頻率閤成技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2026

內容簡介

《頻率閤成技術》共五章。作者根據多年來所從事的微波、射頻技術研究工作和大量的技術資料，集中、係統地論述瞭現代低噪聲頻率閤成技術及其應用與工程實現。《頻率閤成技術》取材新穎、內容豐富，具有較強的專業性。《頻率閤成技術》從工程應用的角度齣發，將理論與實踐相結閤，全麵地介紹瞭各種頻率閤成技術，並應用仿真軟件進行仿真，給齣仿真結果，具有較強的實用性。
《頻率閤成技術》是為從事測試領域工作的大學本科生和研究生編寫的專業課教材，同時也可供在通信、雷達、電子測量、儀器儀錶等無綫電技術領域從事頻率閤成和低噪聲信號源研究、設計、製造的工程技術人員參考使用。

內頁插圖

目錄

第一章 引言
1．1 頻率閤成技術概述
1．1．1 頻率閤成技術的基本概念
1．1．2 頻率數學運算的實現器件
1．2 頻率閤成器的主要技術指標
1．3 頻率閤成的基本方法
1．4 頻率閤成器的長期頻率穩定度和相位噪聲
1．4．1 長期頻率穩定度
1．4．2 相位噪聲
1．4．3 噪聲來源
1．5 頻率閤成器的應用

第二章 直接頻率閤成技術
2．1 直接頻率閤成器的基本原理和組成
2．1．1 非相關直接頻率閤成器
2．1．2 相關直接頻率閤成器
2．1．3 直接頻率閤成器的設計方法
2．2 直接頻率閤成器的幾個主要組成電路
2．2．1 混頻器
2．2．2 倍頻器
2．2．3 分頻器
2．2．4 壓控振蕩器
2．2．5 石英晶體振蕩器
2．3 直接頻率閤成器設計時應考慮的問題

第三章 間接頻率閤成技術——鎖相頻率閤成技術
3．1 鎖相環路的基本組成和工作原理
3．1．1 鎖相環路的基本組成
3．1．2 鎖相環路的工作原理
3．2 鎖相環路的相位模型及動態方程
3．2．1 鎖相環路的相位模型
3．2．2 鎖相環路的動態方程
3．2．3 鎖相環路的工作狀態
3．3 一階鎖相環路的工作過程及特性
3．3．1 捕獲與鎖定狀態
3．3．2 失鎖狀態
3．3．3 臨界狀態
3．4 二階鎖相環路的工作特性
3．4．1 二階鎖相環路的綫性化相位模型和傳遞函數
3．4．2 二階鎖相環路的頻率響應
3．4．3 二階鎖相環路的穩定性分析
3．4．4 二階鎖相環路的跟蹤特性
3．4．5 二階鎖相環路的捕獲特性
3．4．6 二階鎖相環路的輔助捕獲
3．4．7 二階鎖相環路的噪聲特性
3．5 二階鎖相環路的應用
3．5．1 調製和解調
3．5．2 頻率變換和頻率源
3．5．3 其他方麵的應用

第四章 鎖相頻率閤成器
4．1 單環分頻鎖相頻率閤成器
4．1．1 單環分頻鎖相頻率閤成器工作原理
4．1．2 單環分頻鎖相頻率閤成器的性能
4．1．3 單環分頻鎖相頻率閤成器的相位噪聲
4．2 變模分頻鎖相頻率閤成器
4．2．1 可變模程序分頻器
4．2．2 變模分頻鎖相頻率閤成器
4．3 多環鎖相頻率閤成器
4．4 小數分頻鎖相頻率閤成器
4．4．1 小數分頻鎖相環的工作原理
4．4．2 小數分頻中雜散的産生及其校正
4．4．3 ∑一△調製噪聲整形的原理
4．4．4 具有∑一△調製器的小數分頻鎖相頻率閤成器的實現
4．4．5 小數分頻鎖相頻率閤成器的設計
4．5 微波頻率閤成器
4．5．1 M／N鎖相頻率閤成器
4．5．2 YIG調諧振蕩器（YTO）
4．5．3 微波多環頻率閤成器
4．6 常用頻率閤成器芯片簡介
4．6．1 高性能鎖相環PE3293及其應用
4．6．2 用於頻率閤成的高性能鎖相芯片ADF4113

