高频电路设计与制作

高频电路设计与制作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:[日] 市川裕一
出品人:
页数:278
译者:卓圣鹏
出版时间:2006-8
价格:39.00元
装帧:
isbn号码:9787030173690
丛书系列:图解实用电子技术丛书
图书标签:
  • 高频电路
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具体描述

《高频电路设计与制作》是高频电路设计的入门书,其内容包括:高频的基础知识,开关、低噪声放大器、混频器、滤波器、检波电路、振荡电路以及PLL等的设计与制作。这些设计与制作都是最基本的概念,根据实际的图表加以说明,使初学者能很快进入高频电路设计领域,对一些有经验的设计者而言,《高频电路设计与制作》也是一本不可或缺的参考书。

模拟电子技术基础 内容简介: 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化等相关专业的学生以及电子爱好者提供一份全面、深入的模拟电子技术基础教程。全书内容涵盖了从最基本的半导体器件原理到复杂的集成电路应用,力求在理论深度与工程实践之间取得完美的平衡。 第一部分:半导体器件基础 本部分深入剖析了构成现代电子系统的基石——半导体器件的物理特性与工作机理。 第一章:半导体物理基础 详细阐述了本征半导体和杂质半导体的能带理论、载流子输运现象(漂移与扩散)。重点讲解了P型和N型半导体的掺杂过程及其电学特性。通过对费米能级的深入讨论,为后续器件的分析打下坚实的理论基础。 第二章:PN结理论与二极管 系统介绍PN结的形成、内建电场、势垒电容以及在不同偏置状态下的伏安特性曲线。详细分析了二极管在小信号和大信号工作状态下的等效电路模型。此外,还专门探讨了齐纳二极管、肖特基二极管、变容二极管等特种二极管的工作原理、应用场景及其在电路中的设计考量。针对开关特性,讨论了二极管的动态响应时间及其在整流电路中的应用极限。 第三章:双极性晶体管(BJT) 本章是BJT部分的重点。从少子扩散、复合、漂移等微观机制出发,推导出晶体管的Ebers-Moll模型。详细讲解了BJT的几种工作区(截止、放大、饱和)及其在不同组态(共射、共基、共集)下的直流和交流小信号模型。重点分析了T模型和$pi$模型,并结合实际电路,如单级放大器、推挽输出级,讨论了晶体管的结温效应、功耗限制和安全工作区(SOA)的概念。同时,深入探讨了晶体管的非线性失真,如交越失真及其消除方法。 第四章:场效应晶体管(FET) 涵盖了结型场效应晶体管(JFET)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的结构、工作原理和特性曲线。重点分析了MOSFET的阈值电压、跨导参数$K$以及其在增强型和耗尽型器件上的差异。详细介绍了MOSFET作为开关器件的优点,尤其是在数字电路和低功耗模拟电路中的应用。对DMOS、LDMOS等功率MOSFET的结构和特性进行了简要介绍。 第二部分:放大电路分析与设计 本部分将理论知识应用于实际的放大电路设计,强调频率响应和稳定性分析。 第五章:基本放大电路组态与分析 系统分析了单级和多级放大电路的直流偏置电路设计。对于交流信号的放大,重点阐述了小信号模型在不同工作点下的应用。详细讨论了共源共基、共射共基等复合组态的增益、输入输出阻抗特性。引入了反馈理论的基础概念,分析了负反馈对放大器带宽、输入输出阻抗和稳定性的影响,并区分了电压串联、电流并联等四种基本反馈组态。 第六章:频率响应与带宽 深入研究了放大电路的低频和高频特性。基于米勒效应,详细推导了RC耦合放大器的转折频率。利用高频等效电路,分析了晶体管的$alpha$和$eta$的频率滚降,推导了过渡频率$f_T$和最大振荡频率$f_{max}$的计算方法。讲解了 Bode 图的绘制及其在判断系统稳定性和带宽估算中的应用。 第七章:运算放大器(Op-Amp)原理与应用 从差分放大器开始,逐步构建理想运算放大器的基本结构,分析了共模抑制比(CMRR)和开环增益。详细介绍了理想运放的十大经典应用电路,包括反相放大器、同相比例器、加法器、减法器、积分器和微分器。针对非理想运放,讨论了输入失调电压、输入偏置电流、压摆率(Slew Rate)对电路性能的影响,并给出了实际应用中的补偿和去耦技术。 第八章:有源滤波器设计 本章聚焦于频率选择性电路的设计。区分了无源滤波器与有源滤波器的优劣。详细讲解了巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)等经典滤波器在低通、高通、带通和带阻结构中的设计流程和元件取值。介绍了Sallen-Key等实用化的有源滤波器实现拓扑,并讨论了元件容差对滤波器性能的影响。 第三部分:信号处理与产生 本部分关注信号的转换、调制与产生技术。 第九章:线性电源与稳压技术 讲解了AC-DC转换过程中的整流、滤波和稳压环节。详细分析了线性稳压器(如三端可调稳压器723、LM317)的工作原理、负载调整率和输出阻抗。重点讨论了开关型稳压电源(Buck、Boost、Buck-Boost)的基本拓扑结构、工作周期控制(PWM)原理及其在提高效率和减小体积方面的优势。 第十章:波形发生与塑形电路 介绍了如何利用模拟电路产生标准波形。详细讲解了多谐振荡器、施密特触发器在方波和矩形波产生中的应用。重点介绍了基于特定集成电路(如555定时器)的精确脉冲和振荡电路的设计。深入分析了锯齿波和三角波的产生电路,例如积分与限幅相结合的架构,并讨论了如何精确控制输出波形的对称性和频率。 第十一章:调制与解调基础 虽然数字通信日益普及,但模拟调制仍是许多基础应用和RF前端的基石。本章介绍了调幅(AM)、调频(FM)的原理和基本实现电路,包括乘法器、压限器等关键模块。同时,讲解了包络检波、比例检波等解调电路的实现,并分析了噪声对模拟调制系统的影响。 附录:常用器件数据与设计工具 包含常用BJT、MOSFET、运放(如TL082, LM741)的关键参数表格,以及SPICE仿真软件在分析放大电路瞬态响应和交流特性中的基础指令与应用示例,指导读者将理论设计转化为可验证的仿真模型。 本书结构清晰,理论推导严谨,并通过大量的例题和实验指导,帮助读者建立起扎实的模拟电路设计思维,为后续学习高频、微波电路或专用集成电路(ASIC)打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

