搞定模擬電路居然那么簡(jiǎn)單??？

眾所周知，模擬電路難學(xué)，以最普遍的晶體管來(lái)說(shuō)，我們分析它的時(shí)候必須首先分析直流偏置，其次在分析交流輸出電壓?？梢哉f(shuō)，確定工作點(diǎn)就是一項相當麻煩的工作（實(shí)際中來(lái)說(shuō)），晶體管的參數多、參數的離散性也較大。

值得我們注意的是，模擬電路構建了電子行業(yè)的基礎，至今為止，電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到如此高的水平。

如果我們觀(guān)察各種電子電路的發(fā)展，我們會(huì )發(fā)現：幾乎所有的電子技術(shù)都離不開(kāi)放大技術(shù)。即使是數字芯片內部，其基本單元都是互補型源極接地放大電路。模擬電子技術(shù)的重要性時(shí)不我待。

模擬電路最關(guān)鍵就是要多學(xué)多做，這里主要談?wù)剬W(xué)習模擬電路要求的四個(gè)知識部分，要成為模擬電路的設計者，我們必須掌握其最基本的以下四個(gè)組成部分：

1. 晶體管元件的設計

它是指半導體工程學(xué)方面的知識，任何設計的IC芯片都將最終回歸于它，一般都是從薛定諤波動(dòng)方程式開(kāi)始引出的（比較復雜），但與實(shí)際具體設計電路直接聯(lián)系不大，而我們又不能缺少這部分，是理論基礎。

2. 晶體管電路的設計

要從事模擬電路設計事實(shí)上必須掌握晶體管電路的基本知識，推薦一邊學(xué)習一邊實(shí)驗、仿真，PSPICE之類(lèi)的都可以，通一個(gè)就行，同時(shí)要注意多想多動(dòng)手。

時(shí)間長(cháng)了自然能掌握晶體管電路的設計技術(shù)，這里面的學(xué)習，我們就開(kāi)始掌握經(jīng)驗。

晶體管、FET是構建整個(gè)電路的基礎，這里學(xué)通了，諸多IC的原理圖就很直觀(guān)了。

3. 功能模塊的設計

功能模塊，主要以各種各樣的運放為基礎，包括AD、DA、PLL、穩壓源等等，它們都主要是由晶體管構成的，功能模塊設計工程中都會(huì )將元器件適當的理想化。

這部分的學(xué)習是十分重要的。一般都是從這里開(kāi)始學(xué)習模擬電路，這部分相對來(lái)說(shuō)比較易懂，也是模擬電路學(xué)習的切入點(diǎn)。

4. 系統設計

這部分就需要相當的高度，需要考慮方方面面。其實(shí)，說(shuō)實(shí)在的，真正做過(guò)一兩塊片子就差不多能通大半部分。關(guān)鍵是試驗、動(dòng)手。

第一，是會(huì )手算，意思是說(shuō)pensile-to-paper，電路其實(shí)應該手算的，仿真只是證明手算的結果。

第二，算后要思考，把電路變成一個(gè)直觀(guān)的東西。

第三，就是創(chuàng )造電路。

芯片設計最終一定要走向系統， 這個(gè)是芯片設計的第四重境界。電路如同磚瓦，系統如同大廈。芯片設計工程師一定要從系統角度考慮問(wèn)題，否則就是只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林。

電源芯片中，放大器、比較器都是最最普通的，其難點(diǎn)在于對系統的透徹理解。產(chǎn)品和學(xué)術(shù)是兩片天地，學(xué)術(shù)可以天馬行空，做出一個(gè)樣品就OK了。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是一個(gè)系統工程，牽涉到方方面面的工作。

模擬電路設計經(jīng)驗總結

模擬電路的設計是工程師們最頭疼、但也是最致命的設計部分，盡管目前數字電路、大規模集成電路的發(fā)展非常迅猛，但是模擬電路的設計仍是不可避免的，有時(shí)也是數字電路無(wú)法取代的，例如RF射頻電路的設計。

這里將模擬電路設計中應該注意的問(wèn)題總結如下，有些純屬經(jīng)驗之談，還望大家多多補充，多多批評指正。

· 為了獲得具有良好穩定性的反饋電路，通常要求在反饋環(huán)外面使用一個(gè)小電阻或扼流圈給容性負載提供一個(gè)緩沖。

· 積分反饋電路通常需要一個(gè)小電阻（約560歐）與每個(gè)大于10pF的積分電容串聯(lián)。

· 在反饋環(huán)外不要使用主動(dòng)電路進(jìn)行濾波或控制EMC的RF帶寬，而只能使用被動(dòng)元件（最好為RC電路）。僅僅在運放的開(kāi)環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下，積分反饋方法才有效。在更高的頻率下，積分電路不能控制頻率響應。

· 為了獲得一個(gè)穩定的線(xiàn)性電路，所有連接必須使用被動(dòng)濾波器或其他抑制方法（如光電隔離）進(jìn)行保護。

· 使用EMC濾波器，并且與IC相關(guān)的濾波器都應該和本地的0V參考平面連接。

· 在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器，任何在沒(méi)有屏蔽系統內部的導線(xiàn)連接處都需要濾波，因為存在天線(xiàn)效應。另外，在具有數字信號處理或開(kāi)關(guān)模式的變換器的屏蔽系統內部的導線(xiàn)連接處也需要濾波。

· 在模擬IC的電源和地參考引腳需要高質(zhì)量的RF去耦，這一點(diǎn)與數字IC一樣。但是模擬IC通常需要低頻的電源去耦，因為模擬元件的電源噪聲抑制比（PSRR）在高于1KHz后增加很少。在每個(gè)運放、比較器和數據轉換器的模擬電源走線(xiàn)上都應該使用RC或LC濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的PSRR拐角頻率和斜率進(jìn)行補償，從而在整個(gè)工作頻率范圍內獲得所期望的PSRR。

· 對于高速模擬信號，根據其連接長(cháng)度和通信的最高頻率，傳輸線(xiàn)技術(shù)是必需的。即使是低頻信號，使用傳輸線(xiàn)技術(shù)也可以改善其抗干擾性，但是沒(méi)有正確匹配的傳輸線(xiàn)將會(huì )產(chǎn)生天線(xiàn)效應。

· 避免使用高阻抗的輸入或輸出，它們對于電場(chǎng)是非常敏感的。

· 由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產(chǎn)生的，并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問(wèn)題產(chǎn)生的，因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收（差分模式）技術(shù)將具有很好的EMC效果，而且可以減少串擾。平衡電路（差分電路）驅動(dòng)不會(huì )使用0V參考系統作為返回電流回路，因此可以避免大的電流環(huán)路，從而減少RF輻射。

· 比較器必須具有滯后（正反饋），以防止因為噪聲和干擾而產(chǎn)生的錯誤的輸出變換，也可以防止在斷路點(diǎn)產(chǎn)生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器（將dV/dt保持在滿(mǎn)足要求的范圍內，盡可能低）。

· 有些模擬IC本身對射頻場(chǎng)特別的敏感，因此常常需要使用一個(gè)安裝在PCB上，并且與PCB的地平面相連接的小金屬屏蔽盒，對這樣的模擬元件進(jìn)行屏蔽。注意，要保證其散熱條件。