模拟电子电路学习方法.docx
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模拟电子电路学习方法.docx
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模拟电子电路学习方法
模拟电子电路学习方法
模拟电子电路学习方法篇一:
如何学好模拟电子技术基础课程
如何学好模拟电子技术基础课程
模拟电子技术和数字电子技术基础是电子专业和计算机专业入门性质的技术基础课,也是必修的基础课程。
只有学好了这两门课程,才能顺利学习其他的专业课程。
因此对于立志要成为优秀电气电子工程师的同学来说,对于刚刚开始学习电子技术的基础知识初学者,如何了解和认识模拟电子技术基础的内容和特点,如何掌握正确的学习方法是非常重要的。
一.电子信息系统的组成
如图1所示为典型的电子信息系统的示意图。
系统首先要采集信号,即进行信号的提取。
这些信号来源于各种物理量的传感器、接收器、或者来源于信号发生器。
采集到的信号必须经过信号的预处理和加工,然后再送至驱动执行部件执行。
或由A/D转换器转换为数字信号经过计算机处理后,再经D/A转换器转换为模拟信号再送到执行机构执行。
二.电子信息系统中的模拟电路
对于模拟信号最基本的处理是放大,而且放大电路是构成各种模拟电路的基础。
在电子系统中,常用的模拟电路及其功能如下:
(1)放大电路:
用于信号的电压、电流或功率放大。
(2)滤波电路:
用于信号的提取、变换或抗干扰。
(3)运算电路:
用于信号的比例、加、减、乘、除、积分、微分等运算。
(4)信号转换电路:
用于信号的转换。
如将电压信号转换为电流信号或将电流信号转换为电压信号、将交流信号变换为直流信号或将直流信号变换为交流信号等等。
(5)信号发生电路:
用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波信号等等。
(6)直流电源:
用于将交流电转换为不同输出电压和输出电流的直流电。
供给各种电子电路的供电电源。
三.电子信息系统的组成原则
(1)电路尽量简单。
电路越简单,所用的电子元器件就越少,连线、焊点就越少。
故障
率就越低。
(2)
(3)
(4)
(5)需要考虑电磁兼容性。
需要考虑系统的可测性。
设计电路和选择元器件是需要综合统筹考虑。
注意性价比。
生产工艺简单可行。
四.模拟电子技术课程的学习
模拟电子技术课程的特点
如前所述,模拟电子技术基础课是入门性的技术基础课。
学习的目的是初步掌握模拟电子电路的基本理论、基本知识、和基本技能。
本课程与物理、数学等有明显的差别,主要表现在它的工程性和实践性上。
(一)工程性
(1)实际工程需要证明其可行性。
电路的定性分析就是对电路是否满足功能和性能
要求的可行性分析。
(2)实际工程在满足基本性能的要求下允许存在一定的误差范围在电子电路的定量
分析元允许存在一定的误差范围。
(3)近似分析要合理,估算就是近似分析。
(4)估算不同的参数需要采用不同的模型。
(二)实践性
实用的模拟电子电路都要通过调试才能达到预期的指标,掌握电子仪器的使用方法、模拟电路的测试方法、故障的判断和排除方法、元器件参数对电路性能的影响、对所要测试电路原理的理解、电路的仿真方法等都是要认真学习的知识。
五.如何学习模拟电子技术基础课
1.重点掌握基本概念、基本电路、基本分析方法
(1)应熟悉掌握每一个基本的概念,明确其物理意义。
(2)应熟悉掌握每一种基本电路。
模拟电子电路千变万化,但是基本电路和组成原则是不变的。
掌握了基本电路就能读懂电子电路图,进一步明确其功能和特点。
(3)应熟悉掌握基本的分析方法:
