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胡宴如 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040266351

商品编码：29396957550

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名：高频电子线路实验与仿真

定价：17.20元

作者：胡宴如

出版社：高等教育出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787040266351

字数：

页码：160

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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《高频电子线路实验与仿真》是普通高等教育“十一五”规划教材《高频电子线路》的配套实验教材，是根据应用型人才培养目标要求，在多年教学改革实践基础上编写而成的。 高频电子线路是电子信息类专业重要的技术基础课，是一门理论性、工程性与实践性很强的课程，因而高频电子线路实验技能是电子信息类工程技术人员必须具备的基本技能，特别是对于应用型人才的培养更应加强和突出工程实践能力的培养。因此，本书以能力培养为主线，突出基本技能训练，加强因材施教，充分发挥每个学生的实验积极性和创新精神。

内容提要

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《高频电子线路实验与仿真》是普通高等教育“十一五”规划教材《高频电子线路》(胡宴如、耿苏燕主编)的配套实验教材。全书由高频电子线路实验基础知识、基础实验、综合实验、Multisim仿真以及实验常用仪器使用方法共五章组成，实验内容和体系符合应用型人才培养目标要求。 本书以能力培养为主线，突出基本技能训练，加强因材施教，充分发挥每个学生的实验积极性和创新精神。实验内容尽量与现代高频电子技术应用相结合，具有实用性；实验任务及要求难易结合，从单元电路调试到系统测试，从基本技能训练到综合能力的培养，符合学生的认知规律；同类型的实验有几种电路和方法，并分为基础、拓宽和提高部分，具有较强的可选性，便于灵活组织实验教学。 本书可作为高等学校应用型本科、高职高专院校通信、电子信息等专业“高频电子线路”、“通信电子线路”等课程的实验教材和参考书，也可供相关工程技术人员参考。

