{RT}锁相与频率合成-张建斌著 科学出版社 9787030328496 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建斌著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030328496

商品编码：29756193497

包装：平装

出版时间：2011-11-01

图书基本信息
图书名称	锁相与频率合成	作者	张建斌著
定价	30.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030328496	出版日期	2011-11-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

本书为高等学校“锁相与频率合成”课程的教材，讲述锁相环与频率合成器的理论、组成、性能、工程设计与实现。对锁相环的基本工作原理与性能、频率合成的基本概念与方法，以及锁相频率合成器和直接数字频率合成器的构成、设计与实现作了详细的阐述，并对全数字锁相环和软件锁相环作了介绍。 　　本书突出了“基础性、新颖性、工程性、应用性”的特点，可作为等院校通信、电子等相关专业本科生和研究生的专业教材或教学参考书，也可供从事通信、广播电视、测量、遥测遥控、雷达导航等方面的工程技术人员参考。

作者简介

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目录

前言 绪论 　0.1锁相技术的发展 　0.2锁相环的种类 　0.3锁相环路的基本特征 　0.4锁相技术的应用 　0.5频率合成技术 章　锁相环路的基本工作原理 　1.1锁定与跟踪的概念 　1.1.1相位关系 　1.1.2环路的工作状态 　1.1.3环路的工作过程及性能要求 　1.2环路的组成 　1.2.1鉴相器 　1.2.2环路滤波器 　1.2.3压控振荡器 　1.3环路的相位模型与动态方程 　1.3.1环路的相位模型 　1.3.2环路的动态方程 　习题 第2章　锁相环路的线性性能分析 　2.1环路的线性相位模型和传递函数 　2.1.1线性相位模型 　2.1.2传递函数 　2.2环路的频率响应 　2.2.1锁相环频率响应的概念 　2.2.2各种锁相环的频率响应 　2.2.3调制跟踪与载波跟踪 　2.3环路的线性跟踪 　2.3.1瞬态相位误差θe(t) 　2.3.2稳态相位误差θe(∞) 　2.3.3跟踪性能的时域指标 　2.4环路的稳定性 　2.4.1稳定的充要条件 　2.4.2稳定性判据——波特准则 　2.4.3几种环路的稳定性分析 　2.5环路的噪声性能 　2.5.1相位噪声性质 　2.5.2环路对输入白高斯噪声的“低通”滤波特性 　2.5.3环路对压控振荡器相位噪声的“高通”滤波特性 　2.5.4跳周与门限 　2.5.5采用三阶环的必要性 　习题 第3章　锁相环路的非线性性能分析 　3.1环路的非线性跟踪性能 　3.1.1锁定时的稳态相差 　3.1.2同步带δωh 　3.1.3大同步扫描速率 　3.1.4大频率阶跃量 　3.2一阶环的捕获性能 　3.2.1δω。