高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材

高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳美君 著
圖書標籤:
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店鋪: 博學精華圖書專營店
齣版社: 江蘇大學齣版社
ISBN:9787811306408
商品編碼:29708191899
包裝:平裝
齣版時間:2014-02-01

具體描述

基本信息

書名:高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材

定價:36.00元

售價:24.5元,便宜11.5元,摺扣68

作者:陳美君

齣版社:江蘇大學齣版社

齣版日期:2014-02-01

ISBN:9787811306408

字數

頁碼:231

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦

《高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材》係統地介紹瞭高頻電子綫路的基本原理,主要內容包括緒論、選頻電路、高頻小信號放大器、高頻振蕩器、頻譜綫性搬移電路、角度調製與解調電路、高頻功率放大器、反饋控製電路與頻率閤成技術等。書稿重視理論與實踐相結閤,並緊密結閤無綫通信係統中的接收設備和發送設備,從信號輸齣角度,將各功能電路的分析有機地結閤起來。

內容提要

《高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材》以教育部教學指導委員會製定的教學基本要求為依據,結閤“工程師”培養目標,弱化繁瑣數學推導,強調概念理解和實際應用,係統地介紹瞭通信電子綫路的基本原理,主要內容包括:緒論、選頻電路、高頻小信號放大器、正弦波振蕩器、頻譜搬移電路、角度調製與解調電路、高頻功率放大器、反饋控製電路、數字調製與解調等。在內容的編排上,盡量做到思路清晰、由簡到繁,便於自學,同時注重理論與實踐相結閤,電路緊密結閤無綫通信係統中的接收設備和發送設備,從信號傳輸與電路實現的角度,將各功能電路的分析以及它們之間的關係有機地結閤起來。本書有配套的實驗箱和實驗指導教程,可以完成與教材章節對應的實驗,兩颱實驗箱也可以組成信號的無綫收發係統,可以使學生在學習理論的同時建立起整機的概念。
  《高頻電子綫路/工程技術人纔培養特色教材》可以作為通信工程、電子信息工程等專業的本科生教材,也可以作為高職高專的教材和相關工程技術人員的參考資料。

目錄

章 緒論
1.1 無綫電通信概述
1.2 無綫通信係統的基本組成
1.3 無綫通信發射設備
1.4 無綫通信接收設備
1.4.1 簡單收音機(接收設備)
1.4.2 實際收音機(超外差接收設備)
1.5 無綫電信號的頻譜及傳播特性
1.5.1 無綫電信號的頻譜
1.5.2 無綫電信號的傳播特性
思考與練習題

第2章 選頻電路
2.1 高頻電路中的元器件
2.1.1 電阻
2.1.2 電容
2.1.3 電感
2.2 基本選頻網絡
2.2.1 基本選頻網絡的組成和分類
2.2.2 串聯諧振迴路
2.2.3 並聯諧振迴路
2.2.4 串、並聯諧振迴路特性比較
2.3 改進的選頻網絡
2.3.1 阻抗變換網絡
2.3.2 常用濾波器
2.3.3 雙調諧迴路、參差調諧迴路
思考與練習題

第3章 高頻小信號放大器
3.1 概述
3.2 高頻小信號調諧放大器的主要質量指標
3.3 高頻小信號放大器的分類
3.4 高頻小信號調諧放大器原理與計算
3.4.1 高頻小信號調諧放大器典型電路
3.4.2 晶體管高頻等效電路
3.4.3 晶體管高頻小信號電路參數計算
3.5 高頻小信號調諧放大器的穩定性
3.5.1 晶體管內部反饋y,的影響
3.5.2 解決的方法
3.6 晶體管的高頻參數
3.7 高頻集成放大器
思考與練習題

第4章 正弦波振蕩器
4.1 反饋型振蕩器的基本原理
4.1.1 振蕩的産生
4.1.2 滿足振蕩條件的反饋式振蕩電路設計思路
4.2 典型的反饋式LC振蕩電路設計
4.2.1 互感耦閤振蕩器
4.2.2 三點式振蕩電路
4.2.3 場效應晶體管振蕩器
4.3 改進的LC反饋式振蕩電路設計
4.3.1 振蕩器的頻率穩定度
4.3.2 振蕩器的頻穩原理
4.3.3 提高頻率穩定度的改進電路
4.4 其他振蕩器
4.4.1 RC正弦波振蕩器
4.4.2 負阻振蕩器
4.4.3 振蕩電路特點與選擇原則
4.5 寄生振蕩
思考與練習題

第5章 頻譜搬移電路
5.1 頻譜搬移電路概述
5.2 頻譜搬移電路的概念、公式和波形
5.2.1 調幅的概念與分類
5.2.2 AM波的概念、公式和波形
5.2.3 DSB波與SSB波的概念、公式、波形與頻譜示意圖
5.3 頻譜搬移電路的原理
5.4 典型調幅電路分析
5.4.1 AM信號調幅
5.4.2 雙邊帶信號調幅
5.4.3 單邊帶信號調幅
5.4.4 倍頻電路簡介
5.5 典型檢波電路分析
5.5.1 包絡檢波器
5.5.2 同步檢波器
5.6 典型混頻電路分析
5.6.1 混頻器的概念
5.6.2 混頻器的指標
5.6.3 混頻器的電路原理
5.6.4 混頻器的乾擾和非綫性失真
思考與練習題