第五章 直接數字頻率閤成技術
5．1 直接數字頻率閤成基本原理
5．1．1 正弦信號的産生與時間抽樣定理
5．1．2 卣接數字頻率閤成基本原理
5．1．3 DDs的組成及各部分作用
5．1．4 實際DDS的組成及各部分作用
5．2 直接數字頻率閤成的性能
5．3 直接數字頻率閤成的相位噪聲和雜散
5．3．1 直接數字頻率閤成的相位噪聲
5．3．2 直接數字頻率閤成器的雜散分析
5．3．3 降低雜散電平的方法
5．4 集成直接數字頻率閤成器的芯片介紹和設計實例
5．4．1 直接數字頻率閤成器的芯片AD9852
5．4．2 直接數字頻率閤成器的芯片AD9858
5．5 2．4 ～4．6 GHz頻率閤成器的設計
5．5．1 頻率閤成器方案的選擇
5．5．2 時鍾産生電路的設計
5．5．3 25～45MHz移頻環參考信號産生電路的設計
5．5．4 大步進環路的設計
5．5．5 移頻環路的設計
參考文獻

精彩書摘

1．2頻率閤成器的主要技術指標
頻率閤成器的性能需要一係列技術指標來錶徵，但由於不同用途的頻率閤成器，其要求的性能差異很大（如在電子設備中的頻率閤成器與電子測量儀器中所用的頻率閤成器就有很大的不同），因此很難給齣完整的技術指標。這裏僅給齣頻率閤成器一些最基本的技術指標的含義。
1．頻率範圍
頻率範圍是指頻率閤成器最低輸齣頻率fmin和最高輸齣頻率fmax之間的變化範圍。此頻率範圍內的所有離散頻率點均能正常工作，且均能滿足其他性能指標。
2．頻率分辨力
頻率閤成器在指定的頻率範圍內産生大量的離散頻率，其頻率分辨力是指兩個相鄰頻率點之間能夠分辨的最小的間隔。不同用途的頻率閤成器對頻率分辨力的要求相差很大，如用在通信機內的頻率閤成器其頻率分辨力為25kHz、12．5kHz等，而用在頻率閤成信號源中的頻率閤成器其分辨力為1Hz或更低。
3．頻率轉換時間
頻率轉換時問是指頻率閤成器從某一個頻率轉換到另外一個頻率並達到穩定所需要的時間。直接頻率閤成器的轉換時間取決於開關時間，日前開關時間可達到納秒級，所以直接頻率閤成器的頻率轉換時間也可達到納秒級。間接頻率閤成器的頻率轉換時問取決於鎖相環路的鎖定時間。若在鎖相環路中有人工或自動頻率搜索裝置，則搜索時間也包含在內。目前問接頻率閤成器的頻率轉換時間可達到毫秒級或者更快一些。直接數字頻率閤成器的頻率轉換時間取決於數字電路的速度，一般可以達到幾個時鍾的周期。

前言/序言

　　頻率閤成技術和其他科學技術一樣，都是從實際需要中産生，並在實踐中不斷地獲得提高和發展的。它為許多電子設備和係統提供高質量而且靈活多變的本機振蕩器和高性能的測量信號源，在無綫電技術各領域得到瞭廣泛的應用。
　　頻率閤成技術是20世紀30年代提齣來的，大緻經曆瞭三個階段。第一階段是直接頻率閤成技術，是利用多個晶體振蕩器，通過分頻、倍頻、混頻獲得一係列組閤頻率信號源。第二階段是鎖相頻率閤成技術，是一個能跟蹤輸入信號相位的閉環自動控製技術，在20世紀40年代得到瞭應用，從此鎖相技術獲得迅速的發展，並且促進瞭頻率閤成技術的發展，相繼齣現瞭鎖相頻率閤成器、分頻鎖相頻率閤成器、小數分頻鎖相頻率閤成器等。隨著大規模和超大規模集成電路技術的發展，頻率閤成器的芯片大量齣現，使得鎖相頻率閤成器在無綫電領域獲得瞭更廣泛的應用。第三階段是直接數字頻率閤成技術，隨著數字電路技術的發展，20世紀90年代齣現瞭直接數字頻率閤成器。在近20多年，直接數字頻率閤成技術獲得瞭很大的發展，它完全不同於直接頻率閤成技術和鎖相頻率閤成技術。直接數字頻率閤成技術采用數字信號處理，它的輸齣頻率和相位能夠在數字信號處理器的控製下精確而快速地變化，具有極高的頻率分辨能力、相位分辨能力，以及在兩個頻率之間極快的跳變能力，因而可廣泛應用於各個領域。
　　本書作者根據多年來所從事的微波、射頻技術的研究工作和大量的技術資料，集中、係統地論述瞭現代低噪聲頻率閤成技術及其應用與工程實現。本書取材新穎、內容豐富，具有較強的專業性。本書從工程應用的角度齣發，將理論與實踐相結閤，全麵地介紹瞭各種頻率閤成技術，並應用仿真軟件進行仿真，給齣仿真結果，具有較強的實用性。

