模拟集成电路

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出版者:中国铁道出版社
作者:
出品人:
页数:291
译者:
出版时间:1996-08
价格:14.90
装帧:平装
isbn号码:9787113014391
丛书系列:
图书标签:
  • 模拟电路
  • 集成电路
  • 电路设计
  • 电子工程
  • 模拟电子
  • 射频电路
  • 信号处理
  • 低功耗设计
  • CMOS电路
  • 电路分析
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具体描述

内 容 简 介

本书共分九章,主要内容包括:放大电路基础,负反馈放大器,差分放大器与

频率特性,功率放大器,集成运算放大器及其应用,直流稳压电源,MOS场效应

管与集成电路,振荡与频率变换,光电器件原理及应用等,为便于教学,每章都有

例题、小结,并附有习题。

本书为工科院校自动控制、计算机应用与交通信号类等专业的本科教材,也可供

少学时的有线通信专业及电气、电子类的大专班使用。也可作为电子技术领域中工

程技术人员的自学参考书。

图书名称:现代通信系统原理与应用 图书简介 本书旨在深入剖析现代通信系统的核心原理、关键技术及其在当代社会中的广泛应用。本书内容涵盖了从信号的产生、传输到接收处理的全过程,系统性地介绍了通信理论的基石与前沿发展,力求为读者构建一个全面而扎实的理论框架。 第一部分:通信系统基础与信息论 本部分从最基本的概念入手,奠定读者对通信系统的整体认知。我们首先回顾了经典的模拟通信系统结构,着重分析了噪声对系统性能的影响,并介绍了放大器、滤波器等基本电路元件在通信中的作用。 核心内容聚焦于香农信息论。详细阐述了信息熵、互信息、信道容量等核心概念。通过对离散和连续信源的分析,阐明了信息论如何为通信系统的设计设定理论极限。读者将理解为什么某些信息传输速率是不可逾越的界限,以及如何通过编码来逼近这一极限。此外,本书还深入讨论了信道编码理论,包括线性分组码、循环冗余校验(CRC)以及卷积码的译码方法,如维特比译码(Viterbi Algorithm),这些是保证数据可靠传输的关键技术。 第二部分:数字调制技术与信道编码 随着信息时代的到来,数字通信已成为主流。本部分系统地介绍了各种先进的数字调制技术。内容从早期的幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)开始,逐步深入到更高效的正交幅度调制(QAM)。我们不仅分析了这些调制方式的星座图、误码率性能(BER)和频谱效率,还探讨了如何根据不同的信道条件(如高斯白噪声信道、衰落信道)选择最优的调制方案。 在信道编码部分,本书详尽介绍了前向纠错(FEC)的原理和实现。除了前述的经典编码外,还重点分析了现代高性能编码技术,如Turbo码和低密度奇偶校验码(LDPC)。这些现代编码技术是5G、Wi-Fi等新一代通信标准实现高可靠、高码率传输的基石。我们详细解析了迭代译码的原理,展示了它们如何突破香农限的约束,极大地提高了系统的抗干扰能力。 第三部分:多址接入与移动通信系统 现代通信系统的一个显著特点是允许多用户共享有限的频谱资源。本部分专注于多址接入(MA)技术的研究。详细对比了频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)的优缺点和实现机制。对于CDMA,我们深入探讨了扩频技术、伪随机噪声(PN)序列的生成与特性,以及功率控制在其中的重要性。 随后,本书将视角转向移动通信系统。系统介绍了蜂窝通信的基本架构,包括小区间划分、基站与移动台的交互流程。重点分析了第二代(2G/GSM)、第三代(3G/WCDMA)和第四代(4G/LTE)移动通信的关键技术演进。我们详细剖析了正交频分多址接入(OFDMA)在4G系统中的应用,解释了其如何有效地对抗多径效应,实现高速数据传输。此外,也对5G系统中的关键技术,如大规模MIMO(Massive MIMO)、毫米波通信和网络切片的基本概念进行了前瞻性介绍。 第四部分:现代信道传输与同步技术 信号在真实环境中传输时会经历各种失真,如衰落、多径效应和多普勒频移。本部分致力于解析这些信道效应,并介绍相应的补偿技术。 我们首先深入分析了无线信道模型,包括平坦衰落和频率选择性衰落,以及相应的瑞利和莱斯分布模型。基于这些模型,我们详细探讨了分集技术(如空间分集、频率分集)和信道均衡技术,这些是提高接收机性能的关键手段。 同步是数字通信中至关重要的环节,包括载波同步和定时同步。本书详尽地阐述了载波恢复技术,如基于锁相环(PLL)的恢复方法,以及定时信息提取的算法。对于高速率系统中的信道估计问题,本书介绍了几种经典的信道估计方法,包括最小均方误差(MMSE)估计器及其在实际系统中的权衡考量。 第五部分:先进通信技术:MIMO与认知无线电 本部分聚焦于当代通信领域的前沿热点。多输入多输出(MIMO)技术是提高频谱效率和系统容量的核心技术。我们详细介绍了空时分组码(STBC)、空时后向译码(STTC)等技术,并重点讲解了预编码(Precoding)和迫零(ZF)等多用户MIMO(MU-MIMO)的原理。读者将清晰理解如何通过增加天线数量来“倍增”系统性能。 认知无线电(CR)作为应对频谱资源短缺的有效策略,也是本部分的重点内容。我们阐述了认知无线电的核心概念——频谱感知、动态频谱接入和干扰避免。详细分析了主要的频谱感知技术,如能量检测、匹配滤波检测和循环平稳检测,并讨论了它们在实际应用中的优缺点和性能比较。 总结与展望 本书在理论推导上力求严谨,在工程实现上注重实际应用。通过对大量案例和仿真结果的分析,读者不仅能掌握通信系统的“是什么”和“为什么”,更能理解“如何做”。本书不仅适用于通信工程、电子信息工程等专业的本科高年级学生和研究生,也是从事无线通信系统设计、研发和维护的工程师的理想参考书。它提供了一个坚实的平台,使读者能够快速掌握当前主流的通信标准,并为未来更先进的无线技术(如太赫兹通信、可见光通信)的学习打下坚实的基础。 全书结构清晰,逻辑递进,配有大量图表和例题,旨在培养读者独立分析和解决复杂通信工程问题的能力。

