Altifigence Academy
Аналоговое проектированиеБесплатно · От начального до практического

Проектирование аналоговых схем

Освойте практические основы низковольтного аналогового проектирования: решайте цепи постоянного тока, предсказывайте переходную и частотную характеристики, задавайте смещение транзисторов, проектируйте усилители с обратной связью и фильтры и проверяйте сигнальный путь датчика с явными ограничениями моделей.

Анализ цепейУсилителиФильтрыSPICEALcad
Моё обучение

Чему вы научитесь

  • Вычислять напряжение, ток, мощность, нагрузку и ограничения компонентов
  • Решать узловые модели и эквиваленты Тевенина постоянного тока и временные отклики RC/RL
  • Читать модуль и фазу фазоров и диаграммы Боде первого порядка
  • Оценивать рабочие точки диодов, BJT и MOS с заявленными допущениями
  • Проектировать обратную связь операционных усилителей и проверять размах, полосу, скорость нарастания и шум
  • Готовить таблицу соединений схемы и проверять низковольтный усилитель и фильтр датчика

Перед началом

Упражнения в браузере используют учебные модели и не компилируют и не запускают HDL. Для отдельного запуска исходного кода следуйте руководству Digital Design Studio для вашей ОС и войдите в аккаунт, если этого требует операция.

Установка и первый запуск ↗ · Загрузки ↗

Программа

  1. Напряжение, ток, мощность и сохранение
    • Напряжение — разность, а не меткаТеория

      Выберите опорный узел, преобразуйте единицы и вычислите напряжение резистора.

    • Ток, мощность и ограничения компонентовТеория

      Различайте поток заряда и поток энергии и проверяйте рассеяние резистора.

    • KCL и KVL позволяют решить цепьТеория

      Запишите согласованные уравнения токов и напряжений делителя.

    • Проверка: делитель с согласованными знакамиПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

  2. Узловой анализ, эквиваленты и нагрузка
    • Решите узел, соединённый с несколькими источникамиТеория

      Превратите рисунок цепи в одно узловое уравнение и проверьте токи ветвей.

    • Эквиваленты Тевенина сохраняют поведение нагрузкиТеория

      Замените линейную сеть источника напряжением холостого хода и сопротивлением.

    • Нагрузка меняет измеряемоеТеория

      Рассчитывайте нагрузку входов измерителя и усилителя вместо бесконечного импеданса.

    • Лабораторная работа: предскажите и симулируйте нагруженный делительПрактика

      Выполните расчёт рабочей точки DC и различайте ток источника и ток нагрузки.

  3. Запасённая энергия и временной отклик
    • Конденсаторы связывают изменение напряжения с токомТеория

      Согласованно используйте ёмкость, заряд, энергию и начальные условия.

    • Катушки индуктивности связывают изменение тока с напряжениемТеория

      Рассчитайте постоянную времени RL и распознайте непрерывность тока.

    • Ступени RC: начальное значение, конечное значение, постоянная времениТеория

      Предсказывайте заряд, разряд и установление по сопротивлению, видимому конденсатором.

    • Проверка: нагрузка конденсатора и установлениеПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

  4. Фазоры и частотная характеристика
    • Фазоры описывают синусоидальное установившееся состояниеТеория

      Используйте комплексный импеданс, разделяя RMS, пик и фазу.

    • Читайте модуль и фазу на диаграмме БодеТеория

      Вычисляйте частоту среза первого порядка, децибелы и осмысленные тестовые частоты.

    • Лабораторная работа: свяжите постоянную времени со срезом ACПрактика

      Используйте одну цепь для переходного и малосигнального AC-анализов.

    • Проверка: RMS и срез фильтра нижних частотПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

  5. Диоды и рабочие точки транзисторов
    • Модель диода должна соответствовать вопросуТеория

      Используйте приближение постоянного падения, определяя его ограничения.

    • Смещение BJT создаёт место малому сигналуТеория

      Оцените рабочую точку с эмиттерной отрицательной обратной связью и малосигнальное усиление.

    • Смещение MOSFET и пределы квадратичных моделейТеория

      Разделяйте порог, перенапряжение затвора, режим и дифференциальное усиление.

    • Проверка: несогласованное смещение транзистораПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

  6. Операционные усилители и обратная связь
    • Отрицательная обратная связь и условие виртуального замыканияТеория

      Объясните зависимость близких входных напряжений от работающего контура обратной связи.

    • Инвертирующий усилитель использует баланс токовТеория

      Вычислите усиление, входное сопротивление и выход относительно середины питания.

    • Неинвертирующая ступень сохраняет полярность входаТеория

      Спроектируйте усиление относительно опоры и различайте буфер и источник мощности.

    • Диапазон выхода, полоса и скорость нарастания — отдельные пределыТеория

      Проверяйте запас DC и динамические требования до доверия идеальному усилению.

  7. Фильтры и шум
    • Выберите нижние или верхние частоты по выходному узлуТеория

      Спроектируйте фильтр первого порядка с учётом сопротивлений источника и нагрузки.

    • Лабораторная работа: отделите усиление от фильтрацииПрактика

      Симулируйте учебную усилительную ступень с полюсом RC и укажите пропуски модели.

    • Шум — бюджет ошибки, зависящий от полосыТеория

      Оцените шум резистора и объедините независимые вклады корнем суммы квадратов.

    • Проверка: сигнальная и шумовая полосыПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

  8. Измерения, подготовка схемы и итоговый проект датчика
    • Допуски и неопределённость измерения требуют отдельных бюджетовТеория

      Вычислите крайние частоты среза и усиления до выбора полосы приёмки.

    • От таблицы соединений к надёжной схемеТеория

      Нарисуйте и проверьте низковольтную цепь без предположения конкретного движка редактора.

    • Итоговая лабораторная работа: низковольтный усилитель и фильтр датчикаПрактика

      Спроектируйте, симулируйте и объясните путь датчика с усилением 11 и явными физическими ограничениями.

    • Итоговая проверка: свидетельства и предел проектаПроверка знаний

      Проверьте модель, расчёт и интерпретацию перед продолжением.

Выбор действует в этом браузере. Его можно изменить внизу страницы.