第6章 角度調製與解調電路
6.1 角度調製信號的概念
6.1.1 角度調製信號的數學錶達式
6.1.2 調頻波、調相波的時域波形
6.1.3 調角信號的頻譜
6.1.4 調角信號的頻普寬度
6.2 調頻電路的主要性能指標
6.3 調頻信號的産生
6.3.1 直接調頻方法
6.3.2 間接調頻方法(也稱調相電路)
6.3.3 擴展大頻偏的方法
6.4 調頻波解調電路原理
6.4.1 鑒頻器的主要指標
6.4.2 實現鑒頻的方法
思考與練習題

第7章 高頻功率放大器
7.1 概述
7.2 諧振功率放大器基本工作原理
7.2.1 諧振功率放大器的基本電路組成
7.2.2 諧振功率放大器的基本工作原理
7.2.3 諧振功率放大器的能量分析
7.3 諧振功率放大器的工作狀態分析
7.3.1 工程近似分析方法
7.3.2 諧振功率放大器的工作狀態
7.3.3 諧振功率放大器的外部特性
7.3.4 高頻諧振功率放大器的高頻特性
7.4 諧振功率放大器電路
7.4.1 直流饋電綫路
7.4.2 匹配濾波網絡
7.5 高頻功放的實際綫路舉例
7.6 其他高頻功率放大電路
7.6.1 丁類高頻功率放大器
7.6.2 戊類高頻功率放大器
7.6.3 寬帶高頻功率放大器
7.7 功率閤成技術
7.8 集成功率放大電路
思考與練習題

第8章 反饋控製電路
8.1 反饋控製電路概述
8.2 自動電平控製電路
8.3 自動頻率控製電路
8.4 自動相位控製電路
8.4.1 自動相位控製電路原理
8.4.2 鎖相環的特點和應用
思考與練習題

第9章 數字調製與解調
9.1 數字通信係統
9.1.1 數字通信係統模型
9.1.2 數字通信的主要特點
9.2 模擬信號的數字傳輸
9.2.1 抽樣
9.2.2 量化
9.2.3 編碼
9.2.4 解碼
9.3 編碼技術
9.3.1 非歸零碼
9.3.2 歸零碼
9.3.3 雙相編碼
9.3.4 多電平二進製編碼(HD B3碼)
9.4 數字信號的調製
9.4.1 2ASK
9.4.2 2FSK
9.4.3 2PSK
9.4.4 多進製信號的調製
9.5 信號的解調
9.5.1 2ASK的解調
9.5.2 2FSK的解調
9.5.3 2PSK的解調
思考與練習題

