基本信息
書名：高頻電子綫路
定價：48.00元
作者：萬國峰,王建華,馬安仁
齣版社：國防工業齣版社
齣版日期：2014-11-01
ISBN：9787118098327
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
內容提要
高頻電子綫路是電子與通信技術專業的一門重要 基礎課程，萬國峰、王建華、馬安仁主編的這本《高 頻電子綫路》係統地介紹瞭無綫通信係統主要單元電 路的組成與工作原理。本書的主要內容包括高頻小信 號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調 製與解調、角度調製與解調及反饋控製電路。本書強 調基本概念，注重實際應用，每章後都有難度適當的 習題，利於學生提高解題能力。
目錄
作者介紹
文摘
序言
電子世界的奧秘：高頻電子綫路深度探索 在信息爆炸的時代，電子技術以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從指尖輕觸的智能手機，到翱翔天際的衛星通信，再到精密復雜的醫療設備，無一不閃耀著高頻電子綫路的光輝。然而，在這些神奇的科技背後，隱藏著一套嚴謹而精妙的設計原理和實現技術。本書旨在帶領讀者深入探究高頻電子綫路的核心奧秘，揭示電磁波在電路中傳播的規律，以及如何在高頻環境下巧妙地駕馭電流與電壓，構建齣性能卓越、穩定可靠的電子係統。 第一章：電磁波的誕生與傳播——高頻世界的基石 高頻電子綫路的靈魂在於電磁波。本章將從麥剋斯韋方程組齣發，闡釋電磁場的産生機製，並深入剖析電磁波的傳播特性。我們將詳細介紹電磁波的頻率、波長、幅度、相位等關鍵參數，以及它們如何在高頻電路中相互影響，決定著信號的傳輸效率和質量。 電磁場的統一理論： 追溯麥剋斯韋方程組的精妙之處，理解變化的電場如何産生磁場，變化的磁場又如何産生電場，從而形成能夠獨立傳播的電磁波。 電磁波的傳播介質與速度： 探討電磁波在真空、空氣、介質中的傳播速度差異，以及介質的介電常數和磁導率如何影響其傳播行為。 集膚效應與鄰近效應： 深入分析在高頻情況下，電流並非均勻分布在導體截麵上，而是趨嚮於集膚效應和鄰近效應，這將如何影響導體的等效電阻，以及我們在設計中需要考慮的因素。 傳輸綫理論基礎： 引入傳輸綫的概念，闡述其等效電路模型，並詳細介紹特性阻抗、傳播常數、電壓駐波比（VSWR）等重要參數。理解這些參數對於匹配電路、減少信號反射至關重要。 反射與匹配： 詳細分析傳輸綫末端阻抗不匹配時産生的信號反射，以及如何通過阻抗匹配技術（如匹配網絡、匹配變壓器）來消除或減小反射，確保信號能量的最大化傳輸。 第二章：高頻電路中的元件特性——超越理想的現實 與低頻電路不同，高頻電路中的電子元件往往錶現齣復雜的非理想特性。電感、電容、電阻在高頻下的錶現並非一成不變，它們的寄生參數、分布參數將對電路性能産生顯著影響。本章將逐一剖析這些元件在高頻下的行為，並指導讀者如何在高頻設計中揚長避短。 電感元件在高頻下的錶現： 詳細介紹電感的自感、互感，以及在高頻下錶現齣的串聯電阻、寄生電容等。我們將探討不同類型的電感（如空心電感、鐵氧體電感、環形電感）在高頻下的適用性，以及如何選擇閤適的電感來滿足特定頻率的需求。 電容元件在高頻下的挑戰： 深入分析電容器的等效串聯電阻（ESR）、等效串聯電感（ESL）以及漏電流等寄生參數。理解這些參數如何影響電容器的濾波特性、頻率響應，以及如何通過選擇閤適的電容器材料和結構來優化高頻性能。 電阻元件的頻率效應： 探討高頻下電阻的趨膚效應、鄰近效應以及寄生電容，瞭解這些因素如何導緻電阻值隨頻率變化，並為高頻電阻的選擇提供指導。 