本书是《模拟电子系统设计指南(基础篇):从半导体、分立元件到 ADI 集成电路的分析与实现》一书的配套实践用书。模拟电子系统的设计能力,取决于设计者对相关理论知识的理解深度和广度;而对理论知识的理解仅仅从书本上学习是远远不够的,需要通过大量的SPICE电路软件仿真以及构建和测试实际硬件电路来积累“设计经验”。
在编写本书的过程中,我的学生参与了大量模拟硬件电路的构建、测试和验证工作,而他们在大学刚开始学习模电的时候,感觉特别抽象,理解起来很困难,导致他们不知道学习模拟电子技术这门课程的目的所在,当然这也是国内大学老师和学生的通病。在我编写这本书的6个月时间内,通过给学生布置书上所提供的设计题目,引导他们有针对性地从实践中重新学习模拟电子技术知识,而不是像原来一样仅仅是从书本上学习。
在他们完成我所布置的这些设计题目的过程中,首先要参考我编写的《模拟电子系统设计指南(基础篇):从半导体、分立元件到 ADI 集成电路的分析与实现》中相关的模拟电路理论知识,然后使用 SPICE 对要搭建的模拟硬件电路从不同的角度进行初步可行性验证,最后在面包板/万能板上构建实际的硬件电路,并通过测试仪器从时域(包含 X—Y)和频域两个不同的角度研究信号与模拟电子系统各个单元之间的内在关系。经过这个训练过程,他们从以前感觉模电是最难学、最不喜欢学的课程,转变为如今对模电内在所表现出的深层次“魅力”产生了浓厚兴趣。并且,现在他们可以从整体上将所学的各门相关专业课程知识点有机联系在一起。由此可见实践/实验在模拟电子课程的教与学中的重要作用。
全书分为14章,以二极管、BJT、MOSFET、集成运算放大器、功率放大器、电源管理器为主线,将模拟电子课程中需要掌握的重要知识点通过实验进行了系统化融合。我的学生,王中正负责本书第5章~第10章实验内容的设计和验证,唐思怡负责本书第11章~第14 章实验内容的设计和验证,汤宗美负责本书教学课件的制作;我本人承担对全书的文字整理、实验结构的确认以及审阅工作。
在编写本书的过程中,ADI 大学计划提供了芯片和经费资助;NI 大学计划提供了正版Multisim Designer 14.0工具的授权以及Elvis平台;TEKTRONIX(泰克)公司大学计划提供了程控电源、信号发生器、混合域示波器、数字万用表以及经费资助。正是由于这些公司的鼎力支持和帮助,才使得我能够高质量地完成本书的编写工作,在此向他们的支持表示衷心的感谢。通过本书的编写,使得教育界和产业界能够更紧密地进行合作,产业界可以全方位地帮助教育界的老师将最新的模拟电子设计软件工具和硬件平台介绍给广大学生,同时教育界也为产业界培养更多能够从事相关工作的工程技术人员,这是一种双赢的合作。
最后,感谢电子工业出版社相关编辑对本书出版所给予的帮助和支持。由于本人水平有限,书中难免出现不足之处,请读者不吝指出,以便进一步完善本书的内容。
何宾
2017年4月于北京