Предисловие к третьему изданию



==xxix

Закон Мура продолжает подтверждать свою неизменную точность с момента публикации второго издания четверть века назад. В этой третьей (и окончательной!) редакции авторы ответили на указанную тенденцию серьёзными изменениями.

• С учётом повсеместного проникновения микроконтроллеров переформулирован материал для аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования ( Часть 13 ).
• Даны примеры специализированных периферийных ИМС, работающих в связке с микроконтроллерами ( Часть 15 ).
• Подробно рассмотрены возможности различных логических семейств и способов подключения их к внешнему миру ( Часть 10 и 12 ).
• Серьёзно расширен материал важных и основополагающих вопросов аналоговой схемотехники:
  • разработки точных схем ( Часть _5 );
  • разработка малошумящей аппаратуры ( Часть _8 );
  • управление мощностью ( Части _3 , _9 и 12 );
  • преобразование мощности ( Часть _9 ).

Добавлены некоторые совершенно новые темы.

• Цифровой звук и изображение (включая кабельное и спутниковое телевидение).
• Линии передачи.
• Моделирование схем в SPICE.
• Трансимпедансные усилители.
• Обеднённые МОП транзисторы.
• МОП транзисторы со встроенной защитой.
• Драйверы затвора верхнего плеча.
• Параметры кварцевых кристаллов и схем генераторов.
• Подробное исследование полевых транзисторов с p-n переходом.
• Высоковольтные регуляторы напряжения.
• Оптоэлектроника.
• Цифровые регистры с мощным выходом.
• Сигма-дельта преобразователи.
• Многостадийные преобразования высокой точности.
• Технологии памяти.
• Последовательные шины.
• Схемы из категории «Примеры для подражания».

В новой редакции была учтена реальность, в которой сообщество разработчиков электроники с энтузиазмом поддержало предыдущее издание, несмотря на то, что Art of Electronics ( 35 лет в печати ) позиционировалась в качестве учебника. Поэтому под флагом «Как это делаем мы» продолжена практика описания подходов к проектированию схем, причём степень разбора повышена без потери ( как авторы надеются ) простоты его восприятия. В то же время некоторые материалы были перенесены в отдельный курс «Изучение искусства схемотехники», который является существенно расширенным вариантом прежней книги «Наставление по искусству схемотехники для студентов» ^_1 .

Цифровые осциллографы упростили захват, совмещение и аннотацию сигналов, позволив добавить около 90 снимков экрана, поясняющих работу схем. Помимо этих «застывших мгновений» был добавлен изрядный объём экспериментальных данных в виде таблиц и графиков. В их числе шумовые параметры транзисторов ( \(e_n\), \(i_n\), \(r_{bb}'\), \(h_{fe}\), \(g_m\), \(g_{oss}\) ), данные аналоговых ключей ( \(R_{ON}\), \(Q_{INJ}\), ёмкость ), входные и выходные характеристики операционных усилителей ( \(e_n\) и \(i_n\) по частоте, диапазон входного синфазного сигнала, размах напряжения на выходе, время выхода из перегрузки, искажения, виды корпусов и примерные цены ). Т.е. все те параметры, которые требуются при разработке, но отсутствуют или хорошо спрятаны в справочных данных ( а времени на проведение измерений, как обычно, нет ).

Чтобы подготовить материал книги авторы работали, не покладая рук, более 20 лет. Были собраны важные данные в форме 350 графиков, 50 фотографий, 87 таблиц ( список включает более 1900 наименований компонентов ). Ключевые параметры ( специфицированные и измеренные ) позволяют делать осмысленных выбор компонентов.

Несмотря на больший формат книги, меньший кегль и сокращение размера некоторых иллюстраций, существенное увеличение объёма и степени детализации заставили отказаться от некоторых тем, разбиравшихся во втором издании ^_2 . Некоторые дополнительные материалы, которые предполагалось включить в данную книгу ( реальные параметры выпускаемых промышленностью пассивных компонентов и дополнительные материалы по биполярным и полевым транзисторам, ОУ и по управлению мощностью ) будут выпущены отдельным томом «Искусство схемотехники X-файлы» . Ссылки на включённые в него материалы обозначаются курсивом. Обновлённый сайт artofelectronics.com продолжит собирать коллекцию схемных решений и «плохих схем». Хотелось бы, чтобы он превратился в живую площадку для обсуждения проблем схемотехники.



==xxx

Как всегда, поправки и предложения следует направлять по адресу электронной почты horowitz@physics.harvard.edu или hill@rowland.harvard.edu.

