路 228
7．2．1 LC全通结构 228
7．2．2 有源全通结构 232
7．3 全通延迟线设计 236
7．3．1 低通到全通变换 236
7．3．2 LC延迟线 238
7．3．3 有源延迟线 240
7．4 滤波器的延迟均衡 241
7．4．1 一阶均衡器 243
7．4．2 二阶均衡器 245
7．5 宽带90°相位移网络 249
7．6 采用重复元件的无源延迟线设计 254
7．6．1 全通延迟线 254
7．6．2 镜像参数非对称延迟线 255
参考文献 256
第8章 LC滤波器设计的改进和阻性网络的使用 257
8．1 简介 257
8．2 抽头电感器 257
8．3 电路变换 260
8．3．1 诺顿电容变压器 260
8．3．2 窄带近视 262
8．4 有寄生电容的设计 264
8．5 不合理Q值的幅度均衡 266
8．6 节省线圈绕组的椭圆函数带通滤波器 269
8．7 滤波器调节方法 273
8．8 测试方法 274
8．8．1 插入损耗和频率响应 274
8．8．2 滤波器网络输入阻抗 275
8．8．3 时域工作特性 277
8．8．4 群延迟 277
8．8．5 电感Q值测量 279
8．9 不等阻抗的设计 280
8．9．1 指数抽头的阻抗标定 280
8．9．2 用于阻抗匹配的最小损耗接口 280
8．9．3 设计用于阻抗匹配的非对称阻性T和?衰减器 281
8．10 对称衰减器 283
8．10．1 对称T和?衰减器 283
8．10．2 桥T衰减器 284
8．11 功率分配器 284
8．11．1 电阻性功率分配器 284
8．11．2 魔T分配器 285
8．12 现有设计中引入传输零点 286
参考文献 288
第9章 LC和有源滤波器的元件选择 289
9．1 基本磁学概念回顾 289
9．1．1 测量单位 289
9．1．2 磁饱和和直流极化 290
9．1．3 电感损耗 290
9．1．4 空气间隙效应 291
9．2 磁性材料和电感的物理形状因子 291
9．2．1 磁性材料 292
9．2．2 磁性线圈结构 293
9．2．3 表面安装射频（RF）电感 294
9．3 电容器的选用 295
9．3．1 电介质性能 296
9．3．2 电容器的结构 297
9．3．3 用于滤波器的电容器选用 299
9．4 电阻 304
9．4．1 固定电阻 304
9．4．2 可变电阻 307
9．4．3 电阻的约翰逊（热）噪声 308
参考文献 309
第10章 归一化滤波器设计表 310
第11章 开关电容滤波器 350
11．1 简介 350
11．2 开关电容滤波器理论 350
11．2．1 开关电阻 350
11．2．2 作为一个功能电路的基本积分器 351
11．2．3 开关电容滤波器噪声的限制 352
11．3 通用开关电容二阶滤波器 352
11．3．1 工作模式 353
11．3．2 工作模式特点 356
11．3．3 采用MF10和LMF100的双通用二阶滤波器 357
11．4 开关电容滤波器的类型 360
11．4．1 通用型 360
11．4．2 采用微处理器的可编程通用开关电容滤波器 361
11．4．3 引脚可编程通用开关电容滤波器 361
11．4．4 专用开关电容滤波器 362
11．5 开关电容滤波器选用指南 362
参考文献 363
第12章 可调和固定延迟与幅度均衡器 364
12．1 均衡的需求 364
12．2 均衡工作过程 364
12．2．1 幅度均衡 364
12．2．2 延迟均衡 366
12．3 用于幅度和延迟均衡器的极-零概念 367
12．4 可调延迟和幅度均衡器电路 367
12．4．1 LC延迟均衡器 367
12．4．2 LC延迟和幅度均衡器 369
12．4．3 有源延迟和幅度均衡器 371
参考文献 375
第13章 电压反馈运算放大器 376
13．1 基本运算放大器理论回顾 376
13．1．1 理想放大器 376
13．1．2 反相放大器 377
13．1．3 同相放大器 378
13．1．4 差分输入放大器 379
13．1．5 差分输入和输出放大器电路 380
13．2 非理想放大器分析 380
13．2．1 同相放大器分析 380