第l章 欢迎进入高频世界——成为高频工程师为目标
1.1 频带和电路
1.2 高频电路设计环境的变化
1.3 现在高频电路设计中广泛存在的弊端
第2章 高频的基础知识——为了更好地理解高频信号
2.1 信号的波长
2.2 高频电路看作分布常数的电路
2.3 高频中最重要的工作是传输线的设计
2.3.1 表示传输线电气特性的“特性阻抗”
2.3.2 高频使用的传输线
2.4 用分布常数与集中常数制作的高频电路
2.5 高频中功率比电压与电流更容易处理
2.5.1 S参数的概要
2.5.2 实际高频元件数据表中记载的S参数
2.6 用史密斯图求阻抗
2.6.1 史密斯图
2.6.2 在史密斯图上描绘阻抗
2.6.3 元件与传输线路的增加以及史密斯图上的阻抗轨迹
2.7 高效率地传输高频信号的技术——匹配
2.7.1 禁止使用电阻取得匹配
2.7.2 阻抗匹配实例1
2.7.3 阻抗匹配实例2
2.7.4 匹配电路构成的不同造成输入阻抗特性的差异
2.7.5 使用实际元件的匹配电路
2.8 实际无源元件的高频阻抗
2.9 能发挥高频电路性能的印制基板的设计
2.9.1 高频电路用印制基板的基础知识
2.9.2 印制图案的精度与特性阻抗的偏差
2.9.3 印制图案“弯曲”对特性阻抗的影响
2.9.4 邻近接地图案对信号图案的影响
2.9.5 邻近信号图案的耦合会彼此影响
第3章 开关的设计与制作——控制信号流的技术
3.1 高频开关的作用与性能
3.1.1 开关的作用
3.1.2 开关要求的性能
3.2 开关的种类与选择
3.3 高频开关所使用的半导体元件
3.3.1 PIN二极管
3.3.2 MESFET
3.4 PIN二极管作为开关元件的特性实验
3.5 开关基本型——SPST开关的种类与特性
3.5.1 两种SPST开关
3.5.2 SPST开关的接入损耗与隔离特性
3.6 SPDT开关的种类与动作
3.6.1 串联型与并联型的组合开关
3.6.2 两种串联型的组合开关
3.7 试作的SPDT开关特性的仿真分析
3.7.1 SPDT开关的规格
3.7.2 试作SPDT开关的高频特性
3.7.3 隔离特性的改善
……
直到最近,所谓“高频”是指在电气电路中一块特殊的领域。那里是“电子技术人员的世界”,尤其在微波电路的设计现场,反复使用小刀加工印制图案,完成焊接铜箔的作业。作者到现在仍然记得,在刚刚进入高频行业时,听公司的前辈说过,“成为一名合格的技术人员,需要花费10年的工夫”。. 由于在高频领域常采用试探法,因此,也许从事数字电路或低频电路的专业人员看来,高频电路世界是不易接近的领域。然而,随着移动电话的迅速普及,蓝牙(Bluetooth)、无线LAN等无线数据通信设备的快速开发,高频电路技术越来越受到关注。直到今天,人们认为“高频、微波设备是面向防卫产业的特殊技术”,但随着衬代的变迁成为最先进技..
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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坦白说,我一直对高频电路设计这个领域感到有些神秘,觉得它属于少数“高大上”的专业范畴。直到我偶然间接触到了《高频电路设计与制作》这本书,我的看法才发生了翻天覆地的改变。作者的写作风格非常接地气,他仿佛是一位经验丰富的老师傅,正在手把手地教你如何制作一件精美的“工艺品”。书中的内容,从最基础的电磁波的传播速度和方向,到如何理解和计算电路的电感、电容在高频下的表现,都解释得非常透彻。我特别喜欢书中关于射频收发前端的设计讨论。作者从接收机和发射机的基本架构出发,逐步深入到各个关键模块,比如低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器(Mixer)等。他不仅给出了这些模块的设计原理,还提供了大量的实例电路,让我能够直接学习和借鉴。让我感到非常惊喜的是,书中还花费了相当大的篇幅来讲解如何进行射频电路的仿真和测试。作者详细介绍了如何使用ADS、Microwave Office等专业仿真软件,以及如何使用矢量网络分析仪(VNA)、频谱分析仪等仪器进行实际测量。这些实践性的内容,大大提升了这本书的价值。

