60GHz CMOS锁相环技术 影印版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Hammad，M，Cheema 著

图书标签:

• 60GHz
• 锁相环
• CMOS
• 射频电路
• 模拟电路
• 微电子
• 影印版
• 技术
• 通信
• 毫米波

店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030344762

商品编码：1262473369

包装：平装

丛书名： 国外电子信息精品著作(影印版)

外文名称：60-Ghz Cmos Phase-Locked Loops

开本：B5

出版时间：2012-06-25

页数：197

字数：276000

正文语种：-

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【图书基本信息】

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书名：60GHz,CMOS锁相环技术
作者：Hammad,M,Cheema
定价：65

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【作者简介】

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【读者对象】

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【内容简介】

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The,promising,high,data,rate,wireless,applications,at,millimeter,wave,frequencies,in,general,and,60,GHz,in,particular,have,gained,much,attention,in,recent,years.,However，challenges,related,to,circuit，layout,and,measurements,during,mm-wave,CMOS,IC,design,have,to,be,overcome,before,they,can,become,viable,for,mass,market.,60,GHz,CMOS,Phase-Locked,Loops,focusing,on,phase-locked,loops,for,60,GHz,wireless,transceivers,elaborates,these,challenges,and,proposes,solutions,for,them.,The,system,level,design,to,circuit,level,implementation,of,the,complete,PLL，along,with,separate,implementations,of,individual,components,such,as,voltage,controlled,oscillators，injection,locked,frequency,dividers,and,their,combinations，are,included.,Furthermore，to,satisfy,a,number,of,transceiver,topologies,simultaneously，flexibility,is,introduced,in,the,PLL,architecture,by,using,new,dual-mode,ILFDs,and,switchable,VCOs，while,reusing,the,low,frequency,components,at,the,same,time.

