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杨福宝 著

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307107786

商品编码：29707351309

包装：平装

出版时间：2013-06-01

基本信息

书名:通信电子线路设计

：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:杨福宝

出版社：武汉大学出版社

出版日期：2013-06-01

ISBN：9787307107786

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

随着移动通信的迅速普及以及蓝牙、无线LAN等无线数据通信设备的快速开发，高频电路技术越来越受到关注。“高频电子线路”、“微波技术”等是电子通信类专业的重要课程，目前有许多学校的电子通信类专业也开设了此类课程，但是一般都偏重于基础理论，实验教学也仅停留在测试验证阶段。然而，由于高频电路自身的特点，对掌握高频电路的知识而言，仅有理论是不够的，需要在理论学习的基础上进一步进行实际的工程设计，尽量多地接触电路，自己动手制作，并通过测试调整使电路稳定、可靠地工作，才能从真正意义上掌握并应用该知识。因此，根据工程师教育培养计划的要求，编者结合近年来在高频电路和现代通信电子线路综合设计课程中的教学经验编写了《通信电子线路设计(高等学校教材)》(作者杨福宝)。

内容提要

《通信电子线路设计(高等学校教材)》(作者杨福宝)主要介绍现代无线通信中高频(射频)电路主要 单元电路的工作原理及设计方 法，包括电路的拓扑结构、元器件的选择以及电路参数的设计。《通信电子线路设计(高等学校教材)》共 分7章，内容包括： 高频电路的设计基础、高频小信号放大器的设计、振荡器的设计、混频器的设计、调制电路 的设计、高频功率放大器电路的设计、锁相环路及其 应用。各单元电路配有相应的设计、仿真实例，工程性强，可作为电子通信类专业“高频 电子线路”、“微波技术”等课的后续课 程的教材，也可作电子制作、课程设计、毕业设计以及电子工程技术人员从事高频电路设 计与制造的参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