包括电路的识别方法、性能指标的估算和描述方法、电路形式以及电路参数的选择方法。
2.学会全面、辩证的分析模拟电子电路中的问题
3.注意电路的基本定理、基本定律、在模拟电路中的应用。
4.注重实践
(1)做好模拟电路的每个实验,结合基本理论,进一步加深理解,培养电子电路实际操作能力。
(2)多做练习题,提高对基本电路、基本分析方法、基本理论的理解。
(3)有条件的同学可以在课余时间学习制作一些实用的电子电路。
如音频放大电路、声响电路、收音机电路、声响和光电报警电路等。
通过对这些电路的焊接、测试(如用
示波器观察电路的有关波形、听听声音的变化,测试电路的电压、电流等),这样可以提高自己对电子电路的兴趣,也可以提高自己的实际操作水平。
只要认真刻苦学习,注重实践,模拟电子技术基础课程是可以学好的。
模拟电子电路学习方法篇二:
模拟电子学习方法
《模拟电子电路》的学习方法介绍
工程学院电工电子教研室
模拟电子电路是电类专业的专业基础课,为后续的数字电路、电子线路设计、单片机原理及接口技术、PLD及EDA技术等课程提供学习平台,具有较强的理论性和实践性,要求以工程实践的观点处理电路中的一些问题。
本课程以器件为基础、信号为主线,研究各种模拟电子电路的工作原理、特点及性能指标。
通过模拟电子电路的学习,使学生能够对一般性的、常用的电子电路进行分析,能对简单的电子电路进行设计。
教学环节主要有课堂授课、作业、实验(实际操作)、实验报告、质疑提问、答疑等。
该课程以电路分析为基础,因此学习模拟电路的过程也是熟练应用电路分析方法的过程。
对于每一种器件、电路,模拟电子电路课程的主要任务便是建立相应的实际器件或电路的模型(通常是线性电路模型)。
在此基础上,通过对电路模型的分析,理解模拟电子领域中的基本概念、基本理论,理解模拟电路中元器件的特性、单元电路的功能和应用。
1.模拟电子电路的工程实践观点是进行放大电路分析的指导思想
图1(a)所示为射极偏置电路,对于分立元件构成的放大电路,分析电路的动态指标时,首先建立该电路的交流小信号模
型,即进行电路的等效(耦合电容及直
流电源对交流信号视为交流短路)和线
性化(将非线性的BJT在微小信号工作
状态下进行线性化处理),如图1(b)
所示。
(a)图1射极偏置电路
(b)
2.电路分析方法是进行模拟电子电路学习的必备工具
可以这样认为,以上的工作属于电子电路的内容,而后进行的电路动态指标(交流电压放大倍数、输入输出电阻的计算)则完全是电路分析的任务,涉及KCL、KVL定律、相量法、含受控源电路的输入电阻计算等。
可见电路分析是进行模拟电子电路学习的重要工具。
3.熟记单元电路的功能及动态指标是进行电子系统分析的铺路石子
记忆在人类学习过程中担当着重要的角色。
单元电路(三种组态的BJT、FET电路,功率放大电路,电流源电路,差动放大电路,滤波电路,振荡电路等等)对电子系统的作用可以与乘法口诀对多位数乘法的作用相等同。
例如在对一个复杂的电子系统进行功能分析和指标估算时,首先应将整个电路分解成具有独立功能的几个部分,进而弄清每部分电路的工
作原理和主要功能,然后分析各部分电路之间的联系,从而得出整个电路所具有的功能和性能特点。
因此功能电路是组成电子系统的最基础的单元。
例如对射极偏置电路分析完成后,应该有目的的记忆该电路的功能特性及动态指标。
对动态指标的记忆应以借助于电路线性化模型,例如该电路的输入电阻为Ri?
Rb1Rb2rbe?
(1?
?
)Re],在记忆时可以根据小信号模型,把输入电阻视为三条支路
电阻的并联:
Rb1、Rb2及BJT的基极和射极回路的“准串联”等效电阻rbe?
(1?
?
)Re,其中(1?
?
