高频电子技术 9787111353744 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名:高频电子技术

：29.00元

售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67

作者:郭兵

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787111353744

字数：365000

页码：228

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

内容提要

本书主要针对高等职业教育的特点，结合高职学生的学习方式以及多年来高职教育的实践经验编写而成，是介绍通信系统模型、接收机与发射机组成原理和高频电子线路的一体化教材，突出专业知识的实用性、综合性和先进性。通过学习本课程，读者能迅速掌握高频电子电路的基本工作原理、基本分析方法和基本单元电路以及相关典型技术的应用，具备高频电子电路的设计和测试能力。
全书共分10章，主要内容包括：绪论、高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、模拟乘法器与频率变换、振幅调制与解调、角度调制与解调、反馈控制电路、接收机与发射机和综合实训等。本书实践性强，注重理论联系实际，实训项目与理论内容交叉进行，适当增加例题和习题练习。实训项目和习题练习的内容由浅入深，配合案例逐渐提高难度，这些实训项目和习题练习可逐步提高读者的设计和实际操作能力，以期获得较好的教学效果。
本书可作为高等职业院校电子类、电气类、通信类、自动化以及机电类专业的教材和参考书，也可作为职业技术教育、技术培训及从事通信、电子信息类工程技术人员学习“高频电子电路”的参考书。