Благодарности

С кого надо начинать благодарности коллегам? В самом начале списка, безусловно, стоит David Tranah - неутомимый редактор издательства the Cambridge University Press основа и связующее звено, эксперт по LATEX, мудрый советчик по всем вопросам книгоиздательства и даже ( ни за что не угадаете ) композитор! Этот парень прошерстил все 1905 страниц черновиков, внёс в исходники на LATEX правки от множества людей, добавил несколько тысяч записей в индекс и связал их с более чем 1500 иллюстраций и таблиц. А затем собрал воедино несколько нервных авторов. Мы в неоплатном долгу перед Дэвидом. Надеемся, пинты пива хватит.

Мы благодарны Jim Macarthur - выдающемуся разработчику электроники, внимательно читавшему черновик книги и делавшему неизменно полезные предложения по улучшению, каждое из которых было реализовано. Наш коллега Peter Lu познакомил нас с удобством Adobe Illustrator и мгновенно появлялся рядом, если у нас что-то не получалось. Иллюстрации книги являются лучшими свидетельством его руководства. Постоянно пребывающий в хорошем расположении духа коллега Jason Gallicchio сильно помог своими знаниями пакета Mathematica в графических пояснениях работы сигма-дельта преобразования, нелинейного управления и цифровых фильтров. Его руки коснулись и раздела о микроконтроллерах, улучшив содержание и код.

Мы благодарны за помощь Bob Adams, Mike Burns, Steve Cerwin, Jesse Colman, Michael Covington, Doug Doskocil, Jon Hagen, Tom Hayes, Phil Hobbs, Peter Horowitz, George Kontopidis, Maggie McFee, Curtis Mead, Ali Mehmed, Angel Peterchev, Jim Phillips, Marco Sartore, Andrew Speck, Jim Thompson, Jim van Zee, GuYeon Wei, John Willison, Jonathan Wolff, John Woodgate и Woody Yang. Большое спасибо всем, кого не упомянули, и извините нас за забывчивость. В книге имеется масса ссылок на дополнительные данные ( схемы, инструменты, результаты измерений ), представленные Uwe Beis, Tom Bruhns и John Larkin.

Simon Capelin удерживал нас от хандры как непосредственно, так и своей явной неспособностью ругать нас за срыв сроков. ( Контракт предусматривал сдачу рукописи в декабре ...1994 года! Мы опоздали всего на 20 лет ). Мы в неоплатном долгу перед руководителем проекта Peggy Rote, редактором Vicki Danahy и командой неизвестных художников, создавших отличные векторные рисунки из наших карандашных набросков.

Мы с грустью вспоминаем о помощи, оказанной нашим прежним коллегой и другом Джимом Вильямсом ( Jim Williams ), его интересных историях схемных победах и поражениях и той бескомпромиссности, с которой он подходил к созданию точных схем. Его мировоззрение без малейших намёков на фальшь является образцом для нас.

И, наконец, мы в неоплатном долгу перед собственными спутницами жизни Vida и Ava, которые десятилетиями терпели наше невнимание, пока мы были одержимы каждой деталью очередной книги.

Замечание об инструментах

Таблицы строились в Microsoft Excel, а графические данные строились в Igor Pro. Оба элемента затем правились в Adobe Illustrator с использованием шрифта “sans-serif Helvetica Neue LT”. Снимки экрана делались проверенными осциллографами Tektronix TDS3044 и 3054, а постобработка в том же Adobe Illustrator или Photoshop. Фотографии для книги выполнены двумя камерами: павильонной камерой Calumet Horseman 6×9 cm с объективом 105 mm Schneider Symmar f/5.6 на плёнку Kodak Plus-X 120 ( с проявкой в Microdol-X 1:3 при 75°F и оцифровкой мультиформатным сканером Mamiya ) и аппаратом Canon 5D с опцией Scheimpflug ^_3 . Рукопись собиралась в LATEX с использованием пакета PCTEX фирмы Personal TeX, Incorporated. Для набора использовались шрифты Times New Roman и Helvetica. Первый появился ещё в 1931 ^_4 , а второй создан Max Miedinger в 1957.

Paul Horowitz
Winfield Hill
January 2015
Cambridge, Massachusetts



==xxxi

Дополнения к правовому уведомлению

Дополнение к правовому уведомлению, появившемуся во второй редакции книги. В дополнение к прежнему уведомлению авторы не делают никаких оговорок относительно возможных нарушений чужих интеллектуальных прав, включая патенты США и других стран, примерами, данными или иной информацией в предлагаемой книге. Проверка соблюдения чужих прав на интеллектуальную собственность, даже если предполагается их экспериментальная природа, возлагается на читателя. Используя примеры, данные и другую информацию из предлагаемой книги читатель соглашается со всеми возможными обязательствами за любой ущерб, возникший при их использовании или явившиеся следствием такого использования, независимо от того, является ли обязательства следствием нарушения интеллектуальной собственности или иных причин и независимо от вида ущерба: прямого, косвенного, случайного, являющегося следствием или любого иного. Авторы и издатель отвергают обязательства любого вида.



==xxxi