)Re是射极电阻Re折算到基极回路的电阻。
这样通过联系模型电路,借助于“化整为零”的分析使复杂的输入电阻记忆变为简单,这种方法同样用于共集电极电路、放大电路的频率响应分析、差动电路、集成运放电路误差分析等电路的功能记忆中。
4.作业和实验是理解电路功能、加强记忆的重要途径
“动笔使人准确”,学习的过程也是不断纠错的过程,作业把学生学习的结果表现在纸面上。
通过做作业及老师的批改、讲评,学习者可以发现自己未曾注意的一些概念、原理理解上的偏差甚至错误之处、笔误和疏忽之处,可以说做作业是学生自己教授自己的过程。
在电子电路的实验中可以通过对电路中电位的测量、波形的观察,加深对相关理论的理解与记忆。
但是,如果对实验内容还不熟悉,被动的到实验室完成一些机械性的操作,这样对学习是没有帮助的。
因此适当的进行实验前的预习、实验结果的预知、实验方案的设计,会使学生在规定的时间内从容的完成实验并达到事半功倍的效果。
模拟电子电路学习方法篇三:
牛人怎样学习模拟电路
复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验,已经整整八年了,其间聆听过很多国内外专家的指点。
最近,应朋友之邀,写一点心得体会和大家共享。
我记得本科刚毕业时,由于本人打算研究传感器的,后来阴差阳错进了复旦逸夫楼专用集成电路与系统国家重点实验室做研究生。
现在想来这个实验室名字大有深意,只是当时惘然。
电路和系统,看上去是两个概念,两个层次。
我同学有读电子学与信息系统方向研究生的,那时候知道他们是“系统”的,而我们呢,是做模拟“电路”设计的,自然要偏向电路。
而模拟芯片设计初学者对奇思淫巧的电路总是很崇拜,尤其是这个领域的最权威的杂志JSSC(IEEEJournalofsolidstatecircuits),以前非常喜欢看,当时立志看完近二十年的文章,打通奇经八脉,总是憧憬啥时候咱也灌水一篇,那时候国内在此杂志发的文章凤毛麟角,就是在国外读博士,能够在上面发一篇也属优秀了。
读研时,我导师是郑增钰教授,李联老师当时已经退休,逸夫楼邀请李老师每个礼拜过来指导。
郑老师治学严谨,女中豪杰。
李老师在模拟电路方面属于国内先驱人物,现在在很多公司被聘请为专家或顾问。
李老师在87年写的一本(运算放大器设计);即使现在看来也是经典之作。
李老师和郑老师是同班同学,所以很要好,我自然相对于我同学能够幸运地得到李老师的指点。
李老师和郑老师给我的培养方案是:
先从运算放大器学起。
所以我记得我刚开始从小电流源开始设计。
那时候感觉设计就是靠仿真调整参数。
但是我却永远记住了李老师语重心长的话:
运放是基础,运放设计弄好了,其他的也就容易了。
当时不大理解,我同学的课题都是AD/DA,锁相环等“高端”的东东,而李老师和郑老师却要我做“原始”的模块,我仅有的在(固体电子学)(国内的垃圾杂志)发过的一篇论文就是轨到轨(rail-to-rail)放大器。
做的过程中很郁闷,非常羡慕我同学的项目,但是感觉李老师和郑老师讲的总有他们道理,所以我就专门看JSSC运放方面的文章,基本上近20多年的全看了。
当时以为很懂这个了,后来工作后才发现其实还没懂。
所谓懂,是要真正融会贯通,否则塞在脑袋里的知识再多,
也是死的。
但是运算放大器是模拟电路的基石,只有根基扎实方能枝繁叶茂,两位老师的良苦用心工作以后才明白。
总的来说,在复旦,我感触最深的就是郑老师的严谨治学之风和李老师的这句话。
硕士毕业,去找工作,当时有几个offer。
我师兄孙立平,李老师的关门弟子,推荐我去新涛科技,他说里面有个常仲元,鲁汶天主教大学博士,很厉害。
我听从师兄建议就去了。
新涛当时已经被IDT以8500万美金收购了,成为国内第一家成功的芯片公司。
面试我的是公司创始人之一的总经理Howard.C.Yang(杨崇和)。
Howard是OregonStateUniversity的博士,锁相环专家。
面试时他当时要我画了一个两级放大器带Miller补偿的,我很熟练。
他说你面有个零点,我很奇怪,从没听过,云里雾里,后来才知道这个是Howard在国际上首先提出来的,等效模型中有个电阻,他自己命名为杨氏电阻。
当时出于礼貌,不断点头。
不过他们还是很满意,反正就这样进去了。
我呢,面试的惟一的遗憾是没见到常仲元,大概他出差了。
进入新涛后,下了决心准备术业有专攻。
因为本科和研究生时喜欢物理,数学和哲学,花了些精力在这些上面。
工作后就得真刀真枪的干了。
每天上班仿真之余和下班后,就狂看英文原版书。
第一本就是现在流行的Razavi的那本书。
读了三遍。