目录

作者介绍

文摘

序言

高频电子技术 内容简介 《高频电子技术》是一本系统介绍高频电子电路基本原理、分析方法和设计实现的教材。本书面向电子信息工程、通信工程、自动化等专业的高年级本科生和研究生，也适合从事高频电子技术相关领域的研究和工程技术人员参考。 本书共分为十二章，内容涵盖了从基础理论到实际应用的各个方面。 第一章 绪论 本章首先介绍了高频电子技术的定义、发展历程及其在现代科技中的重要地位。接着，阐述了高频电子技术所研究的主要对象和基本特征，如信号的频率特性、电磁场的传播规律、电路元件在高频下的行为变化等。通过对典型的高频应用领域进行概览，如无线通信、雷达、导航、射频识别（RFID）等，来展示高频电子技术的广阔前景和实际价值。最后，本章强调了学习高频电子技术所必备的数学基础和物理概念，并对后续章节的学习内容进行了初步的介绍，为读者构建一个清晰的学习框架。 第二章 集肤效应与邻近效应 本章深入探讨了导体内电流在高频下的分布特性。集肤效应是直流电或低频电在导体中的分布与高频电分布的显著差异，本章将详细解析集肤效应的产生机理，即趋肤效应，并推导出集肤深度公式，分析集肤深度与频率、导体材料电阻率及磁导率的关系。在此基础上，本章进一步引入了邻近效应，解释当两条或多条导体靠近时，它们之间的电磁场相互作用如何改变各自的电流分布，从而导致导体损耗的增加。通过具体的计算模型和图示，直观地展示了集肤效应和邻近效应对高频电路参数，特别是电阻和感抗的影响，并探讨了如何通过优化导体结构设计来减小这些效应带来的损耗，这对于提高高频电路的效率和性能至关重要。 第三章 高频电感元件 本章专注于高频电路中至关重要的无源元件——电感。首先，介绍了理想电感器的基本定义和在高频下的行为特性，包括其电感值、自感和互感等概念。然而，在高频工作时，理想电感器是不存在的，因此本章重点分析了实际高频电感器的构成及其在高频下的非理想表现。这包括了电感线圈的电感量计算，线圈的直流电阻、交流电阻（考虑集肤效应和邻近效应），以及线圈的寄生电容（绕组间电容、层间电容等）。通过对这些寄生参数的详细分析，揭示了它们如何影响电感器的品质因数（Q值）和在高频下的性能衰减。此外，本章还讨论了不同类型的高频电感器的结构特点和适用范围，如空心电感、磁芯电感（包括铁氧体、粉末材料等）的优缺点，以及它们在滤波、振荡、耦合等电路中的应用。最后，本章介绍了电感器的选择原则和设计方法，旨在帮助读者能够根据具体应用需求，合理选择和设计满足性能要求的高频电感器。 第四章 高频电容元件 本章系统地阐述了高频电容元件的特性与应用。首先，回顾了电容的基本概念，并重点分析了电容器在高频下的非理想特性。这包括了电容器的寄生电感（ESL）和等效串联电阻（ESR），它们在高频时会显著影响电容器的阻抗特性，甚至导致其在高频下呈现感性。本章将深入解析寄生电感和ESR的来源，以及它们对电容器在高频下的滤波性能、储能能力和发热情况的影响。接着，本章详细介绍了各种类型高频电容器的结构、材料和性能特点，例如陶瓷电容器（多层陶瓷电容器MLCC）、薄膜电容器、电解电容器（高频低ESR型）等，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。特别地，本章会强调高频低ESR电容器在电源滤波、去耦、退耦等关键应用中的重要作用。此外，本章还讨论了电容器的品质因数（Q值）、绝缘电阻、耐压等参数在高频应用中的意义，并提供了选择和使用高频电容器时需要注意的事项，包括安装方式、旁路技术等，以确保电路的稳定和高效运行。 第五章 高频电阻元件 本章聚焦于高频电阻元件的特性与应用。首先，复习了电阻的基本概念，并深入探讨了电阻器在高频下的表现。与电感和电容类似，高频电阻器也存在寄生效应，主要体现在寄生电感和寄生电容。本章将详细分析这些寄生参数的来源，例如电阻体的结构、引线以及封装等，以及它们如何影响电阻器在高频下的阻抗特性。接着，本章将介绍不同类型的高频电阻器，包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻（用于低阻值和高功率）、贴片电阻等，并分析它们各自的性能特点、优缺点以及适用范围。重点关注具有低寄生参数、高稳定性、低噪声等特点的专用高频电阻。此外，本章还将讨论电阻器的功率损耗、温度系数、噪声系数等参数在高频电路设计中的重要性，以及如何通过选择合适的电阻器来优化电路的性能。最后，本章会提供电阻器在高频电路中的具体应用实例，如偏置电路、衰减器、匹配网络等。 第六章 高频半导体器件 本章系统地介绍了在高频电子技术中扮演关键角色的各类半导体器件。首先，本章从基本原理出发，分析了二极管（如肖特基二极管、变容二极管）在高频下的工作特性，重点关注其开关速度、结电容、反向恢复时间等影响高频性能的关键参数。接着，本章深入阐述了双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），包括MOSFET和JFET，在高频下的行为。详细分析了这些器件的频率特性，如特征频率（fT、fmax），以及增益-带宽积（GBW）。讨论了它们在高频下的寄生参数，如结电容、栅漏电容、极间电容等，以及这些参数对放大器增益、噪声和稳定性的影响。此外，本章还将介绍专门为高频应用设计的功率晶体管，如LDMOS、GaN HEMT等，以及它们的性能优势和应用领域。本章还会涉及微波集成电路（MIC）和单片微波集成电路（MMIC）中常用的半导体器件，并探讨了这些器件的封装技术对高频性能的影响。最后，本章总结了在高频电路设计中选择和使用半导体器件应考虑的关键因素，以实现最优的性能和可靠性。 第七章 高频放大器 本章深入探讨了高频放大器的设计与分析。首先，从基本放大器电路出发，分析了各种放大器在引入高频效应后的行为变化。本章将详细介绍不同类型的高频放大器，包括单级放大器、多级放大器，以及针对特定应用设计的放大器，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、宽带放大器等。重点分析了放大器在高频下的增益、带宽、输入输出阻抗、噪声系数、线性度、稳定性和功率效率等关键性能指标。本章将详细解析影响这些指标的因素，包括晶体管的参数、器件的寄生参数、电路的拓扑结构以及匹配网络的设计。特别地，本章会深入讲解实现高增益、宽带宽和良好稳定性的技术，如中和技术、反馈技术、阻抗匹配技术等。对于功率放大器，本章还将重点讨论其效率、功率输出、失真特性以及热设计。