k时的失锁状态 　3.2.3awo＝k时的临界状态 　3.3二阶环的捕获性能 　3.3.1相图及其特性 　3.3.2捕获带与快捕带 　3.3.3捕获时间 　3.4辅助捕获方法 　3.4.1人工电调 　3.4.2自动扫描 　3.4.3辅助鉴频 　3.4.4变带宽 　3.4.5变增益 　习题 第4章　频率合成的基本技术 　4.1频率合成技术概述 　4.1.1频率合成技术的基本概念 　4.1.2频率合成的基本方法 　4.1.3频率合成器的主要技术指标 　4.2频率合成器的主要实现部件 　4.2.1混频器——实现频率的加和减 　4.2.2倍频器——实现频率的乘 　4.2.3分频器——实现频率的除 　4.3直接频率合成 　4.3.1强制法 　4.3.2谐波法 　4.3.3双混频法 　4.3.4三混频法 　4.3.5双混频—分频法 　习题 第5章　锁相频率合成器 　5.1单环锁相频率合成器 　5.1.1单环锁相频率合成器的工作原理 　5.1.2单环锁相频率合成器的性能分析 　5.1.3单环锁相频率合成器的缺陷及改进 　5.2变模分频频率合成器 　5.3多环频率合成器 　5.3.1后置分频器的锁相频率合成器 　5.3.2双环频率合成器 　5.3.3三环频率合成器 　5.4小数分频频率合成器 　5.4.1基本工作原理 　5.4.2组成框图及工作过程 　5.4.3小数分频杂散的产生及其校正 　5.4.4具有σ-δ调制的小数分频频率合成器 　习题 第6章　锁相频率合成器的设计与实现 　6.1二阶锁相频率合成器的一般设计步骤 　6.1.1设计步骤 　6.1.2设计实例 　6.2单片集成锁相环组成的频率合成器设计 　6.2.1单片集成锁相环的分类及特点 　6.2.2单片集成锁相环实现的频率合成器 　6.3集成锁相频率合成器及其应用电路设计 　6.3.1mcl45106中规模集成锁相频率合成器 　6.3.2mcl45146大规模集成锁相频率合成器 　6.3.3mcl45152大规模集成锁相频率合成器 　6.3.4mcl45156大规模集成锁相频率合成器 　6.4高阶锁相频率合成器的设计 　6.4.1高阶锁相环的稳定性分析 　6.4.2采用无源超前—滞后环路滤波器的三阶环的设计步骤 　6.4.3采用74hc4060的三阶环的设计 　6.5采用adf4153的小数分频频率合成器设计 　6.5.1adf4153的内部结构及工作原理 　6.5.2采用adf4153的小数分频频率合成器的设计 　习题 第7章　频率合成器的相位噪声 　7.1相位噪声的基本概念 　7.1.1相位噪声 　7.1.2相位噪声功率谱密度 　7.1.3相位噪声的四则运算 　7.2频率合成器的寄生输出 　7.2.1环路对杂散干扰的滤除能力 　7.2.2减小杂散干扰输出的方法 　7.3频率合成器的输出相位噪声 　7.3.1频率合成器的噪声来源 　7.3.2振荡器的噪声 　7.3.3触发相位噪声 　7.3.4环路输出的噪声响应 　7.3.5环路佳参数的选择 　习题 第8章　直接数字频率合成器 　8.1直接数字频率合成的原理与性能 　8.1.1斜升波合成 　8.1.2正弦波合成—直接数字频率合成的基本原理 　8.2直接数字频率合成器的噪声分析 　8.2.1量化噪声 　8.2.2d／a转换器和输出滤波器所引起的信噪比 　8.3集成dds芯片介绍和设计实例 　8.3.1dds系列芯片简介 　8.3.2ad9830 50mhz cmosdds电路 　8.3.3ad9851 180mhz cmosdds／dac电路 　8.3.4ad9858 1gspsdds电路 　习题 第9章　锁相与频率合成技术的发展 　9.1dds pll的频率合成器 　9.1.2环内插入混频器的dds pll频率合成器电路 　9.1.3dds激励pll的频率合成器电路 　9.2全数字锁相环 　9.2.1全数字鉴相器 　9.2.2全数字环路滤波器 　9.2.3数控振荡器dco 　9.2.4全数字锁相环路举例 　9.3软件锁相环 　9.3.1软件锁相环(spll)设计的基本方法 　9.3.2软件锁相环的z域模型 　9.3.3软件锁相环的参数设置 　习题 附录　相关器件介绍 参考文献