附錄1 本書常用符號錶
附錄2 餘弦脈衝分解係數錶
附錄3 典型調幅收音機電路圖(HXl08-2型)
附錄4 實驗箱實驗內容
參考文獻

作者介紹


文摘


序言



高頻電子綫路:理論與實踐的融閤 第一章 緒論 本章將為您鋪開一幅高頻電子綫路的學習圖景。我們將從高頻電子技術的基本概念入手,闡述其在現代科技中的重要地位和廣泛應用,例如無綫通信、雷達、微波技術、醫療電子以及數字信號處理等領域。您將瞭解高頻電子綫路與低頻綫路在理論分析和設計方法上的根本區彆,特彆是寄生參數(電感、電容)在高頻下的顯著影響,以及集膚效應、鄰近效應等特殊現象。 本章還將為您介紹研究高頻電子綫路所需的基本物理概念和數學工具,例如電磁場理論、傳輸綫理論、S參數、史密斯圓圖等。我們會探討這些概念的來源及其在高頻電路分析中的應用。此外,我們還將簡要迴顧高頻電子技術的發展曆程,展望其未來的發展趨勢,例如更高集成度、更高頻率、更低功耗以及與人工智能、物聯網等新興技術的深度融閤。 最後,本章將為您勾勒齣本書的學習路徑和目標。我們將強調理論與實踐相結閤的學習方法,鼓勵讀者通過理論學習、仿真分析和實際動手操作來加深對高頻電子綫路的理解。本書旨在培養具備紮實理論基礎和較強實踐能力的高頻電子工程技術人纔,能夠獨立分析和設計復雜的高頻電子綫路,解決工程實際問題。 第二章 傳輸綫理論基礎 傳輸綫理論是理解高頻電子綫路行為的核心。本章將深入剖析傳輸綫的構成、特性阻抗、傳播常數以及瞬態響應。我們將從麥剋斯韋方程組齣發,推導齣傳輸綫的微分方程,進而引齣其基本特性參數。 傳輸綫的物理模型與參數: 我們將詳細討論理想傳輸綫和實際傳輸綫的模型,包括其分布參數(每單位長度的電阻R、電感L、電導G、電容C)的物理意義,以及它們如何影響信號的傳播。我們將重點關注高頻下R和G的頻率依賴性,以及L和C的寄生效應。 特性阻抗 (Zo): 您將深刻理解特性阻抗的定義,以及它與傳輸綫物理結構和材料的關係。我們將探討如何計算和測量特性阻抗,並理解其對信號反射的影響。 傳播常數 (γ) 和衰減常數 (α)、相位常數 (β): 我們將詳細講解傳播常數,並將其分解為衰減常數和相位常數。您將瞭解衰減常數如何描述信號在高頻傳輸過程中的能量損失,而相位常數則描述信號波的傳播速度和相位變化。 反射與駐波: 重點講解當傳輸綫末端負載不匹配時産生的反射現象,以及由此形成的駐波。我們將引入反射係數和電壓駐波比(VSWR),並分析它們對係統性能的影響。 史密斯圓圖 (Smith Chart): 史密斯圓圖作為一種強大的圖形化工具,在本章將得到詳細介紹。我們將演示如何使用史密斯圓圖來分析阻抗匹配、計算反射係數、確定負載阻抗以及進行傳輸綫電路設計。您將學習如何在史密斯圓圖上進行各種操作,並體會其在解決高頻電路問題中的便捷性。 其他傳輸綫模型: 除瞭基本的集總參數模型,我們還將介紹微帶綫、帶狀綫、同軸綫等實際應用中常見的傳輸綫結構,並討論它們的特性阻抗和傳播特性。 通過本章的學習,您將掌握分析和處理高頻信號在傳輸綫上傳播的基本理論,為後續章節的電路設計奠定堅實的基礎。 第三章 S參數與網絡分析 S參數(散射參數)是描述高頻電路(尤其是微波和射頻電路)行為的標準方法。本章將係統介紹S參數的定義、物理意義、計算方法及其在電路分析中的應用。 S參數的定義與推導: 我們將從功率流的角度齣發,定義S參數。您將理解S參數如何描述信號在電路端口之間的散射(反射和透射)情況,以及它們與電壓、電流、阻抗等傳統參數的區彆和聯係。 S參數的物理意義: S參數的每個元素都具有明確的物理意義。例如,S11代錶輸入端口的反射係數,S21代錶從輸入到輸齣的電壓增益(或插入損耗),S12代錶從輸齣到輸入的反嚮增益,S22代錶輸齣端口的反射係數。我們將深入解析這些參數的含義,以及它們如何反映電路的性能,如增益、迴波損耗、隔離度等。 S參數的測量: 瞭解S參數的測量方法至關重要。我們將介紹使用矢量網絡分析儀(VNA)進行S參數測量的基本原理和步驟,以及實際測量中需要注意的問題,如校準、探頭連接等。 S參數的運算: 在實際設計中,我們經常需要將多個級聯的電路單元組閤起來,計算整體的S參數。本章將介紹S參數的級聯、串聯、並聯等運算方法,以及如何使用仿真軟件進行S參數的計算和分析。 二維和三維S參數圖: 除瞭傳統的錶格形式,我們還將介紹如何通過S參數隨頻率變化的麯綫圖來直觀地分析電路的頻率響應特性。 S參數與噪聲係數 (Noise Figure): 在射頻電路設計中,噪聲性能與增益同等重要。我們將探討S參數與噪聲係數之間的關係,以及如何利用S參數來分析和優化電路的噪聲性能。 S參數在匹配網絡設計中的應用: S參數是設計阻抗匹配網絡的基礎。我們將展示如何利用S參數來確定匹配網絡的參數,以實現最佳的功率傳輸和最小的反射。 通過本章的學習,您將熟練掌握S參數這一強大的工具,能夠準確地描述和分析高頻電路的性能,並將其應用於實際設計中。 第四章 阻抗匹配與損耗 阻抗匹配是高頻電子綫路設計中的關鍵環節,旨在實現最大功率傳輸並最小化信號反射。本章將深入探討阻抗匹配的原理、方法及其在實際電路中的應用,並分析電路的損耗。 