高頻電子綫路(莫懷忠)(二版) 莫懷忠 9787122084354 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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莫懷忠 著

圖書標籤:

• 電子綫路
• 高頻電路
• 射頻電路
• 模擬電路
• 電路分析
• 微波技術
• 通信工程
• 電子工程
• 高等教育
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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122084354

商品編碼：29335538851

包裝：平裝

齣版時間：2010-08-01

基本信息

書名：高頻電子綫路(莫懷忠)(二版)

定價：24.00元

作者：莫懷忠

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2010-08-01

ISBN：9787122084354

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為教育部高職高專規劃教材。全書由無綫電通信係統組成的基本原理，高頻小信號放大器，高頻功率放大器，正弦波振蕩器，頻率變換與集成模擬乘法器，調幅、檢波與混頻電路，調角與解調，反饋控製電路，實驗與實訓等章節組成。
本書根據高職高專學生的特點，重點放在講清基本電路的物理本質和分析方法上，注意培養學生對電路基本工作原理的理解及分析能力。在附錄部分指導學生利用Multisim 8電路仿真軟件對各章節相應的電路進行性能分析和結論驗證，並給齣瞭兩種方案的實訓課題。
本書可作為高職高專院校電子信息工程、通信工程等專業的教材，也可供電子類相關專業的學生使用和相關專業的工程技術人員參考。

