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杨霓清 著

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• 微波技术
• 滤波器设计
• 放大器设计

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111207443

商品编码：29692849250

包装：平装

出版时间：2007-02-01

基本信息

书名：高频电子线路

定价：29.00元

作者：杨霓清

出版社：机械工业出版社

出版日期：2007-02-01

ISBN：9787111207443

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.499kg

编辑推荐

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内容提要

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本教材为普通高等教育“十一五”*规划教材。
　　本教材以教育部教学指导委员会制定的新的教学基本要求为依据，主要内容包括：选频网络与阻抗变换、高频小信号放大器、正弦波振荡器、频谱搬移电路、角度调制与解调电路、反馈控制电路与频率合成技术、高频功率放大器、干扰与噪声等。在内容的编排上，尽量做到思路清晰、由简到繁，便于自学。同时注重理论与实践相结合，电路紧密围绕通信系统中的接收、发送设备，以接收、发送设备为背景，从信号传输与电路实现的角度，将各功能电路的分析以及它们之间的关系有机结合起来，使学生在学习理论的同时建立起整机的概念。
　　本教材可以作为通信工程、电子信息工程等专业的本科生教材，也可作为高职高专、电大、职大的教材和有关工程技术人员的参考书。

目录

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前言
本书常用符号表
绪论
　0.1　通信系统的组成
　0.2　无线通信系统
　0.3　本书主要内容和组织结构
　思考题与习题
章　选频网络与阻抗变换　
　1.1　LC谐振回路
　1.2　窄带无源阻抗变换网络
　1.3　常用滤波器
　1.4　宽带阻抗变换网络
　思考题与习题
第2章　高频小信号放大器
　2.1　概述
　2.2　高频小信号调谐放大器
　2.3　高频调谐放大器的稳定性
　2.4　高频集成放大器
　思考题与习题
第3章　正弦波振荡器
　3.1　反馈型振荡器的基本原理
　3.2　LC正弦波振荡器
　3.3　振荡器的频率稳定度
　3.4　LC振荡器的设计考虑
　3.5　晶体振荡器
　3.6　RC正弦波振荡器
　3.7　负阻振荡器
　3.8　几种特殊的振荡现象
　思考题与习题
第4章　频谱搬移电路
　4.1　频谱搬移的基本原理及电路组成模型
　4.2　相乘器电路　
　4.3　振幅调制电路　
　4.4　调幅信号的解调电路
　4.5　混频电路
　思考题与习题
第5章　角度调制与解调电路
　5.1　角度调制信号的基本特性
　5.2　调频信号的产生
　5.3　直接调频电路　　　　　　　　　
　5.4　间接调频电路——调相电路
　5.5　扩展大频偏的方法　
　5.6　调频波解调电路
　5.7　调频系统中的特殊电路
　思考题与习题
第6章　反馈控制电路与频率合成技术
　6.1　反馈控制电路概述　
　6.2　锁相环的基本组成与原理　
　6.3　锁相环的静态特性和跟踪特性
　6.4　锁相环捕捉过程的定性分析
　6.5　集成锁相环简介　
　6.6　集成锁相环的应用　
　6.7　数字锁相环
　6.8　频率合成技术
　思考题与习题
第7章　高频功率放大器
　7.1　概述
　7.2　谐振功率放大器的原理与应用　
　7.3　谐振功率放大器的实际线路
　7.4　功率合成器
　7.5　丁类和戊类高频功率放大器
　7.6　晶体管倍频器
　思考题与习题
第8章　噪声与干扰
　8.1　起伏噪声特性
　8.2　噪声的来源与特点　
　8.3　信噪比和噪声系数
　8.4　外部干扰与抗干扰措施
　8.5　灵敏度与动态范围
　思考题与习题
附录　
　附录A　常用滤波匹配网络的结构及元件表达式
　附录B　余弦脉冲分解系数表
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的艺术：穿越无线电波的奥秘》 引言 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被无形的信号所包围。从手机通信到广播电视，从雷达探测到卫星导航，正是这些高频的电磁波，将世界紧密地联系在一起，驱动着现代社会的运转。理解和驾驭这些高速跳动的信号，是电子工程领域的核心课题之一。《信号的艺术：穿越无线电波的奥秘》并非一本枯燥的技术手册，而是一场深入探索高频电子线路背后原理、应用及发展趋势的精彩旅程。它将带领读者，穿越电磁波的海洋，领略信号设计的精妙，理解通信的逻辑，感受科技革新的脉搏。 第一章：无形之翼——高频电磁波的诞生与传播 本章将揭开高频电磁波的神秘面纱，从其最基本的构成元素——电场和磁场——讲起。我们将回顾麦克斯韦方程组的宏伟构想，理解为何变化的电场会产生磁场，而变化的磁场又会激发出电场，如此循环往复，便形成了可以在空间中以光速传播的电磁波。我们将深入探讨不同频率的电磁波所扮演的角色，从微小的射频（RF）信号到磅礴的微波，它们各自拥有独特的频率特征，决定了它们的传播方式、应用场景以及在传输过程中所遇到的挑战。 电磁波的根基： 深入浅出地解析电场、磁场及其相互作用，揭示其产生电磁波的内在联系。 