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文摘

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序言

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《数字通信中的相位锁定与频率合成》 内容概要： 本书深入探讨了数字通信系统中至关重要的两个核心技术：相位锁定与频率合成。在数字通信信号的传输、接收和处理过程中，精确的载波相位和频率是实现数据可靠传输的基础。本书将从理论原理出发，逐步深入到实际应用，为读者提供一套系统而详尽的学习框架，涵盖从基础概念到高级技术的全面解析。 第一部分：相位锁定技术 绪论： 详细介绍相位在通信系统中的重要性，例如同步、解调、调制等。阐述相位误差可能带来的影响，如误码率升高、信号失真等，并引出相位锁定技术的必要性。 基本概念与模型： 理想锁相环（PLL）：从数学模型出发，建立环路方程，分析其基本结构（鉴相器、环路滤波器、压控振荡器）。 环路误差分析：深入分析各个环节的误差来源，包括鉴相器的非线性、压控振荡器的非理想特性、噪声干扰等，并推导相应的误差模型。 锁相环的动态特性：讲解捕获范围、跟踪范围、锁定时间、瞬态响应等关键参数的定义和计算方法。 环路的稳定性分析：介绍拉普拉斯变换、根轨迹等工具，分析不同环路滤波器参数对系统稳定性的影响。 锁相环的类型与设计： 模拟锁相环（APLL）：详细介绍基于模拟元件（如二极管、运算放大器）实现的锁相环，包括其优缺点和设计考虑。 数字锁相环（DPLL）：重点介绍数字锁相环，包括其结构、采样原理、量化效应以及不同类型数字鉴相器（如电荷泵鉴相器、乘法器鉴相器）的工作原理。 S/H锁相环（Sample-and-Hold PLL）：讲解S/H锁相环在高速数字通信中的应用，分析其优势和实现方式。 多环锁相环（MPLL）：介绍多环锁相环的设计思想，如何通过组合多个锁相环来优化性能，如提高捕获范围、降低抖动等。 锁相环的性能指标与优化： 相位噪声与抖动：深入分析相位噪声的产生机制（如器件噪声、耦合噪声），以及如何量化和降低相位抖动。 失锁与重捕获：讨论在强干扰或信号中断情况下锁相环可能出现的失锁现象，以及重捕获策略。 环路滤波器设计：介绍不同阶数环路滤波器的设计原则，以及如何在性能和复杂度之间进行权衡。 噪声抑制技术：探讨多种抑制噪声的方法，包括低噪声设计、滤波技术等。 锁相环在数字通信中的应用： 载波恢复：讲解锁相环如何从接收到的带噪信号中恢复出精确的载波信号，是解调的关键。 时钟恢复：阐述锁相环在从数据流中提取准确时钟信号方面的作用，保证数据采样。 频率同步：介绍锁相环如何实现通信系统内各设备之间的频率同步。 Demodulation and Coherent Detection：详细说明锁相环在相干解调（如QPSK、QAM）中的核心作用，通过提供精确的本地载波来正确解调数据。 符号定时恢复：解释锁相环如何与定时恢复环路协同工作，实现精确的符号定时。 第二部分：频率合成技术 绪论： 阐述频率合成在现代通信系统中的不可或缺性，例如基站、手机、雷达、软件无线电等应用。介绍频率合成技术的基本目标：产生高精度、高稳定度、低噪声、可快速切换的频率信号。 