作者简介

目录信息

目 录
第一章 放大电路基础
第一节 半导体的物理结构
一、半导体的特性
二、本征半导体
三、杂质半导体
第二节 PN结与晶体二极管
一、PN结的基本原理
二、晶体二极管
第三节 晶体三极管
一、晶体三极管的工作原理
二、三极管的电流分配关系
三、三极管的特性曲线
四、三极管的主要参数
第四节 放大电路的基本分析方法
一、放大器的工作原理
二、放大电路的图解分析法
三、放大电路的等效电路分析法
第五节 放大器工作点的稳定及偏置电路
一、工作点的稳定问题
二、分压式射极偏置稳定电路
第二章 反馈放大器
第一节
一、什么是反馈
二、反馈基本方程式
第二节 负反馈放大器的分类
一、电流串联负反馈放大器
二、电压串联负反馈放大器
三、电流并联负反馈放大器
四、电压并联负反馈放大器
第三节 负反馈对放大器性能的影响
一、增益稳定性提高
二、展宽频带
三、改善放大器的非线性失真
四、对放大器输入、输出电阻的影响
五、信号源内阻Rs对反馈放大器性能的影响
第四节 负反馈放大器的方框图分析法
一、电压并联负反馈放大器的计算
二、电流串联负反馈放大器的计算
三、电压串联负反馈放大器的计算
四、电流并联负反馈放大器的计算
第五节 单片集成负反馈放大器
一、LA3210――前置放大集成电路
二、SA-20宽频带放大器集成电路
本章小结
思考题与习题
第三章 差分放大器与频率特性
第一节 差分放大器
一、直接耦合放大器及其零点漂移
二、基本差分放大器
三、提高差分放大器技术指标的电路
四、差分放大器的失调和漂移
五、差分放大器的传输特性
第二节 放大电路的频率特性
一、频率特性的基本概念
二、频率特性的分析方法
三、晶体三极管的混合π型等效电路
四、单级差分放大器的高频特性
第三节 宽频带放大器
一、共射-共基组合电路
二、共集-共基组合电路
三、集成宽频带放大器举例
本章小结
思考题与习题
第四章 功率放大器
第一节 功率放大器的特点
第二节 单管甲类功率放大器
第三节 乙类推挽功率放大器
一、互补对称功率放大器
二、变量器耦合推挽功率放大器
第三节 集成电路功率放大器
一、集成电路双声道功率放大器――LM379
二、LM379主要性能与典型应用电路
本章小结
思考题与习题
第五章 集成运算放大器及其应用
第一节 集成运算放大器电路的组成与典型电路的分析
一、集成运算放大器的性质与组成
二、典型集成运放电路(F007)的分析
三、集成运算放大器的主要技术参数
第二节 集成运算放大器的应用
一、集成运算放大器的两种基本运算电路
二、集成运算放大器在模拟运算电路中的应用
三、电压比较器
四、脉冲信号发生器
本章小结
思考题与习题
第六章 直流稳压电源
第一节 整流滤波电路
一、整流电路
二、滤波电路
第二节 串联型稳压电路
一、硅稳压管稳压电路
二、串联型稳压电路
第三节 集成稳压器
一、W7800系列集成稳压器电路原理
二、W78凹系列集成稳压器的应用
第四节 脉宽调制(PWM)型开关稳压电路
一、脉宽调制型开关稳压电源的工作原理