阻抗匹配的原理: 我們將從功率傳輸的角度齣發,推導最大功率傳輸定理。您將理解當源阻抗與負載阻抗共軛匹配時,可以實現最大功率傳輸。同時,我們也將分析不匹配引起的反射,以及反射如何降低信號的傳輸效率和可能導緻電路不穩定。 匹配網絡的設計: 本章將詳細介紹各種匹配網絡的類型和設計方法。 L型匹配網絡: 作為最簡單的匹配網絡,我們將介紹其構成、設計步驟和適用範圍。 π型和T型匹配網絡: 我們將討論這兩種更靈活的匹配網絡,它們可以實現更寬範圍的阻抗匹配,並在實際應用中得到廣泛使用。 匹配網絡的設計元件: 介紹用於匹配網絡的無源元件,如電感、電容,以及扼流圈、隔直電容等。 史密斯圓圖在匹配設計中的應用: 史密斯圓圖在阻抗匹配設計中扮演著至關重要的角色。我們將演示如何在史密斯圓圖上繪製匹配網絡,確定匹配元件的數值,以及分析匹配效果。 寬帶匹配技術: 針對需要覆蓋較寬頻率範圍的應用,我們將介紹一些寬帶匹配的技術,如多節匹配、漸變阻抗傳輸綫等。 損耗的分析與計算: 插入損耗 (Insertion Loss): 損耗是高頻電路中不可避免的現象。我們將定義和計算插入損耗,並分析其産生的原因,如導體損耗、介質損耗、輻射損耗等。 迴波損耗 (Return Loss): 迴波損耗與反射係數直接相關,是衡量匹配優劣的重要指標。我們將介紹迴波損耗的定義、計算方法以及其在高頻係統中的意義。 功率損耗: 分析功率在傳輸綫和電路元件中的損耗情況,以及如何通過選擇閤適的材料和結構來減小損耗。 匹配與穩定性的權衡: 在某些情況下,最佳的功率匹配可能導緻電路的穩定性問題。我們將探討如何平衡匹配和穩定性之間的關係,確保電路正常工作。 通過本章的學習,您將掌握設計和分析高頻電路阻抗匹配的方法,能夠有效減小信號損耗,提高電路的性能。 第五章 高頻有源器件(二極管與晶體管) 本章將聚焦於高頻電路中的核心有源器件,即二極管和晶體管,重點介紹它們在高頻下的特性、模型以及應用。 二極管在高頻應用: PN結二極管的高頻特性: 分析PN結的結電容、反嚮恢復時間等寄生參數對高頻性能的影響。 肖特基二極管: 重點介紹肖特基二極管的低結電容、快速開關速度等優點,及其在高頻混頻器、檢波器、開關電路中的應用。 PIN二極管: 介紹PIN二極管的綫性電導特性,以及其在高頻衰減器、開關、調製器中的應用。 變容二極管 (Varactor Diode): 講解變容二極管的電容隨反嚮偏壓變化的特性,以及其在調諧電路、倍頻器、鎖相環(PLL)中的應用。 晶體管在高頻應用: 雙極型晶體管 (BJT) 的高頻模型: 介紹Ebers-Moll模型和混閤-π模型,以及fT(截止頻率)和fmax(最大振蕩頻率)等關鍵參數。分析載流子傳輸時間和結電容對高頻性能的影響。 場效應晶體管 (FET) 的高頻模型: 介紹JFET和MOSFET的高頻模型,重點關注跨導(gm)、輸入電容(Cgs)、輸齣電容(Cds)等參數。分析其在高頻放大器、開關電路中的優勢。 高頻專用晶體管: 介紹專門為高頻應用設計的晶體管,如GaAs HBT、HEMT、SiGe HBT等,及其在高頻通信、雷達等領域的應用。 器件的S參數模型: 介紹如何使用S參數來錶徵高頻晶體管的性能,包括增益、噪聲係數、穩定性等。 高頻器件的偏置和穩定工作: 講解在高頻電路中為有源器件提供閤適的偏置,以保證其在高頻下的穩定和綫性工作。 噪聲係數 (Noise Figure): 詳細分析高頻有源器件的噪聲來源,以及噪聲係數的定義、計算和測量方法。 穩定性分析: 講解有源器件在高頻下可能齣現振蕩的現象,介紹K因子和Δ分析方法,以及如何通過匹配和電路設計來保證電路的穩定性。 通過本章的學習,您將深入理解各種高頻有源器件的工作原理和特性,掌握如何選擇閤適的器件並對其進行高頻建模和分析,為設計各種高頻功能模塊奠定基礎。 第六章 高頻放大器設計 放大器是高頻電子綫路中最基本也最重要的組成部分之一。本章將係統地介紹各種高頻放大器的設計原理、實現方法和性能指標。 放大器的基本概念和分類: 增益 (Gain): 分類介紹電壓增益、電流增益、功率增益,以及dB錶示法。 帶寬 (Bandwidth): 定義帶寬,並討論其與電路性能的關係。 噪聲係數 (Noise Figure): 再次強調噪聲係數對放大器性能的重要性。 綫性度 (Linearity): 引入IP3(三階交調失真截點)等參數,討論放大器的非綫性對信號的影響。 效率 (Efficiency): 介紹功率放大器的效率概念。 分類: 按照工作狀態(A類、B類、AB類、C類等)、電路結構(單級、多級、分布式放大器等)和應用場閤(低噪聲放大器、功率放大器、寬帶放大器等)進行分類介紹。 單級放大器的設計: 共射/共源放大器: 講解其基本電路結構、偏置方法、增益和帶寬的計算,以及輸入輸齣匹配的考慮。 共集/共漏放大器: 介紹其電壓跟隨特性,以及在高阻抗驅動和緩衝應用中的作用。 共基/共柵放大器: 講解其在高頻下的優勢,如優良的隔離度和高帶寬。 匹配網絡的設計: 詳細介紹如何為放大器設計輸入匹配網絡和輸齣匹配網絡,以實現最大功率傳輸或最佳噪聲匹配。 多級放大器設計: 級聯設計: 討論多級放大器增益的計算,以及級聯對帶寬和噪聲係數的影響。 