基本频率合成原理： 锁相环（PLL）在频率合成中的应用：再次强调PLL作为核心构件，通过分频器、倍频器等实现频率的灵活生成。 直接数字频率合成（DDFS）：介绍DDFS的原理，包括查找表、累加器等，分析其优点（高分辨率、快速切换、低相位噪声）和缺点（输出频率受限于时钟速率和分辨率）。 锁相环频率合成器（FSPLL）的设计与分析： 基本结构：讲解FSPLL的基本框图，包括主控PLL、小数分频器、参考频率源等。 整数分频与小数分频：详细分析整数分频器和小数分频器的工作原理。重点介绍小数分频器，如MASH（Multi-stage Sigma-Delta Modulation）结构的原理，如何通过Σ-Δ调制实现高分辨率的频率控制。 Reference Spur（参考杂散）的产生与抑制：分析杂散信号的来源，特别是小数分频器带来的参考杂散，并介绍多种抑制方法，如Σ-Δ调制器的设计、环路滤波器优化等。 相位噪声分析：详细分析FSPLL的相位噪声来源，包括参考频率源噪声、分频器噪声、鉴相器噪声、环路滤波器噪声以及小数分频器引入的噪声。 杂散与相位噪声的权衡：讨论在设计FSPLL时，如何在杂散抑制和相位噪声性能之间取得平衡。 电荷泵锁相环（CP-PLL）：重点分析CP-PLL在频率合成中的广泛应用，介绍其工作原理、电流注入、电荷累积等概念，以及如何通过优化CP设计来降低噪声和杂散。 低功耗频率合成器设计：探讨在功耗受限的应用中，如何设计低功耗的频率合成器，如采用低压差分信号（LVDDS）、优化时钟驱动等。 直接数字频率合成器（DDFS）的实现与优化： 查找表（LUT）设计：分析不同LUT大小和精度对输出信号质量的影响，以及如何通过改进LUT设计来降低量化噪声。 累加器设计：讲解累加器的位宽对频率分辨率的影响。 DDFS的相位噪声：分析DDFS的相位噪声来源，包括量化噪声、时钟抖动等。 DDFS与PLL的结合：介绍混合型频率合成器，如何结合DDFS和PLL的优点，实现高精度、低噪声、快速切换的频率合成。 频率合成器的性能指标与测试： 输出频率范围与分辨率：定义输出频率范围和频率分辨率，以及它们对系统设计的影响。 相位噪声与抖动：详细介绍相位噪声的测量方法（如频谱分析仪），以及抖动对信号完整性的影响。 杂散信号：讲解杂散信号的测量和判别方法，如旁瓣、谐波等。 开关速度：定义频率切换的速度，以及其在动态通信系统中的重要性。 功耗：讨论频率合成器在功耗方面的设计考虑。 频率合成器在数字通信中的实际应用： 基站与终端设备：讲解频率合成器如何为蜂窝网络基站和用户终端提供精确的工作频率。 软件无线电（SDR）：阐述频率合成器在SDR平台中的核心地位，实现信号的灵活生成和处理。 雷达系统：介绍频率合成器在雷达信号生成中的应用，如脉冲压缩、多普勒处理等。 测试与测量仪器：说明频率合成器在信号发生器、频谱分析仪等高精度仪器中的应用。 卫星通信：分析频率合成器在卫星上行链路和下行链路信号生成中的作用。 结论： 本书旨在为读者构建一个关于相位锁定和频率合成技术的全面而深入的认知体系。通过理论讲解、模型分析、实例分析和应用场景的阐述，读者将能够理解这些关键技术在现代数字通信系统中扮演的重要角色，并具备分析和设计相关电路的能力。本书适合通信工程、电子工程、微电子学等专业的学生、研究人员以及从事相关领域工作的工程师阅读。