目录

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章 高频电子线路实验基础知识
n1.1 高频电子线路实验内容及特点
n1.2 高频电子线路实验方法
n1.2.1 高频电子线路实验的一般过程
n1.2.2 高频电子线路实验的基本方法
n1.2.3 高频电子线路实验注意事项
n1.3 高频电路中的元器件
n1.3.1 高频电路中的元件
n1.3.2 高频电路中的有源器件
n1.4 高频电子仪器基本原理
n1.4.1 信号源
n1.4.2 示波器
n1.4.3 频率特性测试仪(扫频仪)
n
n第2章 高频电子线路基础实验
n2.1 高频电子仪器使用及谐振回路测试实验
n2.1.1 实验任务及要求
n2.1.2 LC并联谐振回路特性的计算
n2.2 小信号谐振放大器实验
n2.2.1 实验任务及要求
n2.2.2 实验电路的设计计算方法
n2.3 丙类谐振功率放大器实验
n2.3.1 实验任务及要求
n2.3.2 丙类谐振功放设计计算方法
n2.4 LC正弦波振荡器与晶体振荡器实验
n2.4.1 实验任务及要求
n2.4.2 LC振荡电路的设计计算方法
n2.5 集成模拟相乘器应用实验
n2.5.1 模拟相乘器调幅电路实验
n2.5.2 模拟相乘器同步检波电路实验
n2.5.3 集成模拟相乘器MC1496／1596使用方法
n2.6 基极调幅电路实验
n2.7 二极管峰值包络检波电路实验
n2.7.1 实验任务及要求
n2.7.2 二极管检波电路的设计方法
n2.8 调频与鉴频电路实验
n2.8.1 变容二极管直接调频电路实验
n2.8.2 乘积型相位鉴频器实验
n2.8.3 斜率鉴频器实验
n
n第3章 集成锁相环路综合应用实验
n3.1 锁相环路基本原理
n3.1.1 锁相环路的工作原理
n3.1.2 锁相环路组成部件特性
n3.1.3 锁相环路的捕捉与跟踪
n3.1.4 锁相环路基本应用电路
n3.1.5 集成锁相环路CD4046
n3.2 锁相调频发射与鉴频接收系统实验
n3.2.1 锁相调频电路实验
n3.2.2 锁相鉴频电路实验
n3.2.3 发射机与接收机联调实验
n3.3 锁相频率合成器实验
n3.3.1 单环锁相频率合成器设计方法
n3.3.2 锁相倍频电路实验
n3.3.3 锁相频率合成器设计组装调试实验
n
n第4章 高频电子线路Multisim仿真实验
n4.1 Multisim8的使用方法
n4.1.1 Multisim8的主窗口界面
n4.1.2 菜单栏
n4.1.3 设计工具箱
n4.1.4 工具栏
n4.2 Multisim8电路管理
n4.2.1 Multisim8对元器件的管理
n4.2.2 电路编辑
n4.3 Multisim8的虚拟仪器使用方法
n4.3.1 数字万用表.
n4.3.2 函数信号发生器
n4.3.3 双通道示波器
n4.3.4 波特图仪
n4.3.5 安捷伦和泰克仪器
n4.4 Multisim8的分析方法
n4.4.1 直流静态工作点分析
n4.4.2 交流分析
n4.5 高频电路仿真实验
n4.5.1 LC并联谐振回路仿真实验
n4.5.2 小信号谐振放大器仿真实验
n4.5.3 丙类谐振功率放大器仿真实验
n4.5.4 高电平调幅仿真实验
n4.5.5 模拟相乘器DSB信号产生及解调电路仿真实验
n4.5.6 二极管峰值包络检波仿真实验
n
n第5章 高频实验常用仪器使用方法
n5.1 EE164181函数信号发生器／计数器
n5.1.1 EE1641B1主要技术指标
n5.1.2 EE1641B1使用说明
n5.2 F40型数字合成函数／任意波信号发生器
n5.2.1 F40主要技术指标
n5.2.2 F40面板说明
n5.2.3 F40使用说明
n5.3 TDS1002数字存储示波器
n5.3.1 TDS1002数字存储示波器主要技术规格
n5.3.2 TDS1002数字存储示波器面板结构说明
n5.3.3 TDS1002数字存储示波器应用示例
n5.4 BT3C-B型频率特性测试仪
n5.4.1 BT3C-B型频率特性测试仪主要技术指标
n5.4.2 仪器面板结构及说明
n5.4.3 BT3C-B扫频仪的使用方法
n5.5 QBG-3D型Q表
n5.5.1 Q表的测量原理
n5.5.2 QBG-3D型Q表面板结构
n5.5.3 QBG-3D型Q表的使用方法