反饋在高頻放大器中的應用: 介紹負反饋和正反饋在高頻放大器中的作用,如穩定增益、改善綫性度、展寬帶寬等。 低噪聲放大器 (LNA) 設計: 重點講解LNA的設計要點,包括如何實現最佳噪聲匹配,如何選擇低噪聲器件,以及如何降低級聯對整體噪聲係數的影響。 功率放大器 (PA) 設計: PA的效率和綫性度: 介紹A類、B類、AB類、C類以及D類、E類、F類等功率放大器的效率特性。 預失真技術: 介紹預失真技術在改善PA綫性度方麵的應用。 寬帶放大器設計: 介紹利用分布式放大器、跨越式放大器等技術實現寬帶放大。 穩定性分析與補償: 再次強調穩定性在放大器設計中的重要性,並介紹穩定補償的方法。 通過本章的學習,您將掌握設計各種類型高頻放大器的基本原理和實用技巧,能夠根據具體需求設計齣滿足性能要求的放大器電路。 第七章 高頻振蕩器與倍頻器 振蕩器是産生特定頻率信號的核心電路,而倍頻器則能用於提升信號頻率。本章將深入探討振蕩器和倍頻器的原理、設計方法和常見電路。 振蕩器的基本原理: 正弦波振蕩器: 講解振蕩器産生自激振蕩的兩個基本條件:增益條件和相位條件(Barkhausen判據)。 振蕩模式: 介紹自激振蕩、斬波振蕩、弛豫振蕩等不同振蕩模式。 常見的振蕩器電路: LC振蕩器: 詳細介紹Hartley、Colpitts、Clapp等LC振蕩器電路的原理、特點和設計方法。 RC振蕩器: 介紹Wi​​en橋振蕩器、移相振蕩器等,並討論其在音頻和低頻段的應用。 晶體振蕩器: 介紹石英晶體的工作原理、等效電路,以及晶體振蕩器的穩定性優勢,並討論各種晶體振蕩器電路(如Pierce振蕩器)。 壓控振蕩器 (VCO): 介紹VCO的工作原理,以及其在高頻閤成、鎖相環等係統中的重要作用。 振蕩器的性能指標: 輸齣頻率和頻率穩定性: 討論影響頻率穩定性的因素,如溫度、電源電壓、負載變化等。 輸齣功率: 介紹振蕩器的輸齣功率特性。 相位噪聲 (Phase Noise): 重點講解相位噪聲的定義、産生機理及其對通信係統性能的影響。 諧波失真: 討論振蕩器輸齣信號中的諧波分量。 倍頻器電路: 倍頻器的基本原理: 介紹倍頻器如何通過非綫性器件産生高次諧波,然後通過濾波提取所需的倍頻信號。 二極管倍頻器: 介紹基於肖特基二極管的倍頻器電路,及其效率和工作頻率。 晶體管倍頻器: 討論基於晶體管的倍頻器電路。 倍頻器的性能指標: 關注倍頻器的轉換損耗、輸齣功率、諧波抑製等。 鎖相環 (PLL) 基礎: 簡要介紹PLL的基本構成(鑒相器、低通濾波器、VCO)和工作原理,說明其在頻率閤成、時鍾恢復等方麵的應用,並提及振蕩器和倍頻器在PLL中的作用。 通過本章的學習,您將掌握設計和分析高頻振蕩器和倍頻器的基本原理,能夠根據應用需求設計齣滿足性能要求的振蕩和頻率倍增電路。 第八章 高頻混頻器與頻率閤成器 混頻器是實現信號頻率變換的關鍵器件,而頻率閤成器則能産生精確可控的頻率信號,是現代通信係統的基石。本章將深入探討混頻器和頻率閤成器的原理、設計和應用。 混頻器的原理與分類: 非綫性變換: 講解混頻器如何利用非綫性器件(二極管、晶體管)將兩個輸入信號(射頻信號RF和本地振蕩信號LO)混閤,産生和差頻信號。 理想混頻器模型: 介紹理想混頻器的數學模型,以及其産生的主要混頻産物。 常見混頻器類型: 二極管混頻器: 介紹平衡混頻器、平衡-平衡混頻器(雙平衡混頻器)及其優點,如抑製LO饋通和鏡像頻率。 場效應晶體管 (FET) 混頻器: 介紹FET混頻器的原理和應用。 集成混頻器: 提及現代集成電路中常見的混頻器結構。 混頻器的性能指標: 變頻損耗 (Conversion Loss): 定義和計算混頻器的變頻損耗,分析其對信號傳輸的影響。 本振饋通 (LO Feedthrough): 描述LO信號泄漏到RF或IF端口的情況,以及如何減小。 鏡像頻率抑製 (Image Rejection): 介紹鏡像頻率産生的原理,以及如何通過濾波器或混頻器結構來抑製。 綫性度 (Linearity): 引入IP3(三階交調失真截點)和P1dB(1dB壓縮點)等參數,分析混頻器的非綫性對接收機性能的影響。 LO/RF隔離度: 描述LO信號對RF信號端口的隔離度。 頻率閤成器的原理與結構: 頻率閤成器的作用: 解釋頻率閤成器為何能産生穩定、可精確控製的頻率信號,以及其在通信、雷達、儀器儀錶中的重要性。 直接頻率閤成 (DDS): 介紹DDS的基本原理,利用數模轉換器(DAC)和查找錶(LUT)生成任意波形,實現高分辨率和快速切換。 鎖相環 (PLL) 頻率閤成器: 重點介紹PLL頻率閤成器的構成(鑒相器、環路濾波器、分頻器、VCO)和工作原理。詳細講解其實現小數分頻的能力,以及在現代通信係統中的廣泛應用。 小數N分頻PLL: 介紹小數N分頻技術如何剋服整數分頻帶來的分辨率限製。 直接數字閤成 (DDS) 與PLL的比較: 分析兩者的優缺點和適用場景。 頻率閤成器的性能指標: 輸齣頻率範圍和分辨率: 頻率切換速度: 相位噪聲: 頻率閤成器的相位噪聲對通信係統的接收靈敏度至關重要。 雜散信號抑製: 確保輸齣頻率純淨。 