半導體器件在高頻下的響應： 分析晶體管、二極管等半導體器件在高頻下的頻率特性，如增益-帶寬積（GBW）、結電容、Transit Time等。瞭解這些參數的限製，以及如何選擇適閤高頻應用的半導體器件。 分布參數元件的建模： 引入分布參數元件的概念，理解在微帶綫、帶狀綫等結構中，元件的電感、電容、電阻並非集中在一點，而是分布在整個導體上。學習如何對其進行精確的建模，以便於仿真和設計。 第三章：高頻電路的放大器設計——信號的忠實增幅器 放大器是高頻電子綫路中不可或缺的組成部分，其核心任務是在不引入過多失真和噪聲的情況下，將微弱的信號放大到所需的水平。本章將深入探討高頻放大器的設計原理、分類以及關鍵參數。 高頻放大器的穩定性分析： 深入分析高頻放大器可能齣現的振蕩現象，講解穩定性判據（如Bode圖、Nyquist圖、K因子、Δ因子），以及如何通過反饋、元件選擇和電路布局來確保放大器的穩定性。 功率增益與噪聲係數： 詳細闡述功率增益（Pg）和噪聲係數（NF）這兩個衡量放大器性能的重要指標，分析它們之間的權衡關係，以及如何在高頻設計中實現最佳的增益-噪聲性能。 單級放大器的設計： 學習設計不同類型的單級高頻放大器，如共發射極放大器、共集電極放大器、共基極放大器，以及其在高頻下的工作特性和局限性。 多級放大器的級聯與匹配： 探討如何將多個放大器級聯以獲得更高的增益，以及級聯過程中需要考慮的阻抗匹配問題，確保信號能量在各級之間的有效傳遞。 運算放大器在高頻下的應用： 分析理想運算放大器在高頻下的局限性，並介紹其在高頻應用中的替代方案和設計技巧，如使用高速運算放大器和補償技術。 第四章：高頻振蕩器的設計——頻率的穩定源泉 振蕩器是産生周期性電信號的裝置，在高頻通信、雷達、測量等領域扮演著至關重要的角色。本章將深入講解振蕩器的基本原理，並介紹各種高頻振蕩器的設計方法和電路拓撲。 振蕩器的工作原理： 闡述正弦波振蕩器形成的基本條件：增益滿足零相位反饋（巴剋豪森判據）和大於1的環路增益。 LC振蕩器： 詳細分析電感（L）和電容（C）構成的諧振迴路在振蕩器中的作用，介紹Colpitts、Hartley、Clapp等經典LC振蕩器電路，以及它們在高頻下的頻率穩定性、輸齣功率等特性。 RC振蕩器： 介紹RC相移振蕩器和 Wien橋振蕩器，分析其産生振蕩的機理，以及它們在低頻和中頻應用中的優勢。 石英晶體振蕩器： 深入講解石英晶體的高Q值和頻率穩定性優勢，介紹石英晶體的等效電路模型，以及如何利用石英晶體構建高精度、高穩定性的振蕩器。 壓控振蕩器（VCO）與鎖相環（PLL）： 介紹壓控振蕩器的基本原理，以及鎖相環（PLL）技術如何通過反饋機製實現頻率閤成、信號解調和頻率跟蹤，在現代通信係統中發揮著核心作用。 第五章：高頻濾波器的設計——信號的淨化器 濾波器在高頻電路中用於濾除不需要的頻率成分，保留所需信號，對於實現信號的有效傳輸和處理至關重要。本章將係統介紹各種高頻濾波器的類型、設計方法和應用。 濾波器分類與技術指標： 介紹低通、高通、帶通、帶阻等基本濾波器類型，以及通帶、阻帶、截止頻率、插入損耗、阻帶衰減等關鍵設計指標。 集中參數濾波器： 詳細介紹基於電感和電容設計的集中參數濾波器，如Butterworth、Chebyshev、Bessel等逼近函數，分析不同逼近函數在幅頻特性和相頻特性上的權衡。 分布參數濾波器： 講解微帶綫、脊波導等分布參數結構在濾波器設計中的應用，以及如何利用其長度和阻抗來構建高頻濾波器。 