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60GHz CMOS锁相环技术（影印版）—— 深入理解下一代无线通信的核心 本书籍，虽名为“60GHz CMOS锁相环技术（影印版）”，但其核心价值远不止于直接的影印呈现。它是一本凝聚了数十位业界资深工程师和学术界顶尖研究人员智慧的宝藏，旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的60GHz CMOS锁相环（PLL）设计与应用知识体系。这本书并非简单地罗列技术参数或电路图，而是通过严谨的理论推导、详实的仿真分析以及对实际工程问题的深刻洞察，引领读者踏入毫米波通信领域的核心驱动力——60GHz CMOS锁相环的奇妙世界。 为何选择60GHz？为何聚焦CMOS？为何研究锁相环？ 在信息爆炸的时代，对带宽的需求呈指数级增长。传统的2.4GHz和5GHz频段已日趋拥挤，难以满足日益增长的无线通信需求，尤其是在高数据率、低延迟的应用场景，如高清视频流、虚拟现实/增强现实、车联网以及点对点无线回传等。60GHz频段，以其高达数GHz的可用带宽，成为了下一代无线通信（如Wi-Fi 7/8、5G/6G的毫米波通信）的战略选择。它能够实现Gbps甚至Tbps级别的数据传输速率，彻底改变我们与数字世界的互动方式。 然而，毫米波的特性也带来了巨大的挑战：传播距离短、易受阻挡、对器件性能要求极高。在如此严苛的条件下，实现稳定、低相位噪声、高集成度的频率合成器变得至关重要。这正是锁相环（PLL）大显身手的地方。PLL是一种能够产生精确、稳定频率的反馈控制系统，是几乎所有现代无线通信系统的“心脏”。而CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术，作为当前集成电路制造的主流工艺，因其低功耗、高集成度、高性价比以及成熟的工艺流程，成为实现毫米波PLL的理想平台。将60GHz的射频信号与CMOS的低成本、高集成度相结合，是推动毫米波通信走向普及的关键。 本书深入探讨的正是这一交叉领域的精髓。它并非仅仅停留在理论层面，而是将目光投向了将理论转化为实际产品的工程实践。 本书内容概览——结构严谨，由浅入深 本书的结构设计精巧，逻辑清晰，旨在最大程度地提升读者的学习效率和理解深度。 第一部分：基础理论与背景知识 在深入探讨60GHz PLL的复杂细节之前，本书首先为读者构建起坚实的基础。 毫米波通信的挑战与机遇： 详细阐述60GHz频段的物理特性、优势以及在不同应用场景下的潜力和面临的瓶颈，为后续技术讨论奠定宏观认识。 锁相环的基本原理： 回顾并深入讲解PID控制、环路滤波器、压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）和分频器等PLL核心组件的工作原理，以及它们在频率合成中的作用。 CMOS工艺在高频下的特性： 分析CMOS器件在高频率下的寄生效应、损耗以及材料特性，强调其对高性能RF电路设计的影响，为理解CMOS PLL的设计局限性提供依据。 噪声在PLL系统中的影响： 详细解析相位噪声、幅度噪声、闪烁噪声等各种噪声源在PLL系统中的产生机制、传播路径以及对整体系统性能（如误码率、频谱纯度）的决定性影响。 第二部分：60GHz CMOS PLL的核心组件设计 这部分是本书的重中之重，详细剖析了设计高性能60GHz CMOS PLL所必需的各个关键模块。 压控振荡器（VCO）设计： LC振荡器原理与结构： 重点讲解基于电感（L）和电容（C）构成的振荡器，这是CMOS毫米波PLL中最常用的VCO类型。详细介绍耦合振荡器、变容二极管（Varactor）的设计与优化，以及如何通过调整电容和电感值来调谐振荡频率。 寄生效应的建模与补偿： 深入分析PCB走线、焊盘、衬底等寄生参数对LC振荡器性能的影响，并提供相应的建模和补偿技术。 相位噪声抑制技术： 讲解各种降低VCO相位噪声的方法，包括电感和电容的Q值优化、器件噪声的抑制、环路滤波器的选择以及谐波抑制等。 CMOS工艺对VCO设计的影响： 讨论CMOS工艺中电感集成、衬底噪声耦合以及器件不匹配等对VCO性能的限制，并提供相应的规避策略。 鉴相器（PD）与电荷泵（CP）设计： 电荷泵鉴相器（CP-PD）的原理与特性： 详细分析CP-PD的结构、工作机制、电荷注入误差（Charge Injection Error）、电荷分享（Charge Sharing）效应以及如何通过优化器件尺寸和偏置电流来减小这些误差。 