高频电子线路 张建平,胡勇 9787560562018 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建平，胡勇 著

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出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560562018

商品编码：29260880019

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：高频电子线路

定价：34.00元

作者：张建平,胡勇

出版社：西安交通大学出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787560562018

字数：

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版次：1

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要内容包括：无线对讲及中接收机的频率选择，信号放大，调制电路与调解电路，自动增益控制电路，无线对讲机发射机中的功率放大器以及对讲机的安装与调试等。还介绍了常用的仿真软件EWB的使用，并对主要的高频电子线路进行了仿真。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代通信与电子系统的基石：高频电子线路设计精要 在这个信息爆炸的时代，通信速度的提升、数据传输的效率以及电子设备的性能优化，都离不开对高频信号的精准处理和高效利用。高频电子线路，作为现代电子工程领域的核心组成部分，扮演着至关重要的角色。它不仅是无线通信、雷达、导航、射频识别（RFID）、以及各种高速数据传输系统的“心脏”，更是推动半导体技术、集成电路设计和系统集成不断向前发展的关键驱动力。掌握高频电子线路的设计与分析，意味着能够驾驭电磁波的语言，理解信号在高速传播中的行为，并最终实现更强大、更可靠、更高效的电子产品。 本书旨在系统地阐述高频电子线路的设计原理、分析方法与实际应用。从基础的电磁场理论和传输线理论出发，逐步深入到高频电路元件的特性、阻抗匹配、噪声分析、稳定性判据以及各种典型高频电路模块的设计。我们将带领读者穿越高频世界的奥秘，理解信号完整性、功耗效率、频率响应、线性度等关键设计考量。 第一部分：高频信号的物理基础与传输特性 要理解高频电子线路，首先必须建立在扎实的物理学和电磁场理论基础之上。本部分将从麦克斯韦方程组出发，揭示电场和磁场如何相互激发、传播，形成电磁波。我们将详细探讨电磁波的产生、传播、反射、折射等现象，以及在不同介质中的特性。 1.1 传输线理论：高频信号的“高速公路” 在低频电路中，导线通常被视为理想的连接件，其长度对信号传输的影响微乎其微。然而，在高频环境下，导线的长度变得不再可以忽略。当信号的波长与导线长度相当时，导线本身就构成了一个传输线。本书将深入讲解传输线的基本概念，包括： 集总参数与分布参数电路： 区分在何种频率下，电路可以被视为集总参数电路，而何时必须采用分布参数模型来描述。 传输线方程： 建立描述电压和电流在高频传输线上随时间和空间变化的偏微分方程。 特性阻抗： 定义传输线的特性阻抗，理解其在高频信号传输中的关键作用，以及它如何影响能量的反射和传输。 反射与驻波： 分析传输线末端负载与特性阻抗不匹配时产生的信号反射，以及由此形成的驻波现象，理解其对电路性能的影响。 史密斯圆图（Smith Chart）： 介绍这一强大且直观的工具，学习如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、分析传输线参数，以及预测信号在传输线上的行为。史密斯圆图是高频电路设计人员必备的利器，能够极大地简化复杂的计算和分析过程。 1.2 高频电路元件模型：精确描述高频行为 高频电路的设计离不开对元器件在高频下的精确建模。传统的低频模型在高频下往往不再适用。本部分将重点关注： 电感、电容、电阻在高频下的寄生效应： 讲解电感器的自谐振频率、电容器的等效串联电阻（ESR）和等效并联电阻（EPR）、以及导线电阻在高频下的变化。 半导体器件（二极管、晶体管）在高频下的模型： 引入高频等效电路模型，如S参数模型，分析这些模型如何描述器件在高频下的增益、噪声、线性度以及稳定性。 