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我一直对如何让信息在空中“飞翔”充满着一种近乎孩童般的好奇心,直到我偶然间翻阅了《高频电路设计与制作》这本书。这本书给我带来的震撼,远不止于知识的获取,更在于它唤醒了我内心深处对于技术探究的无限热情。作者的叙事风格堪称一绝,他不是冷冰冰地罗列公式和定理,而是像一位技艺精湛的魔术师,一步步揭示高频电路的“魔法”。书中的内容,从对电磁波这一抽象概念的具象化描述,到对每一个组成高频电路的微小单元——电阻、电容、电感,在高频状态下所展现出的“变脸”般的奇特行为的细致剖析,都让我叹为观止。尤其是在讲解功率放大器和低噪声放大器部分,作者运用了大量的实际案例分析,将理论计算与实际电路搭建紧密结合。我记得其中有一个关于如何优化功率放大器效率的章节,作者提出的几种方法,比如使用集总参数技术和分布式参数技术,并对比了它们在不同应用场景下的优劣,让我受益匪浅。更重要的是,书中对于PCB布局和布线技巧的讲解,更是达到了“点石成金”的效果。那些看似微小的细节,比如走线的宽度、过孔的设计,竟然能够对整个电路的性能产生如此巨大的影响,这简直颠覆了我之前的认知。读完这本书,我不再是那个对高频电路一知半解的门外汉,而是觉得自己已经具备了初步的“实战”能力,跃跃欲试想要动手去制作一些简单的高频设备。

