活学活用高频电路9787030463722 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030463722

商品编码：29454041580

图书基本信息
图书名称	活学活用高频电路
作者
定价	39.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030463722
出版日期
字数
页码
版次	1
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开本
商品重量	0.4Kg

内容简介

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文摘

序言

《高频电路的奥秘：设计、分析与应用》 内容概述 本书深入探讨高频电路的设计、分析与应用，旨在为读者构建扎实的高频电路理论基础，并掌握实际工程中的关键技术。全书围绕高频电路的核心概念展开，从基础的电磁场理论、传输线理论出发，逐步深入到高频元器件的特性、高频等效电路模型、以及在高频电路设计中必须考虑的寄生效应和噪声问题。此外，本书还着重介绍了高频放大器、振荡器、混频器、滤波器等典型高频电路模块的设计方法和性能评估，并结合实际应用场景，如无线通信、雷达系统、射频识别（RFID）等，展示了高频电路在现代科技中的重要作用。 第一部分：高频电路基础理论 1. 电磁场与波： 麦克斯韦方程组的精炼：回顾并聚焦与高频电路直接相关的麦克斯韦方程组，强调其在描述电磁场传播和相互作用中的核心地位。探讨其积分形式和微分形式的物理意义，以及在高频电路设计中如何利用它们来理解信号的传播特性。 电磁波的产生与传播：深入阐述高频电路中的信号本质上是电磁波，介绍驻波、行波、反射等概念。分析不同介质中电磁波的传播速度、阻抗、损耗等参数，为后续的传输线理论奠定基础。 波阻抗与反射系数：详细讲解波阻抗的概念及其在高频电路中的重要性，包括特性阻抗和驱动点阻抗。推导并分析反射系数的计算公式，以及如何通过阻抗匹配来最小化信号反射，提高能量传输效率。 集肤效应与邻近效应：深入剖析集肤效应在高频电流分布上的影响，解释电流集中在导体表面且深度随频率升高而减小的现象。探讨邻近效应，即当多个导体靠近时，它们之间的电磁场相互影响导致电流分布进一步改变的现象。分析这些效应对导线电阻和电感的影响，以及在设计中如何采取对策，例如使用多股细线或特殊形状的导线。 2. 传输线理论： 传输线的等效电路模型：从集总参数电路推广到分布参数电路，建立传输线的等效电路模型，包括电阻（R）、电感（L）、电导（G）和电容（C）的分布参数。推导并解释瞬态电压和电流方程，引入波方程的概念。 特性阻抗与传播常数：详细推导传输线的特性阻抗 Z0，分析其与传输线物理结构（如导线直径、间距、介电常数）的关系。定义传播常数 γ，并将其分解为衰减常数 α 和相位常数 β。深入分析 α 和 β 如何影响信号在高频传输线中的衰减和速度。 无损耗传输线：在忽略 R 和 G 的理想情况下，推导无损耗传输线的特性阻抗和传播速度，分析其简化模型在某些高频应用中的适用性。 有损耗传输线：分析 R 和 G 对传输线性能的影响，尤其是在长距离传输或高损耗介质中。讨论如何通过参数选择和补偿技术来减小损耗。 传输线的瞬态响应：通过分析阶跃信号在传输线上的传播过程，讲解波形失真、信号反射和叠加等现象。介绍使用电报方程（Telegrapher's Equations）来精确描述传输线上的信号行为。 史密斯圆图：全面介绍史密斯圆图的构造原理、使用方法和应用。详细讲解如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、归一化阻抗的表示、以及分析传输线上的反射和驻波比。展示在实际工程中如何通过史密斯圆图快速找到匹配网络的设计方案。 第二部分：高频电路元器件与模型 1. 高频电阻、电容、电感： 寄生效应分析：深入分析实际高频电阻、电容、电感所包含的寄生电感、寄生电容和寄生电阻。讲解这些寄生参数在高频下的影响，例如高频电感表现出串联电感和并联电容，高频电容表现出串联电感和等效串联电阻（ESR），高频电阻表现出寄生电感和寄生电容。 等效电路模型：针对各种高频元器件，建立详细的等效电路模型，并解释模型中各参数的物理意义。例如，电感的Q值、电容的损耗角正切等。 选择与应用：指导读者如何根据电路的工作频率、功率、精度等要求，选择合适的元器件，并解释在设计中如何考虑和补偿寄生效应。 2. 半导体器件在高频下的特性： 二极管：分析高频肖特基二极管、PIN二极管等在开关、检波、限幅等方面的应用。讲解其结电容、反向恢复时间等参数对高频性能的影响。 三极管（BJT & MOSFET）：深入研究双极型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在高频下的行为。重点分析其跨导、输出电导、结电容（如 Cbe, Cbc, Cgs, Cgd）、以及特征频率（fT, fmax）等关键参数。讲解如何从物理结构和等效电路模型理解这些参数的来源。 场效应晶体管（FET）：详细介绍在高频应用中常用的JFET和MOSFET，特别是高频MOSFET的栅漏电容、栅源电容等对信号的影响，以及如何通过器件结构优化来改善高频性能。 微波晶体管：介绍专门用于微波频率的晶体管，如异质结双极晶体管（HBT）、高电子迁移率晶体管（HEMT）等，并分析其优越的高频性能和工作原理。 