二、脉宽调制型开关电源集成控制器的应用
本章小结
思考题与习题
第七章 MOS场效应管与集成电路
第一节 MOS型与结型场效应管
一、MOS型场效应管
二、结型场效应管
三、场效应管的特点
第二节 场效应管的主要参数和微变等效电路
一、参 数
二、微变等效电路
第三节 场效应管基本放大电路
一、偏置电路
二、基本放大电路
第四节 MOS模拟集成电路
一、MOS模拟集成单元电路
二、MOS模拟集成电路
本章小结
思考题与习题
第八章 振荡与频率变换
第一节 无线电发送与接收系统简介
第二节 正弦波振荡器
一、自激振荡原理与条件
二、LC正弦波振荡器
三、石英晶体振荡器
四、RC桥式振荡器
五、集成电路振荡器
第三节 调幅与检波
一、调幅原理
二、调幅波的频谱与功率
三、乘积调幅器
四、调幅波解调器――检波器
第四节 调频与鉴频
一、调频原理与调频波性质
二、调频器
三、鉴频器
第五节 混 频
一、晶体管混频器的工作原理
二、混频器中干扰简述
本章小结
思考题与习题
第九章 光电器件原理及应用
第一节 光电二极管、光电三极管的原理及应用
一、光电二极管、光电三极管的结构与工作原理
二、光电二极管、三极管的主要参数和特性
三、光电二极管、光电三极管应用电路
第二节 发光二极管的工作原理及其应用
一、发光二极管(LED)的工作原理
二、发光二极管的特性及应用
第三节 光电耦合器的工作原理及其应用
一、光电耦合器的工作原理
二、光电耦合器的应用举例
本章小结
思考题与习题
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《模拟集成电路》的教材,说实话,对于我这种刚从数字电路的大坑里爬出来的新手来说,简直就是一场精神上的“洗礼”。我原本以为,既然已经搞懂了CMOS的基本逻辑门工作原理,对模拟电路的理解应该也不会太费劲,毕竟都是半导体嘛。结果,翻开这本书,首先映入眼帘的那些跨导、密勒效应、噪声系数,直接把我拉入了一个全新的维度。它不像那些入门读物,只会简单地介绍运算放大器就是一个黑盒子,然后让你用它搭个反相放大器就万事大吉。这本书的叙述方式非常硬核,它会毫不留情地把每一个晶体管级的细节都剖开给你看,从直流偏置点的精确计算,到小信号模型参数的推导,每一步都充满了数学的严谨性。我记得刚看到第二章关于BJT的Ebers-Moll模型推导时,我花了整整一下午,才勉强跟上作者的思路,那种感觉就像是站在一座迷雾笼罩的山脚下,你知道山顶有宝藏,但通往山顶的路布满了荆棘和复杂的公式。它真的不是那种可以轻松翻阅的书,更像是需要你带着计算器、笔记本,并且时不时地停下来,对照着你自己的实验板子去理解那些抽象参数在现实中到底意味着什么。这本书的价值就在于,它强迫你必须建立起从器件物理到系统性能的完整认知链条,而不是停留在应用层面。它对那些追求深度的工程师来说,无疑是一部宝典,但对于只想应付考试或者快速做个原型设计的人来说,可能会觉得有些“过剩”了。我个人感觉,读完它,我对“模拟”这两个字有了更深刻的敬畏感。