n参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《高频电子线路实验与仿真》 图书简介 本书旨在为广大电子工程专业学生、科研人员以及从事高频电子线路设计与开发的工程师提供一本系统、实用且具有前瞻性的参考书籍。全书紧密结合理论与实践，以高频电子线路的核心概念、关键技术及典型应用为线索，通过深入浅出的理论讲解、精选的实验设计以及仿真分析，帮助读者建立扎实的基础知识体系，提升实际动手能力和解决复杂工程问题的能力。 第一部分：高频电子线路基础理论 本部分将系统梳理高频电子线路所涉及的必备基础知识，为后续的深入学习打下坚实基础。 1. 高频电路的基本概念与特性： 寄生参数的影响： 深入剖析电感、电容、电阻在高频下的寄生效应，包括导线电感、焊盘电容、管脚电容等。详细讲解这些寄生参数如何影响电路的频率响应、增益、噪声以及稳定性，并通过数学模型和图示进行生动阐释。 传输线理论： 详细介绍传输线的基本模型，如集总参数模型和分布参数模型。重点讲解特性阻抗、信号传播延迟、反射、驻波等现象，以及如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配和分析。本节将通过实际案例说明传输线效应在PCB设计中的重要性。 S参数与网络分析： 介绍S参数（散射参数）的概念及其在描述高频电路中的优势。详细讲解S参数的定义、测量方法，以及如何利用S参数分析电路的增益、回波损耗、插入损耗、相位特性等。将通过实例展示S参数在器件选型和电路仿真中的应用。 噪声与失真： 探讨高频电路中的噪声源（如热噪声、散粒噪声）及其产生机理。分析噪声系数（NF）的概念和计算方法。同时，讲解高频电路中的非线性失真（如谐波失真、互调失真），并介绍降低噪声和失真的常用技术。 2. 高频器件模型与特性： 晶体管在高频下的模型： 详细介绍BJT（双极型晶体管）和MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）在高频下的等效电路模型，如混合-π模型、Ebers-Moll模型等。重点讲解寄生电容、击穿电压、跨导、迁移率等参数对高频性能的影响。 高频电感与电容： 介绍不同类型的高频电感（如片式电感、功率电感）和电容（如陶瓷电容、薄膜电容）的结构、材料特性、寄生参数（如自谐振频率、等效串联电阻ESR）以及在实际电路中的应用场景。 射频二极管与场效应管： 重点介绍肖特基二极管、PIN二极管、变容二极管等射频应用中的二极管，及其在开关、混频、倍频等电路中的作用。同时，详细介绍高频场效应管（如MESFET、HEMT、LDMOS）的结构、工作原理和在高频功率放大、低噪声放大等领域的优势。 3. 高频电路设计的基本原则： 阻抗匹配： 深入讲解阻抗匹配的原理、目的和重要性。介绍常用的匹配网络设计方法，如L型匹配、π型匹配、T型匹配等，并结合史密斯圆图进行详细演示。强调不同匹配网络在效率、带宽、稳定性和成本方面的权衡。 稳定性分析： 详细介绍高频放大器稳定性问题，包括振荡的产生原因和判断方法。讲解K因子（稳定性因子）和Δ因子（稳定性判据），并介绍提高电路稳定性的常用措施，如减小器件参数的灵敏度、增加反馈等。 噪声系数优化： 阐述如何在输入端设计低噪声放大器（LNA），以降低整个系统的噪声水平。讲解不同频率下选择低噪声器件的原则，以及噪声系数的优化设计方法。 互调失真抑制： 探讨互调失真对信号质量的影响，并介绍抑制互调失真的设计技巧，如选择线性度高的器件、使用反馈技术、优化偏置点等。 第二部分：高频电子线路实验设计与实践 本部分精选了高频电子线路领域中具有代表性的实验项目，强调动手实践与理论相结合，帮助读者将理论知识转化为实际操作技能。 1. 基础高频电路的搭建与测试： RC、RL、LC滤波器设计与仿真： 设计不同类型（低通、高通、带通、带阻）的无源滤波器，分析其频率响应，并进行仿真验证。 高频衰减器与功率分配器： 设计固定和可变衰减器，以及单边带和双边带功率分配器，理解其在信号通路中的作用。 高频单端/差分放大器实验： 搭建简易的单端或差分高频放大器，测试其增益、带宽、输入输出阻抗和线性度。 混频器与倍频器实验： 学习设计和测试基本的混频器和倍频器电路，理解其在频率变换中的应用。 2. 典型高频电路模块的实验： 低噪声放大器（LNA）设计与测试： 重点讲解LNA的设计原理，包括器件选择、输入输出匹配、噪声系数优化等。搭建LNA电路，测试其关键性能参数。 功率放大器（PA）设计与测试： 介绍不同类别的功率放大器（A类、AB类、C类），分析其效率、线性度和输出功率。设计并测试一个简易的功率放大器，了解其工作特点。 振荡器设计与测试： 学习设计不同类型的振荡器，如LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器，并测试其输出频率、频率稳定性、相位噪声等。 