Phase Noise and Frequency Stability in Oscillators pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Rubiola, Enrico

出品人:

页数:226

译者:

出版时间:2008-11

价格:$ 111.87

装帧:

isbn号码:9780521886772

丛书系列:

图书标签:

Phase noise
Frequency stability
Oscillators
RF circuits
Microwave circuits
Analog circuits
Signal processing
Communication systems
Electronic engineering
Measurement techniques

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具体描述

Presenting a comprehensive account of oscillator phase noise and frequency stability, this practical text is both mathematically rigorous and accessible. An in-depth treatment of the noise mechanism is given, describing the oscillator as a physical system, and showing that simple general laws govern the stability of a large variety of oscillators differing in technology and frequency range. Inevitably, special attention is given to amplifiers, resonators, delay lines, feedback, and flicker (1/f) noise. The reverse engineering of oscillators based on phase-noise spectra is also covered, and end-of-chapter exercises are given. Uniquely, numerous practical examples are presented, including case studies taken from laboratory prototypes and commercial oscillators, which allow the oscillator internal design to be understood by analyzing its phase-noise spectrum. Based on tutorials given by the author at the Jet Propulsion Laboratory, international IEEE meetings, and in industry, this is a useful reference for academic researchers, industry practitioners, and graduate students in RF engineering and communications engineering.

《电子电路设计与仿真实践指南》内容概要：本书旨在为电子工程领域的学生、工程师和技术爱好者提供一套全面且深入的电子电路设计、分析与仿真实践指南。全书内容紧密围绕现代电子系统中的核心电路模块展开，从基础的元器件特性剖析到复杂的系统级集成，力求构建一个理论与实践紧密结合的学习路径。我们专注于实用性，强调通过实际案例和行业标准工具来验证设计理念，帮助读者快速掌握从概念构思到成品实现的整个流程。第一部分：基础理论与器件特性深入解析本部分奠定了坚实的电路基础。首先，我们详细回顾了线性电路和非线性电路的基本分析方法，重点阐述了基尔霍夫定律、叠加定理在线路分析中的应用，以及交流稳态分析的关键技术，例如使用相量法处理含电容和电感的电路。紧接着，我们对半导体器件进行了深入的剖析。晶体管部分，我们不仅讲解了双极性结型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的工作原理，还着重分析了它们在不同工作区域的等效小信号模型，这些模型是后续高频和高精度电路设计的基础。特别是，我们详细讨论了器件的寄生参数（如栅极电容、集电极电阻）对电路性能，尤其是在高频响应上的影响。二极管部分，我们超越了理想模型，探讨了肖特基二极管、齐纳二极管在稳压和开关应用中的实际特性曲线、温度依赖性以及恢复时间。此外，本书对无源元件的实际限制进行了详尽的讨论。电阻的温度系数和噪声特性、电容的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）对滤波性能和高频信号完整性的影响，以及电感器的磁芯损耗和Q值衰减，都被纳入了分析范畴。第二部分：模拟电路设计与优化模拟电路是本书的核心组成部分之一。我们从最基础的偏置电路和单级放大器入手，系统性地探讨了不同放大器架构的选择依据。运放（Operational Amplifier）的设计与应用是重点，我们详细讲解了如何设计高开环增益、高输入阻抗和低输出阻抗的差分输入级和输出级。关于运放的频率补偿机制，如米勒补偿法，也被详细图解，以确保闭环系统的稳定性。在滤波器设计方面，本书提供了从低通、高通到带通、带阻滤波器的完整设计流程。我们对比了巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器在通带纹波、过渡带陡峭度和群延迟方面的权衡取舍。读者将学会如何根据具体应用场景（如音频处理或射频预处理）选择合适的逼近函数，并利用软件工具实现精确的元件值计算和响应预测。功率放大器（PA）的设计被单独成章。内容涵盖了A、B、AB、C类放大器的效率分析、散热设计考量以及输出匹配网络的设计，目标是实现高效且失真可控的功率传输。第三部分：数字电路与逻辑系统集成数字部分侧重于现代CMOS逻辑电路的工作原理和系统集成。我们深入分析了CMOS反相器和基本逻辑门（NAND, NOR）的延迟特性、扇出能力以及功耗模型，特别是静态功耗与动态功耗的精确计算。存储单元方面，SRAM和DRAM单元的结构、读写时序和刷新机制被详尽解析。对于组合逻辑和时序逻辑的设计，本书强调了时序约束的分析，包括建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）裕度计算，以避免亚稳态的发生。在控制器设计方面，有限状态机（FSM）的设计方法，包括同步和异步FSM的结构选择、状态编码策略，被通过实例清晰阐述。我们还讨论了可编程逻辑器件（PLD，如CPLD和FPGA）的基本结构及其在快速原型开发中的应用优势。第四部分：系统级仿真与设计验证本部分是连接理论与实践的关键桥梁。我们重点介绍和应用行业标准的仿真工具（如SPICE及其衍生工具）进行电路建模与仿真。读者将学习如何构建精确的器件级模型，并进行瞬态分析、交流扫描、直流扫描以及噪声分析。仿真不仅仅是验证，更是优化。我们详细阐述了蒙特卡洛仿真在参数容差分析中的应用，帮助设计者预见批量生产中可能出现的性能偏差。对于涉及高速信号的电路，如PCB走线，本书提供了串扰（Crosstalk）、反射和损耗的初步仿真技巧。此外，我们探讨了系统级建模的必要性，即如何使用如MATLAB/Simulink等工具对整个系统进行行为级仿真，从而在电路实现前快速迭代和验证整体系统的功能和性能指标。第五部分：电源管理与噪声隔离技术一个高性能的电子系统离不开稳定可靠的电源。本章聚焦于线性稳压器（LDO）和开关模式电源（SMPS）的设计。LDO部分强调了瞬态响应优化和纹波抑制比（PSRR）的设计；SMPS部分则详细分析了降压（Buck）、升压（Boost）和反相（Inverting）拓扑的平均电流模型、占空比控制和电流模式与电压模式控制的差异。噪声隔离与电磁兼容性（EMC）是现代电子产品设计中不可忽视的环节。本书提供了实用的布局布线规则，包括地平面分割、去耦电容的选型与放置策略。我们还讨论了屏蔽技术和滤波器在抑制传导和辐射干扰中的作用，强调了电源轨去耦对系统信噪比（SNR）提升的重要性。结论与展望：本书的最终目标是培养读者“电路思维”，即在设计之初就能预见电路在实际工作条件下的行为，并在性能、功耗、成本之间找到最优平衡点。通过本书的学习，读者将具备从零开始设计和验证复杂模拟/混合信号电路的能力。