Switchmode RF Power Amplifiers pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Grebennikov, Andrei/ Sokal, Nathan O.

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2007-6

价格:$ 115.26

装帧:HRD

isbn号码:9780750679626

丛书系列:

图书标签:

射频功率放大器
开关模式
电源电子
微波电路
无线通信
高效能放大器
电路设计
模拟电路
功率管理
RF电路

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具体描述

A majority of people now have a digital mobile device whether it be a cell phone, laptop, or blackberry. Now that we have the mobility we want it to be more versatile and dependable; RF power amplifiers accomplish just that. These amplifiers take a small input and make it stronger and larger creating a wider area of use with a more robust signal. Switching mode RF amplifiers have been theoretically possible for decades, but were largely impractical because they distort analog signals until they are unrecognizable. However, distortion is not an issue with digital signals-like those used by WLANs and digital cell phones-and switching mode RF amplifiers have become a hot area of RF/wireless design. This book explores both the theory behind switching mode RF amplifiers and design techniques for them. It provides essential design and implementation techniques for use in cma2000, WiMAX, and other digital mobile standards. Both authors have written several articles on the topic and are well known in the industry. It includes specific design equations to greatly simplify the design of switchmode amplifiers.

好的，这是一本名为《Switchmode RF Power Amplifiers》的图书的详细简介，该简介着重于阐述其内容深度、覆盖范围以及对读者的价值，同时确保描述的专业性和详尽性。 --- 图书简介：《Switchmode RF Power Amplifiers》领域前沿的深度剖析与实践指南《Switchmode RF Power Amplifiers》是一部全面、深入探讨开关模式射频功率放大器（Switchmode RF Power Amplifiers, PAs）设计的专业著作。本书旨在填补理论知识与复杂工程实践之间的鸿沟，为射频电路设计工程师、系统架构师以及相关领域的研究人员提供一个从基础原理到尖端技术实现的权威参考。在当今高速数据传输、5G/6G通信以及物联网（IoT）等应用对能效和频谱效率提出极致要求的背景下，开关模式功率放大器（特别是基于D类和E类的拓扑结构）已成为实现高效率RF功率输出的核心技术。本书正是聚焦于这些高效率、高线性度要求的放大器设计挑战与解决方案。内容结构与核心章节概览本书内容组织严谨，逻辑清晰，从射频功率放大器的基本概念出发，逐步深入到复杂的开关模式拓扑结构、器件选择、匹配网络设计以及系统集成中的关键考虑因素。第一部分：基础理论与开关放大器概念的奠基本部分为后续深入研究奠定了坚实的理论基础。