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作为一名业余爱好者,我一直渴望能够深入理解高频电路的设计与制作,但市面上很多书籍要么过于理论化,要么内容陈旧。《高频电路设计与制作》的出现,让我眼前一亮。这本书以一种非常系统和全面的方式,覆盖了高频电路设计的各个方面。作者从最基础的电磁波基础知识讲起,然后逐步深入到各种高频元器件的特性分析,以及实际的电路设计方法。我特别喜欢书中关于射频滤波器的设计章节。作者详细介绍了不同类型滤波器的设计原理,如低通、高通、带通和带阻滤波器,并给出了Butterworth、Chebyshev、Bessel等几种逼近法的计算公式和设计步骤。他甚至还讨论了如何使用仿真软件来进行滤波器的设计和优化,这对于我这样缺乏实践经验的爱好者来说,是非常宝贵的指导。更让我感到惊喜的是,书中还包含了很多关于实际制作的经验分享。作者不仅给出了详细的元件选择指南,还强调了PCB布局和布线的重要性,并提供了一些降低寄生参数、提高电路性能的实用技巧。例如,关于如何合理地进行接地处理,如何选择合适的过孔数量和大小,这些细节的指导,让我觉得这本书不仅仅是理论的堆砌,更是可以落地实践的宝藏。

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作为一名电子爱好者,我一直对无线通信的底层技术有着浓厚的兴趣,但市面上很多关于高频电路的书籍都过于理论化,让人望而却步。直到我读了《高频电路设计与制作》,我才找到了真正符合我需求的读物。这本书的作者仿佛是一位经验丰富的老工匠,用最朴实却又最深刻的语言,将高频电路的设计和制作过程展现在我的眼前。书中对于各种高频器件,比如射频晶体管、混频器、锁相环(PLL)等,都进行了非常详尽的介绍,不仅讲解了它们的工作原理,还提供了很多实际的应用电路和设计注意事项。我尤其喜欢书中关于射频链路预算分析的部分,作者用一个完整的实例,一步一步地教我如何计算链路的增益、噪声系数,如何预测信号的传输距离和误码率,这让我对整个无线通信系统的设计流程有了清晰的认识。更让我感到兴奋的是,书中还包含了一些关于PCB布局和射频干扰(RFI)抑制的实用技巧,这些都是在学校里很难学到的宝贵经验。作者分享了他多年实践中总结出的“独门秘籍”,比如如何合理布局接地平面,如何避免信号串扰,如何选择合适的滤波器件来抑制杂散辐射等。读完这本书,我感觉自己不再是那个只懂理论的“书呆子”,而是变成了一个对高频电路有初步实践能力的“动手派”,迫不及待地想要将书中的知识应用到我的DIY项目中。

