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出版者:VDM Verlag Dr. Müller

作者:Ari Valero-Lopez

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2008-11-14

价格:USD 99.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783836456067

丛书系列:

图书标签:

• Frequency Synthesizer
• Wireless Communication
• RF Design
• PLL
• Phase Noise
• Oscillators
• Analog Circuit Design
• Digital Circuit Design
• Microwave
• Signal Generation

射频系统设计中的关键环节：从理论到实践的深入剖析 前言：无线通信的基石 在当代信息社会，无线通信技术已渗透到我们生活的方方面面，从移动电话、卫星导航到物联网设备，无不依赖于高效、可靠的射频（RF）信号处理。在这些复杂的系统中，频率合成器扮演着至关重要的角色，它们负责产生精确、稳定且低噪声的载波信号，是确保系统性能的“心脏”。 本书旨在深入探讨射频系统设计中的核心组件——频率合成技术，并将其置于现代无线应用的大背景下进行考察。我们不会局限于某一个特定应用领域，而是致力于构建一个全面且深入的知识体系，涵盖从基础理论到高级实现策略的广泛内容。 --- 第一部分：频率合成器的基础理论与架构 本部分将奠定理解频率合成器所需的所有理论基础，并介绍当前主流的合成技术。 第一章：信号源与频率基准 任何精确的频率合成都始于一个可靠的参考源。本章将详细分析多种频率基准的特性，包括石英晶体振荡器（XO）、温补晶体振荡器（TCXO）、恒温晶体振荡器（OCXO）以及原子钟等，讨论它们在噪声、稳定性和成本方面的权衡。我们将深入研究振荡器的基本原理，包括谐振腔的设计、相位噪声的产生机理及其对系统整体性能的影响。此外，还将探讨如何通过外部锁定技术（如GPS或原子钟）来提高本地参考的长期稳定性。 第二章：锁相环（PLL）的基础数学与系统级分析 锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）是现代频率合成器中最核心的结构。本章将系统地介绍PLL的构建模块：压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）、电荷泵（CP）以及环路滤波器（LF）。 我们将从非线性系统的角度分析这些组件的行为。重点在于环路滤波器的设计，它直接决定了系统的锁定速度、瞬态响应和输出相位噪声谱。详细分析将涵盖一阶、二阶和三阶环路的动态特性，包括环路带宽的选择准则、阻尼因子的设定，以及如何通过数学模型预测系统在不同工作条件下的稳定性。 第三章：直接频率合成（DFS）与间接频率合成（IFS）的比较 频率合成技术主要分为两大流派：直接合成和间接合成。本章将对这两种方法进行详尽的对比分析。 直接数字频率合成（DDS） 部分将聚焦于如何利用高速数模转换器（DAC）和数字相位累加器来生成高分辨率的频率。我们将探讨量化噪声、杂散信号的来源（如时钟馈通和调制噪声），以及如何采用先进的波形整形技术（如 $Delta-Sigma$ 调制）来优化其频谱纯度，使其适用于需要快速切换频率的应用场景。 间接合成 则以PLL为核心，本章将深入探讨如何通过分频器、倍频器和混频器来构建复杂的频率方案，讨论这些非线性操作引入的寄生频率和互调失真。 --- 第二部分：核心组件的高级设计与优化 本部分关注频率合成链中各个关键有源和无源器件的实际设计考量，旨在超越教科书层面的理想模型。 第四章：宽带压控振荡器（VCO）的设计策略 VCO的性能直接限制了整个合成器的相位噪声底线。本章将侧重于高性能VCO的设计实践。 螺旋电感振荡器（LC-VCO）：我们将深入研究多晶片（multi-die）和集成电路（IC）中的LC振荡器设计，包括电感和电容的选择标准、寄生效应的最小化、以及如何通过反馈结构优化启动机制。