通過本章的學習,您將深入理解混頻器的工作原理和性能特點,掌握頻率閤成器的各種實現方式及其設計要點,為設計復雜的通信接收機和發射機係統打下堅實基礎。 第九章 高頻濾波器設計 濾波器在高頻電子綫路中用於選擇特定頻率的信號,抑製不需要的頻率,是信號處理的關鍵環節。本章將詳細介紹高頻濾波器的類型、設計方法和應用。 濾波器的基本概念和分類: 通帶、阻帶、截止頻率、帶寬: 定義這些基本參數。 插入損耗、衰減: 描述濾波器對信號的損耗。 波紋: 介紹通帶波紋和阻帶波紋,以及它們對濾波性能的影響。 分類: 按頻率特性: 低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 按響應特性: 巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、橢圓(Elliptic)、貝塞爾(Bessel)等響應類型。 按實現方式: LC濾波器、陶瓷濾波器、SAW濾波器、介質濾波器、有源濾波器等。 集總參數濾波器設計: LC濾波器設計: 低通、高通、帶通、帶阻LC濾波器: 介紹這些濾波器的基本電路結構。 巴特沃斯、切比雪夫響應設計: 演示如何根據給定的規格(如通帶紋波、阻帶衰減)選擇響應類型,並計算濾波器的階數和元件值。 集總參數電路的寄生效應: 討論在高頻下集總元件的寄生電感和電容如何影響濾波器的性能。 分布式參數濾波器設計: 微帶綫濾波器: 介紹微帶綫作為傳輸綫元件的濾波原理,包括枝節濾波器、耦閤綫濾波器等。 帶狀綫濾波器: 類似微帶綫,但結構略有不同。 同軸綫濾波器: 介紹利用同軸綫結構實現的濾波器。 插入式濾波器和耦閤式濾波器: 介紹這些結構緊湊、性能優良的濾波器類型。 陶瓷濾波器、SAW濾波器、介質濾波器: 介紹這些專用的高頻濾波器技術,以及它們的特點和應用領域,如用於移動通信基站。 有源濾波器: 介紹利用運放等有源器件構建的濾波器,討論其在低頻和中頻段的優勢,以及在高頻段的局限性。 濾波器的仿真與優化: 介紹如何利用仿真軟件(如ADS, Microwave Office)進行濾波器設計、仿真和優化,以及實際測量與仿真的對比。 通過本章的學習,您將掌握各種類型高頻濾波器的設計原理和實用方法,能夠根據具體的頻率選擇和信號處理需求,設計齣高性能的濾波器電路。 第十章 高頻開關電路與調製解調 本章將探討高頻開關電路的設計原理和應用,以及在通信係統中至關重要的調製解調技術。 高頻開關電路: 理想開關模型: 介紹理想開關的特性,包括零導通電阻和無限阻斷電阻。 實際開關器件: 二極管開關: 講解PIN二極管和肖特基二極管在高頻開關中的應用,包括開關速度、隔離度和插入損耗。 晶體管開關: 介紹BJT和FET在高頻開關電路中的應用,包括驅動電路、開關損耗等。 開關的應用: 移相器: 利用開關網絡實現信號相位的改變。 衰減器: 控製信號的幅度。 混頻器: (與第八章結閤) 射頻開關: 用於信號路徑的選擇。 調製技術: 幅度調製 (AM): 介紹AM的原理,包括其優點(易於實現)和缺點(噪聲敏感、效率低),以及各種AM變體(DSB-SC, SSB)。 頻率調製 (FM): 介紹FM的原理,其抗噪聲能力強、頻譜利用率高等優點,以及其應用。 相位調製 (PM): 介紹PM的原理,及其與FM的聯係。 數字調製技術: ASK (Amplitude Shift Keying): 幅度鍵控。 FSK (Frequency Shift Keying): 頻率鍵控。 PSK (Phase Shift Keying): 相位鍵控,如BPSK, QPSK。 QAM (Quadrature Amplitude Modulation): 正交幅度調製,一種高效的數字調製方式。 解調技術: AM解調: 介紹包絡檢波器、同步檢波器等。 FM解調: 介紹斜率檢波器、鑒頻器、鎖相環解調器等。 PM解調: 數字解調: 介紹用於解調ASK, FSK, PSK, QAM信號的各種解調器。 超外差接收機原理: 結閤前麵章節介紹的混頻器、濾波器、放大器等,介紹超外差接收機的整體架構,包括RF前端、混頻、中頻處理、解調等關鍵環節。 直接轉換接收機 (Zero-IF): 介紹直接轉換接收機的原理和優勢,以及其麵臨的挑戰。 通過本章的學習,您將理解高頻開關電路的實現方法,掌握各種主要的調製解調技術,並能理解和分析典型的通信接收機架構。 第十一章 高頻電路的布局、布綫與封裝 在高頻電路設計中,即使電路原理正確,不當的布局和布綫也可能導緻性能急劇下降甚至失效。本章將關注高頻電路設計的物理實現層麵。 PCB(印刷電路闆)的材料與特性: 基材選擇: 介紹FR-4、高頻闆材(如Teflon, Rogers)的介電常數、損耗角正切等參數對高頻性能的影響。 銅箔厚度與錶麵處理。 高頻電路布局原則: 模塊化布局: 將功能相似的模塊(如RF部分、LO部分、IF部分)閤理分區。 接地技術: 強調完整的接地層(Ground Plane)的重要性,以及多層闆的接地策略。 信號路徑最短化: 盡量縮短高頻信號的傳輸路徑,減小信號損耗和串擾。 器件擺放: 閤理擺放器件,避免敏感器件靠近高功率器件或乾擾源。 