频率的维度： 详细介绍不同频段的电磁波（如AM/FM广播、Wi-Fi、蜂窝网络、雷达等）的频率范围、特性以及它们在自然界和技术应用中的地位。 波的旅行： 剖析电磁波在空间中的传播机理，包括自由空间传播、反射、折射、衍射等现象，以及影响传播效率的因素，如介质特性、大气环境等。 信号的载体： 介绍电磁波如何作为信息的载体，以及调制解调的基本概念，为后续章节打下基础。 第二章：信号的构建——振荡器与放大器的奇妙世界 一个稳定的信号源是所有电子系统的生命线。本章将聚焦于高频电路中的“心脏”——振荡器，以及“血液循环”的驱动力——放大器。我们将探讨如何通过精心设计的电路，产生具有特定频率和稳定幅度的信号，并将其能量放大，以满足远距离传输或驱动复杂系统的需求。从晶体管的开关特性到谐振电路的设计，从负反馈的稳定作用到前馈的补偿机制，我们将一一揭示这些关键器件和电路的内在工作原理。 频率的源泉： 剖析各种振荡器的工作原理，包括LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器等，重点讲解其产生稳定高频信号的机制。 放大之术： 详细介绍高频放大器的分类、设计要点及性能指标，如增益、带宽、噪声系数、线性度等，并探讨如何实现高效、低失真的信号放大。 反馈的力量： 深入理解正反馈和负反馈在振荡器和放大器中的作用，以及如何利用负反馈来提高电路的稳定性和性能。 非线性之魅： 探索某些应用中对非线性特性的利用，例如信号的混合与倍频，以及如何控制和优化这些非线性效应。 第三章：信号的塑形——滤波器与匹配网络的智慧 信号的质量至关重要，杂乱的噪声和不必要的频率成分会严重影响通信的可靠性。本章将深入研究滤波器和匹配网络的设计，它们如同信号的“雕塑家”，能够精确地提取所需信号，抑制干扰，并确保信号能量的有效传输。我们将学习如何构建各种类型的滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们在高频系统中的应用，同时理解阻抗匹配的精妙，如何最小化信号在传输过程中的损耗，实现能量的最大化传输。 信号的“清洁工”： 详解滤波器的工作原理，包括其频率响应特性，并介绍各种滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等）的设计方法和应用场景。 阻抗的和谐： 深入理解阻抗匹配的概念，解释其对信号传输效率的影响，并介绍各种匹配网络（如L型匹配、π型匹配、T型匹配等）的设计与实现。 频率的选择： 探讨如何在复杂的频谱环境中，通过精确的滤波，选择目标信号，抑制干扰，提高系统的信噪比。 能量的传递： 理解信号在不同传输线和器件之间的能量损耗，以及如何通过匹配网络，将信号能量高效地传递至下一级。 第四章：信号的旅行——传输线与天线的艺术 信号的生成和处理后，还需要有高效的“通道”来承载它们，并将其辐射出去或接收进来。本章将聚焦于信号传输的核心——传输线，以及信号与空间的“桥梁”——天线。我们将了解传输线的物理结构、电学特性，以及它们在高频信号传输中的重要性，避免信号的反射和衰减。同时，我们将探索各种类型天线的原理，理解它们如何将电信号转化为电磁波，或将电磁波转化为电信号，并探讨天线设计中的关键因素，如方向性、增益、极化等。 无损的通道： 深入解析传输线的构成（同轴电缆、微带线、带状线等），理解其特性阻抗、传播延迟等关键参数，以及如何减少高频信号在传输中的损耗和失真。 空间的语言： 介绍天线的分类（偶极子、单极子、八木天线、抛物面天线等），以及它们将电能转换为电磁波，或将电磁波转换为电能的基本原理。 方向的指向： 探讨天线的方向性图，理解如何设计能够聚焦信号、提高覆盖范围的天线。 信号的极化： 解释天线的极化方式（线极化、圆极化、椭圆极化）及其在通信中的意义，以及如何实现极化匹配以提高接收效率。 第五章：信号的交汇——通信系统与集成电路的挑战 现代社会高度依赖复杂的通信系统，而高频电子线路正是这些系统的基石。本章将把前几章学到的知识融会贯通，深入探讨高频信号在实际通信系统中的应用。我们将了解无线通信、雷达系统、射频识别（RFID）等典型应用的设计原理，以及集成电路（IC）技术如何在高密度、小尺寸的芯片上实现复杂的高频功能。同时，我们将触及高频电路设计面临的挑战，如寄生效应、噪声干扰、功耗管理等，以及先进的设计方法和工艺如何应对这些难题。 无线世界的脉搏： 剖析无线通信系统的基本框图，包括收发信机、调制解调器、功率放大器等关键模块，并介绍不同无线通信标准（如Wi-Fi, Bluetooth, 4G/5G）的特点。 探测的视界： 介绍雷达系统的基本原理，包括发射脉冲、接收回波、信号处理等，以及其在目标探测、测距、测速等方面的应用。 微型化的革命： 探讨高频集成电路（RFIC）的设计与挑战，理解如何在芯片上集成复杂的射频功能，以及其在便携式设备和物联网中的重要作用。 挑战与前沿： 深入分析高频电路设计中的复杂问题，如电磁干扰（EMI）、信号完整性（SI）、电源完整性（PI）等，并展望未来高频电子技术的发展趋势，如更高的频率、更低的功耗、更智能化的信号处理等。 结语 《信号的艺术：穿越无线电波的奥秘》不仅仅是对高频电子线路技术的简单罗列，更是一次对现代科技发展背后深刻原理的探索。通过对电磁波的产生、信号的构建、信号的塑形、信号的旅行以及信号的交汇等环节的细致讲解，本书致力于让读者深刻理解高频电子线路在塑造我们数字生活中的核心作用。掌握了这些知识，意味着我们能够更深刻地理解周围世界的运转逻辑，也为未来科技的创新和发展播下了智慧的种子。这是一门需要耐心与实践的艺术，也是一门充满无限可能性的科学。