集成的无源元件（如PCB走线）： 将PCB走线视为传输线，分析其长度、宽度、介质厚度、介电常数等参数如何影响其特性阻抗和损耗。 第二部分：高频电路设计中的关键技术与理论 在掌握了高频信号的基础特性后，我们便可以开始深入高频电路的设计层面。这一部分将聚焦于实现高性能高频电路的核心技术。 2.1 阻抗匹配：无损传输的艺术 阻抗匹配是高频电子线路设计中最基本也是最重要的概念之一。匹配良好的阻抗意味着最大功率的传输和最少的信号反射，直接影响电路的效率和信号质量。 最大功率传输定理： 回顾并深入理解最大功率传输定理在高频电路中的应用。 匹配网络的设计： 学习设计各种匹配网络，包括： L型匹配网络： 介绍其结构和设计方法，适用于阻抗差异不大的情况。 π型和T型匹配网络： 讲解其更宽的匹配范围和更灵活的设计，适用于更广泛的阻抗匹配需求。 分布式匹配网络（如使用传输线段）： 探讨利用传输线来实现宽带匹配的原理。 单层与多层匹配： 区分单层匹配和多层匹配网络的设计，以及它们在不同应用场景下的优劣。 宽带匹配技术： 探讨如何设计能够实现较宽频率范围内阻抗匹配的匹配网络，例如使用巴伦（Baluns）和定向耦合器（Directional Couplers）。 2.2 噪声分析与抑制：微弱信号的守护者 在高频电路中，噪声往往是限制系统性能的关键因素。微弱的信号很容易被噪声淹没，导致信息丢失或误判。 噪声的来源： 分析电路中各种噪声的来源，包括热噪声、散弹噪声、闪烁噪声以及外部干扰。 噪声系数（Noise Figure, NF）： 定义和计算噪声系数，理解它如何衡量一个电路对信号质量的损耗。 最小噪声匹配（Minimum Noise Matching）： 学习如何设计能够获得最小噪声系数的匹配网络，以提高接收机的灵敏度。 噪声抑制技术： 探讨滤波、屏蔽、接地等技术在降低电路噪声方面的作用。 2.3 稳定性分析：避免意外振荡 高频电路，尤其是放大器，容易出现不希望的振荡。一旦发生振荡，电路将无法正常工作，甚至可能损坏。 振荡的原理： 理解正反馈是产生振荡的根本原因。 稳定性判据： 学习如何使用各种稳定性判据（如Bode图、Nyquist图、K因子、△因子）来分析电路的稳定性。 提高稳定性： 介绍减小增益、增加损耗、以及采用负反馈等方法来提高电路的稳定性。 2.4 S参数：高频电路分析的通用语言 S参数（Scattering Parameters）是描述高频电路（特别是线性、双端口或多端口网络）输入输出之间电压和功率关系的一种非常有效的工具。 S参数的定义与测量： 理解S参数的物理意义，以及如何通过网络分析仪进行测量。 S参数矩阵： 学习如何表示不同端口器件的S参数矩阵。 S参数在增益、回波损耗、隔离度等性能指标计算中的应用： 展示如何利用S参数直接计算出电路的关键性能参数。 级联网络的S参数分析： 学习如何将多个级联电路的S参数矩阵进行乘积，从而得到整个网络的S参数。 第三部分：典型高频电路模块的设计与应用 在掌握了核心理论和技术之后，本部分将通过一系列典型的高频电路模块，展示如何将所学知识应用于实际设计。 3.1 高频放大器设计：信号的“增幅器” 放大器是射频系统中不可或缺的组成部分，负责将微弱的信号放大到足以进行后续处理或传输的水平。 单级放大器设计： 讲解不同类型的单级放大器（如共射、共集、共基、共源、共漏、共栅）在高频下的特性，以及如何进行偏置和匹配设计。 多级放大器设计： 探讨级联放大器的设计策略，包括如何考虑级间的匹配、噪声累积和稳定性。 宽带放大器设计： 介绍实现宽带增益和低失真的技术。 低噪声放大器（LNA）： 重点介绍LNA的设计要点，强调降低噪声系数的重要性，以及其在接收机前端的应用。 功率放大器（PA）： 讲解PA的设计考虑，包括效率、线性度、输出功率以及热管理。 3.2 高频振荡器设计：频率的“源泉” 振荡器是产生稳定高频信号的器件，是各种通信系统、雷达和测量仪器等的基础。 振荡器基本原理： 讲解巴克豪森准则（Barkhausen Criterion），理解产生自激振荡的条件。 LC振荡器和晶体振荡器： 分析不同类型振荡器的结构、工作原理以及优缺点。 压控振荡器（VCO）： 介绍VCO的设计，使其输出频率能够被控制电压调节，在锁相环（PLL）等应用中至关重要。 振荡器的相位噪声： 讨论相位噪声对通信系统性能的影响，以及如何设计低相位噪声的振荡器。 