電源和地綫去耦: 講解如何通過去耦電容有效抑製電源噪聲,保證電路的穩定工作。 高頻布綫技術: 傳輸綫布綫: 介紹微帶綫、帶狀綫等傳輸綫的建模和布綫規則,包括寬度、間距、終端處理等。 差分信號布綫: 強調差分信號布綫的重要性,如差分對的對稱性、等長性。 接地綫的布綫: 避免接地綫形成環路,減小地彈效應。 串擾(Crosstalk)的抑製: 分析串擾的來源,並介紹通過增加間距、使用接地層、屏蔽等方法來抑製。 濾波和屏蔽: 討論在布綫階段如何集成簡單的濾波和屏蔽結構。 連接器與電纜: 高頻連接器的選擇與應用: 如SMA, SMB, N型連接器,及其對性能的影響。 射頻電纜的特性: 阻抗、損耗、屏蔽性能。 高頻電路的封裝: 器件封裝的影響: 介紹引綫電感、引綫電容對器件高頻性能的限製。 錶麵貼裝器件 (SMD) 的應用。 封裝與散熱: 考慮功率器件的散熱問題。 電磁兼容性 (EMC) 設計: 輻射發射和抗乾擾: 介紹高頻電路可能産生的電磁輻射,以及如何設計以減小輻射和提高抗乾擾能力。 仿真工具的應用: 介紹PCB布局布綫仿真工具(如EMC仿真)在驗證設計可行性中的作用。 通過本章的學習,您將能夠理解高頻電路設計的物理實現細節,掌握PCB布局布綫的關鍵技術,從而設計齣性能穩定、可靠的高頻電子産品。 第十二章 高頻電路的測試與測量 本章將介紹高頻電子綫路的常用測試儀錶、測量方法和關鍵性能參數的測試。 常用高頻測試儀錶: 矢量網絡分析儀 (VNA): 重點介紹VNA的功能,包括S參數測量、阻抗測量、傳輸係數測量、迴波損耗測量等。講解VNA的校準過程及其重要性。 頻譜分析儀 (Spectrum Analyzer): 介紹頻譜分析儀的功能,用於測量信號的頻譜特性,如輸齣功率、諧波、雜散信號、相位噪聲等。 信號發生器 (Signal Generator): 介紹各種類型信號發生器(函數發生器、任意波形發生器、射頻信號發生器)的功能,以及它們在高頻電路測試中的作用。 功率計 (Power Meter): 用於測量射頻信號的功率。 示波器 (Oscilloscope): 介紹高帶寬示波器在觀察高頻信號波形、瞬態響應等方麵的應用。 噪聲係數分析儀 (Noise Figure Analyzer): 用於精確測量器件或電路的噪聲係數。 邏輯分析儀 (Logic Analyzer) & 協議分析儀 (Protocol Analyzer): 在涉及數字信號和通信協議時使用。 關鍵性能參數的測試方法: S參數測量: 詳細介紹使用VNA測量S參數的步驟和注意事項。 增益和插入損耗測量: 迴波損耗和VSWR測量: 噪聲係數測量: 介紹噪聲係數的兩種主要測量方法(Y因子法、冷源法)。 功率測量: 頻率和相位噪聲測量: 使用頻譜分析儀和專門的相位噪聲測試儀。 諧波和雜散信號測量: 非綫性參數測量 (IP3, P1dB): 穩定性測試: 測試環境與注意事項: 信號源內阻與負載內阻的影響。 接地和屏蔽: 避免測試過程中的乾擾。 探頭連接: 高頻探頭的選擇和使用。 電纜和連接器損耗的補償。 校準的重要性: 貫穿所有測量方法。 高頻電路的故障診斷: 結閤測試儀錶,介紹如何對高頻電路的故障進行定位和分析。 通過本章的學習,您將掌握高頻電子綫路的常用測試儀錶和測量方法,能夠獨立進行電路性能的測試和評估,為電路的優化和故障排除提供支持。 第十三章 高頻電子技術在工程中的應用實例 本章將結閤前麵章節介紹的理論和技術,通過具體的工程應用實例,展示高頻電子綫路的強大生命力和實際價值。 無綫通信係統: 手機與基站: 介紹手機、基站中的RF前端設計,包括LNA、PA、混頻器、濾波器、頻率閤成器等關鍵模塊。 Wi-Fi與藍牙: 分析這些短距離無綫通信技術的射頻鏈路設計。 衛星通信: 介紹高頻信號在衛星通信鏈路中的傳輸、調製解調和放大。 雷達係統: 雷達發射機與接收機: 講解雷達係統中高頻振蕩器、功率放大器、混頻器、低噪聲放大器、濾波器等的設計要點。 脈衝壓縮與信號處理。 導航係統: GPS接收機: 分析GPS接收機中低噪聲放大器、混頻器、數字信號處理等模塊的設計。 電子對抗與偵察: 頻譜監測與分析: 介紹用於監測和分析電磁頻譜的設備。 乾擾與反乾擾技術。 醫療電子: 醫學成像設備: 如MRI(磁共振成像)、超聲波設備等中的高頻信號産生與處理。 射頻治療設備。 高頻儀器儀錶: 各類測試測量儀器: 再次強調本章開頭提到的高頻測試儀錶本身就是復雜的高頻電子綫路集成。 其他新興應用: 物聯網 (IoT) 的無綫連接。 5G/6G通信技術。 自動駕駛的雷達與通信。 本章將通過實際案例,幫助讀者將理論知識與工程實踐相結閤,加深對高頻電子綫路在現代科技中所扮演角色的理解,激發學習和創新的熱情。 總結 本書旨在為有誌於投身高頻電子綫路領域的工程技術人纔提供一套係統、深入的學習指南。通過對基礎理論、核心器件、關鍵模塊設計以及實際應用的全麵闡述,我們期望讀者能夠掌握高頻電子綫路的分析和設計方法,具備解決復雜工程問題的能力,為未來在通信、雷達、導航、醫療電子等領域的研究和開發打下堅實的基礎。學海無涯,實踐為本,願您在高頻電子技術的探索之路上學有所成,創有所就!

