运放电路环路稳定性设计原理分析、仿真计算、样机测试_张东辉，王银，潘兴隆，张远征著_9787111672821

本书利用“原理分析、仿真计算、样机测试”三步学习法对运放电路环路进行稳定性设计，使读者能够对已有电路彻底理解，并且通过计算和仿真分析对原有电路进行改进，以便设计出符合实际要求的运放电路，达到实际应用的目的。首先，进行简单运放电路分析，运用反馈控制理论和稳定性判定准则进行时域/频域计算和仿真，当计算结果和仿真结果一致时再进行实际电路测试，使三者有机统一；然后，改变主要元器件参数，使电路工作于振荡或超调状态，此时测试稳定裕度，应该与稳定判据相符合；之后，设计反馈补偿网络使电路重新工作于稳定状态，通过这整个过程帮助读者透彻理解运放电路环路控制分析与设计方法。

本书适合运放电路设计人员使用和参考，同时也可供模拟电路和电力电子相关专业高年级本科生和研究生阅读学习。

“虚短、虚断”是大学老师讲解运放电路分析第一堂课的主要内容，按照该方法进行同相和反相放大电路分析可谓手到擒来，随着单极点运放的问世，使得运放电路设计更加游刃有余；但是老师也说过：“可以按照该方法分析电路，但在实际设计时由于输入电容、输出阻抗、负载电容等参数的影响将会产生附加极点，使得运放电路产生超调和振荡，当频率变化时，电容、电感的实际特性都将改变，这些都会对电路产生影响——系统变得不稳定”。当时还不懂什么是零点和极点以及系统不稳定，只感觉运放电路太简单了。现在回想起来感觉不是电路简单，而是自己当年太简单了。工作之后发现如果设计的放大电路精度太低、噪声太大、线性电源带容性负载就会炸机，慢慢地就加深了对运放电路的理解，但已经是工作10年后的自己了。不知其他运放电路设计工程师是否也有同感。如果一个人想走得快就一个人走，如果想走得远就一起走吧！

本书结合运放电路进行环路控制理论学习与设计，首先，进行简单运放电路分析，运用反馈控制理论和稳定性判定准则进行时域/频域计算和仿真分析，当计算结果和仿真结果一致时再进行实际电路测试，使得三者有机统一；然后，改变主要元器件参数，使电路工作于振荡或超调状态，此时测试稳定裕度，应该与稳定判据相符合；最后，设计反馈补偿网络使电路重新工作于稳定状态，通过这整个过程帮助读者透彻理解运放电路环路控制分析与设计方法。

本书通过对运放电路环路的稳定性进行工作原理分析、仿真和实际测试，使读者能够对已有电路彻底理解，并且通过计算和仿真分析对原有电路进行改进，以便设计出符合实际要求的运放电路，达到实际应用的目的。利用如下三步学习法进行运放电路环路稳定性原理分析、经典图样解剖、实际产品设计，使设计人员真正懂得运放电路系统稳定性分析与设计：

1）原理分析——初步理解运放电路的工作特性、控制、反馈。

2）仿真计算——根据电路技术指标计算整体参数，并利用仿真分析对电路进行整体测试，包括交流、直流、瞬态、开环、闭环，尤其是电路环路稳定性。

3）样机测试——搭建实际电路进行测试，包括稳态与暂态；并且改变参数与设置对电路进行全面测试，包括稳定与振荡，并与原理分析和仿真计算进行对比，使得三者有机统一。

本书的主要内容如下：

第1章：主要讲解运放电路环路稳定性判定准则。首先讲解增益裕度、相位裕度、峰值与振铃、劳斯稳定判据，之后结合实例对具体判定准则进行深入介绍；然后总结环路测试方法，包括Aol与1/β闭合速度法、双注入法以及馈通的影响；最后根据运放数据手册建立其传递函数模型，包括输入电容以及输出阻抗，并详细分析RLC模型在频域分析时的工作特性。

第2章：主要讲解运放电路单反馈补偿设计。首先讲解ZI输入网络、ZF反馈网络计算和容性负载频率特性；然后详细讲解补偿设计，包括隔离电阻补偿、反馈电容补偿和噪声增益补偿，并对同相放大电路、反相放大电路进行噪声增益补偿设计；最后结合实例对噪声增益补偿电路进行实际测试。

第3章：主要讲解运放电路Riso双反馈补偿设计。首先确定双反馈设计准则，之后分析计算双反馈FB1和FB2；然后结合典型电路进行双反馈补偿测试；最后利用跟随器电路进行实际电路双反馈设计与工作特性测试。

第4章：主要对运放电路设计实例进行工作原理分析、反馈补偿设计、频域稳定性和瞬态测试，包括热电偶变送器、仪用放大电路、复合放大电路、运放OPAX192模型建立及其应用电路设计。

第5章：主要对运放电路扩展设计实例进行工作原理分析、频域稳定性测试、瞬态测试以及功能扩展。

第6章：主要利用运放跟随电路进行环路稳定性测试与补偿设计，电路分析和补偿方法全部来自前5章的内容；通过设置开关改变电路工作状态，对每种工作状态首先进行工作原理分析，然后进行仿真验证，最后进行实际电路测试，利用三步学习法系统掌握运放电路环路稳定性分析与设计。

本书附带全部电路的PSpice仿真程序、测试电路图、电路板和实际测试波形，可通过仿客QQ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——纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！

张东辉

2020年8月

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