《通信电子线路设计》 内容简介： 本书是一部系统性阐述通信电子线路设计理论、方法与实践的专著。全书共分为五大部分，共计十五章，旨在为读者构建一个从基础原理到前沿应用的完整知识体系，帮助读者深入理解并掌握现代通信系统中各类电子线路的设计要领与技术挑战。 第一部分：通信电子线路设计基础 (第一章至第三章) 本部分聚焦于通信电子线路设计所必需的理论基石。 第一章：通信电子线路概述与基本概念 本章首先对通信电子线路的定义、重要性及其在整个通信系统中的地位进行阐述。我们将深入探讨通信信号的频谱特性、调制解调原理（如幅度调制、频率调制、相位调制、数字调制等）及其在电路设计中的体现。接着，本章将详细介绍通信电子线路设计中常用的基本器件，包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管（BJT、MOSFET）、运算放大器等，并分析它们在通信电路中的作用和关键参数。此外，还将讲解一些基本的电路分析方法，如节点分析法、网孔分析法、叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理，为后续章节的设计分析奠定基础。本章的重点在于建立读者对通信信号本质、电路元件特性以及基础分析工具的深刻认知，为后续更复杂的设计做好铺垫。 第二章：信号与系统基础 本章深入探讨了通信电子线路设计不可或缺的信号与系统理论。我们将详细介绍各种类型的信号，包括周期信号、非周期信号、连续信号和离散信号，并讲解傅里叶级数和傅里叶变换在信号频谱分析中的应用，帮助读者理解信号在频域的特性。同时，本章会深入讲解线性时不变（LTI）系统的概念，以及系统响应（稳态响应和瞬态响应）的计算方法。滤波器作为通信系统中至关重要的组成部分，其理论基础——频率响应、幅度响应和相位响应将被详细分析。此外，本章还会介绍卷积定理、采样定理等关键概念，这些都对数字通信系统的设计至关重要。通过本章的学习，读者将能够从信号和系统的角度理解通信电子线路的工作原理，并为设计满足特定性能要求的电路提供理论指导。 第三章：射频（RF）电路基础 本章将读者引入通信电子线路设计一个极为关键的领域——射频电路。我们将详细介绍射频电路的独特性质，例如高频效应（集肤效应、邻近效应）、寄生参数的影响、以及阻抗匹配在射频电路中的极端重要性。本章将深入分析各种射频电路的建模方法，包括S参数模型、Y参数模型、Z参数模型等，并讲解如何使用这些模型进行电路分析和设计。同时，会详细讲解匹配网络的原理和设计方法，包括使用史密斯圆图进行阻抗匹配的实操技巧。此外，本章还将介绍射频电路中常用的无源和有源器件，如传输线、耦合器、功分器、电感、电容、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）等，并初步探讨它们在高频条件下的性能特点。理解和掌握射频电路的基础知识，是进行高速、高频通信系统设计的先决条件。 第二部分：核心通信电子线路设计 (第四章至第七章) 本部分将重点介绍通信系统中几种核心的电子线路模块的设计。 第四章：放大器设计 放大器是通信系统中用于增强信号功率或幅度的关键电路。本章将从多个角度深入剖析放大器的设计。首先，我们将回顾和分析不同类型的放大器配置，包括共发射极、共集电极、共基极（对于BJT）以及共源极、共漏极、共栅（对于MOSFET）。接着，我们将详细讲解放大器的静态和动态分析，包括偏置电路的设计、增益的计算、输入输出阻抗的分析以及频率响应的特性。特别地，本章将重点介绍低噪声放大器（LNA）的设计，分析噪声系数的来源与降低方法，并探讨大信号放大器（如功率放大器）的设计考虑，包括效率、线性度和功率输出。最后，本章将介绍反馈技术在放大器设计中的应用，分析负反馈对放大器性能（如增益稳定性、带宽、失真）的影响。 第五章：振荡器设计 振荡器在通信系统中是产生稳定载波信号的基础。本章将系统地介绍各种类型的振荡器设计。我们将深入讲解振荡器的基本原理，包括正弦振荡器和非正弦振荡器。对于正弦振荡器，我们将详细分析基于LC谐振（如哈特莱振荡器、科勒皮兹振荡器）和RC移相（如维恩电桥振荡器）的设计方法，并重点讨论LC振荡器中Q值对频率稳定性的影响。接着，我们将深入研究晶体振荡器，分析晶体的等效电路模型及其在高频下的行为，并讲解如何设计高稳定性的晶体振荡器。此外，本章还将介绍压控振荡器（VCO）的设计，分析其电压-频率转换特性，以及它在锁相环（PLL）系统中的作用。最后，本章将探讨振荡器的噪声性能，包括相位噪声的产生机理及抑制方法。 第六章：混频器与倍频器设计 混频器和倍频器是实现频率变换的关键电路，广泛应用于通信系统的上变频和下变频过程中。