第1章：射频功率放大器的角色与演进本章概述了不同类别的功率放大器（A类、AB类、H类、G类等）的优缺点及其在现代通信系统中的适用性。重点分析了线性度、效率和功率附加效率（PAE）之间的固有权衡关系，并确立了开关模式放大器（如D类、E类、F类）在追求极高效率方面的战略地位。第2章：开关模式放大器的工作原理详细阐述了开关模式放大的核心概念——硬开关与软开关。深入探讨了D类放大器的工作原理，包括脉冲宽度调制（PWM）和脉冲密度调制（PDM）技术，以及如何通过开关操作实现高效率。同时，对E类和F类放大器中的谐波控制和电压/电流波形塑形机制进行了数学建模和物理机制的解释。第3章：关键性能指标的量化分析本章聚焦于衡量开关模式PA性能的量化指标，包括输出功率（$P_{out}$）、漏极效率 ($eta_D$)、PAE、带宽以及关键的失真指标如ACPR（Adjacent Channel Power Ratio）和EVM（Error Vector Magnitude）。书中提供了这些指标在不同调制方案（如QPSK, 16-QAM, OFDM）下的具体计算方法和仿真验证。第二部分：核心拓扑结构与器件级设计这是本书的核心部分，详细剖析了各种主流开关模式PA拓扑的细节设计与优化策略。第4章：D类功率放大器的优化设计 D类放大器设计是本章的重点。内容涵盖了从低功耗便携式应用到高功率基站部署的各种D类架构。重点讲解了半桥与全桥（Push-Pull）结构的选择、栅极驱动电路的设计（对开关速度和损耗至关重要）、以及如何精确设计输出滤波器（LC滤波器）以实现最优的谐波抑制和负载匹配。特别关注了瞬态响应和死区时间（Dead Time）管理对线性度的影响。第5章：高阶谐波塑形放大器（F类与F-1类） F类和F-1类放大器通过对开关管的电压和电流波形进行精确控制，实现更高的效率和更好的带外抑制。本章深入探讨了负载牵引（Load-Pull）分析在确定最佳谐波陷波点上的应用。详细展示了如何设计多节谐振网络，以在特定谐波频率上实现开路或短路状态，从而优化开关操作。第6章：高级混合模式与高线性度技术随着对线性度的要求提高，本书探讨了如何将开关模式的高效率与传统线性放大器的优势结合。内容包括：包络跟踪（Envelope Tracking, ET）技术：如何设计快速、高效率的DC/DC电源来跟随输入信号的包络，以实现PAE的显著提升。包络再生成（Envelope Regeneration, ER）/多载波PA：针对宽带OFDM信号，分析了消除或重用失真信号中冗余能量的策略。第三部分：关键元件、匹配与集成挑战本部分着重于将理论转化为可制造和可靠的实际电路时所面临的具体工程问题。第7章：功率开关器件的选择与建模详细比较了基于LDMOS、GaAs、GaN（氮化镓）以及SiC（碳化硅）等半导体技术在开关模式PA中的应用特点。重点分析了导通电阻 ($R_{DS(on)}$)、输出电容 ($C_{oss}$)、以及开关速度对效率和散热的影响。本章提供了精确的非线性器件模型建立方法，用于仿真验证。第8章：输出匹配网络与滤波器设计开关模式PA对输出匹配网络的灵敏度极高。本章提供了准共振匹配技术的详细设计流程，旨在实现宽带操作下的高效率和低回波损耗。对于滤波器设计，着重讨论了Q值与插入损耗的平衡，以及如何在PCB布局中处理高频电流路径以最小化寄生效应。第9章：热管理与可靠性工程高效率不等于低发热，大电流和高频开关依然会产生显著热量。本章探讨了PCB层压板的选择、散热片设计、以及热阻抗分析。此外，还讨论了温度对开关器件性能（如阈值电压漂移）的影响，以及如何通过反馈机制提高长期运行的可靠性。第四部分：系统集成与未来趋势第10章：测量、测试与系统级验证本书指导读者如何使用频谱分析仪、网络分析仪和示波器对开关模式PA进行全面表征。涵盖了动态PAE测试、瞬态响应测量、以及在实际发射链路中的EVM和ACPR验证流程。第11章：面向未来的挑战与创新展望了未来通信技术（如毫米波和太赫兹通信）对高效率PA的需求，讨论了新型拓扑结构（如磁性集成元件的利用）、宽带集成电路设计（SoIC）以及人工智能在PA设计优化中的潜在作用。本书的独特价值《Switchmode RF Power Amplifiers》不仅仅是一本教科书，更是一本面向工程实践的“工具箱”。 1. 深度与广度的完美结合：本书平衡了严谨的数学推导和直观的工程洞察，确保读者不仅理解“为什么”，更能掌握“如何做”。 2. 实践导向的案例分析：书中嵌入了大量来自真实设计流程的仿真数据、电路图示和性能曲线，帮助读者直接应用于自己的项目。 3. 全面覆盖主流技术：从经典的D类到先进的ET/ER系统，本书提供了当前射频功率放大器领域所有关键技术栈的深入解析。无论是负责下一代无线电台的设计工程师，还是致力于提高移动设备能效的研究学者，《Switchmode RF Power Amplifiers》都将是您在追求高效率、高性能射频功率解决方案道路上不可或缺的基石。