具体描述
PSpice and Orcad Capture are computer programs that simulate electric circuits. "PSpice for Linear Circuits" provides an introduction to these programs and describes ways in which they can be profitably used in an introductory course on electric circuits. This manual is written specifically for beginning electric circuits students, and gives step-by-step instructions for using PSpice and Orcad Capture to analyze ac and dc circuits, circuits in the time domain to determine the complete response, and circuits in the frequency domain to determine the frequency response.
模拟电路设计与分析：从基础理论到高级应用 一本深入剖析线性电路设计、分析与仿真技术的实用指南 --- 内容概述 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化以及相关领域的工程师和高级学生提供一套全面、深入且高度实用的线性电路知识体系。我们不再纠缠于特定的仿真软件操作细节，而是将重点放在电路理论的底层原理、设计方法论、关键组件的特性理解以及系统级的性能评估上。 本书从最基本的电路定律出发，逐步构建起对复杂线性系统的理解框架。它不仅是一本理论教科书，更是一本强调工程实践和设计思维培养的参考手册。我们专注于提供解决实际工程问题的工具箱，而非仅仅罗列公式。 第一部分：线性电路基础与元件建模 本部分为后续高级主题奠定坚实的数学和物理基础。我们将超越理想元件的范畴，深入探讨元件的非理想特性及其对电路性能的影响。 1. 节点与网格分析的精进： 我们首先回顾基尔霍夫定律（KCL/KVL）及其在线性电路分析中的应用。但重点在于如何利用矩阵代数和系统解耦技术，高效处理包含大量元件的大型电路网络。介绍二端口网络（Two-Port Networks）的Y、Z、H参数模型，并展示如何在多级放大器级联分析中，利用这些参数快速预测整体增益、输入输出阻抗，避免冗长繁琐的逐级计算。 2. 储能元件的动态行为与频率响应： 电容和电感不再被视为简单的储能单元。我们将深入分析其在不同频率下的复数阻抗特性，详细阐述$RC$和$RL$电路的时间常数（Time Constant）如何决定瞬态响应的速度和稳定性。重点解析极点（Poles）与零点（Zeros）在系统传递函数中的位置对瞬态响应（如过冲、振铃）的决定性影响，并介绍如何通过放置这些极点和零点来“塑造”电路的频率特性。 3. 线性有源器件的精确建模： 本章聚焦于双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（MOSFET）在小信号线性工作区的精确建模。我们将讨论混合$pi$模型和T模型的构建过程，并着重分析$eta$、$g_m$、$r_o$等关键参数的物理意义和环境依赖性（温度、偏置电流）。对于运算放大器（Op-Amp），我们不再满足于“理想运放”的假设，而是建立考虑开环增益、带宽乘积（GBW）、压摆率（Slew Rate）以及输入/输出阻抗的非理想模型，并在反馈电路分析中量化这些非理想因素导致的性能下降。 第二部分：经典线性电路设计与分析 本部分是本书的核心，专注于线性电路的经典拓扑结构的设计与优化，强调设计目标驱动的元件选择。 4. 放大器设计：偏置、稳定性与反馈理论： 详细阐述晶体管偏置电路的设计哲学，如何利用电流源和电压源保证工作点（Q点）的稳定性和抗参数漂移能力。随后，深入讲解负反馈理论，包括反馈的四种基本组态（串联/并联，输入/输出端）。重点分析波德图（Bode Plot）在预测电路稳定性中的应用，包括相位裕度（Phase Margin）和增益裕度（Gain Margin）的计算及其对瞬态性能的关联。 5. 频率选择性电路：滤波器设计： 滤波器设计是线性电路设计的关键。本章系统地介绍巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）等经典滤波器的理论基础和技术指标。我们将展示如何根据通带纹波、阻带衰减和过渡带宽的要求，选择合适的逼近函数，并推导出对应的二阶极点分布。随后，讲解如何将这些理论极点转化为RC有源滤波器（如Sallen-Key, Multiple Feedback）的元件值，并讨论灵敏度分析，评估元件容差对最终滤波器性能的影响。 6. 振荡器与波形发生器： 本章探讨线性有源器件如何产生稳定的周期性信号。重点分析正弦波振荡器（如文氏桥式、哈特莱振荡器）的起振条件（Barkhausen Criterion）及其稳定机制。对于非正弦波（如方波、三角波），我们将设计基于比较器和积分器的弛张振荡器，并探讨如何通过调整时间常数和阈值电压来精确控制输出频率和占空比。 第三部分：系统级考量与高级主题 本部分将视野从单个电路模块扩展到系统集成层面，处理噪声、功率效率以及更复杂的信号调理问题。 7. 噪声分析与信噪比优化： 在实际应用中，噪声是限制性能的根本因素。本章详细介绍热噪声、散粒噪声等主要噪声源的统计特性和等效噪声源模型。我们将教授如何利用噪声系数（Noise Figure, NF）来评估放大器对系统整体信噪比（SNR）的贡献。设计目标将从追求最大增益转向在给定噪声水平下实现最优的增益和带宽组合。 8. 功率效率与线性度权衡： 对于驱动负载的输出级，线性度（低失真）与功率效率常常相互矛盾。本章对比A类、AB类和B类功率放大器的基本工作原理、效率计算和失真特性。重点分析交越失真（Crossover Distortion）的产生机制及其消除方法，并探讨如何通过推挽（Push-Pull）结构优化输出级的效率与线性度之间的平衡点。 9. 运算放大器在数据采集链中的应用： 本章将线性电路知识应用于现代数据采集系统（Data Acquisition, DAQ）。讨论精密电压跟随器、缓冲器、仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的设计和选型，强调其共模抑制比（CMRR）和失调电压（Offset Voltage）对采集精度的影响。此外，还将介绍有源钳位电路（Active Clamping）和箝位二极管网络在保护输入端口免受瞬态过压损害中的工程应用。 --- 本书特色与目标读者 本书强调从理论推导到工程实现的完整闭环思考过程。它注重系统性思维的培养，要求读者不仅理解“电路如何工作”，更要理解“为什么这样设计是最优的”。 目标读者： 正在进行集成电路（IC）或分立元件电路设计的电子工程师。 致力于理解和优化射频（RF）前端、精密测量设备中线性子电路的专业人员。 对高级电路分析、系统建模与仿真方法学感兴趣的研究生和博士生。 本书假定读者已掌握基础电路分析（如直流/交流稳态分析）知识，并希望将知识提升至可以独立完成复杂系统模块设计与验证的工程层面。
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