本章将深入讲解混频器的设计。我们将分析不同类型的混频器，包括二极管混频器、晶体管混频器（如单平衡混频器、双平衡混频器、 Gilbert 混频器）的工作原理，并详细讨论它们的性能指标，如转换损耗、隔离度、互调失真和噪声系数。本章还将重点介绍平衡式混频器的设计技巧，分析其抑制载波和镜像频率的能力。对于倍频器，我们将讲解其产生高次谐波的原理，并介绍实现倍频功能的电路拓扑，如倍频二极管混频器和倍频晶体管电路。通过本章学习，读者将能够设计出满足不同频率变换需求的混频器和倍频器电路。 第七章：锁相环（PLL）及其应用设计 锁相环（PLL）是一种能够跟踪输入信号频率和相位的闭环反馈系统，在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。本章将系统地介绍PLL的设计。首先，我们将详细分析PLL的基本组成部分，包括鉴频鉴相器（Phase-Frequency Detector, PFD）、环路滤波器（Loop Filter, LF）和压控振荡器（VCO）。我们将深入讲解不同类型PFD的设计及其工作特性。接着，我们将详细分析环路滤波器的设计，包括其对PLL的锁定范围、跟踪带宽、动态响应和稳定性的影响。本章还将重点讲解PLL的动态特性分析，包括小信号模型、锁定过程和失锁现象。最后，我们将广泛介绍PLL在通信系统中的应用，如频率合成、时钟恢复、信号解调和抖动抑制等，并给出相应的电路设计实例。 第三部分：高频与高速电路设计技术 (第八章至第十章) 本部分将专注于在高速和高频环境下进行电子线路设计的特殊挑战和解决方案。 第八章：传输线理论与阻抗匹配 随着通信速率的不断提高和工作频率的不断升高，信号在导线上的传播行为不再是理想化的瞬时传播，而是遵循传输线理论。本章将系统地介绍传输线理论。我们将详细分析传输线的等效电路模型，并推导集总参数模型和分布参数模型。本章将重点讲解传输线的特性阻抗、传播延迟、反射和驻波的概念，并深入分析这些参数如何影响电路的性能。阻抗匹配是解决传输线效应的关键，本章将详细介绍各种阻抗匹配技术，包括匹配网络的设计，如L型匹配、π型匹配、T型匹配，以及使用史密斯圆图进行匹配的详细步骤和技巧。此外，本章还将介绍无损传输线和损耗传输线的区别及其在实际设计中的考量。 第九章：射频（RF）放大器与功率放大器设计 本章将深入探讨射频（RF）放大器和功率放大器（PA）的设计。我们将回顾前一章中的射频电路基础，并进一步细化放大器设计。对于低噪声放大器（LNA），本章将重点关注如何在满足低噪声系数的同时，优化增益、输入输出匹配和线性度。我们将分析实现单端和差分LNA的电路拓扑。接着，我们将重点转向功率放大器（PA）的设计，这是通信系统发射链路的核心。本章将详细介绍不同类型的PA，包括A类、B类、AB类、C类和D类（开关模式）PA，并分析它们的效率、线性度、功率输出和失真特性。我们将深入讲解AB类和D类PA的设计，特别是D类PA的高效率优势。本章还将讨论PA的稳定性问题，以及如何进行稳定性分析和设计。最后，我们将介绍包络跟踪（Envelope Tracking）和数字预畸变（Digital Predistortion, DPP）等先进技术，用于提高PA的效率和线性度。 第十章：高频滤波器与耦合器设计 高频滤波器是用于选择或抑制特定频率信号的关键组件。本章将深入介绍高频滤波器的设计。我们将回顾有源和无源滤波器理论，并重点分析在高频下实现这些滤波器的特殊设计考虑。本章将详细介绍基于集总元件（如电感、电容）和分布元件（如微带线、带状线）的高频滤波器结构，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。我们将深入讲解Butterworth、Chebyshev和Elliptic等滤波器响应类型，以及它们在高频电路设计中的选择依据。此外，本章还将介绍定向耦合器、功率分配器/合成器等射频无源器件的设计。我们将详细分析耦合器的耦合系数、隔离度、插入损耗等关键参数，并介绍90度混合耦合器、180度混合耦合器（Wilkinson功率分配器）等常用耦合器。 第四部分：通信系统中的关键模块设计 (第十一章至第十三章) 本部分将聚焦于构成现代通信系统骨干的几个关键模块。 第十一章：ADC与DAC及其在通信中的应用 模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）是连接模拟世界和数字世界的桥梁，在数字通信系统中扮演着不可或缺的角色。本章将深入介绍ADC和DAC的原理与设计。