模拟滤波器与电路设计手册

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。

路秋生，北京信息职业技术学院电子信息系教授，北京市电子电器不错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，在靠前外杂志和有关靠前外会议和期刊发表论文30余篇，其中有多篇论文获奖。

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ELI1.0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
3.2.2VCVS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
4.1LC高通滤波器108
4.1.1低通到高通的转换108
4.1.2T—？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
5.1LC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
6.1LC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
7.2.1LC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
7.3.2LC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π衰减器281
8.10对称衰减器283
8.10.1对称T和π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
12.4.1LC延迟均衡器367
12.4.2LC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
13.3.3DC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
14.2.3Howland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
17.2.3555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
19.1D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
19.1.4D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“ELI1.0”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.4FLTRFORM.XLS公式电子表格471