用戶評價

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作為一個在職的資深工程師,我購買這本書的初衷更多是想迴顧並鞏固那些在日常工作中被逐漸淡忘的底層理論,並期待能從中發現一些新的設計視角。這本書完全滿足瞭我的期待,甚至超齣瞭預期。它在高級議題上的處理方式非常老練,例如在功率放大器偏置電路的設計討論中,作者並未滿足於簡單的靜態工作點確定,而是深入分析瞭溫度漂移、元件老化對穩定性的長期影響,並給齣瞭幾種前饋和反饋補償機製的詳細電路圖及參數解析。這種深入骨髓的細節挖掘,體現瞭編者深厚的工程底蘊。此外,書中對現代元器件的選型標準也有獨到的見解,比如在高速電路設計中,如何根據S參數評估封裝和引綫的實際影響,這些都是教科書上較少涉及的“黑箱”知識。我甚至發現其中對某些老舊電路拓撲的重新審視,提齣瞭更符閤現代製造工藝的優化方案,這為我的老項目改造提供瞭新的思路。

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這部新作的封麵設計著實抓人眼球,那抹深邃的藍與跳躍的橙色搭配,予人一種既專業又充滿活力的感覺。我特地翻閱瞭前幾章,作者在基礎概念的闡述上顯得尤為用心,沒有那種高高在上的理論灌輸,而是更像一位經驗豐富的導師,循循善誘地將復雜的電子學原理拆解成易於理解的小塊。特彆是對於晶體管工作原理的剖析,圖示清晰,配閤深入淺齣的文字描述,即便是初次接觸的讀者也能迅速把握其核心。書中引入的案例分析部分,緊密結閤瞭當前工程實踐中的熱點,比如對某個新型低噪聲放大器設計的討論,不僅僅停留在公式推導,更側重於實際應用中參數選擇的權衡與優化,這對於未來打算從事硬件開發的工程師來說,無疑是極具價值的參考。我個人非常欣賞這種理論與實踐並重的編排方式,它讓學習過程不再枯燥,而是充滿瞭探索的樂趣和解決實際問題的成就感。整個閱讀下來,能感受到編者在內容組織上的匠心獨到,邏輯銜接自然流暢,構建起瞭一套完整而堅實的知識體係框架。

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這本書的價值,對我這個正在準備專業資格考試的學生來說,簡直是如虎添翼。它不僅僅是知識的堆砌,更像是一份高效率的提煉指南。我發現,許多考試大綱中那些看似零散的知識點,在這本書裏都被有機地串聯瞭起來,形成瞭一個邏輯嚴密的知識網絡。比如,當講解反饋控製理論時,它立刻關聯到瞭負反饋在運算放大器中的應用,再延伸到振蕩器電路的起振條件分析,層次分明,脈絡清晰。特彆值得一提的是,書中提供的習題設計得非常巧妙,它們不是那種簡單的代數套用,而是常常需要結閤實際的物理限製條件進行閤理假設和簡化,這極大地鍛煉瞭我的工程思維,讓我學會瞭如何從理想模型嚮現實世界過渡。每完成一章的學習,我都會有一種豁然開朗的感覺,感覺自己的知識結構正在被這座“高頻”的橋梁穩固地連接起來,為接下來的深入學習打下瞭堅實的基礎。

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從一個純粹的學術愛好者角度來看,我被這本書的學術嚴謹性所摺服。它的理論推導過程一絲不苟,每一個步驟的展開都清晰可見,這對於理解公式的由來至關重要,而不是簡單地接受一個結論。特彆是對傳輸綫理論的介紹部分,它不僅給齣瞭集總元件模型和分布參數模型的適用範圍界定,還清晰地闡釋瞭史密斯圓圖的幾何意義和實際操作流程,配圖的精度極高,使得原本抽象的阻抗匹配概念變得可視化。這本書在內容上展現齣一種對電子學精髓的尊重和傳承,它沒有為瞭追求時髦而堆砌最新的技術術語,而是把更多的筆墨放在瞭那些經過時間檢驗、構建瞭整個電子工程大廈的基石之上。閱讀它,就像是在閱讀一部經典的工程哲學著作,它教會我的不僅是如何設計一個電路,更是如何用一種係統化、量化和追求效率的思維方式去麵對復雜的技術挑戰,這是一種更深層次的收獲。

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我是在一個跨學科項目的壓力下,纔不得不硬著頭皮開始鑽研這本教材的。說實話,一開始我對厚重的專業書籍總是心存畏懼,但這本書的敘事風格卻齣乎我的意料。它仿佛是一位老教授在講述他幾十年的行業心得,字裏行間流露齣對精確性的極緻追求,但又不失親切感。最讓我印象深刻的是它對係統級設計的思考,它並沒有止步於單級電路的分析,而是宏觀地探討瞭如何將這些離散的電子單元整閤成一個穩定、高效的係統。書中關於濾波器設計章節的論述,簡直是一場教科書級彆的展示,它詳盡地對比瞭巴特沃斯、切比雪夫等不同類型的響應特性,並配以詳細的元件值計算錶格,這極大地縮短瞭我尋找和驗證參考值的耗時。更值得稱贊的是,它對乾擾抑製和電磁兼容性的討論,這往往是其他入門書籍會忽略的“軟實力”知識點,但恰恰是決定工程産品成敗的關鍵。閱讀體驗上,字體排版舒適,公式符號清晰無歧義,使得長時間閱讀的疲勞感也大大減輕瞭。

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