我们将详细分析不同类型的ADC，如逐次逼近型（SAR）、流水线型（Pipelined）、Σ-Δ型（Sigma-Delta）和闪速型（Flash）ADC，并讨论它们的转换速率、分辨率、功耗和精度。本章将侧重于解释ADC的关键参数，如量化噪声、积分非线性（INL）、微分非线性（DNL）和信噪比（SNR）。接着，我们将分析DAC的类型，如电阻梯形DAC、电流型DAC和Σ-Δ型DAC，并讨论其主要性能指标。最后，本章将详细阐述ADC和DAC在数字通信系统中的关键应用，例如数字调制的基带信号生成、接收信号的数字化处理、以及软件定义无线电（SDR）的设计。 第十二章：混频器与解调器设计 本章将深入研究通信系统中实现信号频率变换和信息提取的混频器与解调器设计。在复习了混频器的基本原理后，本章将着重分析不同类型的混频器在解调过程中的具体应用，如上变频混频器和下变频混频器。我们将深入探讨低中频（Low-IF）和零中频（Zero-IF）架构中的混频器设计挑战，以及如何解决镜像频率抑制问题。接着，我们将详细介绍各类解调器的设计，包括幅度解调器（如包络检波器、同步检波器）、频率解调器（如斜率鉴频器、比例鉴频器、正交鉴频器）和相位解调器。对于数字信号解调，本章将探讨相干解调和非相干解调的原理，以及在数字基带处理中实现的数字解调技术。 第十三章：时钟与数据恢复（CDR）电路设计 在高速数字通信系统中，准确地从接收到的数据流中恢复出时钟信号和数据本身是一项极具挑战性的任务。本章将专门探讨时钟与数据恢复（CDR）电路的设计。我们将详细分析时钟抖动、数据眼图和误码率（BER）等概念，并讲解它们对CDR性能的影响。本章将重点介绍基于锁相环（PLL）的CDR电路设计，包括其基本结构、工作原理和锁定过程。我们将分析不同类型的鉴频鉴相器（PFD）和环路滤波器在CDR中的应用。此外，本章还将介绍其他类型的CDR技术，如延迟锁定环（DLL）和基于数字信号处理的CDR方法。最后，我们将讨论CDR电路设计中的关键考虑因素，如对码型、信道噪声和串扰的鲁棒性。 第五部分：高级主题与实践应用 (第十四章至第十五章) 本部分将触及通信电子线路设计的前沿技术和实际工程经验。 第十四章：电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI）设计 在设计高性能通信电子线路时，电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）是不可忽视的关键方面。本章将深入探讨这两个主题。对于EMC，我们将讲解辐射发射、传导发射、敏感度和抗扰度等基本概念，并分析其产生的原因。本章将重点介绍在PCB设计中降低EMC问题的策略，如接地技术、屏蔽技术、滤波技术和布局布线原则。对于信号完整性，我们将分析信号在高速PCB上传输时出现的反射、串扰、过冲、振铃和时序问题。本章将介绍SI分析的方法，如阻抗控制、端接技术、时序裕度分析以及共模噪声抑制技术。通过学习本章内容，读者将能够设计出在电磁环境中稳定工作且信号质量优良的通信电子线路。 第十五章：现代通信系统中的实例分析与未来趋势 本章将通过分析实际的现代通信系统，将前述章节中的理论知识融会贯通。我们将选取几个典型的通信系统，如蜂窝移动通信系统（4G/5G）、Wi-Fi系统、卫星通信系统或雷达系统，深入剖析其关键的电子线路设计。我们将从系统整体框图出发，逐一分析其中的关键模块，如前端射频收发器、基带信号处理单元、功率放大器、低噪声放大器、ADC/DAC等，并结合具体的电路实现来讲解其设计考量和性能权衡。此外，本章还将展望通信电子线路设计的未来发展趋势，包括软件定义无线电（SDR）、人工智能在电路设计中的应用、更高效的功率放大技术、以及面向更高数据速率和更低功耗的创新设计方法。通过这些实例分析，读者将能够更深刻地理解理论知识的实践价值，并为未来在通信电子线路设计领域的发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和校对错误多到令人发指的地步，简直像是仓促投印的草稿。不仅是常见的错别字，更严重的是，公式中的上下标、变量符号经常出现混用和颠倒的情况，这在涉及严谨逻辑的电子工程领域是致命的。我曾花费了近一个小时，试图理解一个关于时序分析的公式，最后才发现是作者在打印过程中将“微秒（μs）”的符号印成了“毫摩尔（mmol）”的符号，这种低级的失误极大地破坏了阅读的连贯性，也让人对全书内容的准确性产生了深深的怀疑。读这本书就像是走在布满地雷的雷区，你永远不知道下一个公式会不会因为一个印刷错误而让你偏离正确的理解轨道。