3.3 高频滤波器设计：信号的“精炼器” 滤波器用于选择所需的频率信号，抑制不需要的频率信号，是信号处理和干扰抑制的关键。 滤波器类型： 介绍低通、高通、带通、带阻滤波器。 集总参数滤波器和分布式参数滤波器： 探讨使用集中元件（如RLC）和传输线段（如微带线）来构建滤波器。 Butterworth、Chebyshev、Bessel滤波器等响应类型： 分析不同响应类型的滤波器在通带平坦度、阻带衰减和相位响应方面的特性。 耦合线滤波器和腔体滤波器： 介绍更复杂的滤波器结构及其在高性能应用中的优势。 3.4 高频混频器与倍频器：信号的“变换器” 混频器和倍频器在高频通信系统中用于频率的转换和生成。 混频器原理： 讲解上变频和下变频的概念，以及混频器如何产生新的频率分量。 二极管混频器和有源混频器： 分析不同类型混频器的特性和应用。 倍频器设计： 介绍如何设计倍频器以产生更高频率的信号。 第四部分：实际工程考虑与案例分析 理论联系实际是掌握高频电子线路设计的关键。本部分将关注在实际工程中遇到的问题和解决方案。 4.1 PCB布局与布线：信号完整性的守护神 PCB的布局和布线直接影响高频信号的传输质量，甚至可能引入不可接受的噪声和串扰。 电源和地线的处理： 强调良好的电源和地线设计对于抑制噪声和保证信号完整性的重要性。 走线长度、宽度和间距： 讲解这些参数如何影响传输线的特性阻抗和耦合。 过孔（Vias）的影响： 分析过孔在高频信号传输中可能引入的寄生电感和电容。 信号完整性（Signal Integrity, SI）与电源完整性（Power Integrity, PI）： 介绍这些重要的工程概念，以及如何通过布局布线来保证。 电磁兼容性（EMC）设计： 探讨如何通过合理的设计来减少电磁干扰（EMI）和提高抗干扰能力。 4.2 系统级集成与测试：从设计到成品 最终，高频电子线路需要被集成到完整的系统中，并进行严格的测试以验证其性能。 系统架构设计： 考虑不同高频模块如何协同工作，以及整体系统的性能指标。 高频测量仪器： 介绍网络分析仪、频谱分析仪、示波器等常用高频测量设备的使用。 性能指标的测试与验证： 如何根据设计目标对电路和系统进行全面测试。 结语 高频电子线路的设计是一门融合了理论、实践与经验的学科。通过本书的学习，读者将能够建立起系统性的高频电路知识体系，掌握分析和设计各种高频电路模块的关键技术，并能够理解在实际工程中需要考虑的各种因素。无论是从事通信、雷达、电子测量还是其他高技术领域的研究与开发，扎实的高频电子线路知识都将是您不可或缺的宝贵财富，为您打开通往更广阔技术世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我一直对精密测量和信号处理领域非常感兴趣，而高频电子线路是这些领域中不可或缺的基础。市面上关于高频电子的书籍很多，但很多都偏向于理论的堆砌，缺乏实际操作指导。这本书的出版信息引起了我的注意，我希望它能提供一些更贴近实际应用的知识。例如，在设计高精度传感器接口时，如何在高频干扰的环境下保证信号的稳定性和准确性？书中是否会探讨电磁兼容性（EMC）的设计原则，以及如何在高频电路中实现有效的屏蔽和接地？另外，对于一些复杂的信号处理算法，是否能结合高频电路的实现方式进行讲解？如果这本书能够提供一些实际的设计案例，比如通信模块、雷达系统等，并详细剖析其高频电路的设计思路和实现细节，那将极大地提升我的学习效率。我期待这本书能成为我在这条道路上的有力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书我早就听说过了，很多从事射频微波领域的同行都推荐过。我手里正好有几本关于这个方向的书，但总觉得缺了点什么，尤其是在系统性的讲解和深度上。看到这本书的出版信息，我第一时间就下单了，实在是太期待了！特别是名字里提到的“高频”，我猜想它应该会深入到我们工作中经常遇到的那些棘手问题，比如阻抗匹配、信号完整性、噪声分析等等。现在的电子产品越来越追求小型化、高性能化，高频电路的设计难度也随之水涨船高，很多理论知识需要结合实际应用才能真正理解透彻。我希望这本书能在这方面提供一些宝贵的经验和实用的方法，能够指导我解决在实际研发过程中遇到的瓶颈。而且，作者名字我并不陌生，这让我对内容的可靠性和权威性有了很高的期待。拿到手后，我会仔细研读，希望能从中汲取养分，提升自己在高频电子线路设计方面的能力。