电路模型与参数提取：介绍各种半导体器件在高频下的S参数模型、Y参数模型、H参数模型等，并讲解如何通过测量提取这些参数。 3. 集成电路（IC）： 低压差线性稳压器（LDO）：讨论LDO在高频噪声抑制和瞬态响应方面的设计挑战，以及如何选择合适的补偿电容来保证稳定性。 射频集成电路（RFIC）：介绍RFIC的设计理念和挑战，例如在有限的芯片面积上集成多种射频功能模块。分析RFIC中信号完整性、电源完整性、以及版图布局对性能的影响。 第三部分：高频电路设计与分析 1. 高频等效电路模型： 分布参数电路的建模：系统介绍如何将实际的物理结构（如PCB走线、连接器、电缆）转化为分布参数模型。 寄生参数的识别与估算：指导读者识别电路中的寄生电感、寄生电容，并介绍估算这些寄生参数的常用方法，如基于几何尺寸的估算以及借助仿真软件。 S参数分析：全面介绍S参数（散射参数）的概念、定义、测量以及在高频电路分析中的应用。详细讲解如何利用S参数矩阵描述线性多端口网络的输入输出特性、增益、回波损耗、隔离度等关键指标。演示S参数在电路仿真、阻抗匹配和稳定性分析中的重要作用。 噪声分析：深入研究高频电路中的噪声源，包括热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等。讲解噪声系数（NF）的概念及其计算方法，并介绍如何通过器件选择和电路设计来降低整体噪声水平。 2. 阻抗匹配： 匹配网络的类型：详细介绍不同类型的阻抗匹配网络，如L型匹配、T型匹配、π型匹配、集总参数匹配网络和分布参数匹配网络。 匹配网络的综合：提供基于史密斯圆图和解析计算的匹配网络设计方法，以实现最大功率传输和最小反射。 宽带匹配：讨论宽带匹配的挑战以及常用的宽带匹配技术，例如使用多级匹配网络或使用具有特定阻抗特性的传输线。 3. 高频放大器： 放大器分类：介绍不同类型的射频放大器，如共射、共集、共基放大器，以及MOSFET放大器。 增益、带宽与稳定性：分析放大器的增益、带宽、噪声系数、功率效率等性能指标。重点讲解放大器稳定性的概念，包括K因子、Δ参数等，以及如何通过反馈和匹配技术来保证放大器稳定工作。 单级和多级放大器设计：详细讲解单级放大器的设计步骤，并在此基础上介绍多级放大器的级联设计，包括中频匹配和输入输出匹配。 功率放大器：介绍功率放大器的分类（A类、B类、AB类、C类、D类等），以及在设计中需要考虑的效率、线性度、输出功率等关键参数。 4. 振荡器与混频器： 振荡器原理：深入阐述振荡器工作的基本原理，包括正弦波振荡器和弛豫振荡器。分析振荡器的起振条件、频率稳定性、相位噪声等性能指标。 LC振荡器与晶体振荡器：介绍基于LC谐振电路的振荡器设计，以及石英晶体振荡器在高稳定性应用中的优势。 混频器原理：讲解混频器（Mixer）的工作原理，即通过非线性器件将两个不同频率的信号混合，产生和频、差频等新频率分量。 混频器的分类与性能：介绍不同类型的混频器，如二极管混频器、MOSFET混频器、以及有源混频器。分析其变频损耗、本振泄漏、镜像抑制等关键性能指标。 5. 滤波器： 滤波器分类：介绍不同类型的滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器。 集总参数滤波器：讲解使用RLC元器件组成的集总参数滤波器设计，包括Butterworth、Chebyshev、Bessel等逼近类型，以及它们的特性和应用。 分布参数滤波器：介绍基于传输线、微带线等分布参数元件设计的滤波器，如枝节滤波器、耦合线滤波器等，并分析其在微波频率下的优势。 滤波器设计原则：强调在设计滤波器时需要考虑的插入损耗、阻带衰减、带宽、纹波等参数，并介绍各种设计软件工具的应用。 第四部分：高频电路应用与案例分析 1. 无线通信系统： 射频前端设计：分析射频前端（RFFE）中接收和发射链路的设计，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器、滤波器等模块的集成。 天线与匹配：讨论天线在高频通信中的作用，以及天线与馈线、收发器之间的阻抗匹配问题。 信号完整性与电源完整性：探讨在高速数据传输和高频信号环境中，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的重要性，以及如何通过PCB设计、滤波等手段来保证信号质量。 2. 雷达系统： 脉冲压缩技术：介绍雷达系统中脉冲压缩技术的原理和实现，以及它如何提高雷达的测距分辨率和信噪比。 微波器件的应用：分析雷达系统中常用到的各种微波器件，如功放、开关、移相器等，以及它们在高频电路设计中的应用。 3. 射频识别（RFID）： RFID系统架构：讲解RFID系统的基本组成，包括标签、读写器和后端系统。 标签设计：分析RFID标签中天线、芯片和匹配电路的设计，重点关注标签在不同环境下的通信性能。 4. 电磁兼容性（EMC）： 辐射与传导：深入分析高频电路产生的电磁辐射和传导干扰的机理。 EMC设计原则：介绍高频电路设计中需要遵循的EMC设计原则，包括接地、屏蔽、滤波、布局等，以确保产品符合EMC标准。 总结 本书通过由浅入深的讲解，力求为读者提供一个全面而深入的高频电路知识体系。从基础的物理原理到复杂的工程设计，再到实际的应用案例，本书旨在帮助读者掌握在高频领域进行电路分析、设计和优化的核心技能，从而在快速发展的电子科技领域中占据一席之地。读者通过学习本书，将能够理解并解决在高频电路设计中遇到的各种挑战，并能独立完成复杂的高频电路项目。