关键的讨论点是KVCO（VCO增益）与相位噪声之间的相互制约关系，以及如何通过调整LC槽路Q因子来平衡调谐范围与噪声性能。 环形振荡器（Ring Oscillator）：虽然在低频和片上实现中常用，本章也会分析其在集成电路中的噪声特性，并探讨如何通过结构设计（如加缓冲级和耦合优化）来提高其输出信号的完整性。 第五章：鉴相器（PD）与电荷泵（CP）的噪声管理 鉴相器和电荷泵是PLL中将相位误差转换为电压/电流信号的关键接口。 鉴相器选择：我们将详细比较相比较器（Phase Comparator）、迟滞鉴相器（Hysteresis PD）和更复杂的数字鉴相器（如PD/LD），分析它们各自的死区效应和抖动（Jitter）特性。 电荷泵的非理想效应：电荷泵的电流匹配不平衡（Mismatches）是导致杂散频率（Spurs）的主要原因。本章将量化电流不平衡对PLL输出谱的影响，并介绍先进的校准技术，例如周期性校准（Periodic Calibration）和自适应偏置技术，以确保最优的电流源对称性。 第六章：分频器与倍频器的噪声与杂散抑制 在复杂的频率规划中，我们需要使用分频器（Divider）和倍频器（Multiplier）来调整频率比。 分频器噪声：讨论高频分频器（如$div 2, div 4, div 8$ 预分频器）引入的相位噪声和抖动，特别是当输入信号携带高相位噪声时，如何通过优化分频器的触发机制来限制其噪声贡献。 倍频器的实现与线性化：倍频器通常通过非线性混频或乘法器实现。本章将侧重于倍频电路的功率效率和线性的优化，特别是如何设计巴特沃整形（Butterworth shaping）或使用平衡结构来抑制奇次谐波和寄生混频产物。 --- 第三部分：先进合成技术与系统集成挑战 本部分将目光投向更高集成度和更高性能要求的领域，探讨最新的设计趋势和跨领域应用问题。 第七章：分数N频率合成器与$Delta-Sigma$ 调制 当需要极高的频率分辨率或更宽的环路带宽时，分数N合成器是必然选择。 分数N的挑战：核心难点在于分数分频器引入的周期性误差。本章将深入剖析$Delta-Sigma$（Delta-Sigma）调制技术，解释它是如何通过在数字域中增加噪声整形（Noise Shaping）来将量化噪声推移到环路带宽之外，从而有效提高频谱纯度。我们将探讨不同阶数的$Delta-Sigma$调制器（如一阶、二阶、三阶）的选择，以及它们对环路滤波器设计的影响。 分母的优化：讨论如何选择合适的分数N（如$P/Q$），以避免与系统时钟或参考频率产生恶性拍频（Beating）或锁定困难。 第八章：多环路与多输出合成架构 在复杂的无线电设备中，单一PLL往往无法满足所有需求（如需要多种输出频率、不同相位关系或极低功耗）。 多环路方案：介绍如何结合多个PLL（例如，使用一个宽带PLL作为主 VCO，再通过一个窄带的PLL进行二次锁定，即“双环路”或“嵌套环路”结构）来同时实现宽带调谐和优异的相位噪声性能。 输出管理：讨论如何设计高效的输出缓冲器（Buffers）和驱动级，以确保不同负载和不同频率下的信号完整性，同时最小化驱动级对振荡器核心的反馈干扰。 第九章：集成电路（IC）设计中的工艺依赖性与版图考量 频率合成器从理论走向实际，必须面对半导体工艺的限制。 工艺节点的影响：分析CMOS、BiCMOS以及SiGe等不同工艺对VCO电感寄生参数、晶体管$f_T$和噪声系数的影响。讨论在特定工艺节点下，如何调整晶体管尺寸和偏置电流以达到性能最优。 版图设计与隔离：频率合成电路对版图极为敏感。本章将提供关键的版图布线指导，包括如何隔离敏感的模拟模块（如VCO和鉴相器）与高开关噪声的数字模块（如电荷泵和分频器）。重点讨论电源退耦、电感耦合的最小化以及接地平面设计的重要性。 --- 结论与展望 本书通过对频率合成器各个子系统的理论深度挖掘和实践优化策略的详细阐述，为读者提供了一套系统性的设计方法论。从基础的锁相环分析到尖端的$Delta-Sigma$调制，再到实际的IC版图挑战，全面覆盖了现代射频系统中频率源设计的复杂性和广阔前景。掌握这些知识，将能够应对下一代无线通信系统中对频率精度、噪声性能和功耗效率日益严苛的要求。