有源濾波器與無源濾波器： 對比分析有源濾波器（使用放大器）和無源濾波器（僅使用R, L, C元件）的優缺點，以及它們在高頻電路中的適用場景。 濾波器級聯與閤成： 探討如何將多個濾波器單元級聯以實現更陡峭的頻率選擇性，以及濾波器閤成的常用方法。 第六章：高頻電路的布局與布綫——細節決定成敗 在高頻電路設計中，元件的布局和導綫的布綫方式對電路的性能影響巨大，甚至可能導緻設計失敗。本章將深入探討高頻電路的PCB（Printed Circuit Board）布局與布綫原則，以及如何最小化寄生效應和電磁乾擾（EMI）。 地綫與電源的規劃： 強調良好的地綫和電源規劃的重要性，介紹星形接地、地平麵、電源平麵等技術，以減小地綫阻抗和電源噪聲。 信號綫的走綫規則： 詳細講解傳輸綫效應在信號綫走綫中的體現，如綫寬、綫間距、拐角處理、終端匹配等，確保信號在PCB上的高質量傳輸。 敏感元件的隔離： 介紹如何對高增益、低噪聲的敏感元件進行隔離，避免其受到其他部分的乾擾。 屏蔽與接地： 探討電磁屏蔽技術的應用，如金屬屏蔽罩、屏蔽盒等，以及如何進行有效的接地，以降低EMI。 過孔與連接器的選擇： 分析過孔在高頻電路中的寄生參數，以及如何選擇閤適的連接器，以減少信號損耗和反射。 第七章：高頻測量與仿真——驗證與優化 理論設計最終需要通過實際測量來驗證，而仿真工具則能極大地提高設計效率並幫助我們發現潛在問題。本章將介紹高頻電路的常用測量儀器和仿真軟件，以及如何利用它們進行設計驗證和優化。 矢量網絡分析儀（VNA）： 詳細介紹VNA的工作原理和測量能力，以及如何利用VNA測量S參數、阻抗、插入損耗、迴波損耗等關鍵參數。 頻譜分析儀： 講解頻譜分析儀在測量信號頻譜、噪聲、諧波等方麵的應用，以及如何利用它來評估高頻信號的質量。 示波器與信號發生器： 介紹高速示波器和信號發生器在高頻電路時域測量和信號激勵中的作用。 電磁仿真軟件： 介紹ADS、HFSS、CST等主流電磁仿真軟件的功能和應用，以及如何利用它們對高頻電路進行精確的仿真和優化。 設計流程與調試技巧： 結閤實際案例，總結高頻電路的設計流程，並分享在調試過程中可能遇到的問題及解決方法。 本書的目標是為讀者構建一個全麵而深入的高頻電子綫路知識體係。通過理論與實踐的結閤，讀者將能夠理解高頻世界的獨特規律，掌握高頻電路的設計方法，並能夠應對實際工程中的挑戰，最終設計齣高性能、高可靠性的高頻電子産品。無論您是正在學習相關課程的學生，還是緻力於高頻電子技術研發的工程師，本書都將是您探索和掌握高頻電子綫路的寶貴指南。
這本《高頻電子綫路》簡直是理論與實踐結閤的典範！作為一名電子工程專業的學生，我手上的參考書不少，但真正能讓我感到醍醐灌頂的卻不多。初次翻閱這本書時，我對高頻電路那些抽象的傳輸綫理論、Smith圓圖轉換感到頭疼不已，感覺自己像是麵對一座難以逾越的大山。然而，作者們用極其清晰的邏輯和深入淺齣的語言，將那些復雜的數學模型和物理現象娓娓道來。特彆是關於阻抗匹配和濾波器設計的部分，作者們不僅給齣瞭嚴謹的推導過程，還配以大量實際工程中的案例分析，讓我明白為什麼某些設計在理論上可行但在實際中會遇到各種寄生效應的挑戰。書中的插圖繪製得非常精妙，每一個波形圖、每一個等效電路都能準確地揭示其背後的工作原理。我印象最深的是作者對於有源器件在高頻段的非綫性特性討論，這部分內容很多教材都一帶而過，但這本書卻深入挖掘瞭它們如何影響整個係統的穩定性和動態範圍。讀完這部分的學習，我感覺自己對射頻前端的設計思路一下子清晰瞭許多，不再是盲目套用公式，而是能夠真正理解每個元件選擇背後的權衡取捨。這本書絕對是高頻領域進階學習者的必備寶典，它教會我的不僅是知識，更是一種嚴謹的工程思維。