13．2．2 反相放大器分析 381
13．2．3 稳定性 381
13．2．4 开环增益效应 383
13．3 掌握运算放大器技术指标 384
13．3．1 带宽和增益 384
13．3．2 相位和增益裕量 384
13．3．3 DC偏移 384
13．3．4 摆率限制 385
13．3．5 建立时间 386
13．3．6 共模抑制比 386
13．3．7 输出电压摆动 386
13．3．8 噪声 386
13．3．9 总谐波失真（THD） 387
13．4 电源供电考虑 388
13．5 运算放大器的选用 390
13．5．1 运算放大器的类型 390
13．5．2 运算放大器的封装 390
13．5．3 常用的放大器 390
13．6 在生产制造过程中的有关考虑 392
参考文献 393
第14章 线性放大器应用 394
14．1 电阻性反馈网络 394
14．1．1 加和减信号 394
14．1．2 仪器用放大器 396
14．1．3 交流耦合放大器 397
14．1．4 用于高输入阻抗的电压跟随器自举电路 399
14．1．5 用于降低反相放大器反馈环路电阻值的T网络 399
14．1．6 用于高输入阻抗的自举反相放大器电路 400
14．2 电流-电压和电压-电流变换器 400
14．2．1 电流-电压变换器 400
14．2．2 电压-电流变换器（电流源） 401
14．2．3 Howland电流泵 403
14．2．4 电流型放大器 404
14．3 桥式放大器 405
参考文献 406
第15章 非线性电路 407
15．1 理想整流器与应用 407
15．1．1 半波精密整流电路 408
15．1．2 全波精密整流电路 409
15．1．3 峰值检波器 410
15．1．4 取样和保持电路 410
15．2 自动增益控制 412
15．3 对数和反对数电路 415
15．4 乘法器 417
15．4．1 吉尔伯特单元 417
15．4．2 乘法器参数 417
15．4．3 乘法器的数学功能 418
15．5 调制器 419
参考文献 420
第16章 波形成形 421
16．1 积分器和微分器 421
16．1．1 理想积分器 421
16．1．2 一种实用积分器 422
16．1．3 微分器 423
16．2 比较器 424
16．2．1 基本比较器 424
16．2．2 窗口比较器 426
16．2．3 回滞 426
16．2．4 限幅器 428
16．2．5 采用比较器的延时电路 429
参考文献 431
第17章 波形产生 432
17．1 正弦波信号发生器 432
17．1．1 相移振荡器 432
17．1．2 维恩（Wien）桥式振荡器 435
17．1．3 多反馈带通振荡器 436
17．2 非正弦信号波形的产生 436
17．2．1 方波张弛振荡器 436
17．2．2 三角波张弛振荡器 437
17．2．3 555定时器 438
17．2．4 六反相器RC振荡器 442
参考文献 447
第18章 电流反馈放大器 448
18．1 电流反馈放大器简介 448
18．2 电流反馈放大器的分析和应用 449
18．2．1 电流反馈放大器模型 449
18．2．2 稳定性 451
18．2．3 电流反馈运算放大器的摆率 452
18．2．4 采用电流反馈运算放大器实现电压反馈放大器的设计 453
参考文献 454
第19章 大信号放大器 455
19．1 D类音频放大器 455
19．1．1 半桥电路拓扑 455
19．1．2 全桥拓扑 457
19．1．3 没有输出滤波器的D类工作 457
19．1．4 D类LC滤波器设计 458
19．2 分频网络 461
19．3 变压器耦合线路驱动器结构 463
19．3．1 传统变压器耦合线路驱动器 463
19．3．2 差分变压器耦合线路驱动器 463
19．3．3 有源输出阻抗线路驱动器 464
19．4 热管理 466
参考文献 469
附录A 软件下载 470
A．1 软件下载 470
A．2 安装和使用“滤波器解决方案”（书版） 470
A．3 安装和使用“ELI 1．0”程序，用于高达31阶的奇数阶椭圆函数低
通滤波器设计 471
A．4 FLTRFORM．XLS公式电子表格 471