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我对无线通信技术的探索从未停止，而频率合成器作为无线系统的心脏，其设计理念和实现方法一直是我关注的焦点。《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这个书名，预示着本书将提供一次深入的专业剖析。我期待书中能够详细阐述频率合成器设计的核心要素，包括对各种振荡器拓扑的比较与选择，对锁相环（PLL）环路滤波器的设计和分析，以及如何优化压控振荡器（VCO）的性能以达到低相位噪声和宽调谐范围。我也希望书中能涵盖现代无线应用中对频率合成器提出的更高要求，例如在软件定义无线电（SDR）中如何实现快速频率切换，或是在功耗受限的物联网设备中如何设计低功耗频率合成器。这本书的版式设计相当精良，文字间距舒适，公式推导清晰，图表信息丰富且易于理解，这对于一本需要严谨阅读和反复查阅的技术书籍来说，是至关重要的。我相信，本书将为我提供宝贵的知识和实用的指导，帮助我在频率合成器设计领域取得突破。

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作为一名射频工程师，我一直在寻找能够提升我技能的书籍，而《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这个标题无疑正中我的下怀。频率合成器是无线通信系统中不可或缺的关键模块，它的性能直接决定了整个系统的通信质量和效率。我对书中关于锁相环（PLL）的设计细节非常感兴趣，特别是对于压控振荡器（VCO）的设计，如何选择合适的拓扑结构、如何优化其相位噪声和调谐范围，这些都是我工作中经常面临的挑战。此外，书中关于频率合成器在实际应用中的各种考量，比如如何抑制杂散信号、如何进行功耗优化、以及如何进行系统集成和测试，也都是我非常期待的内容。我相信，作者一定能够提供宝贵的实践经验和前沿的设计理念。这本书的封面设计非常经典，给人一种沉稳可靠的感觉，正如其内容一样，我相信它会成为一本值得反复研读的参考书。我已经迫不及待地想深入研究书中的内容，学习最新的设计技术和方法，以便在我的工作中能够取得更好的成果，为无线通信领域的发展贡献力量。

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我是一位初入无线通信领域的学生，对于频率合成器这样关键而又复杂的模块，我渴望获得一本既有深度又有广度的学习资料。《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这个书名，恰恰是我一直在寻找的那种。我最希望的是，书中能够从最基础的原理讲起，比如振荡器的工作原理、锁相环的基本结构和理论，然后逐步深入到各种高级的频率合成器设计技术，例如直接数字频率合成（DDS）和基于PLL的系统。我也特别想了解，在实际的无线应用中，如手机、Wi-Fi设备等，频率合成器是如何被设计的，并且需要满足哪些性能指标，比如信号纯度、功耗、尺寸等。这本书的外观设计简洁大方，给人一种专业且易于亲近的感觉，这让我对接下来的阅读充满了信心。我相信，这本书的出版质量很高，内容也一定经过了严格的审校，能够为我提供准确可靠的学习信息。我希望能通过这本书，扎实地掌握频率合成器的设计方法，为我未来的研究和职业生涯打下坚实的基础。

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作为一名对射频集成电路设计充满热情的工程师，我一直在寻找能够帮助我提升频率合成器设计能力的专业书籍。《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这个书名，准确地指出了我所需要的方向。我期待书中能详细介绍各种频率合成器拓扑的优缺点，特别是针对不同无线应用场景（如蓝牙、Wi-Fi、LTE等）的特定设计考量。例如，对于低功耗蓝牙设备，如何设计低功耗、小尺寸的频率合成器？对于高速Wi-Fi，如何实现高输出功率和低相位噪声？我希望书中能够提供具体的电路设计实例、版图建议以及性能优化策略。我尤其关注的是书中关于新一代频率合成技术，比如宽带锁相环（WB-PLL）或基于压控延迟线的频率合成器（VCO-based delay-line frequency synthesizers）的讨论。这本书的纸质触感极佳，翻页流畅，印刷清晰，即使是复杂的数学公式和电路图也能够一目了然，这些细节都体现了出版方的专业和用心，也预示着书中内容的质量。我深信，通过对这本书的学习，我的频率合成器设计能力将得到显著提升，能够更好地应对当前和未来的无线通信挑战。

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我一直对无线通信的“幕后英雄”——频率合成器——的精密运作充满好奇。这本书的书名，"Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications"，让我仿佛看到了一个通往无线世界核心的钥匙孔。我期望书中能够深入浅出地解释频率合成器如何通过复杂的电路设计，生成稳定且可调谐的射频信号，这对于现代无线设备至关重要。我特别关注的是，作者将如何阐述不同类型的频率合成器，比如分数N分频锁相环（Fractional-N PLL）或基于数字信号处理（DSP）的合成技术，以及它们各自的优缺点和适用场景。另外，对于在实际设计中不可避免的挑战，如相位噪声、周期抖动、功耗以及电磁兼容性（EMC）问题，我希望书中能提供深入的分析和有效的解决方案。这本书的纸张质感非常棒，印刷也十分清晰，即便是复杂的电路图也能一览无余，这对于需要仔细辨认细节的技术书籍来说，是极其重要的。我坚信，通过阅读这本书，我能够对频率合成器的设计和优化有一个全新的认识，并能将其应用于我未来的学习和工作之中，为无线通信技术的进步添砖加瓦。

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在我看来，频率合成器是现代无线通信的基石，它决定了信号的纯净度和通信的效率。《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这个书名，精准地勾勒出了这本书的核心内容，也正是我所渴望了解的。我非常期待书中能够深入浅出地解析各种频率合成器的设计原理，从经典的锁相环（PLL）到新兴的数字频率合成技术，都能有详尽的论述。我希望能够了解不同技术在实际应用中的优势和劣势，以及如何根据具体需求进行最优选择。特别地，我非常想知道书中会如何处理相位噪声、杂散信号抑制、功耗优化以及系统集成这些在实际设计中至关重要的议题。这本书的纸质优良，印刷清晰，排版合理，即便是阅读复杂的公式和图表，也不会感到吃力，这为我提供了非常愉悦的阅读体验。我相信，通过阅读这本书，我能够系统地掌握频率合成器的设计方法，并将其应用于我未来的学习和实践中，为无线通信技术的发展贡献自己的力量。

