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我是一名模拟工程师,很幸运在近四十年里一直被聪明的人陪伴,甚至现在我还 能记起一些他们告诉我的事。我希望我的博客能集中一些有用的信息,并在十分钟内 能被人消化。我的一生都被电子技术吸引着,我做了40年的模拟工程师,在此之前花 了10年时间进入这个行业。我最初工作在Burr-Brown(图森,亚利桑那州),2001 年被收购后,开始在德州仪器工作。我担任过许多角色:从设计师、设计经理、产品 定义者到应用经理、业务经理。目前我花费大部分时间帮助客户应用、指导同事和写 作。我想不到有比这更好的方式来为我的职业生涯画上完美的句号!
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1
I’m an analog engineer, lucky enough to spend the last four decades hanging
around really smart people. I’ve even managed to remember a few of the things
they’ve told me. My goal is to write blogs that concentrate useful information into
easily digested ten-minute bites. If you like what you see from me here on EDN, I
hope you’ll check out more of my writings on The Signal, on TI’s E2E Community.
I’ve been drawn to technology my whole life. I’ve spent more than 40 years
as an analog engineer, and I spent 10 years before that dabbling in electronics. I
started working for Burr-Brown in Tucson, Arizona early on in my career and have
worked for Texas Instruments since the acquisition in 2001. I’ve held various roles
– from designer, design manager and product definer to applications manager and
business manager. Today I get to spend most of my time helping with customer
applications, mentoring colleagues and writing. It’s great fun and I can’t think of
a better way to close my career!
我是一名模拟工程师,很幸运在近四十年里一直被聪明的人陪伴,甚至现在我还
能记起一些他们告诉我的事。我希望我的博客能集中一些有用的信息,并在十分钟内
能被人消化。我的一生都被电子技术吸引着,我做了40年的模拟工程师,在此之前花
了10年时间进入这个行业。我最初工作在Burr-Brown(图森,亚利桑那州),2001
年被收购后,开始在德州仪器工作。我担任过许多角色:从设计师、设计经理、产品
定义者到应用经理、业务经理。目前我花费大部分时间帮助客户应用、指导同事和写
作。我想不到有比这更好的方式来为我的职业生涯画上完美的句号!
作者
Bruce Trump 介绍
资深模拟工程师
2
写在前面
34年前我加入Burr—Brown(该公司于2000年被德州仪器(TI)收购)公司,这
个时候我已经有7年的工程师经验,我被这家公司根深蒂固的知识共享文化所吸引。专
家非常慷慨地拿出自己的时间与年轻工程师分享经验。每个人都乐意帮助他人提高模
拟技术水平。头脑风暴中,设计的灵感不断闪现。专家们互相挑战和提高对方的想法。
虽然讨论的是很难的模拟技术部分,但分享总是会带来好的想法同时语言也很幽默。
近日的TI校园招聘之行使我回忆起一些难忘的面试经历。作为面试官,我经常会问
面试者,你是否会修理一些东西——汽车、自行车、电脑、摩托车、缝纫机等等。如
果面试者能够很自信地说“我能解决这个问题”,那么就说明这个面试者具有一个合
格的工程师应该具备的基本特质。修理这些东西意味着他每天都在练习成为工程师。
这是一个很好的现象。
当我能够向面试者传授一些他们不知道的东西时(有时候这些东西会令他们感到
惊奇并且能够从中得到一些新的理解),我会很高兴。这时,会在我们之间建立一种
很强的联系。对于我来说,我会认为这个面试者理解了这些知识,并且具有成长的空
间。对于面试者来说,意味着在这个位置他能够学到很多知识。我遇到过 一些年轻的
工程师在他们的生涯中也体会到了这种感觉。一个老的导师把这种感觉称为“心灵记
忆”。
我很荣幸用了15个月时间发表了几十篇博客,在这个过程中我也受到了挑 战。我
发现我学到了很多,而这些我以前以为我已经掌握的很好了。这让我想起了我的导师
跟我说过的一句话:如果你真的想学什么,就去讲述或传授它。
分享文化需要维护和调整。人来人往,它需要用心去维持。我希望在你的公司有
这种文化,如果有,培育它。如果减弱了,重建它。如果丢失了,启动它。
好吧,该说再见了。我计划了退休后的生活,骑车或者,老实说,清理我的车库。
谢谢大家的支持,再见!