前言/序言

　　译 者 序

　　滤波器在各种电子电路中得到了广泛的应用，滤波器设计需要用到许多相关专业知识，同时也需要用到一些相关数学工具，还可以利用一些相关计算机辅助设计工具来简化滤波器的设计。滤波器设计质量对电路的抗干扰性、工作稳定性和信噪比等技术指标都有很重要的影响，有许多技术指标来评价滤波器的设计质量。

　　本手册作者B.Williams先生有超过45年的滤波器和模拟电路设计经验，著有8部关于滤波器和模拟电路设计的书，同时也是众多专利的持有人。B.Williams先生是IEEE电路和系统学会（长岛）的前主席和IEEE奖的获奖者，是2007年“电子滤波器设计技术发展终身发展奖”领奖人，是Telebyte公司首席科学家，在Telebyte公司他参与了电信行业测试设备的设计。

　　像世界上其他优秀技术手册一样，本《模拟滤波器和电路设计手册》也是一本鲜明的技术手册。本手册的第一个特点就是系统地分析和介绍了模拟滤波器和电路设计的有关知识，对有关滤波器和模拟电路设计做了简洁、细致的分析讨论，思路简洁清晰，配有丰富的滤波器设计数据，供滤波器设计人员在滤波器和电路设计工作中参考。

　　本手册利用计算机辅助设计程序，给出了滤波器计算机辅助设计实例，通过有关极点表、元件值和响应曲线对有关的各种滤波器类给以了介绍。通过对本手册的学习可以帮助读者建立起有关知识点之间的联系。本手册的第二个特点是注重有关模拟滤波器和电路设计的基础知识和基础概念的建立。重要的是对有关基础知识和功能主要从应用的角度进行介绍。本手册的第三个特色是注重实用性。

　　本手册共19章，第1章介绍了现代网络理论，第2章介绍了响应特性选择，第3章介绍了低通滤波器设计，第4章介绍了高通滤波器设计，第5章介绍了带通滤波器，第6章介绍了带阻滤波器，第7章介绍了时域网络，第8章介绍了LC滤波器设计和使用电阻性网络的优化，第9章介绍了LC滤波器和有源滤波器的元器件选择，第10章介绍了归一化滤波器设计表，第11章介绍了开关电容滤波器，第12章介绍了可调和固定延迟与幅度均衡器，第13章介绍了电压反馈运算放大器，第14章介绍了线性放大器应用，第15章介绍了非线性电路，第16章介绍了脉冲成形，第17章介绍了波形发生器，第18章介绍了电流反馈放大器，第19章介绍了大信号放大器。全手册内容丰富，实用性强。

　　电子工业出版社引进了系列的国外优秀科技图书，借鉴国外的先进科技知识，以促进国内本行业的技术进步。

　　我很高兴能将模拟滤波器和电路设计手册介绍给国内读者，由于译者水平有限，错漏之处在所难免，敬请各位读者指正。

　　参与本书翻译的还有赵红、秦拥军、张玲、汪赵强、陈媛、唐继芳、赵晶、孟利民、吴平正、陈圣文、何修献、何玉华、陈燕、陈梅。

　　另外在翻译本节的过程中得到了许多同事的帮助和支持，译者在此一并表示感谢。这里，特别要感谢电子工业出版社给予的指导和帮助。

　　路秋生

　　前 言

　　已有四个电子滤波器设计手册的版本，每个新版本进一步增强了以前版本的内容，在1981年这本书的出版前，无源和有源过滤器的设计被认为是一种“黑色艺术”，由数学家和专家进行滤波器设计，主要是因为滤波器设计实现需要烦琐的计算，需要有关技能和经验。最终，这本滤波器设计手册含有所有设计的滤波器类型，这些滤波器由具有广泛技术技巧的业余爱好者、技术工程师和科学技术人员所设计。这本滤波器设计手册作为滤波器设计的参考书，它出现在维基百科上无数次作为滤波器参考的有关搜索，和被许多技术文章和论文以及其他书籍用作参考。虽然以前的电子滤波器设计手册极大简化了无源和有源滤波器的设计，仍然存在不足。滤波器设计是专业的通用模拟电路设计，一直由专家来设计完成，工作中需要有一本揭秘一般模拟电路设计，而且较滤波器设计内容更为广泛的书。这就是本书要做的工作，第一版模拟滤波器

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