评分☆☆☆☆☆

这本《活学活用高频电路》确实是件好东西！我之前在做一些射频模块的设计时，总是觉得概念模糊，很多理论知识停留在书本上，遇到实际问题就卡壳。比如，信号的阻抗匹配，虽然知道有史密斯圆图，但实际应用起来总是不那么顺手，计算和调试都很费劲。这本书给我的感觉就像是把那些枯燥的公式和图表“活”了过来。它不仅仅是罗列公式，而是通过大量的工程实例，把高频电路设计中的各个环节都讲得明明白白。我记得其中有一个关于微带线设计的章节，讲得特别细致，从传输线理论讲到实际布线时的各种注意事项，比如衬底厚度、介电常数对阻抗的影响，还有边缘效应等等，这些细节在很多教材里都是一笔带过。这本书的优点在于，它会告诉你为什么会这样，以及在实际操作中这样做会带来什么结果，甚至还提到了不同厂家材料的差异可能会带来的影响，这对于我们这些做实际工作的工程师来说，简直是福音。我尤其喜欢它讲解滤波器设计的部分，不仅仅是讲理论公式，还给出了很多不同类型滤波器的设计流程和优化技巧，并且会对比不同设计的优缺点，让你能根据实际需求做出更明智的选择。总的来说，这本书的价值在于它打通了理论与实践的壁垒，让高频电路的学习不再是纸上谈兵，而是真正能够指导工程实践。

评分☆☆☆☆☆

《活学活用高频电路》这本书，可以说是在“活学活用”这四个字上做足了功夫。它的内容编排逻辑非常清晰，从最基础的传输线理论，到各种高频元器件的特性，再到实际电路的设计和调试，层层递进，循序渐进。我尤其喜欢它在讲解射频前端模块时的处理方式。比如，在介绍LNA（低噪声放大器）的设计时，它不仅会讲到增益、噪声系数、输入输出阻抗等关键参数，还会深入分析各种寄生参数对LNA性能的影响，以及如何通过元器件选择和PCB布局来优化这些参数。书中给出的许多电路图和PCB示意图都非常直观，并且附有详细的参数说明，这对于我们这些需要动手实践的人来说，简直是太有帮助了。我记得其中有一个章节专门讲到了PCB的去耦设计，并且对比了不同方案的实际效果，这在我以往的经验中是很少见的。书中还融入了大量的工程经验和“潜规则”，这些往往是教科书上学不到的，比如在射频设计中，铜箔的厚度、孔的尺寸、焊盘的设计都会对电路性能产生细微但重要的影响。它不仅仅是告诉你“应该怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”，并且会给出多种解决方案的优缺点对比。这本书真的就像一位经验丰富的老工程师，手把手地教你如何在高频电路设计这条路上少走弯路，它让高频电路不再是冰冷的理论，而是充满活力的实践。

