射频电路原理与实用电路设计

射频电路原理与实用电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:范博
出品人:
页数:362
译者:
出版时间:2006-9
价格:39.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111196853
丛书系列:
图书标签:
  • 射频电路
  • 电路设计
  • 射频技术
  • 高频电路
  • 微波电路
  • 电子工程
  • 通信工程
  • 无线通信
  • 射频器件
  • 电路分析
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具体描述

随着无线通信技术的快速发展,射频技术也越来越受到重视,对射频专业人士的需求越来越大。可见,掌握射频技术对于有志于从事无线通信的工程师来说是十分重要的。

本书从实际应用出发,详细地介绍了射频电路的基本理论知识以及射频电路的设计技巧。本书可以分为3个部分:第一部分主要介绍了射频电路的基本知识,对混频电路、放大电路、振荡电路和收发信机的基本原理进行了详细的阐述;第二部分介绍了射频电路的设计技巧、射频印制电路板的知识,给出一些典型射频电路;第三部分主要是介绍了常用的射频芯片。

本书内容丰富、全面系统、实用性强,可以使读者快速全面地掌握射频电路的基本知识。本书既可以作为广大无线电路设计工程师不可或缺的技术参考书,同时也可以作为高等院校相关专业的教材或参考书。

好的,这是一份关于一本名为《射频电路原理与实用电路设计》的图书的简介,旨在详细描述其内容范围,但不包含该书本身的具体信息,以避免与您提供的书名冲突。这份简介将聚焦于射频(RF)领域中广泛涉及的经典主题和实用技术。 --- 射频电路设计与系统实现:从基础理论到高性能应用 图书简介 本书旨在为电子工程、通信工程以及相关领域的专业人士和高年级学生提供一份全面而深入的射频(RF)电路设计与系统实现指南。在当今无线通信、雷达、物联网(IoT)等领域对性能、效率和集成度要求日益严苛的背景下,掌握高效的射频电路设计技术已成为核心竞争力。本书严格遵循循序渐进的逻辑结构,从最基本的电磁场理论与传输线概念入手,逐步深入到复杂的系统级设计与器件选择。 第一部分:射频基础与传输线理论 本书首先建立起读者对高频电路特性的直观理解。我们摒弃了低频电路中常用的集总元件模型,转而探讨电磁波的传播特性、集总电路到分布电路的过渡。 1. 基础概念与高频效应: 详细阐述了史密斯圆图(Smith Chart)在阻抗匹配中的应用,这是射频设计中最核心的工具之一。我们探讨了集肤效应、邻近效应、趋肤深度等在高频条件下对导线和PCB走线性能的影响。理解这些物理效应是设计高品质无源元件和低损耗互连的前提。 2. 传输线理论与S参数: 深入讲解了无耗传输线和损耗传输线的电压、电流关系,以及输入阻抗的计算。关键在于系统地引入散射参数(S参数),解释了S参数如何精确描述器件的增益、反射和隔离度,以及如何利用S参数进行级联电路分析,这是进行射频系统仿真和设计的基石。 3. 耦合线与电磁兼容性(EMC): 讨论了印刷电路板(PCB)上的走线耦合、串扰问题。涵盖了差分信号线的平衡性要求、屏蔽技术和接地策略,确保电路在实际工作环境中具有良好的电磁兼容性能。 第二部分:有源器件建模与线性放大器设计 本部分侧重于理解和应用射频有源器件,特别是晶体管,并将其应用于构建高性能的线性放大器链。 1. 晶体管高频等效电路模型: 详细分析了双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET,特别是GaAs和GaN器件)在射频工作点下的高频小信号模型。重点讨论了跨导($g_m$)、最大振荡频率 ($f_T$) 和最大可用振荡频率 ($f_{max}$) 的物理意义及其对电路性能的限制。 2. 匹配网络设计: 匹配网络是射频电路的灵魂。