感觉大有收获。
那时候在新涛,初生牛犊不怕虎,应该来说,我还是做得很出色的,因此得到常总的赏识,被他评价为公司内最有potential的人。
偶尔常总会过来指点一把,别人很羡慕。
其实我就记住了常总有次聊天时给我讲的心得,他大意是说做模拟电路设计有三个境界:
第一是会手算,意思是说pensile-to-paper,电路其实应该手算的,仿真只是证明手算的结果。
第二是,算后要思考,把电路变成一个直观的东西。
第三就是创造电路。
我大体上按照这三部曲进行的。
Razavi的那本书后面的习题我仔细算了。
公司的项目中,我也力图首先以手算为主,放大器的那些参数,都是首先计算再和仿真结果对比。
久而久之,我手计算的能力大大提高,一些小信号分析计算,感觉非常顺手。
这里讲一个小插曲,有一次在一个项目中,一个保护回路AC仿真总不稳定,调来调去,总不行,这儿加电容,那儿加电阻,试了几下都不行,就找常总了。
因为这个回路很大,所以感觉是瞎子摸象。
常总一过来三下五除二就摆平了,他仔细看了,然后就导出一个公式,找出了主极点和带宽表达式。
通过这件事,我对常总佩服得五体投地,同时也知道直观的威力。
所以后来看书时,都会仔细推导书中的公式,然后再直观思考信号流,不直观不罢手。
一年多下来,对放大器终于能够透彻理解了,感觉学通了,通之后发现一通百通。
最后总结:
放大器有两个难点,一个是频率响应,一个是反馈。
其实所谓电路直观,就是用从反馈的角度来思考电路。
每次分析了一些书上或者JSSC上的“怪异”电路后,都会感叹:
反馈呀,反馈!
然后把分析的心得写在paper上面。
学通一个领域后再学其他相关领域会有某种“加速”作用。
常总的方式是每次做一个新项目时,让下面人先研究研究。
我在离开新涛前,做了一个锁相环。
我以前没做过,然后就把我同学的硕士论文,以及书和很多paper弄来研究,研究了一个半月,常总过来问我:
锁相环的3dB带宽弄懂了吧?
我笑答:
早就弄懂了。
我强大的运放的频率响应知识用在锁相环上,小菜了。
我这时已经去研究高深的相位噪声和jitter了。
之后不久,一份30多页的英文研究报告发出来,常总大加赞赏!
。
后来在COMMIT时,有个项目是修改一个RFTransceiver芯片,使之从WCDMA到TD-SCDMA。
里面有个基带模拟滤波器。
我以前从没接触过滤波器,就花了两个月时间,看了三本英文原版书,第一本有900多页,和N多paper,一下子对整个滤波器领域,开关电容的,GmC的,ActiveRC的都懂了。
提出修改方案时,由于我运放根基扎实,看文章时对于滤波器信号流很容易懂,所以很短时间就能一个人提出芯片电路原理分析和修改方案。
最后报告写出来(也是我的又一个得意之作),送给TI.TI那边对这边一下子肃然起敬,Conferencecall时,他们首先说这份报告是“Greatjob!
”,我英文没听懂,Julian对我夸大拇指,说“他们对你评价很高呢”。
后来去Dallas,TI那边对我们很尊敬,我做报告时,很多人来听。
总之,现在知道,凡事情,基础很重要,基础扎实学其他的很容易切入,并且越学越快。
我是02年11月去的COMMIT,当时面试我的也是我现在公司老板Julian。
Julian问我:
你觉得SOC(systemonchip)设计的环节在哪儿?
我说:
应该是模拟电路吧,这个比较难一些。
Julian说错了,是系统。
我当时很不以为然,觉得模拟电路工程师应该花精力在分析和设计电路上。
Julian后来自己run了现在这公司On-Bright,把我也带来,同时也从TI拉了两个,有一个是方博士。
我呢,给Julian推荐了朱博士。
这一两年,我和朱博士对方博士佩服得五体投地。
方博士是TI华人里面的顶级高手,做产品能力超强。
On-Bright现在做电源芯片,我和朱博士做了近两年,知道了系统的重要性。
芯片设计最终一定要走向系统,这个是芯片设计的第四重境界。
电路如同砖瓦,系统如同大厦。
芯片设计工程师一定要从系统角度考虑问题,否则就是只见树木,不见森林。
电源芯片中,放大器,比较器都是最最普通的,其难点在于对系统的透彻理解。
在On-Bright,我真正见识了做产品,从定义到设计,再到debug,芯片测试和系统测试,最后到RTP(releasetoproduction)。
Julian把TI的先进产品开发流程和项目管理方式引入On-Bright,我和朱博士算是大开眼界,也知道了做产品的艰辛。
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