同时，本章还会介绍实现高输入阻抗和低输出阻抗的匹配网络设计方法，以及如何利用史密斯圆图等工具进行阻抗匹配。最后，本章通过实例分析，展示了如何根据具体的应用需求，设计出满足性能要求的高频放大器。 第八章 高频振荡器 本章专注于高频振荡器的原理、设计与应用。首先，本章从振荡器产生自激振荡的基本条件出发，引入了负反馈和正反馈的概念，并详细阐述了巴克豪森判据。接着，本章深入分析了各种经典的高频振荡器电路拓扑，包括LC振荡器（如哈特莱振荡器、科尔皮兹振荡器）、RC振荡器（用于低频，但在高频应用中作为参考）以及晶体振荡器。对于LC振荡器，本章将详细分析其起振条件、频率稳定性以及输出功率，并讨论不同电感和电容值对振荡频率的影响。对于晶体振荡器，本章将重点分析石英晶体的谐振特性、等效电路以及其在高频应用中的优势，如高频率稳定性和高Q值。本章还将介绍更复杂的高频振荡器，如压控振荡器（VCO）和压控电容振荡器，并探讨了它们在高频通信系统中的调频和频率合成应用。最后，本章会讨论振荡器的噪声、相位噪声以及如何通过合理的电路设计和元件选择来提高振荡器的性能，并举例说明振荡器在高频通信、仪器仪表等领域的广泛应用。 第九章 高频滤波器 本章系统地讲解了高频滤波器的工作原理、设计方法和应用。首先，本章从滤波器的基本功能出发，介绍了低通、高通、带通和带阻滤波器等基本类型。接着，本章深入分析了滤波器在高频条件下的特点，以及元件的寄生参数如何影响滤波器的性能。本章将详细介绍几种常用的高频滤波器设计方法，包括分布式参数滤波器（如微带线滤波器、带状线滤波器）和集总参数滤波器。对于集总参数滤波器，本章将讨论使用各种高频元件（如电感、电容）构建滤波器的技术，并介绍Butterworth、Chebyshev、Bessel等经典的滤波器逼近函数，以及它们对滤波器频率响应的影响。对于分布式参数滤波器，本章将重点介绍微带线、带状线等传输线结构的设计，以及如何利用它们的阻抗和长度特性来实现滤波功能。此外，本章还会介绍一些特殊的滤波器设计，如Y型滤波器、耦合线滤波器等，并讨论其在高频电路中的应用。最后，本章将阐述滤波器性能的评估指标，如插入损耗、阻带衰减、带宽、平坦度等，并结合实例，展示了滤波器在射频前端、信号调理等领域的关键作用。 第十章 传输线理论 本章深入探讨了高频电路中不可忽视的传输线理论。首先，本章从电磁场理论出发，介绍了传输线的概念，包括其构成、特性阻抗、传播常数等基本参数。接着，本章将详细推导传输线方程，并分析在不同终端匹配条件下的电压和电流分布，如匹配负载、开路和短路终端。重点讲解了反射系数的概念，以及如何利用反射系数来分析和预测信号在传输线中的反射现象。本章将详细介绍史密斯圆图的应用，说明如何利用史密斯圆图方便地进行阻抗匹配、计算反射系数、归一化阻抗等。通过大量的实例，展示了史密斯圆图在设计匹配网络、分析电路性能中的强大功能。此外，本章还将介绍传输线的损耗，包括导线损耗和介质损耗，以及它们在高频下的影响。最后，本章将简要提及一些特殊的传输线结构，如同轴线、波导管等，并分析它们在高频和微波领域的应用。 第十一章 阻抗匹配 本章专门探讨高频电路中的阻抗匹配技术，它是保证信号有效传输和功率最大化传递的关键。首先，本章从传输线理论出发，回顾了阻抗的概念及其在高频下的重要性。接着，本章将详细阐述阻抗不匹配时产生的信号反射、功率损耗和失真等问题。本章将重点介绍各种实用的阻抗匹配方法，包括： 单调匹配网络设计： 介绍使用单个无源元件（电阻、电感、电容）进行匹配的原理和方法，并分析其局限性。 L型匹配网络设计： 详细讲解如何利用串联或并联的电感和电容组成L型网络来实现阻抗匹配，并提供具体的计算公式和设计步骤，包括考虑有源器件的负载效应。 T型和π型匹配网络设计： 扩展讲解T型和π型匹配网络的设计，分析它们的特点和适用场景，以及如何通过改变元件值来优化匹配性能。 利用史密斯圆图进行匹配设计： 再次强调史密斯圆图在阻抗匹配中的强大作用，通过图解法演示如何设计各种类型的匹配网络，包括使用匹配器件（如短截线、匹配变压器）的匹配方法。 宽带匹配技术： 讨论了实现宽带匹配的挑战，并介绍了一些宽带匹配的常用技术，如多段匹配网络、平衡-不平衡变换器等。 主动器件的匹配： 探讨了如何对放大器、振荡器等主动器件进行输入输出阻抗匹配，以实现增益最大化、噪声最小化和稳定性。 本章将通过大量的工程实例，如天线匹配、功放输出匹配、滤波器输入输出匹配等，来展示阻抗匹配在实际高频电路设计中的重要性和应用技巧。 第十二章 高频电路设计实例 本章将前面各章节所学的理论知识融会贯通，通过一系列典型的高频电路设计实例，来展示高频电子技术的实际应用。这些实例将涵盖当前主流的高频应用领域，并对每个实例进行详细的设计分析和实现讨论，包括： 射频前端模块设计： 介绍一个简单的射频收发前端的设计，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、滤波器以及开关等组件的集成，并讨论如何实现各组件之间的匹配和协调工作。 无线通信系统的基带与射频部分接口设计： 分析如何在数字基带信号和模拟射频信号之间进行有效的转换和耦合，包括ADC/DAC在高频下的应用，以及调制解调器的设计要点。 微波功率放大器设计： 深入讲解一个高性能微波功率放大器的设计流程，包括器件选择、偏置电路设计、输入输出匹配网络设计、稳定性分析以及散热考虑。 高频振荡器与锁相环（PLL）系统设计： 演示如何设计一个高稳定性的频率源，如压控振荡器（VCO）与锁相环（PLL）的组合，以实现频率合成和精确频率控制。 射频识别（RFID）系统关键模块设计： 分析RFID系统中标签和读写器中的关键高频电路，如天线、匹配电路、调制解调电路以及能量收集电路的设计。 高频信号测量与测试： 介绍在高频领域常用的测量仪器，如频谱分析仪、网络分析仪、信号发生器等，以及如何利用这些仪器对高频电路进行性能评估和故障诊断。 通过这些贴近实际工程应用的设计实例，读者可以更直观地理解高频电子技术的理论与实践之间的联系，进一步提升解决实际工程问题的能力。 总结 《高频电子技术》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的学习平台，帮助他们掌握高频电子电路的设计、分析和实现能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。本书理论与实践相结合，注重原理的阐述和工程应用的指导，力求让读者不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”。