《脈衝信號的産生、整形與應用》 本書深入探討瞭現代電子係統中至關重要的脈衝信號處理技術。脈衝信號因其離散的特性，在數字通信、數據采集、時間測量、雷達係統、以及各種控製電路中扮演著核心角色。本書旨在為讀者提供一個全麵而詳實的脈衝信號技術框架，涵蓋從最基礎的脈衝産生原理，到精密的脈衝整形技術，再到其在各個領域的實際應用。 第一部分：脈衝信號的産生 本部分聚焦於如何生成不同類型和特性的脈衝信號。 基本振蕩器與觸發器： 我們將從最基本的弛豫振蕩器（如多諧振蕩器）和單穩態觸發器入手，講解它們的工作原理，如何通過元件參數的調整來控製輸齣脈衝的寬度和周期。進一步，我們將探討雙穩態觸發器（如JK觸發器、D觸發器）在構建計數器、分頻器等時序邏輯電路中的作用，這些電路是産生周期性或特定序列脈衝的基礎。 門控振蕩器與鎖相環（PLL）： 介紹如何利用門控技術，例如在時鍾信號的作用下，使振蕩器在特定時間窗口內工作，從而産生所需的脈衝。隨後，我們將深入講解鎖相環（PLL）的原理，包括壓控振蕩器（VCO）、鑒相器（Phase Detector）和環路濾波器（Loop Filter）的組成與功能。重點闡述PLL如何通過反饋機製鎖定輸入信號的頻率和相位，從而産生高精度、低抖動的時鍾脈衝，這在高速數字係統和通信係統中尤為關鍵。 脈衝發生器集成電路： 分析市麵上常用的脈衝發生器專用集成電路（IC），如NE555定時器。我們將詳細介紹NE555的內部結構、不同工作模式（如單穩態、非穩態）的電路設計和參數計算，以及如何利用其實現可調寬度的脈衝、占空比可變的方波等。 數控振蕩器（DCO）與直接數字閤成（DDS）： 隨著數字技術的發展，數控振蕩器和直接數字閤成技術在精確頻率和波形生成方麵展現齣巨大優勢。本部分將介紹DCO的基本概念，以及DDS的工作原理，即通過查錶法和數字纍加器生成精確頻率和相位的數字信號，再通過數模轉換器（DAC）輸齣所需的脈衝序列。DDS技術在需要快速、靈活改變脈衝參數的場景下具有不可替代的作用。 噪聲與抖動分析： 討論脈衝信號産生過程中不可避免的噪聲和抖動問題。我們將分析不同噪聲源（熱噪聲、閃爍噪聲、電源噪聲等）對脈衝形狀和時序的影響，以及抖動（Jitter）的定義、類型（周期抖動、隨機抖動、浴盆抖動等）及其對係統性能的危害。為後續的信號整形和係統設計提供理論依據。 第二部分：脈衝信號的整形與優化 本部分專注於如何改進和優化脈衝信號的質量，使其滿足特定應用的要求。 綫性整形技術： 介紹利用RC、RL、RLC等綫性電路對脈衝進行微分和積分，以提取脈衝的邊沿信息或實現簡單的波形變換。講解這些電路的頻率響應特性，以及它們在簡單脈衝檢測和形成中的應用。 非綫性整形技術： 深入探討使用二極管、晶體管等非綫性器件的整形電路。包括利用二極管的限幅特性，通過不同電平的二極管鉗位電路實現對脈衝幅度的限製；利用施密特觸發器（Schmitt Trigger）對失真脈衝進行整形，提高其邊沿陡峭度和抗乾擾能力，講解其遲滯（Hysteresis）特性及其意義。 高速脈衝整形： 針對高速數字信號處理的需求，介紹專門的高速整形器（如ECL、PECL、LVDS技術的整形電路）和專用IC。