本书提供了关于L型、Pi型和T型匹配网络的详细设计步骤,并结合史密斯圆图展示了如何实现最大功率匹配(MPM)和最大增益匹配(MAG/MUG)。同时,也深入探讨了宽带匹配技术的挑战与实现方法。 3. 线性功率放大器(LNA与PA)设计: 低噪声放大器(LNA): 重点在于如何折衷噪声系数(NF)和增益,实现最佳的系统接收灵敏度。介绍噪声匹配的技术细节。 功率放大器(PA): 区分了A类、AB类、C类等不同工作模式。详细介绍了在高频下实现高效率的集总元件和分布式功率放大器结构,并讨论了负载牵引效应(Load-pull)对PA性能优化的重要性。 第三部分:振荡器、混频器与频率合成 射频系统离不开信号的产生与频率的转换。本部分聚焦于振荡器和频率转换电路的设计。 1. 振荡器原理与设计: 深入探讨了振荡器的起振条件(Barkhausen准则)和相位噪声的成因。详细分析了谐振腔振荡器(如LC振荡器)和晶体振荡器(如Colpitts、Clapp)的设计优化,以实现极低的相位噪声性能。 2. 混频器与频率转换: 阐述了上变频和下变频的基本原理,包括转换增益/损耗、本振泄漏和杂散抑制。重点分析了无源混频器(如肖特基二极管混频器)和有源混频器(如基于开关晶体管的混频器)的性能指标和设计考量。 3. 频率合成器(Frequency Synthesizers): 介绍了现代通信系统中至关重要的频率合成技术。详细讲解了锁相环(PLL)的结构、关键模块(如压控振荡器VCO、鉴相器PD、电荷泵CP)的设计,以及如何通过环路滤波器的设计来平衡锁定速度和噪声抑制。 第四部分:噪声、非线性与系统级考量 成功的射频设计不仅是电路的性能,更是系统指标的达成。本部分强调了非理想因素对系统性能的影响。 1. 噪声分析与系统噪声系数: 从数学上精确量化了噪声对接收机性能的劣化作用。通过Friis噪声公式,展示了多级级联电路的系统噪声系数是如何被第一级主导的。 2. 非线性失真与失真分析: 详细分析了射频电路中的非线性问题,如三阶交调点(IP3)、1dB压缩点(P1dB)。阐述了如何通过器件选择、偏置点调整和选择合适的线性化技术(如反馈、预失真)来改善系统的动态范围。 3. 电源完整性与去耦: 针对高Q值射频电路对电源噪声的敏感性,本书专门辟章讨论了片上和板级电源去耦技术,特别是高频去耦电容的选择和布局优化,以确保稳定的工作环境。 本书的特色在于结合了严格的理论推导、实用的设计公式和大量的工程实例,帮助读者掌握从器件选择到最终系统调试的完整流程,最终能够设计出满足复杂通信标准(如5G、Wi-Fi)要求的先进射频模块。

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用户评价

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这本书在语言风格上,给我的感觉是非常亲切且富有启发性的。作者并没有采用那种高高在上、生硬的学术化语言,而是用一种平和、易懂的方式娓娓道来。即便是在讲解一些复杂的射频概念,比如高频下的趋肤效应、邻近效应,或者是微带线的传输线理论时,作者都会尽量用形象的比喻和直观的图示来辅助说明,让这些看似难以理解的物理现象变得清晰起来。我尤其喜欢书中在解释“品质因数”(Q值)这个概念时,作者将其类比为乐器上的共鸣,越好的乐器,其共鸣越持久,同样,Q值越高的电路,其能量损耗越小,谐振特性越明显。这样的类比,瞬间就让抽象的数学概念在我脑海中具象化了。此外,书中在介绍不同射频电路模块时,总是会先勾勒出该模块在整个系统中的作用和地位,然后再深入剖析其内部工作原理和设计要点,这种“从整体到局部”的讲解思路,让我能够更好地理解每个模块的功能和价值。阅读过程中,我时常会产生一种“原来如此”的顿悟感,感觉自己就像是在与一位经验丰富的工程师进行交流,他不仅传授知识,更分享经验和见解。这种良好的阅读体验,极大地激发了我对射频技术进一步学习的兴趣和热情。