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这本书的排版和图示风格非常“务实”,可以说完全没有为了美观而牺牲信息密度。它的插图大多是直接从仿真软件导出的波形图或者精确绘制的器件结构剖面图,线条非常密集,每一个电阻和电容的符号旁都标注着具体的参数值或者与推导公式相关的变量。对于习惯了那种色彩鲜明、图示简洁的普及读物的人来说,一开始可能会觉得有些枯燥甚至压抑。但正是这种“写实”的风格,让我对书中的内容产生了强烈的信任感。它给我的感觉是,这本书的作者们是真正拿着这些图纸在晶圆厂里磨练出来的,而不是纸上谈兵。我尤其欣赏它对非理想效应的处理方式,比如它不会仅仅停留在讨论增益带宽积(GBW),而是会深入探讨由于有限的转换速率(Slew Rate)和非线性导致的失真问题,并提供了具体的补偿电路设计思路。这本书教会我一个重要的观念:在模拟世界里,设计往往是关于“权衡”(Trade-off)的艺术,没有完美的电路,只有最适合当前约束条件的那个。它不是一本能让你轻松愉快的读物,但它绝对是一本能让你在职业生涯中不断回味和参考的重量级作品。

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我接触过几本号称是“经典”的模拟电路书,但很多都停留在二十年前的设计哲学上,很多参数和设计方法在现代的深亚微米工艺下已经显得有些力不从心了。这本《模拟集成电路》给我的感觉就非常与时俱进,它没有沉溺于那些已经过时的手册公式,而是非常注重现代EDA工具下的设计思维。最让我印象深刻的是它对匹配和失配的讨论,这部分内容写得极其细致入微。在高速、高精度设计中,晶体管之间的微小差异——那种热噪声、工艺漂移导致的参数波动——才是决定最终电路性能的瓶颈。这本书没有回避这些现实的挑战,反而把它当作核心内容来讲解。它详细分析了如何通过版图设计来优化共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR),甚至提到了对MOS晶体管的几何形状进行精心布局的重要性。我特别喜欢其中关于折叠共源共栅结构(Folded Cascode)的章节,作者不仅给出了理论分析,还对比了不同偏置点的带宽和增益取舍,这比教科书上那种“这个结构很好”的简单描述要实用得多。它不是简单地告诉你“要这么做”,而是告诉你“为什么这么做是当前工艺下最好的妥协方案”。这种基于实际限制的深度分析,让我觉得这本书是活的,是紧跟行业前沿的,读起来非常解渴,因为它解决的都是那些在仿真软件里跑了无数次依然搞不明白的“疑难杂症”。

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我一直觉得,一本好的工程教材,除了理论深度,还应该提供足够多的案例来印证理论的有效性。这本书在这方面做得非常出色,但它的案例选择偏向于那些“重量级”的应用场景。它没有过多关注那些简单的低频应用,而是把笔墨集中在了高速数据转换器(ADC/DAC)和高精度传感接口电路上。比如,对动态范围和有效位数(ENOB)的详细分析,以及如何利用斩波稳定技术来消除低频1/f噪声,这些内容在我目前接触的其他教材中很少能看到如此深入的讲解。它对开关电容电路的分析尤其精彩,作者清晰地展示了电荷注入和时序误差是如何影响最终的转换精度,并通过具体的电路拓扑展示了如何通过巧妙的开关策略来最小化这些误差的影响。这些案例的复杂度已经接近于业界顶尖水平的论文描述,所以读起来非常“过瘾”,因为它展示了理论的终极应用潜力。如果说有什么可以改进的地方,或许是希望书中能增加一些针对特定工艺(比如SOI或者GaN)的设计考量,让应用场景的指向性更明确一些,但瑕不掩瑜,它在展示“如何把模拟电路做到极致”方面,做得堪称典范。

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坦率地说,这本书的阅读体验并不轻松,它更像是一部严谨的学术专著,而不是面向大众读者的科普读物。它的叙事节奏非常紧凑,每一个段落都承载着大量的技术信息,几乎没有多余的寒暄或背景铺垫。如果你是带着“我要快速学会搭建一个滤波器”的目的去翻阅,你很可能会在第一章就感到挫败。它跳过了很多初级电子学的基础概念,直接假设读者已经对半导体器件有了一定的物理认知。例如,在讲解反馈理论时,它直接使用了复杂的S参数和环路增益的概念,并没有花大量篇幅去解释反馈对稳定性的基础影响。这使得这本书的门槛非常高,对于自学者而言,需要极强的自律性和交叉学科的知识储备。我发现,我必须频繁地查阅相关的电磁场理论和随机过程的知识才能完全消化其中关于噪声和非线性失真的章节。它更像是为已经有了几年经验,想要从“会用”进阶到“精通”和“创新”的工程师准备的工具书。它不是用来“读完”的,而是用来“参考”和“钻研”的。每一次重新翻开它,都会有新的理解和感悟,因为它提供的是看待电路问题的底层逻辑框架,而不是固定的设计公式集。

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