高频电路设计与制作 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030173690

商品编码：29724267912

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	高频电路设计与制作 电子与通信 书籍
作者：	市川裕一 青木胜;卓圣鹏
定价：	45.0
出版社：	科学出版社
出版日期：	2018-05-01
ISBN：	9787030173690
印次：
版次：	31
装帧：	平装
开本：	128开

内容简介

本书是“图解实用电子技术丛书”之一。全书共分9章。本书先对高频的基本知识加以介绍，然后在后续的篇章里，对开关、低噪声放大器、混频器、滤波器、检波电路、振荡电路、PLL的设计与制作等进行详细论述。本书全面地阐述了有关高频电路设计的基础理论及其实际制作，且配有大量的印制电路板图、仿真电路等，图文并茂，大大地提高了本书的参考阅读价值。

《高频电路设计与制作：电子与通信基石》 内容简介： 本书记载了电子通信领域中至关重要的“高频电路设计与制作”的精髓。在高频世界里，电路的行为方式与低频截然不同，理解并掌握这些特性是设计高性能、可靠的通信系统和电子设备的关键。本书以理论讲解与实际应用相结合的方式，深入剖析了高频电路的设计原则、关键元器件特性、常用的分析方法以及实际的制作技巧，旨在为读者构建一个坚实的高频电路理论基础，并培养独立解决实际设计问题的能力。 一、 高频电路设计的基础理论 在高频环境下，电感、电容等元器件不再是理想的，它们会表现出寄生参数（如寄生电感、寄生电容、电阻损耗等），这些寄生参数在高频时会显著影响电路的性能，甚至导致电路工作异常。本书首先将详细阐述这些寄生参数的来源、表现形式以及对电路的影响。 集肤效应与邻近效应： 随着频率的升高，电流的分布会从导体的横截面均匀分布转变为集中在导体表面的“集肤层”。同时，当导线靠近时，还会受到邻近效应的影响，进一步改变电流的分布。本书将深入分析这两种效应的物理原理，并探讨如何在PCB布局和走线中加以考虑，以减小损耗和串扰。 传输线理论： 在高频电路中，导线不再是简单的连接线，而变成了具有阻抗和长度特性的传输线。信号在传输线上的传播速度、反射、驻波等现象是必须深入理解的。本书将从史密斯圆图的应用入手，详细讲解特性阻抗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等核心概念，并介绍如何利用这些工具来匹配阻抗，优化信号传输。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）： 高频电路是潜在的电磁辐射源，也容易受到外部电磁干扰。本书将系统介绍EMC/EMI的基本原理，包括辐射机制、耦合途径、干扰的产生和传播，并提供行之有效的防护和抑制措施，如屏蔽、滤波、接地设计等，确保电路的稳定运行和符合相关标准。 电路元件模型在高频下的变化： 无论是电阻、电容、电感，还是晶体管、二极管等有源器件，在高频下都会呈现出与低频时不同的特性。例如，电容会有自谐振频率，电感会有寄生电容，晶体管的增益会随着频率下降。本书将详细介绍各种基本元器件在高频下的等效电路模型，以及如何根据这些模型进行精确的计算和仿真。 二、 关键高频电路单元的设计 掌握了基础理论后，本书将聚焦于实际高频电路中常见的关键单元，提供详尽的设计方法和实例。 高频放大器设计： 放大器是几乎所有通信系统的核心。本书将深入讲解不同类型的高频放大器，包括单级放大器、多级放大器、宽带放大器、低噪声放大器（LNA）等。内容将涵盖： 稳定性分析： 放大器在高频下容易发生自激振荡，稳定性设计是重中之重。本书将介绍各种稳定性判据（如Bode图、Nyquist图、K因子、$Delta$参数），并提供提高稳定性的设计技巧。 噪声系数（NF）设计： 在低噪声放大器设计中，最小化噪声系数是关键。本书将讲解噪声的来源，如热噪声、散粒噪声等，并介绍如何选择器件和优化电路参数来降低噪声。 增益和带宽设计： 如何在满足增益要求的同时，获得所需的带宽，以及增益平坦度的设计，都将在本书中得到详尽阐述。 匹配网络设计： 为了实现最大功率传输和最小反射，输入和输出匹配网络的正确设计至关重要。本书将详细介绍如何使用史密斯圆图或数学方法来设计Lumped Element（集总参数）和Distributed Element（分布参数）匹配网络。 振荡器与锁相环（PLL）设计： 振荡器是产生高频信号源的基础，而PLL则是实现频率合成、精确频率控制的关键技术。 振荡器类型与原理： 介绍LC振荡器、晶体振荡器、压控振荡器（VCO）等不同类型振荡器的结构、工作原理、性能指标（如相位噪声、频率稳定度）。 PLL系统设计： 详细讲解PLL的基本组成模块（鉴相器、环路滤波器、VCO），工作原理，以及如何根据应用需求进行环路参数设计，包括锁定范围、跟踪范围、瞬态响应等。 混频器与倍频器设计： 在无线通信系统中，混频器用于实现频率的下变频或上变频，倍频器则用于产生更高频率的信号。 