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这本书在讲解射频电路设计时,那种逻辑上的严谨和实践上的可行性让我赞叹不已。作者没有仅仅停留在理论公式的推导,而是将大量的篇幅用于介绍实际电路的设计步骤和关键考虑因素。比如,在讲述阻抗匹配这一核心概念时,书中不仅详细解释了为什么阻抗匹配如此重要,它如何影响信号的传输效率和功率损耗,还通过多种图示和实例,生动地展示了史密斯圆图在阻抗匹配设计中的应用。我花了很长时间仔细研究了史密斯圆图的绘制和使用方法,感觉书中提供的步骤非常详细,每一个操作都清晰明了,即使是初学者也能按照图示一步步操作。更难得的是,作者还提供了许多基于实际经验的“技巧”和“窍门”,这些往往是教科书上难以找到的宝贵信息,比如如何在PCB布局中考虑寄生参数的影响,如何选择合适的射频连接器以减少损耗,以及如何进行实际的电路调试和参数优化。书中对这些细节的关注,充分体现了作者深厚的实践功底。我尤其喜欢书中关于滤波器设计的那一部分,它不仅介绍了不同类型滤波器(如低通、高通、带通)的原理,还提供了具体的电路设计实例,并详细讲解了如何根据性能指标(如带宽、阻带衰减)来选择合适的元件和拓扑结构。这种“理论+实践”的模式,让我感觉自己不仅仅是在“读”书,更是在“学”做。我甚至尝试根据书中的例子,在仿真软件中搭建了一个简单的滤波器电路,看到仿真结果与书中的理论分析高度吻合,那种成就感油然而生。这本书让射频电路设计不再是遥不可及的数学难题,而是可以通过系统学习和实践掌握的一门工程技术。

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这本书在讲解射频电路的“实用性”方面,我认为它体现在对“容错性”和“鲁棒性”的重视。作者深知,在实际的工程设计中,很少有电路能够完全按照理论公式完美工作,总会有各种各样的因素会影响其性能,比如元器件的离散性、PCB板上的寄生参数、环境温度的变化等等。因此,书中在介绍电路设计时,不仅给出了理论的计算和设计方法,还特别强调了如何进行“容错性”设计,也就是让电路在面对这些非理想因素时,仍然能够保持相对稳定的性能。例如,在讲解匹配网络设计时,书中就提到了如何通过引入一些额外的元件或者采用更复杂的匹配结构,来减小对元器件参数变化的敏感度。同样,在讲解抗干扰设计时,也介绍了如何通过合理的PCB布局、屏蔽和滤波等手段,来提高电路的“鲁棒性”,使其在复杂电磁环境下依然能够可靠工作。我印象深刻的是,书中在对某个放大器电路进行性能分析时,会列举出几个常见的性能下降的原因,并给出相应的解决方案。这种“未雨绸缪”的设计理念,让我觉得这本书不仅教我如何“做”,更教我如何“做好”,如何让我的设计更加可靠和持久。

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这本书的章节结构安排,我认为是非常符合逻辑和学习曲线的。它从最基础的概念开始,逐步深入到复杂的电路和系统。例如,第一章通常会介绍射频基础知识,比如电磁波理论、传输线理论等,为后续的学习打下基础。然后,会进入到射频电路的基本元器件,如电阻、电容、电感在高频下的特性,以及半导体器件如晶体管在高频下的模型和应用。接下来,则是重点介绍各种射频电路模块,如放大器、滤波器、混频器、振荡器、倍频器等,每个模块都会详细讲解其工作原理、电路结构、设计方法和性能指标。最后,还会涉及射频系统的整体设计,包括链路预算、噪声分析、阻抗匹配网络设计、PCB布局等。这种循序渐进、由浅入深的结构,让我在学习过程中能够感到清晰的方向感,不会因为突然接触到过于复杂的内容而感到迷失。而且,书中在介绍每个新概念时,都会尽量将其与前面学习过的知识联系起来,形成一个相互关联的知识体系,这大大提高了我的学习效率。我感觉这本书就像一位循循善诱的老师,一步一个脚印地引领我掌握射频电路设计的全貌。