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我对无线通信技术的底层机制一直有着强烈的好奇心，而频率合成器无疑是这一切的核心。这本书的名字，"Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications"，直接击中了我的兴趣点。我非常希望作者能够以一种非常系统和深入的方式，阐述频率合成器的工作原理，从最基础的振荡器模型，到复杂的锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）技术。我渴望了解不同类型的频率合成器在实际无线通信系统中是如何选择和应用的，以及它们在实现高精度、低噪声和宽带调谐方面的具体设计方法。此外，书中关于实际设计过程中会遇到的各种挑战，比如噪声抑制、功耗优化、以及与数字部分的接口等，我也希望能够得到详尽的解答。这本书的装帧设计非常专业，沉稳的色调和清晰的字体，给人一种严谨可靠的感觉，这让我对书中内容的深度和准确性充满了信心。我相信，通过研读这本书，我将能够构建起对频率合成器设计坚实而全面的理解，为我深入探索无线通信领域打下坚实的基础。

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作为一名在无线通信领域摸索了多年的业余爱好者，我一直对频率合成器的工作原理感到着迷，也曾尝试阅读一些技术资料，但总觉得不够系统和深入。《Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications》这本书的出现，让我看到了希望。我最期待的是，书中能够以一种更加易于理解的方式，解释频率合成器在现代无线设备中的核心作用，比如它如何精确地生成通信所需的载波信号。我希望能够学习到不同频率合成器技术（如PLL、DDS）的具体实现细节，以及在实际设计中如何权衡各种性能指标，比如相位噪声、功耗、调谐速度等。我也特别关注书中是否会介绍一些实用的设计技巧或案例，能够帮助我将理论知识转化为实际操作。这本书的封面设计很吸引人，给人一种既专业又实用的感觉，我已经迫不及待地想一窥其内容。相信这本书能够帮助我突破瓶颈，对频率合成器有一个更深刻、更系统的认识，从而更好地理解和应用无线通信技术。

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这本书的封面设计就散发着一种专业而严谨的气息，深蓝色的背景搭配银白色的标题字体，预示着这是一本关于无线通信领域核心技术的深度解析。尽管我才刚刚翻开第一页，但作者在开篇就展现出的对复杂概念的清晰梳理能力，已经让我对接下来的阅读充满了期待。我尤其关注的是，作者如何将那些抽象的射频工程理论，通过生动的语言和贴切的类比，转化为让非专业人士也能理解的知识。在现如今无线通信技术飞速发展的时代，频率合成器作为其基石，其重要性不言而喻。掌握频率合成器的设计原理，也就意味着掌握了无线通信的“脉搏”。我迫切希望通过这本书，能够深入了解不同类型的频率合成器，比如锁相环（PLL）、压控振荡器（VCO）以及各种电感和电容元器件在其中的作用和配合。同时，对于实际应用中的挑战，例如相位噪声、杂散信号抑制、功耗管理以及系统集成等问题，我也期待书中能有详尽的解答和可行的设计指导。本书的装帧质量也非常不错，纸张的触感和印刷的清晰度都表明了出版方的用心，这对于一本需要反复查阅的技术书籍来说，无疑是加分项。我相信，这本书将成为我在无线通信领域学习和实践的得力助手，帮助我构建起对频率合成器设计的扎实认知和创新思维。

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我一直对无线通信技术有着浓厚的兴趣，尤其是在理解其底层原理方面。这本书的标题，"Design of Frequency Synthesizers for Wireless Applications"，瞬间就抓住了我的注意力。频率合成器，这个词本身就带着一种精巧和精确的意味，仿佛是为无线世界构建精准时间节点的魔法。我最期待的是，作者能否用一种循序渐进的方式，带领读者从基础的数学模型和物理原理出发，逐步深入到各种实际的电路设计和实现方案。特别是对于数字控制振荡器（DCO）和基于电荷泵的锁相环（CP-PLL）等先进技术，我希望能看到其工作原理的详细剖析，以及在实际电路中如何实现高性能的指标，比如低相位噪声和高频率分辨率。此外，考虑到无线应用的广泛性，从蜂窝通信到Wi-Fi，再到蓝牙，不同的应用场景对频率合成器的要求也各不相同。我希望这本书能够涵盖这些多样化的需求，并提供相应的针对性设计策略。这本书的纸张厚实，油墨的颜色饱满，阅读起来非常舒适，即使是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。它的排版也十分合理，公式和图表的清晰度很高，这对于一本技术性很强的书籍来说至关重要，能够极大地提升阅读和理解的效率。

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