评分☆☆☆☆☆

我最近在翻阅这本《活学活用高频电路》，说实话，一开始我对“高频电路”这个概念就有点望而却步，总觉得它离我所学的通用电子技术有点远，充满了各种陌生的名词和复杂的公式，比如S参数、噪声系数、稳定度等等，这些东西听起来就很让人头疼。但这本书的结构安排和讲解方式，倒是让我产生了一些改观。它没有一上来就抛出大量的数学推导，而是从一些非常基础的物理现象入手，比如信号在传输线上的反射，然后逐步引入高频电路的特性，比如寄生效应、集肤效应等，让你能从物理层面去理解为什么高频电路会与低频电路有如此大的不同。特别是关于PCB布局和走线的部分，讲得特别实在，很多在其他书中可能一带而过的内容，这本书都给出了详细的图示和解释。比如，如何处理电源退耦电容，不同容值和位置对高频噪声的影响，还有地线的设计原则，这些看似琐碎的细节，在实际电路中往往是决定成败的关键。我印象最深的是关于接地回路的讲解，它用很形象的比喻解释了为什么接地回路会导致串扰和辐射，并且给出了几种有效的避免方法。这本书的语言风格也比较接地气，不像有些学术著作那么生硬，读起来不至于太枯燥，这对于我这种半路出家，想要补习高频电路知识的人来说，确实是个不错的选择，让我感觉高频电路并没有想象中那么遥不可及。

评分☆☆☆☆☆

对于我而言，这本书《活学活用高频电路》最大的价值在于它提供了一种更加直观、更贴近实际工程的视角来看待高频电路。我之前接触高频电路的时候，总觉得它离我所学的模拟电路或者数字电路有很大的区别，那些S参数、氮化铝基板、微带线、带状线等等，听起来都很陌生，而且理论推导又比较复杂，让人望而却步。这本书在讲解这些概念的时候，并没有一上来就抛出复杂的数学公式，而是先从一些非常具体的工程问题出发，比如射频信号的损耗、串扰、反射等等，然后逐步引入相关的理论知识。我印象很深刻的是关于滤波器设计的部分，书中不仅仅给出了不同类型滤波器的结构和设计公式，更重要的是，它会分析不同结构在实际应用中的优劣，以及在PCB布局和走线时需要注意的事项。比如，它会详细讲解如何避免滤波器之间的耦合，如何处理滤波器的插入损耗，这些都是在实际设计中非常关键的细节。而且，书中提供的许多案例都非常贴近实际，比如手机通信模块、雷达系统中的一些关键电路设计，这让我在学习过程中能立刻看到理论知识的应用场景，从而加深理解。它不像是那种纯粹的学术著作，而更像是一本面向工程师的“工具书”和“经验集”，能够帮助我们快速地将理论知识转化为实际的设计能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书，怎么说呢，它确实在某些方面做得比较出色，但也有一些地方我觉得还有待加强。首先，它在介绍高频电路的各种基本概念时，比如阻抗、反射系数、驻波比等，给出的理论解释是比较清晰的，并且结合了一些实际的例子，这一点值得肯定。例如，它在讲解阻抗匹配网络的设计时，给出了一些比较常见的匹配电路拓扑，并且给出了计算方法，这对于初学者来说，是一个很好的起点。我特别欣赏它在讲解放大器设计时的思路，它不仅仅是给出了增益的计算公式，还详细分析了噪声系数和稳定性的问题，并且给出了相应的优化手段。这让我觉得，它在试图建立一个相对完整的从理论到实践的联系。然而，这本书在某些更深入的方面，比如RFic（射频集成电路）的设计、CMOS射频电路的特殊性，或者一些前沿的低功耗高频技术方面，就显得有些不足了。虽然提到了这些领域，但深入的讨论和具体的案例就比较少了。而且，对于一些非常复杂的系统级设计，比如多通道的射频收发系统，这本书也没有提供太多指导性的内容。所以，如果你是想对高频电路有一个基础的了解，或者在做一些相对简单的射频电路设计，这本书会是很好的参考。但如果你希望深入研究RFic设计或者更复杂的系统，可能还需要结合其他的专业书籍和文献。