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这本书的另一大亮点在于其内容的系统性和广度,它仿佛一个全面的射频知识库。从最基础的射频信号特性、传播方式,到各种射频电路模块(如低噪声放大器、功率放大器、混频器、振荡器)的原理和设计,再到射频系统的整体架构和关键技术,几乎涵盖了射频工程的各个方面。让我印象深刻的是,书中对射频器件特性的描述非常详尽,比如晶体管在射频频段下的S参数、噪声系数、功率效率等参数的意义和测量方法,以及这些参数如何影响电路的设计和性能。作者在讲解这些概念时,总是能够将其与具体的应用场景联系起来,比如在介绍低噪声放大器(LNA)时,就详细阐述了它在接收机前端的作用,以及如何通过优化设计来降低系统的整体噪声系数,从而提高接收灵敏度。同样,在讲解功率放大器(PA)时,书中不仅分析了不同类型PA的优缺点,还深入探讨了如何提高功率效率和线性度,这对于无线通信系统的能效和信号质量至关重要。我感觉这本书就像一个经验丰富的“引路人”,它不仅为我指明了射频技术发展的脉络,还为我详细介绍了每一个重要环节的关键技术和挑战。即使是对某些模块还不甚了解的读者,也能通过这本书找到清晰的入门路径。它为我打开了一个全新的视野,让我看到了射频技术如何在各种无线通信设备中扮演着至关重要的角色。

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这本书在对“电磁兼容性”(EMC)的关注,也是其“实用性”的一个重要体现。射频电路往往工作在高频,对电磁环境非常敏感,同时自身也可能产生电磁干扰。因此,在设计过程中必须充分考虑EMC问题。作者在书中并没有将EMC作为独立的一章来讲解,而是将其融入到各个电路模块的设计和PCB布局的讨论中。例如,在介绍PCB布局时,书中详细阐述了如何进行信号线的布线、地线的处理、电源的去耦等,以减小寄生参数的影响,并抑制电磁辐射。在讲解传输线时,也提到了如何通过控制阻抗来避免信号反射和串扰。甚至在介绍元器件选型时,也会提及某些元器件在EMC方面的表现。这种“润物细无声”式的EMC设计理念,让我觉得书中传递的信息非常接地气。它不是告诉你 EMC有多么重要,而是告诉你如何在每一个具体的电路设计环节中,就将 EMC的因素考虑进去,从而从源头上解决问题。这比那些仅仅列出一堆 EMC规则的书籍,更能帮助我培养出良好的工程习惯和设计思维。它让我明白,一个真正优秀的射频电路,不仅性能要好,更要“干净”。

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这本书对射频电路设计中“工程伦理”和“可持续性”的探讨,也让我感到耳目一新。通常的技术书籍更侧重于纯粹的技术实现,但这本书却在其中融入了一些更深层次的思考。比如,在讲解功率放大器的设计时,作者不仅强调了功率输出和效率,还提到了电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)的考量,以及如何在设计中最小化对周围环境的电磁辐射,这体现了一种对社会责任的担当。此外,书中在探讨射频电路的功耗问题时,也引入了“能效”的概念,并介绍了一些低功耗设计的方法,这对于当前追求绿色环保和可持续发展的时代背景下,显得尤为重要。我记得书中在介绍某个高频滤波器的设计时,特别强调了在元件选择上尽量使用低损耗的介质材料,并分析了这些材料对电路性能和环境影响的权衡。这种将技术设计与伦理、环保相结合的视角,让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本充满智慧和前瞻性的著作。它让我认识到,真正的工程师不仅仅要会设计,更要懂得设计的目的和对社会的影响。这种思考让我对射频工程的理解更加深刻和全面。