评分☆☆☆☆☆

从前，我对高频电子线路的理解一直停留在基础的LC振荡和简单的滤波电路层面，总觉得这个领域深不可测，充满了各种复杂的公式和抽象的概念。这次偶然看到了这本《高频电子线路》，书名就非常有吸引力，让我产生了深入探索的兴趣。我猜想这本书不仅仅是罗列公式，更重要的是能够清晰地阐述高频电路设计的原理和背后的逻辑。我特别期待书中能够用通俗易懂的语言，结合图示和实际电路，来解释那些看似枯燥的理论知识，比如为什么在高频下导线的长度会变得很重要，以及如何处理寄生参数带来的影响。如果书中能够包含一些关于射频功率放大器、低噪声放大器等关键模块的设计方法和性能优化策略，那就太棒了。我相信，通过学习这本书，我能够逐渐揭开高频电子线路的神秘面纱，并开始尝试自己设计一些简单的高频电路。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚踏入电子工程领域的研究生，我深知高频电子线路的重要性，它是现代通信、雷达、导航等诸多尖端技术的基础。在学习过程中，我常常感到理论知识与实际应用之间存在鸿沟。这本《高频电子线路》的出现，对我来说无疑是一个福音。我希望这本书能够提供一个系统性的学习框架，从基础的概念讲起，逐步深入到复杂的电路设计和分析。特别希望能看到关于高频滤波器设计、匹配网络的设计、放大器增益和噪声系数的计算与优化等内容。此外，如果书中能够介绍一些常用的EDA仿真工具在高频电路设计中的应用，并提供一些实际的仿真案例，那就更好了。我期待这本书能够帮助我建立起扎实的高频电子理论基础，掌握实际的设计技能，为我未来的科研和工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《高频电子线路》的出现，真是让我眼前一亮。最近我正在尝试设计一个小型的高性能射频模块，遇到了不少理论上的困惑，市面上的一些书籍要么太泛泛而谈，要么就过于偏重某个细分领域，很难找到一本能够全面覆盖高频电路关键技术并兼顾理论深度与实践指导的书。这本书的封面设计简洁大气，书名中的“高频电子线路”直接点明了主题，这正是我目前最需要的知识领域。我特别关注书中会不会详细讲解不同类型的高频元件（如电感、电容、晶体管等）在高频下的行为特性，以及如何在高频下进行精确的阻抗匹配和信号衰减控制。此外，如果书中能够提供一些实际案例分析，或者在设计流程上给出清晰的指导，那就更完美了。我希望这本书能够帮助我建立起更扎实的高频电路设计理论基础，并能将这些理论有效地转化为实际的设计技巧，从而提高我的工作效率和产品质量。