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在我心中,《高频电路设计与制作》这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一堂生动而深刻的“大师课”。作者以一种极其严谨又不失趣味的方式,引领我探索了高频电路设计的复杂世界。我特别欣赏书中对于“为什么”的深入挖掘。比如,为什么在100MHz以上的频率下,一个简单的电阻会表现出电感的特性?为什么电容在高频下也会有串联电感?作者通过清晰的物理模型和数学推导,让我不仅知道“是什么”,更理解了“为什么”。书中对射频混频器和倍频器的深入剖析,也让我大开眼界。作者详细讲解了不同类型的混频器,如平衡混频器、单平衡混频器等,以及它们在实际应用中的优缺点。他甚至还探讨了如何减小混频器的本振泄漏和射频泄漏,这些都是在实际设计中非常棘手的问题。更让我感到惊喜的是,书中还专门辟出一章来讨论高频电路的可靠性设计。作者从元器件的老化、电源的稳定性、环境因素的影响等方面,详细阐述了如何设计出更稳定、更可靠的高频电路。他还提供了一些实际的测试方法和加速寿命测试的技巧。这些内容,让我觉得这本书的价值远超于一般的技术指南,它是在培养我们成为一个真正意义上的“高频电路工程师”。

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对于我来说,尝试理解高频电路就如同试图攀登一座巍峨的山峰,之前尝试过几本相关书籍,却总是因为晦涩的公式和抽象的概念而感到力不从心。《高频电路设计与制作》的出现,彻底改变了我的看法。这本书的独特之处在于,它没有一开始就抛出复杂的理论,而是从最直观的电磁波现象入手,层层递进,循序渐进地引导读者进入高频世界的殿堂。作者用了很多贴近生活的例子,比如收音机、手机信号等,来解释高频电路的重要性,这大大降低了学习的门槛。我印象最深刻的是书中关于阻抗匹配的部分,作者不仅解释了为何阻抗匹配如此重要,还用各种图例和类比,将抽象的S参数、史密斯圆图等工具变得易于理解。他详细讲解了不同阻抗匹配网络的搭建方法,以及如何利用测量仪器来验证匹配效果。此外,书中对于射频功率放大器的设计,也给予了极大的关注。作者详细介绍了不同功率放大器拓扑结构(如AB类、C类)的特点和应用,以及如何通过偏置、增益控制等手段来优化其性能。更让我惊喜的是,书中还包含了一些关于实际制作中可能遇到的问题,例如焊接技巧、元器件选择的注意事项,以及如何进行基本的故障排除。这些细节的处理,让整本书的实用性大大增强,不再是纸上谈兵。

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要说最近让我最“上头”的一本书,《高频电路设计与制作》绝对榜上有名。我原本是电子工程专业的学生,虽然学过一些基础电路知识,但在高频领域总感觉隔着一层纱,抓不住重点。这本书就像一把钥匙,唰地一下就替我拨开了迷雾。作者在开篇就用非常形象的比喻,解释了为什么高频电路的设计思路和低频电路会有天壤之别,这一点就立刻吸引了我。后面关于传输线理论的讲解,更是把我从死记硬背的公式中解脱出来,让我真正理解了阻抗匹配和驻波比这些概念背后的物理意义。书中有大量的图表和仿真结果,让我能直观地看到信号在传输线上的传播过程,以及各种不匹配带来的“灾难性”后果。我特别欣赏书中关于射频滤波器设计的部分,作者不仅列出了几种常见的滤波器类型,还详细介绍了它们的Butterworth、Chebyshev等设计逼近方法,并给出了详细的计算步骤和设计实例。最让我惊喜的是,书中还涉及到了射频集成电路(RFIC)的一些基本设计理念,虽然没有深入到具体的芯片设计,但已经让我对这个前沿领域有了初步的认识。此外,书中关于接地和屏蔽的章节,也让我茅塞顿开,明白了为什么很多高频电路会出现意想不到的噪声和干扰问题,以及如何去规避这些问题。这本书让我觉得,高频电路设计并非高不可攀,只要掌握了正确的方法和思维,任何人都可以走上这条充满乐趣的探索之路。