评分☆☆☆☆☆

第三段评价： 这本书的装帧和印刷质量也值得称赞，铜版纸的使用使得那些复杂的电路图和波形图看起来清晰锐利，对比度极佳，这对长时间阅读和对照学习非常重要。但抛开硬件上的优点，真正让我感到惊喜的是作者在教学方法上的独到之处。他似乎深知不同读者的学习曲线和认知障碍点。在引入新的复杂概念之前，总会先用一个非常简洁的类比或者历史背景来铺垫，比如解释频率分频器（Divider）的原理时，他巧妙地回顾了早期计数器的发展，让读者在情境中理解为什么现代的二进制计数器是最佳选择。这种叙事性的引导，极大地增强了阅读的连贯性和趣味性。我甚至发现，我在阅读过程中，很多原本认为是“常识”的公式，实际上都有更深刻的理论依据，这本书就像一把精准的解剖刀，将这些“常识”彻底拆解开来，让我看清了它们是如何一步步构建起来的。这种对知识体系的完整梳理，远比零散的学习要有效得多，它培养的是一种结构化的工程思维。

评分☆☆☆☆☆

第五段评价： 总而言之，这本书的价值远远超过了其定价。对我而言，它已经从一本工具书升级为一本可以反复研读的参考手册。阅读过程中，我最大的感受是作者在确保技术准确性的同时，极力追求表达的清晰度。它成功地架起了一座坚实的桥梁，连接了抽象的数学理论与具体的工程实现。我发现，很多在实际工作中遇到的“怪问题”，其根源都可以在书中找到清晰的理论解释。例如，关于环路锁定时间和失锁检测机制的讨论，细致到了可以指导编写底层控制软件的程度。我强烈推荐给所有从事无线电通信、雷达系统或者精密仪器仪表设计的专业人士。它提供的不仅仅是知识点，更是一种解决复杂问题的思维框架。每一次重读，我都会有新的收获，感觉对锁相和频率合成这个领域又有了更深一层的理解和把握，这正是一本优秀教材的终极体现。

评分☆☆☆☆☆

第一段评价： 拿到这本书的时候，我简直是如获至宝，那种沉甸甸的质感和扉页上清晰的排版，都透露出一种专业和严谨的气息。我一直对信号处理和通信领域抱有浓厚的兴趣，特别是那些与射频（RF）技术紧密相关的概念，总是让我感到既神秘又充满挑战。这本书的作者显然是位深耕此道多年的专家，从基础的傅里叶分析到复杂的锁相环（PLL）设计原理，讲解得层层递进，逻辑清晰得让人佩服。尤其是在讲解频率合成器如何通过精密的反馈控制实现高精度的频率输出时，作者引用的那些生动的比喻和实际工程中的应用案例，极大地降低了我理解这些复杂电路的门槛。我记得有一次在调试一个模拟电路时遇到了相位噪声过大的问题，翻阅这本书的对应章节，作者对噪声源的分析和抑制方法的描述，直接点醒了我，让我的调试工作豁然开朗。这本书不仅仅是理论的堆砌，更是作者多年实践经验的结晶，对于想要系统学习和掌握现代通信系统核心技术的工程师或学生来说，绝对是案头必备的参考书。我尤其欣赏作者在处理数学推导时，总是会穿插一些直观的物理意义解释，这让冰冷的公式也变得有温度、易于接受。

评分☆☆☆☆☆

第四段评价： 我是一个对数字合成技术也感兴趣的读者，这本书在这一点上的平衡处理得非常出色。很多专注于射频技术的书籍，对数字部分的讲解往往一带而过，但这本教材没有忽略数字锁相环（DPLL）和基于查找表（LUT）的合成技术。作者对这些现代技术的前瞻性分析，让我看到了频率合成技术未来的发展方向。特别是关于低功耗和高集成度的设计挑战，书中提出的基于先进半导体工艺的优化策略，非常具有参考价值。我记得在对比不同合成架构（如Sigma-Delta调制器）的性能指标时，作者非常坦诚地指出了每种方法的Trade-off，没有陷入盲目推崇某种技术的误区。这种客观中立的评价标准，让我能够根据自己的项目需求，做出最合适的权衡选择。这本书不仅仅是传授“如何做”，更是在引导读者思考“为什么这样做最好”。对于希望跟上行业前沿的工程师来说，这种前瞻性的洞察力是至关重要的财富。

评分☆☆☆☆☆

第二段评价： 说实话，我之前也看过一些关于PLL和频率合成的入门书籍，但大多都停留在概念介绍的层面，真正深入到器件级和系统级优化时，就显得力不从心了。这本书的深度和广度，完全超出了我的预期。它没有回避那些令人头疼的非线性效应和寄生参数的影响，反而将其作为重点进行剖析。比如，在讲解VCO（压控振荡器）的设计时，作者不仅分析了理想情况下的工作原理，更详细阐述了温度漂移、电源抑制比（PSRR）这些实际设计中必须考虑的关键指标。我特别喜欢其中关于环路滤波器设计的部分，它不仅仅给出了Butterworth或Bessel的经典设计公式，更结合实际的相位裕度和瞬态响应要求，给出了实用的设计流程图。这对于我这种需要将理论快速转化为产品设计的工程师来说，简直是无价之宝。读完这部分内容，我感觉自己对“系统”这个概念有了更立体的认识——它不是一堆独立组件的简单叠加，而是相互制约、相互影响的复杂整体。这本书的价值，就在于它能带领读者穿透这些复杂的交互作用，直达问题的核心。