开关与倍频器设计： 深入研究PIN二极管开关和倍频器的设计，掌握其在高频信号控制和频率合成中的应用。 3. PCB布局与布线在高频设计中的实践： 传输线效应的PCB实现： 讲解如何在PCB上实现微带线、带状线等传输线，并进行阻抗控制。 地平面与电源平面设计： 强调良好的地平面和电源平面设计对高频电路性能的至关重要性，介绍其接地方式和去耦设计。 元件布局与信号走线： 给出高频电路元件布局的原则，如缩短信号路径、避免串扰、合理处理高频器件的引脚连接等。 屏蔽与隔离： 介绍高频电路中的屏蔽技术，如金属屏蔽罩、腔体屏蔽等，以及如何通过合理布局实现电路间的隔离。 第三部分：高频电子线路仿真技术与应用 本部分将介绍常用的高频电子线路仿真工具，并结合实例演示如何利用仿真技术解决实际设计问题，提高设计效率和准确性。 1. 常用高频仿真软件介绍： ADS（Advanced Design System）： 重点介绍ADS在射频电路设计领域的强大功能，包括原理图设计、版图设计、电磁场仿真、电路仿真、优化和参数扫描等。 HFSS（High Frequency Structure Simulator）： 介绍HFSS在三维电磁场仿真方面的优势，尤其适用于天线、波导、连接器等结构的设计与分析。 Spice及其变种（如PSpice、LTspice）： 介绍Spice在电路级仿真方面的广泛应用，以及其在高频电路分析中的局限性和应对方法。 其他仿真工具： 简要介绍MATLAB/Simulink、Keysight Genesys等在高频电路设计中的辅助作用。 2. 基于仿真软件的电路设计流程： 原理图仿真： 演示如何导入元器件模型，搭建电路原理图，设置仿真激励和输出端口，并进行DC、AC、瞬态、噪声、S参数等仿真分析。 版图设计与电磁场协同仿真： 介绍如何根据原理图进行PCB版图设计，定义传输线、地平面等关键结构。演示如何调用电磁场仿真器（如HFSS）对PCB结构进行电磁场分析，并将其结果导入电路仿真器进行协同仿真。 优化设计与参数扫描： 讲解如何利用仿真软件的优化功能，根据设计指标自动调整电路参数，找到最优解。演示参数扫描功能，用于分析参数变化对电路性能的影响。 故障分析与调试： 介绍如何利用仿真技术模拟不同工作条件或元件参数变化，分析电路可能出现的故障，并指导实际调试。 3. 典型高频电路模块的仿真实例： LNA/PA的S参数、P1dB、IP3仿真： 详细演示如何通过仿真预测LNA和PA的关键性能指标。 振荡器的频率、相位噪声仿真： 展示如何仿真振荡器的输出频率、频率稳定性以及相位噪声特性。 滤波器的频率响应和插损仿真： 演示如何精确仿真滤波器的频率特性，包括通带、阻带、过渡带以及插入损耗。 天线与馈线系统的电磁场仿真： 以一个简单的天线为例，演示如何利用HFSS进行全波电磁场仿真，分析其方向图、增益、阻抗匹配等。 第四部分：高频电子线路的前沿技术与发展趋势 本部分将对高频电子线路领域的一些前沿技术进行介绍，并展望未来的发展方向，激发读者的研究兴趣。 1. 多层PCB与HDI（高密度互连）技术在高频应用中的挑战与机遇： 探讨多层PCB和HDI技术如何支持更复杂、更小型化的射频系统，以及在信号完整性、电磁兼容性方面的挑战。 2. 射频MEMS（微机电系统）技术： 介绍射频MEMS开关、调谐器、滤波器等器件的工作原理、优势和在下一代通信系统中的应用潜力。 3. 人工智能（AI）在高频电路设计中的应用： 探讨如何利用机器学习和深度学习技术来加速电路设计、优化参数、预测性能，以及进行故障诊断。 4. GaN（氮化镓）和SiC（碳化硅）等新材料在射频功率器件中的应用： 分析GaN和SiC材料相比于传统GaAs和Si材料在高频、高功率、高温等方面的优势，以及其在雷达、通信基站等领域的应用。 5. 5G/6G通信中的高频技术挑战： 结合5G和未来6G通信系统的需求，分析其在高频段（毫米波、太赫兹）所面临的器件、封装、系统集成等方面的技术挑战。 结论 《高频电子线路实验与仿真》一书内容丰富、结构严谨，理论深度与实践广度并重。通过对本书的学习，读者将能够： 掌握高频电子线路的基本原理和设计方法； 熟练运用仿真工具进行电路分析和优化； 具备独立设计和实现典型高频电路模块的能力； 了解高频电子线路领域的前沿技术和发展趋势。 本书适合作为高等院校电子信息类专业的教材或参考书，也可作为从事高频电子线路研发、设计、测试的工程师的案头必备。相信通过本书的学习，读者定能在高频电子线路领域取得丰硕的成果。