講解它們在提高信號上升/下降時間、減小過衝和振鈴方麵的設計思想和電路實現。 時鍾恢復與抖動抑製： 在通信係統中，從接收到的數據流中精確恢復齣時鍾信號是至關重要的。本部分將詳細介紹時鍾恢復（Clock Recovery）技術，包括基於鎖相環（PLL）的時鍾恢復，以及其他數字信號處理的恢復算法。同時，探討各種抖動抑製技術，如使用壓控振蕩器（VCO）和環路濾波器的PLL抖動濾波器，以及數字域的抖動補償方法。 眼圖分析與信號質量評估： 引入眼圖（Eye Diagram）這一強大的信號質量評估工具。詳細講解眼圖的形成原理、以及如何通過眼圖的各項指標（如眼高、眼寬、上升/下降時間、過衝、抖動等）來直觀地判斷脈衝信號的質量，並為係統優化提供指導。 第三部分：脈衝信號在關鍵領域的應用 本部分將脈衝信號的産生和整形技術與實際應用相結閤，展示其在不同高科技領域的價值。 數字通信係統： 脈衝幅度調製（PAM）、脈衝位置調製（PPM）、脈衝寬度調製（PWM）等調製技術是數字通信的基礎。我們將探討這些調製方式如何利用脈衝的幅度、位置、寬度等參數來承載信息，並介紹在接收端如何進行相應的解調。重點分析高速串行通信（如USB、PCIe、Ethernet）中對高精度、低抖動時鍾脈衝和高速整形器的需求。 數據采集與A/D轉換： 在數據采集係統中，精確的時鍾脈衝是控製A/D轉換過程、采樣率和轉換精度的關鍵。我們將分析不同A/D轉換器（如逐次逼近型、流水綫型、Σ-Δ型）的工作原理，以及脈衝信號在觸發采樣、時鍾同步方麵的作用。 時間測量與精確同步： 脈衝信號在時間測量和同步應用中具有天然優勢。介紹如何利用脈衝的邊沿來觸發事件，實現高精度的時間間隔測量（如使用時間間隔測量儀、示波器的時間測量功能）。在雷達、激光測距等係統中，發射和接收脈衝的精確同步是實現距離和速度測量的前提。 雷達與測距係統： 詳細闡述雷達係統中脈衝信號的産生、傳輸、接收與處理。包括脈衝壓縮技術，如何通過加寬發射脈衝並進行匹配濾波來提高信噪比和距離分辨率。分析多普勒效應在脈衝多普勒雷達中的應用，以及如何處理接收到的迴波脈衝來提取目標信息。 醫療診斷與生物傳感： 在醫學成像（如CT、MRI）和生物傳感領域，精確的脈衝序列用於激勵、掃描和探測。例如，核磁共振成像（MRI）中的射頻脈衝序列，以及心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）信號的采集與分析，都離不開對脈衝信號的精確控製與處理。 工業控製與自動化： 在工業自動化領域，脈衝信號被廣泛用於電機驅動（如步進電機、伺服電機）、傳感器接口、以及PLC（可編程邏輯控製器）的輸入/輸齣控製。介紹如何利用PWM技術來控製電機轉速和力度，以及如何通過脈衝計數實現位置反饋。 總結與展望 本書的最後將對脈衝信號技術的發展趨勢進行展望，包括更高速度、更高精度、更低功耗的脈衝生成與整形技術，以及在人工智能、機器學習等新興領域的潛在應用。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解脈衝信號在現代電子係統中的基礎性和重要性，並掌握設計、分析和優化脈衝信號處理電路的能力，為進一步深入研究和工程實踐打下堅實基礎。