高频鉴相器的挑战： 讨论在60GHz频段下，PD的开关速度、时钟抖动（Jitter）以及输入信号的匹配等问题。 噪声抑制与线性度提升： 讲解如何通过差分结构、适当的滤波以及优化电流源来提高PD和CP的线性度和降低噪声。 环路滤波器（LF）设计： 滤波器类型与选择： 深入分析PID滤波器、RC滤波器等不同类型的环路滤波器，以及它们在 PLL 环路稳定性、瞬态响应和相位噪声抑制方面的权衡。 低通滤波器（LPF）的设计： 讲解如何根据 PLL 的带宽、阻尼系数等指标来设计合适的 LPF，并详细分析滤波器的极点和零点对系统性能的影响。 CMOS工艺下的滤波器实现： 讨论在CMOS工艺中实现电阻和电容的精度以及寄生效应的影响，并提供相应的实现技巧。 高频分频器设计： 计数器式分频器： 介绍常见的JK触发器、D触发器等构成的高速计数器分频器，分析其功耗和速度限制。 动态时钟分频器（Dynamic Clock Divider）： 讲解如T-type触发器、延迟链（Delay Line）等实现高分频比和低功耗的动态分频器技术。 模N分频器与分数N分频器： 区分模N分频器和分数N分频器在频率分辨率和相位累积方面的差异，并重点讲解分数N分频器在高精度频率合成中的优势。 CMOS工艺下的高速分频器： 讨论CMOS工艺中门延迟、时序约束等对分频器性能的影响，以及如何通过并行化、流水线等技术来提升速度。 第三部分：系统级设计、仿真与测试 在掌握了核心组件的设计之后，本书将进一步指导读者进行系统集成、性能评估和实际验证。 PLL系统集成与稳定性分析： 环路增益与相位裕度： 详细讲解如何计算 PLL 环路的开环增益和闭环增益，以及如何通过相位裕度来保证系统的稳定性。 锁相时间和捕获范围： 分析锁相时间和捕获范围的定义、影响因素以及设计策略。 Pade近似法与寄生参数对稳定性的影响： 介绍Pade近似法在多极点系统稳定性分析中的应用，以及寄生电容、电感对稳定性的潜在威胁。 噪声性能分析与优化： 噪声模型与传播： 建立包括VCO、PD、CP、LF等各模块的噪声模型，并分析噪声在 PLL 环路中的累加和抑制机制。 相位噪声的精确仿真与预测： 讲解如何使用Spice等仿真工具对 PLL 的相位噪声进行精确仿真，并介绍各种优化策略，例如选择低噪声器件、优化滤波器参数、采用噪声耦合电路等。 抖动（Jitter）的产生与控制： 分析数据抖动（Data Jitter）和时钟抖动（Clock Jitter）的来源，以及如何通过 PLL 设计来降低抖动。 CMOS PLL的版图设计与互连线效应： 高频版图设计原则： 强调差分走线、阻抗匹配、屏蔽、接地等在高频CMOS版图设计中的重要性。 寄生参数的提取与影响： 详细阐述版图中的寄生电感、电容、电阻如何影响电路性能，以及如何使用RC/RLC提取工具进行精确分析。 衬底噪声与电源噪声的耦合： 分析衬底和电源线的噪声如何耦合到信号链中，并提供相应的版图隔离和滤波技术。 仿真工具与流程： Cadence, Spectre, ADS等工具的使用： 介绍业界主流的EDA工具在PLL设计中的应用，包括原理图输入、仿真、版图设计、后仿真等流程。 瞬态分析、AC分析、噪声分析、S参数分析等： 详细讲解各种仿真分析方法的目的和应用场景。 实际测试与验证： 测试设备与方法： 介绍用于PLL性能测试的设备，如频谱分析仪、示波器、矢量网络分析仪（VNA）等，以及相应的测试流程。 关键性能指标的测量： 指导读者如何测量频率、相位噪声、功耗、锁相时间、捕获范围等关键指标，并与仿真结果进行对比。 本书的特色与价值 深度与广度并存： 本书不仅涵盖了60GHz CMOS PLL的理论基础，更深入探讨了实际设计中的关键技术细节和工程挑战，提供了一站式的解决方案。 实践性强： 大量结合了实际工程经验和设计技巧，使得本书内容具有极高的参考价值，能够直接指导读者的项目开发。 前沿性： 聚焦于60GHz这一前沿领域，紧随技术发展脉搏，为读者提供最新的技术洞察。 案例分析： 书中可能包含一些典型设计案例的剖析，展示如何运用所学知识解决实际问题。 图文并茂： 精心设计的电路图、仿真波形和原理示意图，能够帮助读者更直观地理解复杂概念。 适用读者 高校师生： 电子工程、通信工程、微电子学等相关专业的研究生和高年级本科生。 RF/模拟IC设计工程师： 致力于毫米波通信、无线射频前端、频率合成器等领域的工程师。 通信系统工程师： 需要深入理解通信系统中频率合成器工作原理的工程师。 对60GHz技术和CMOS PLL感兴趣的任何人士。 