Bruce Trump
3
目录
作者Bruce Trump介绍 .............................................................................................................................1
写在前面 .......................................................................................................................................................2
1 将运算放大器用作比较器——此举可行吗? ...................................................................................... 5
2 仪表放大器——可避免常见的设计陷阱 .............................................................................................8
3 差动输入钳位——它们影响您的运算放大器电路吗? ..................................................................10
4 电流源(以及电流阱)——对顺从电压范围的理解 ......................................................................12
5 输入偏置电流消除电阻——您真的需要它们吗? ..........................................................................14
6 运算放大器电压范围——输入和输出之解疑释惑 ..........................................................................16
7 差动放大器——良好匹配电阻器不可或缺的器件 ..........................................................................19
8 构建属于你自己的差动放大器 ——有时1%电阻就已经足够了 .................................................21
9 电源旁路——SPICE 仿真与现实的差距 ...........................................................................................24
10 为什么运算放大器会发生振荡—两种常见原因浅析 ....................................................................26
11 “驯服”振荡运算放大器 ..................................................................................................................28
12 “驯服”振荡—电容性负载问题 .....................................................................................................30
13 “典型值”——在产品说明书规范中到底是什么意思? ...........................................................................................32
14 热电耦——每一个模拟设计人员都应该熟知的组件 ....................................................................................34
15 靠近接地摆动——单电源工作 .........................................................................................................36
16 “我需要高输入阻抗!” ..................................................................................................................38
17 失调电压与开环增益——它们是“表亲” ....................................................................................40
18 光电二极管启蒙 ..................................................................................................................................42
19 用SPICE模型仿真失调电压 ...............................................................................................................44
20 消失的失调电压调整引脚 ..................................................................................................................46
21 SPICE仿真——Bob Pease会说No吗? ........................................................................................48
22 如何用好电位器? ..............................................................................................................................50
23 运放稳定性的SPICE仿真 ...................................................................................................................52
24 匹配,匹配!双通道运放有多相似? .............................................................................................54
25 输入引脚的过电应力(EOS)保护 .......................................................................................................56
25 CMOS放大器和JFET放大器的输入偏 置电流 ...........................................................................58
27 运算放大器:单位增益稳定放大器和非完 全补偿放大器 .......................................................60
28 如何处理未使用的运放 ......................................................................................................................62
29 温度对输入偏置电流的影响 ..............................................................................................................64
4
30 跨阻放大器的输入阻抗:无穷大还是为零? 究竟是多少? ......................................................66
31 运放噪声——同相放大电路 .............................................................................................................68
32 电阻噪声的基础知识和一个有趣的小测试 .....................................................................................70
33 输入电容——共模?差模? .............................................................................................................73
34 PCB布局技巧:带条纹的电容 ..........................................................................................................75
35 比较器——振荡来自何处? .............................................................................................................77
36 运放噪声——反馈会有什么影响呢? ............................................................................................79
37 反向衰减器,G=-0.1……会不稳定吗? .........................................................................................81
38 仿真增益带宽——通用运算放大器模型 ........................................................................................83
39 1/f噪声——闪烁的烛光 ....................................................................................................................85
40 关于运放的轨到轨输入 ......................................................................................................................87
41 微封装的模拟板试验 ..........................................................................................................................89
42 提高前端的增益 ..................................................................................................................................91
43 ESD(静电放电),咝~! ...............................................................................................................93
44 这个题目又来了(一个1V的交流信号,连接着一个1Ω电阻和一个1Ω电抗的电容。在电容两
端的交流电压是多少?) ...........................................................................................................................95
45 退耦电容——我们都在使用,但这是为什么呢?........................................................................97
46 运放并联的可行性 ..............................................................................................................................99
47 压摆率——限制了运放的速度 ...................................................................................................... 101
48 方便的小工具和电阻分压计算器 .................................................................................................. 103
49 电阻知识脑筋转弯小测试 ............................................................................................................... 105
50 电阻难题的解… 并漫谈一下原理图 .............................................................................................. 107
51 斩波型运放及其噪声 ....................................................................................................................... 109
52 面试问题——作为面试者和被面试者的难忘时光..................................................................... 111
53 开心小测试! 现在就开始吧.... ........................................................................................................ 113
54 建立时间 ............................................................................................................................................ 119
55 接地原则 ............................................................................................................................................ 121
56 音量控制——对数电位计 .............................................................................................................. 123
57 知道敲哪里 ........................................................................................................................................ 126
附录:版权说明 ..................................................................................................................................... 128
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Xiaoyasky
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