混频器工作原理与类型： 介绍二极管混频器、FET混频器、平衡混频器、单平衡混频器等。分析其隔离度、转换损耗、镜像抑制等关键指标。 倍频器设计： 讲解二极管倍频器、MOSFET倍频器等。分析其效率和输出信号的纯度。 滤波器设计： 滤波器在高频电路中用于信号的选频、抑制噪声和干扰。 集中参数滤波器： 详细讲解Butterworth、Chebyshev、Elliptic等几种经典滤波器的设计方法，包括阶数选择、阻带衰减、通带纹波等。 分布参数滤波器： 介绍微带线、带状线等传输线结构在滤波器设计中的应用，以及枝状线、开槽线等特殊结构的设计。 开关电源与DC-DC转换器在高频设计中的考量： 尽管本书主要聚焦于信号类高频电路，但开关电源在高频下的布局、滤波、电磁兼容性也与射频电路息息相关，本书将简要介绍其在高频设计中的特殊考量。 三、 高频电路的制作与测试 理论设计完成后，实际的制作工艺和测试手段同样重要。 PCB布局与布线技巧： 信号完整性（SI）设计： 关注信号的反射、串扰、时序等问题，如何合理规划PCB走线，避免“stub”效应，正确使用过孔。 电源完整性（PI）设计： 确保电源和地平面的低阻抗特性，使用去耦电容以抑制电源噪声。 器件布局： 合理安排元器件的位置，减小信号路径长度，优化散热。 接地与屏蔽技术： 单点接地、多点接地、混合接地： 根据电路特点选择合适的接地方式。 屏蔽设计： 如何设计金属屏蔽罩，以及RF屏蔽板的使用，以隔离电磁干扰。 高频焊接与组装： 介绍高频元器件（如SOT、QFN封装）的焊接技巧，以及微带线、同轴连接器的连接方法。 高频测试仪器与方法： 矢量网络分析仪（VNA）： 测量S参数、回波损耗、插入损耗、阻抗等。 频谱分析仪： 分析信号的频率成分、测量噪声和杂散信号。 信号发生器： 提供测试所需的激励信号。 示波器（高带宽）： 观察信号波形，检查时序和瞬态响应。 噪声系数测试仪、功率计： 测量特定性能参数。 故障排除与调试： 结合实际案例，讲解在高频电路设计和制作过程中常遇到的问题，以及如何通过合理的测试和分析来定位和解决这些问题。 四、 案例分析与实践指导 本书的特色之一在于，除了理论讲解，还将提供一系列典型高频电路的设计案例，从设计思路、参数计算、元器件选型、PCB布局到最终的调试过程，进行详细的演示。这些案例可能包括： 简易的射频接收前端设计 低噪声放大器模块设计 简单的压控振荡器（VCO）设计 微带线滤波器的制作与测试 实际通信系统中某个模块的设计解析 通过这些案例，读者可以更直观地理解高频电路设计的流程和关键环节，并将所学理论知识转化为实际的工程能力。 本书的目标读者： 本书适合于电子工程、通信工程、自动化等相关专业的本科生、研究生，以及从事射频、微波、通信系统、电子产品研发的工程师。无论您是初学者希望系统学习高频电路，还是有一定基础想深入研究的专业人士，本书都将为您提供宝贵的知识和实践指导。 总结： “高频电路设计与制作”是电子通信领域的一门核心课程，它连接了基础理论与尖端技术。本书力求以清晰的逻辑、严谨的论述和丰富的实践内容，为读者打开高频电子世界的大门，使其能够自信地设计出高性能、可靠的高频电路，为未来通信技术的创新和发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数学推导的严谨性与工程可读性之间的平衡处理得炉火纯青，这是我最为赞赏的一点。很多高频书籍要么过于偏向理论物理，推导过程冗长且抽象，让人望而却步；要么过于偏向工具书，只有公式和结果，缺乏对物理意义的解释。而《高频电路设计与制作》找到了一个完美的中间地带。它会给出关键公式的完整推导，确保原理的正确性，但同时，作者总会用一句精炼的语言总结出这个公式在工程实践中代表了什么物理效应。比如，在讲解滤波器插入损耗时，不仅有电纳和电感的精确计算，还有对Q值如何在不同温度和湿度下变化的定性分析，这种对实际环境影响的关注，体现了作者经验的丰富。读者可以既享受严谨的数学美感，又不至于在复杂的代数运算中迷失了对电路本质的理解，真正做到了“知其然，更知其所以然”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计简直是工业级的典范，这对于一本偏向工程实践的技术书籍来说，至关重要。色彩的使用非常克制和精准，关键的波形、电路图和PCB布局图都采用了高对比度的配色方案，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏作者在展示电磁兼容性（EMC）问题时所采用的视觉化手法。他们没有仅仅用文字描述辐射和抗干扰，而是通过模拟的场强分布图，直观地展示了不合理的接地和屏蔽设计会如何导致信号完整性问题。这种对细节的极致追求，体现了作者深厚的工程素养。与我之前读过的一些国内引进的翻译教材相比，这本书在保持技术深度的同时，极大地提升了阅读体验和学习效率。可以说，这本书的“颜值”和“内涵”是完美结合的典范，让人愿意一页一页地翻下去，去探索每一个隐藏在细节中的设计智慧。