评分☆☆☆☆☆

作为一本所谓的“设计指南”，这本书在关键的设计流程和选型建议上做得极其保守和模糊。当涉及到实际元器件的选择和PCB布局的关键考量时，作者给出的建议永远是“应根据具体需求确定”或者“需要参考数据手册”，这对于一本指导类书籍来说是完全失职的。我期待的是能从书中看到一些经过实践检验的最佳实践（Best Practices），比如哪些电容的ESR在特定频率下会成为瓶颈，或者在高速信号传输中如何处理地线反弹的实用技巧。然而，这些宝贵的“经验之谈”在书中荡然无存，通篇都是理论陈述，让人感觉作者自己可能也从未真正动手做过一个复杂的设计项目。这本书与其叫设计指南，不如改名叫“工程理论的文献综述”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常晦涩和学院派，充满了过于复杂的数学公式和抽象的概念，但对于解释这些概念背后的物理意义和工程直觉却显得力不从心。作者似乎更热衷于展示自己深厚的数学功底，而不是帮助读者真正理解核心原理。例如，在阐述某个关键的滤波器设计准则时，作者用了整整三页的行列式和积分变换，但对“为什么”要选择这个特定拓扑结构，以及它在实际噪声环境下的表现如何，却只是轻描淡写地带过。这种“重形式轻内容”的写法，让学习过程变得异常痛苦，读完一个章节后，大脑里塞满了符号，却找不到一个清晰的轮廓，感觉就像是在试图通过看乐谱来学会演奏乐器，而没有听过任何实际的音乐。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量简直是灾难，纸张薄得跟信封纸差不多，油墨也印得忽明忽暗，拿到手里感觉就像是盗版书。更要命的是，图表的清晰度简直是在考验读者的视力极限，那些复杂的电路图，本来就难懂，现在又被印得模糊不清，简直是让人抓狂。翻开目录，感觉内容也是东拼西凑，章节之间的逻辑跳跃性极大，前一章还在讲基础的半导体器件，后一章突然就跳到了高频射频电路设计，中间完全没有平滑的过渡，让人完全跟不上作者的思路。感觉作者要么是经验不足，要么就是对如何系统地传授知识毫无概念。对于我这样一个刚入门的学习者来说，这本书简直是障碍而非助力，阅读体验极差，简直是对知识的一种亵渎。

评分☆☆☆☆☆

我本来以为这会是一本能让我对“现代数字信号处理”有一个全面而深刻理解的权威著作，毕竟封面上那拗口的标题听起来就很专业。然而，读进去后才发现，内容极其陈旧，引用了很多上个世纪八九十年代的理论和技术，对于当前主流的FPGA实现和高性能计算架构几乎只字未提。每当我试图将书中的理论与我实际接触到的新型DSP芯片进行对照时，都会发现巨大的鸿沟。作者似乎沉迷于数学推导的优雅性，而完全脱离了工程实践的现实。书中的例子也都是些脱离实际的理想化模型，缺乏可操作性，读完后感觉自己依然停留在理论的象牙塔里，对于如何将这些知识应用到实际的通信系统中毫无帮助，简直是浪费时间。