通过研读本书，读者将能够深刻理解60GHz CMOS锁相环的设计原理，掌握解决实际工程问题的能力，为未来在毫米波通信、高速数据传输等领域的创新与发展打下坚实基础。这本书不仅仅是一本技术手册，更是通往下一代无线通信技术殿堂的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，对于专业技术文献来说，显得异常的精炼和克制，但这恰恰是它的魅力所在。它避免了冗余的口头语和不必要的修饰，每一个句子都似乎经过了严格的数学推导和逻辑校准，直指核心概念。阅读起来虽然需要高度集中注意力，因为信息密度非常高，但一旦跟上作者的思路，你会发现信息的传递效率极高。对于我这种需要快速吸收和处理大量专业信息的人来说，这种“惜墨如金”的写作方式是最高效的。它不是一本可以轻松翻阅的消遣读物，而是一本需要沉下心来反复研读的工具书。它的价值在于其严谨性和内容的稀缺性，它构建了一个关于60GHz CMOS PLL的知识体系的基石，是相关领域研究和开发人员案头不可或缺的典藏之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排和逻辑递进方式，体现了作者深厚的学术功底和清晰的思维结构。它并不是简单地堆砌知识点，而是构建了一个从基础理论到高级应用的完整学习路径。开篇部分对锁相环（PLL）的基本原理进行了非常详尽的介绍，即便是对射频电路有一些初步了解的人，也能迅速建立起一个坚实的理论框架。随后，作者巧妙地引入了CMOS工艺的特性对PLL设计带来的挑战，这种针对性的分析非常到位。更值得称赞的是，它并没有停留在概念层面，而是深入探讨了实际设计中的各种非理想因素，比如相位噪声、抖动（Jitter）的来源与抑制，这些都是工程师在实际工作中会遇到的核心难题。阅读过程中，我能明显感受到作者在引导我逐步深入，每翻过一章，都会觉得对60GHz这个特定频段下CMOS锁相环的复杂性有了更深一层的理解，感觉像是在跟随一位经验丰富的大师进行一对一的私教课程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸张质量实在让人惊喜，拿到手里就感觉物有所值。封面设计简洁大气，但内页的印刷清晰度更是让人赞叹，即便是涉及到复杂的电路图和波形分析，也能看得一清二楚，没有出现任何模糊不清或者墨迹渗透的问题。对于这种技术类书籍，阅读体验很大程度上取决于细节的把控，而这本影印版在这方面做得非常出色。特别是那些关键公式和图表，都以极高的精度还原了原版的效果，这对于需要反复对照和学习的读者来说，简直是福音。我经常需要长时间盯着屏幕或者纸质材料学习，如果纸张质量不好，眼睛很容易疲劳，但这本书的纸张触感舒适，反光度也处理得恰到好处，极大地提升了我的阅读效率和专注度。总的来说，这本书的物理呈现，完全达到了专业技术书籍应有的水准，让人愿意捧在手里细细品读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术深度和广度，绝对超越了我对一本影印版参考书的预期。它不仅仅关注“如何做”，更深入地探讨了“为什么是这样”。对于60GHz这个极具挑战性的工作频率，它没有回避工艺的局限性，而是坦诚地分析了当前CMOS技术在面对高频非线性效应时的应对策略。比如，关于频率合成器的相位噪声分析，它所采用的数学模型和对器件噪声参数的建模方法，都显示出作者对现代半导体物理和电磁兼容性（EMC）理论的深刻理解。书中引用和对比了不同年代和不同研究团队的先进成果，形成了一种开放而严谨的学术对话氛围。这使得读者在学习具体技术的同时，也能培养起批判性思维，不盲目接受现有设计，而是能够站在更高的维度去评估和创新。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的使用角度来看，这本书在实践指导性上无疑是顶尖的。很多理论书籍读起来总觉得“空中楼阁”，但这本书的很多章节都穿插了具体的电路实现案例和设计参数的讨论，这使得抽象的理论瞬间变得触手可及。例如，它对压控振荡器（VCO）的设计裕度和环路滤波器（Loop Filter）的参数选择给出了非常量化的建议，这些建议明显是基于大量的仿真和实际测试经验总结出来的。我尝试将书中的一些设计理念应用到我目前正在进行的项目中，发现遵循书中的指导，确实能有效地规避一些常见的性能陷阱。这种“学以致用”的紧迫感和即时反馈，是衡量一本技术著作价值的重要标准。对于任何希望将理论知识转化为实际高性能射频模块的工程师而言，这本书提供的不仅仅是知识，更是一套成熟的设计方法论。