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长久以来,我一直对那些能够实现远距离通信的设备充满了好奇,而高频电路正是这一切的基石。《高频电路设计与制作》这本书,以其清晰的逻辑和详实的内容,为我揭开了高频世界的面纱。作者并没有回避这个领域复杂的数学公式,但他巧妙地将这些公式与实际的物理现象联系起来,让我能够更好地理解它们背后的含义。我尤其欣赏书中关于传输线理论的讲解。作者通过生动的图示和实例,将原本抽象的概念,如波阻抗、反射系数、驻波比等,变得直观易懂。他详细讲解了在不同终端条件下,传输线的行为会发生怎样的变化,以及如何通过阻抗匹配来最大程度地减少信号损失。这本书在射频功率放大器的设计方面,也提供了非常有价值的信息。作者分析了不同类型放大器的优缺点,以及如何根据具体的应用需求选择合适的放大器类型。他甚至还讨论了如何进行非线性失真分析和如何优化放大器的线性度,这对于需要追求高质量信号的工程师来说,是非常重要的内容。更让我感到惊喜的是,书中还包含了一些关于高频PCB布局和布线的设计规范,以及如何进行电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)的初步分析。这些内容对于确保电路的稳定运行和满足法规要求具有重要的指导意义。

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作为一名在电子行业摸爬滚打多年的工程师,我深知高频电路设计是一门既有深度又有广度的学科。《高频电路设计与制作》这本书,在我看来,是一本将理论深度与实践广度完美结合的杰作。作者在书中并没有仅仅停留在基础理论的阐述,而是将目光投向了实际应用中的各种挑战。我特别欣赏书中对于射频开关和衰减器设计的讲解,作者深入剖析了不同类型开关(如PIN二极管开关、FET开关)的工作原理和性能指标,并给出了具体的电路设计思路和元器件选型建议。这对于我们实际项目中需要进行信号路由和功率控制的设计师来说,无疑是雪中送炭。书中关于射频前端的设计,也让我受益匪浅。从天线接口到混频器,作者详细讲解了各个模块的功能和相互影响,以及如何进行链路整合和优化。特别是关于解调器和鉴频器部分的阐述,作者通过对比不同架构的优劣,让我对如何选择合适的解调方案有了更清晰的认识。此外,本书在PCB设计和电磁兼容(EMC)方面的内容,也做得尤为出色。作者不仅强调了走线长度、宽度和间距的重要性,还分享了许多关于如何进行EMC仿真的技巧和实战经验。这些内容对于我们确保产品稳定性和合规性至关重要。

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一直对无线电技术充满好奇,尤其是那些能让信号穿越空气的神秘设备。翻开《高频电路设计与制作》这本书,我原本以为会是一场枯燥的理论堆砌,但事实完全出乎我的意料。作者以一种极其生动和易于理解的方式,娓娓道来高频电路的奥秘。从最基础的电磁波传播原理,到各种元器件在高频下的特性变化,再到实际的电路设计实例,每一个章节都像是在为我打开一扇新的窗户。我尤其喜欢书中对不同类型天线的讲解,从简单的偶极子天线到复杂的定向天线,作者不仅给出了详细的设计公式和计算方法,还配以大量的图示和仿真结果,让我能够直观地理解它们的工作原理和适用场景。更让我惊喜的是,书中还包含了一些非常实用的制作经验,比如如何选择合适的PCB板材,如何进行阻抗匹配,以及如何处理寄生效应等。这些都是我在其他理论书籍中学不到的宝贵知识。读完这本书,我感觉自己对高频电路的理解不再是停留在概念层面,而是有了更深入的洞察和更强的实践能力。这本书绝对是每一个对高频电路感兴趣的爱好者和初学者不可或缺的宝藏。它不仅仅是一本技术书籍,更像是一位经验丰富的朋友,在我探索高频世界的道路上,给予我最真诚的指导和最坚定的支持。

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频率太低,实例比较老,VCO和PLL值得再翻查,希望有机会实践下。

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写得最清楚的高频书了

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频率太低,实例比较老,VCO和PLL值得再翻查,希望有机会实践下。

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频率太低,实例比较老,VCO和PLL值得再翻查,希望有机会实践下。

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写得最清楚的高频书了

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