数字系统中的模拟电路技术
课程编码：280216080902P3001
英文名称：Analog Issues in Digital System
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：梁新栋
教学目的要求
本课程是电子科学与技术学科电路与系统专业课。课程理论联系实际、突出实际应用，以运算放大器和数据转换器为主，对工作原理、关键技术性能及其主要应用问题进行分析讲解。课程的学习目的是提高模拟和混合电路的实际应用和系统级设计能力和水平。
预修课程
模拟电路、数字电路、信号与系统、数字信号处理
大纲内容
第一章 引言 0.1学时 梁新栋
第1节 背景和意义
第2节 内容和范围
第3节 性质和要求
第4节 参考文献
第二章 运算放大器的历史 0.5学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 有源元件和放大器的诞生
第3节 负反馈放大器
第4节 运算放大器的诞生和演化
第5节 集成运算放大器
第三章 从理想运放到实际运放 2.4学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 放大器的基本概念
第3节 负反馈放大器
第4节 理想运算放大器
第5节 从理想运放到实际运放
第6节 闭环增益表达式中量的解析
第7节 运放电路的波德图分析方法
第四章 运算放大器的静态特性 6.0学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 开环增益
第3节 共模抑制比CMRR
第4节 电源抑制比PSRR
第5节 输入失调及其相关问题
第6节 总直流误差
第7节 输入和输出参数
第8节 运放的电源
第9节 运放的最大额定参数
第10节 特殊精密运算放大器
第五章 运算放大器的动态特性 3.0学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 开环增益频响和带宽
第3节 小信号时域响应
第4节 大信号动态特性
第5节 建立时间
第6节 失真和噪声
第7节 BJT运放与FET运放动态特性对比
第8节 电流反馈运放
第9节 运算放大器及其电路动态特性小结
第六章 运算放大器及其电路的稳定性 3.0学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 相位裕度和增益裕度
第3节 稳定性的波德图分析
第4节 运放的频率补偿
第5节 运放电路稳定性的影响因素
第6节 运算放大器电路稳定性问题小结
第7节 电流反馈运放的稳定性
第8节 运放电路稳定性与频率补偿分析实例
第七章 运算放大器及其电路的噪声 3.0学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 噪声的基本性质及其表述
第3节 运放电路的内部噪声源及其特性
第4节 分立晶体管的噪声
第5节 运放的噪声性能及其参数
第6节 运放电路的噪声分析
第7节 噪声指数
第8节 噪声问题小结
第八章 数据转换器的历史 0.5学时 梁新栋
第1节 最古老的数模转换器
第2节 现代数据转换器的萌芽
第3节 现代数据转换器的历史
第九章 数据转换器基础与技术性能 3.0学时 梁新栋
第1节 数据转换器基础
第2节 数据转换器的性能指标概述
第3节 数据转换器的静态技术性能
第4节 数据转换器的动态技术性能
第5节 其他
第十章 数据转换器的结构类型 4.5学时 梁新栋
第1节 数模转换器的结构类型
第2节 模数转换器的结构类型
第十一章 数据转换系统性能测试 2.5学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 ADC静态性能测试
第3节 ADC动态性能测试
第十二章 数据转换器的外围电路 4.5学时 梁新栋
第1节 引言
第2节 ADC输入驱动电路
第3节 DAC输出缓冲电路
第4节 模拟滤波器
第5节 基准电压源
第6节 模数转换器的时钟
第7节 模拟开关
第8节 数字接口
第十三章 电源、接地、无源元件、传输线和PCB 3.0学时 梁新栋
第1节 混合信号系统的电源
第2节 电路中的无源元件
第3节 混合信号系统的接地
第4节 电源和接地设计示例
第5节 传输线
第6节 PCB设计
第十四章 总结与考试 4.0学时 梁新栋
第1节 总结与考试
参考书
课程教师信息
梁新栋，2020年中科院上海技术物理研究所博士研究生毕业，电路与系统专业，2020年至2022年在国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院从事电路与系统专业博士后研究工作，2023年3月评为副研究员职称并认定为中国科学院大学硕士生导师。工作期间主要从事航天光电载荷、数字/模拟电路系统、超稳激光及量子频标等研究方向，主持中国空间站高精度时频实验柜窄线宽激光器电子学工程化（载人航天工程）、钛宝石飞秒激光振荡器放大器电控箱（中科院重大仪器专项）、星载超稳时钟研制与测试（科技部重点研发计划）等国家级或省部级项目，主持科研经费累计达1600万余元，共发表SCI论文10余篇，专利20余项，具有扎实的电路与系统专业基础及丰富的工程实践能力，熟练掌握复杂光电系统中数字/模拟电路系统设计、嵌入式开发、可编程逻辑器件FPGA设计、信号与系统等电子信息学科相关课程。2020年至2024年先后担任国科大杭州高等研究院可编程逻辑器件FPGA设计、光电技术与生物医学仪器两门硕士研究生课程的教师助教工作；目前作为硕士生导师指导电子信息专业硕士研究生二十余名