评分☆☆☆☆☆

从历史脉络和前沿趋势的角度来看，这本书的视野相当开阔。它不仅扎实地覆盖了高频电路的经典理论（比如传输线、S参数等），还在讨论到现代制造工艺时，融入了对新型材料和半导体技术的探讨。作者在章节的最后往往会有一个“展望”或者“挑战”的部分，比如讨论SOI（绝缘体上硅）技术在高频器件中的应用，或是新一代宽禁带半导体（如GaN）在功率放大器中的潜力。这种将历史沉淀与未来发展紧密结合的叙事方式，让读者在掌握当前主流技术的同时，对领域的发展方向也有清晰的预判。这对于我们这些希望长期深耕于射频微波领域的研究者或工程师来说，提供了必要的宏观视角和战略思考的基石，避免了仅仅停留在解决眼前问题的“匠人”思维。

评分☆☆☆☆☆

这本《高频电路设计与制作》真是让我大开眼界，尤其是关于传输线理论和阻抗匹配那几个章节，简直是实战宝典。作者的讲解非常细腻，不像有些教科书那样干巴巴地堆砌公式，而是结合了实际应用场景，深入浅出地剖析了诸如史密斯圆图的灵活运用技巧。我记得有一部分详细介绍了微带线和带状线的具体设计步骤，从基板选择、走线宽度计算到耦合效应的考量，每一步骤都有清晰的图示和计算实例作为支撑。特别是关于有源器件在高频下的等效电路建模部分，我一直觉得这是初学者最难啃的骨头，但这本书却用非常直观的方式，将那些复杂的S参数、Y参数转换成了易于理解的物理概念。读完后，再去看那些复杂的电路图，心里就有底多了，不再是雾里看花。对于那些想从基础理论跨越到实际动手制作，尤其是涉及射频前端模块（比如LNA和混频器）的读者来说，这本书的价值是无可替代的。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这么做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的项目驱动式学习的思路非常新颖且有效，它不像传统的教材那样将知识点割裂开来，而是围绕着几个核心的实战案例（比如一个2.4GHz的功率放大器设计和一个VHF滤波器制作）来串联起所有的理论知识。这种“边做边学”的模式极大地激发了我的动手欲望。例如，在讲解噪声系数优化时，作者不是空泛地讨论噪声源，而是直接将理论应用到LNA的级联设计中，并提供了如何根据晶体管的$F_{min}$和增益曲线来选择最佳工作点的一套完整的决策流程。更棒的是，书中还穿插了大量关于常用测试设备（如网络分析仪、频谱分析仪）的使用技巧和注意事项，这在很多纯理论书籍中是缺失的。掌握了这些实际操作的“黑话”和经验，能让初入RF领域的新手少走很多弯路，直接上手就能看到实际的测量结果，那种成就感是无与伦比的。