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这本书的封面设计相当吸引人,那种沉静的深蓝色背景,搭配着线条流畅、富有科技感的射频信号波形图案,一下子就能抓住我的眼球。我一直对那些看不见摸不着的电波信号如何穿越空间、承载信息充满好奇,而这本书的名字《射频电路原理与实用电路设计》恰好点燃了我进一步探索的欲望。当我翻开第一页,就被那清晰而有条理的排版所吸引。作者并没有一开始就堆砌复杂的公式和晦涩的术语,而是循序渐进地从最基础的射频概念讲起,比如什么是射频,它的频率范围以及它在现代通信中的重要性。让我印象深刻的是,书中在介绍电磁波传播特性时,引用了许多生活中的例子,比如手机信号、Wi-Fi连接,甚至是微波炉的工作原理,这些贴近生活的类比,让原本抽象的物理原理变得生动有趣,不再是枯燥的理论堆砌,而是能够切实感受到其影响的科学知识。我感觉作者仿佛一位经验丰富的老师,用最通俗易懂的语言,引导我一步步走进射频的世界。特别是当他开始讲解射频电路中的基本元器件,如电感、电容、电阻在射频频段的特殊表现时,那种细致入微的分析,让我看到了这些看似普通元器件在高手手中的“魔法”,它们如何通过巧妙的组合,实现信号的放大、滤波、调制和解调。这种从宏观到微观、从概念到应用的讲解方式,让我觉得学习过程既充实又有成就感,完全不像我之前接触过的某些技术书籍那样,读起来味同嚼蜡,让人望而却步。这本书就像一座桥梁,将我从一个对射频一无所知的新手,稳步地引向了更深层次的理解。

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这本书在引用外部资源和提供进一步学习指引方面,也做得相当出色。在讲解某些特定领域或者前沿技术时,作者会适时地提及相关的研究论文、行业标准或者其他优秀的参考书籍,并简要说明它们各自的侧重点。这种做法,不仅为我提供了更广阔的知识视野,也为我指明了在特定领域进行深入研究的方向。我记得在阅读到关于射频集成电路(RFIC)设计的部分时,作者就提到了几篇关于CMOS射频设计的重要论文,并简要概述了它们在技术突破上的贡献。这让我有机会去查找并阅读这些原始文献,从而更深入地理解相关技术的发展历程和关键创新。此外,书中在最后还附带了相关的术语表、符号说明,甚至是一些常用的射频设计工具和网站的链接。这些细节虽然不起眼,但在实际学习和工作中却非常实用,能够帮助我快速查阅和理解不熟悉的术语,或者找到更多有用的资源。这种“授人以渔”的做法,体现了作者希望读者能够真正掌握射频技术,并具备持续学习和解决问题的能力。

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这本书在讲解射频电路的仿真与测试方面,同样展现了其“实用”的特点。作者深知理论知识必须经过实践验证,因此在书中穿插了大量的仿真和测试环节的指导。他详细介绍了常用的射频电路仿真软件,如ADS、Microwind等,并提供了一些基本的仿真操作技巧。例如,在讲解滤波器设计时,书中不仅给出了理论计算公式,还指导读者如何在仿真软件中搭建电路模型,进行参数扫描和性能评估。我通过书中提供的步骤,成功地使用仿真软件模拟了一个巴特沃斯低通滤波器,并观察了其幅度响应和相频响应曲线,这种亲手验证理论的体验,极大地加深了我对滤波器原理的理解。更难得的是,书中还对实际的射频电路测试方法进行了详细的阐述,比如如何使用矢量网络分析仪(VNA)测量S参数,如何使用频谱仪和信号发生器进行功放的线性度和效率测试,以及如何进行阻抗匹配的现场调试。作者甚至提供了一些具体的测试流程和注意事项,这些都是在实际工作中非常宝贵的经验。他提醒读者在测试时要注意接地、屏蔽以及信号路径的长度等细节,这些细节往往是影响测试结果准确性的关键。通过对这些仿真和测试内容的学习,我感觉自己不仅仅是在学习理论,更是在学习如何将理论转化为实际的工程应用,如何解决在电路设计和调试过程中可能遇到的各种问题。

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