评分☆☆☆☆☆

我之前对高频电子线路的理解，很大程度上是受限于现有的一些学习资源，总感觉像是隔着一层纱，看得不真切。《高频电子线路实验与仿真》这本书，就像是帮我把这层纱彻底揭开了。它在实验和仿真方面的详实程度，远远超出了我的预期。尤其是关于PCB设计对高频电路性能的影响，书中用图文并茂的方式展示了地线、电源线的走线方式，以及差分信号的布线技巧。通过仿真对比，我们可以直观地看到不同走线方式对信号完整性的影响，比如阻抗不匹配造成的反射，以及串扰。书中还介绍了一些实用的调试技巧，比如如何使用示波器捕捉高频信号的瞬态变化，如何利用频谱分析仪检测谐波和噪声。这些都是在理论课堂上很难学到的宝贵经验。我尤其欣赏书中关于“避免雷区”的提示，它能帮助我们避开一些常见的错误设计，节省宝贵的时间和资源。总而言之，这本书是一本非常扎实、实用且具有指导意义的高频电子线路学习指南。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《高频电子线路实验与仿真》这本书的内容组织和编写风格，对我而言是一种全新的体验。它不像传统的教科书那样，将理论和实验完全割裂开来。相反，它将实验的每一个步骤都与相关的理论知识紧密结合，形成一个完整的学习闭环。例如，在讲解阻抗变换器时，书中先用简洁明了的语言解释了阻抗匹配的原理和必要性，然后立即引出具体的实验电路，指导读者如何搭建，再通过仿真工具来验证实验结果。这种“先见其行，再究其理”的学习方式，对于我这种偏向实践型学习者来说，效果尤为显著。我感觉自己不再是被动地接受知识，而是主动地去探索和发现。书中对于实验数据的分析和解读也非常细致，它不会简单地给出“正确”答案，而是引导读者去思考“为什么会是这样”，并鼓励我们进行对比和总结。这种培养批判性思维的方式，让我受益匪浅，也更加深刻地理解了高频电子线路的复杂性和精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

这本《高频电子线路实验与仿真》真是让人眼前一亮，尤其对于我这样在校学习电子信息工程的学生来说，简直是瞌睡有人递枕头。我之前对高频电路的概念一直有些模糊，总觉得它离实际应用太遥远，像是理论书本里的“空中楼阁”。但这本书的实验部分，真的把那些抽象的公式和概念落地了。比如，讲到阻抗匹配的时候，书中不仅给出了详细的理论推导，还提供了具体的实验步骤，指导我们如何使用LCR表、频谱仪等仪器去测量元器件的参数，然后设计出合适的匹配网络。最让我惊叹的是，它还介绍了如何利用Proteus、ADS等仿真软件来模拟整个电路的运行效果。我曾经花了几天时间去理解一个复杂的匹配电路，但看了书里的仿真案例，再结合实际动手操作，那种“豁然开朗”的感觉真的无法用言语形容。而且，书中对每一个实验都给出了预期结果和误差分析，让我们在实验过程中知道该关注什么，出了问题也能更快地定位原因。这种理论与实践结合得如此紧密的书，实在太难得了，它不仅教授知识，更培养了一种解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，《高频电子线路实验与仿真》这本书的仿真部分做得相当出色，简直是为我这种动手能力稍弱，但又渴望深入理解高频电路设计的同学量身定做的。以前学习射频电路，总是受限于实验室设备和耗材，很多电路设计只能停留在纸面，想验证效果却困难重重。这本书的出现，彻底改变了我的学习方式。它详细讲解了如何使用ADS（Advanced Design System）等专业的EDA（Electronic Design Automation）工具来构建高频电路模型。从基本的元器件库导入，到复杂的S参数、瞬态分析，再到噪声分析和失真分析，书中都循序渐进地给出了实例。我印象最深刻的是关于微带线和传输线的仿真部分，书中不仅演示了如何根据尺寸计算出阻抗，还展示了如何通过改变参数来观察阻抗的变化，以及S参数随频率的曲线。这让我能直观地看到理论公式在实际电路中的体现，理解了为什么某些设计会导致信号反射或损耗。而且，书中的仿真结果图谱都非常清晰，配合文字讲解，即使是初学者也能很快上手，这比单纯看枯燥的软件教程要有效得多。

评分☆☆☆☆☆

拿到《高频电子线路实验与仿真》这本书，我最先关注的就是它的实验设计是否贴近实际工程需求，这一点它做得非常到位。很多教材上的实验虽然经典，但可能已经脱离了当前电子行业的发展潮流。这本书则不然，它涵盖了一些当前非常热门的高频应用领域，比如无线通信模块的开发，信号完整性分析等。我特别喜欢其中关于射频前端设计的一些实验，例如低噪声放大器（LNA）的设计和测试。书中给出了详细的电路原理图，以及所需的关键元器件选型指导。更重要的是，它强调了在实际搭建电路时需要注意的细节，比如PCB布局布线的要求，寄生参数的影响，以及如何使用网络分析仪进行S参数的精确测量。我按照书中的指导，搭建了一个简单的LNA电路，虽然效果还没有达到专业水准，但通过书中的步骤，我能清晰地看到自己的电路性能与理论值之间的差距，并根据书中的误差分析方法进行改进。这种“实战”导向的设计，让我在学习过程中充满了成就感。