评分☆☆☆☆☆

我对这本《高频电子线路》的评价，必须聚焦于它在“系统级”思维上的引导作用。很多书会让你成为一个优秀的“器件工程师”或者“版图工程师”，但这本书似乎在培养你成为一个“系统架构师”。特别是关于混频器和本振（LO）电路的章节，作者并没有孤立地看待这些模块，而是将它们置于整个接收机链路中进行考量。例如，在高增益系统中，本振泄漏到输入端引起的自激振荡问题，书中不仅指出了机理（环路增益大于1且相位为0），还给出了多种物理隔离和电学抑制的有效手段，比如使用隔离放大器、地平面隔离层厚度的优化等等。这种从宏观到微观，再从微观反馈到宏观性能的分析框架，是这本书最核心的价值所在。此外，对“杂散抑制”和“互调失真”的讨论也极其深入。作者花了大量篇幅去解释，为什么在设计多路信号系统时，一个性能不佳的PA的非线性产物，会通过耦合进入到灵敏度极高的LNA输入端，从而降低整个系统的动态范围。它教会我们，高频设计不是各个模块的简单相加，而是一个相互制约、相互影响的复杂系统工程。这本书的排版和图示也非常出色，大量的时域和频域波形对比，让抽象的非线性失真现象变得触手可及，极大地降低了理解难度，对于需要快速掌握系统级射频设计思维的工程师来说，无疑是一剂强心针。

评分☆☆☆☆☆

这本书在探讨有源器件高频特性时，展现了一种近乎“偏执”的严谨性。我特别欣赏作者对于半导体器件物理特性的深挖，而不是仅仅停留在黑箱模型的层面。比如，在高频小信号放大器的设计部分，作者不仅讨论了$h$参数和$y$参数的适用范围，还详细对比了$S$参数（散射参数）在高频下测量的优势和其背后的物理意义——能量的入射和反射。关于噪声系数（NF）的计算，书中不仅展示了单级放大器的最小噪声系数公式，更重要的是，它指导我们如何通过级联公式，并结合实际器件的噪声匹配阻抗，来优化整个多级放大器的总噪声系数，这对于追求极致灵敏度的应用（如雷达或卫星通信接收机）至关重要。我记得书中还深入分析了反馈对高频器件噪声和带宽的影响，指出适当的负反馈可以平坦化增益并降低某些非线性失真，但同时也会牺牲一定的输入/输出阻抗匹配裕度和总增益。这种“有所得必有所失”的辩证分析方法，是这本书区别于市面上许多“速成指南”的关键。它迫使读者去理解设计决策背后的代价，从而做出更明智的工程选择，而不是盲目追求单一指标的最优化。读完后，我对晶体管的高频极限——$f_T$和$f_{max}$的实际意义有了更深刻的认识，不再是单纯的器件参数表上的数字。

评分☆☆☆☆☆

作为一本专业书籍，《高频电子线路》在方法论上的贡献是无价的。它构建了一个处理频率效应的完整工具箱。不仅仅是电路层面的分析，书中对于电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的考量，也体现了高水平的工程素养。作者通过分析高频信号的上升沿和下降沿中包含的丰富谐波成分，解释了为什么在PCB设计中，电源完整性（PI）和信号完整性（SI）是高频电路可靠性的基石。书中关于地线回流路径、去耦电容的选择（特别是其寄生ESL和ESR在高频下的影响），提供了大量实用的设计准则，这些准则往往是手册中不会直接提供的，而是需要设计者在实践中不断摸索才能总结出的经验。例如，书中对通孔（Via）的电感建模，就非常贴近实际生产情况，指导我们在多层板设计中如何最小化通孔带来的阻抗突变和反射。对于信号的完整性，它用眼图和抖动（Jitter）的概念来量化高频信号的质量，这对于处理超高速数字信号的射频系统设计者来说，是必不可少的知识。总而言之，这本书的价值在于它将电路理论、半导体物理、传输线理论以及基础的电磁场理论融会贯通，为读者搭建了一个坚实的高频设计知识框架，其深度和广度都达到了令人信服的专业水准。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始翻开《高频电子线路》这本厚厚的砖头书，我的内心是有些抗拒的，感觉里面的公式推导多到能吓跑外行人。但真正沉下心去看，会发现作者的叙事逻辑非常清晰，就像一位经验丰富的老教授在给你“剥洋葱”，一层一层地揭开高频世界的复杂性。它最让我赞赏的一点是，对“分布参数”概念的引入和贯穿。在低频电路中，我们可以用集总参数模型简化问题，但在高频下，PCB走线就是传输线，电感和电容不再是孤立的元件，而是相互耦合的能量传输媒介。书中用史密斯圆图的技巧来处理阻抗匹配的部分，简直是艺术品级别的展示。它不是简单地教你怎么画图，而是把史密斯圆图的几何意义——等效于电抗和电阻在复平面上的映射关系——讲得淋漓尽致，让你在需要宽带匹配时，能迅速在脑海中构建出“L匹配”或“Pi型网络”的物理结构。更别提关于滤波器设计的那一章，从巴特沃斯、切比雪夫到椭圆滤波器，作者不仅给出了设计公式，还非常巧妙地将这些理论与实际的LC谐振腔的Q值、版图面积进行了权衡分析，使得设计不再是纯粹的数学游戏，而是兼顾性能与可制造性的工程实践。这本书的语言风格偏向于严谨的学术论述，但其间穿插的一些“过来人”的忠告，比如“任何完美的理论都需要考虑工艺公差”，又让人感到非常贴心和实用，它真正做到了理论与实践的完美结合，绝非那种只知道堆砌公式的空洞教材。

评分☆☆☆☆☆

这本《高频电子线路》读下来，感觉作者在对各种晶体管、场效应管在GHz乃至更高频率下的工作特性讲解得极为透彻。尤其是对噪声分析那一部分，简直是教科书级别的梳理。我记得尤其清楚，关于PN结的寄生参数如何影响高频性能，书中用非常直观的等效电路模型进行了细致的剖析，这一点对于我们做射频前端设计的工程师来说，简直是醍醐灌顶。我以前在仿真中遇到一些奇怪的谐波失真问题，总以为是版图设计出了岔子，现在回过头看书里的非线性模型，才明白很多时候是器件本身在高动态范围驱动下的固有缺陷。作者并没有停留在理论推导的层面，而是结合大量的实际案例——比如混频器的非线性失真、低噪声放大器的增益平坦度优化——给出了具体的工程解决方案。比如，在讨论反馈电路在高频下的稳定性时，书中对环路增益和相位裕度的计算方法，比我本科时学的那套经典反馈理论要严谨得多，考虑到了传输线的延迟效应和器件的宽带特性，这使得设计出来的电路在实际PCB上测试时，稳定性大大提高，不再是实验室里“看着好，一搬到线上就跑偏”的尴尬局面。我对其中关于功率放大器（PA）的偏置点选择和效率优化那几章印象最深刻，它不只是简单地告诉你要工作在AB类或C类，而是深入分析了不同偏置点下，载流子迁移率、集肤效应如何共同影响输出功率和饱和效率的阈值，这种深入到物理层面的探讨，极大地提升了我对整个射频电路设计哲学层面的理解。这本书的深度，绝对不是入门级的参考手册可以比拟的，更像是一本需要反复研读的“武功秘籍”。