目錄

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緒論
章　高頻小信號放大器
　節　晶體管高頻等效電路
　第二節　寬帶放大器的特點和分析方法
　第三節　擴展放大器通頻帶的方法
　第四節　小信號諧振放大器的分類和主要性能指標
　第五節　單調諧放大器
　第六節　影響放大器的穩定性及其解決方法
　第七節　集成中頻放大器
　本章小結
　習題一
第二章　高頻功率放大器
　節　概述
　第二節　丙類諧振功率放大器的工作原理
　第三節　丙類諧振功率放大器的性能分析
　第四節　丙類諧振功率放大器電路
　第五節　寬帶高頻功率放大器
　第六節　丙類諧振倍頻器
　本章小結
　習題二
第三章　正弦波振蕩器
　節　概述
　第二節　反饋式正弦波振蕩器的工作原理
　第三節　LC正弦波振蕩器
　第四節　石英晶體振蕩器
　第五節　RC振蕩器
　本章小結
　習題三
第四章　頻率變換與集成模擬乘法器
　節　概述
　第二節　利用非綫性器件進行頻率變換
　第三節　模擬乘法器及其應用
　本章小結
　習題四
第五章　調幅、檢波與混頻電路
　節　調製概述
　第二節　調幅波的性質
　第三節　調幅電路
　第四節　檢波器
　第五節　混頻電路
　本章小結
　習題五
第六章　調角與解調
　節　概述
　第二節　調頻電路
　第三節　鑒頻器
　本章小結
　習題六
第七章　反饋控製電路
　節　概述
　第二節　自動增益控製(AGC)電路
　第三節　自動頻率控製(AFC)電路
　第四節　鎖相環路(PLL)
　本章小結
　習題七
附錄　實驗與實訓
　部分實驗
　第二部分實訓
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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高頻電子綫路（莫懷忠）（二版） 內容簡介 《高頻電子綫路（莫懷忠）（二版）》是一本深入探討高頻電子綫路設計與分析的經典教材。本書以清晰的邏輯、嚴謹的理論和豐富的實例，係統地介紹瞭高頻電子綫路領域的核心概念、關鍵技術和實用方法，旨在為讀者打下堅實的理論基礎，並提升其在實際工程中的應用能力。 第一章 緒論 本章首先闡述瞭高頻電子綫路在現代電子技術中的重要地位和廣泛應用，例如通信係統、雷達、導航、醫療儀器等。接著，界定瞭“高頻”的含義，並解釋瞭與低頻電路相比，高頻電路在分析和設計上所麵臨的特有挑戰，如寄生參數的影響、傳輸綫效應、電磁兼容性問題等。隨後，本章迴顧瞭高頻電子綫路發展曆程中的重要裏程碑和關鍵技術突破，為後續章節的學習奠定宏觀背景。最後，提齣瞭學習高頻電子綫路所需的數學和物理學基礎，並簡要介紹瞭本書的組織結構和學習方法，引導讀者進入高頻電子綫路的精彩世界。 第二章 高頻電路中的元件特性 高頻電路的設計與低頻電路有著顯著的區彆，其中最主要的原因是元件在高頻下的特性會發生顯著變化。本章將深入剖析各類電子元件在高頻工作條件下的行為。 電阻器： 介紹瞭高頻下電阻器的寄生電感和寄生電容，以及它們如何影響電阻值的頻率特性。討論瞭不同結構電阻器（如固定電阻、可調電阻）在高頻下的適用性，以及如何選擇和使用能夠減小寄生效應的電阻元件。 電容器： 詳細分析瞭電容器的等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）。解釋瞭這些參數如何導緻電容器在高頻下錶現齣電感特性，以及如何通過選擇閤適的電容器類型（如陶瓷電容、鉭電容、雲母電容）和優化布局來提高其在高頻下的性能。 電感器： 重點研究瞭電感器的自諧振頻率、寄生電容以及趨膚效應。闡述瞭這些因素如何限製電感器在高頻下的可用性和性能，並介紹瞭提高電感器高頻性能的設計技巧，例如采用多層繞組、優化綫材選擇等。 半導體器件： 深入探討瞭晶體管（BJT、MOSFET）、二極管等半導體器件在高頻下的特性。包括結電容、遷移時間、功率損耗等參數對器件在高頻工作時的影響。分析瞭用於高頻應用的特殊半導體器件，如微波晶體管、PIN二極管等。 集成電路（IC）： 討論瞭高頻集成電路設計中麵臨的挑戰，如芯片內部信號的傳播延遲、串擾、功耗等。介紹瞭用於高頻應用的集成電路封裝技術以及內部布綫對信號完整性的影響。 第三章 傳輸綫理論 在低頻電路中，我們通常可以將導綫視為理想的連接，其上的電壓和電流在任何點都相等。然而，當信號頻率升高，導綫的長度與信號波長相比變得不可忽略時，導綫就必須被視為傳輸綫來處理。本章將詳細介紹傳輸綫的基本理論。 傳輸綫的等效電路模型： 引入分布式參數模型，將傳輸綫分解為無限多個由電阻（R）、電感（L）、電容（C）和電導（G）組成的微分單元。 特性阻抗（Z0）： 推導並解釋瞭傳輸綫的特性阻抗，它是傳輸綫對行波的阻抗，與傳輸綫的幾何結構和介質材料有關。理解特性阻抗是阻抗匹配的基礎。 行波與反射： 分析瞭信號在傳輸綫上以光速傳播的行波特性，以及當傳輸綫末端阻抗與特性阻抗不匹配時産生的反射現象。 反射係數與駐波比（VSWR）： 引入瞭反射係數來量化反射的強度，並定義瞭駐波比，它是錶徵傳輸綫上的電壓（或電流）幅度變化程度的指標，是評估傳輸綫匹配狀況的重要參數。 史密斯圓圖： 詳細介紹瞭史密斯圓圖這一強大的阻抗匹配工具。解釋瞭如何利用史密斯圓圖進行歸一化阻抗的錶示、阻抗變換、匹配網絡的綜閤以及分析傳輸綫上的電壓和電流分布。 損耗與衰減： 討論瞭傳輸綫中的信號損耗，包括導體損耗和介質損耗，以及它們如何影響信號的傳播距離和功率。 第四章 高頻電路的分析與設計方法 本章將介紹用於分析和設計高頻電路的常用方法和工具。 S參數： 介紹瞭S參數（Scattering Parameters）作為描述高頻電路或器件輸入/輸齣端口之間電壓和電流關係的矩陣。S參數易於測量，且不受端口負載的影響，因此是高頻電路分析中不可或缺的工具。詳細講解瞭S參數的定義、物理意義、測量方法以及在電路分析中的應用，例如計算增益、輸入/輸齣迴波損耗、穩定性等。 噪聲分析： 高頻電路中的噪聲對信號質量影響尤為顯著。本章將介紹噪聲的來源（如熱噪聲、散粒噪聲）、噪聲係數（NF）的概念及其計算方法。重點講解瞭如何對包含多個有源器件的級聯電路進行噪聲分析，以及如何選擇低噪聲器件來優化整個電路的信噪比（SNR）。 穩定性分析： 高頻電路的放大器等有源器件在某些工作條件下可能發生自激振蕩，即不穩定。本章將介紹穩定性的概念，並講解瞭多種穩定性判據，如K值和B1值，以及如何通過選擇閤適的元件參數和電路結構來保證放大器在高頻下的穩定性。 增益與帶寬： 探討瞭高頻放大器在不同工作頻率下的增益變化特性，以及帶寬的概念。介紹瞭如何根據S參數計算齣放大器的最大可用增益（MAG）和最大穩定增益（MSG），並討論瞭影響放大器帶寬的因素。 功率放大器設計： 重點介紹瞭功率放大器的設計原則和關鍵技術，包括選擇閤適的功率器件、進行阻抗匹配以實現最大功率輸齣、控製非綫性失真（如諧波失真、互調失真）以及考慮熱管理等。 第五章 高頻濾波器 濾波器是高頻電路中用於選擇或抑製特定頻率信號的關鍵組件。本章將深入研究高頻濾波器的設計與應用。 濾波器的基本類型： 介紹瞭低通、高通、帶通和帶阻等基本濾波器類型，以及它們在高頻通信、信號處理等領域的應用。 濾波器設計理論： 詳細講解瞭集中參數濾波器和分布參數濾波器的設計方法。 集中參數濾波器： 介紹瞭 Butterworth、Chebyshev、Bessel 等經典濾波器函數的逼近方法，以及如何根據通帶、阻帶的性能要求，設計齣相應的LC濾波器網絡。 分布參數濾波器： 重點闡述瞭基於傳輸綫段設計的微帶綫濾波器、脊形濾波器等。講解瞭如何利用微帶綫的等效電路模型和特性阻抗，設計齣特定頻率響應的分布式濾波器。 濾波器性能指標： 定義並解釋瞭濾波器的插入損耗、迴波損耗、阻帶衰減、選擇性等關鍵性能指標，以及如何通過設計來優化這些指標。 濾波器的實現技術： 介紹瞭不同實現技術在高頻濾波器中的應用，如微帶綫、帶狀綫、同軸綫等傳輸綫技術，以及介質諧振器、SAW（錶麵聲波）濾波器等。 第六章 振蕩器 振蕩器是産生特定頻率周期性電信號的核心電路。本章將全麵介紹高頻振蕩器的設計原理與實現。 振蕩器的工作原理： 深入闡述瞭正弦振蕩器的基本構成（放大器和反饋網絡）和 Barkhausen 判據，即振蕩産生的條件（增益為1，相位為0°或360°）。 振蕩器電路類型： LC 振蕩器： 介紹瞭 Colpitts、Hartley、Clapp 等經典LC振蕩器電路的結構和工作原理，以及它們在高頻下的性能特點。 RC 振蕩器： 簡要提及 RC 振蕩器在高頻下的局限性。 晶體振蕩器： 詳細討論瞭石英晶體的壓電效應、等效電路模型以及晶體振蕩器（如 Pierce 振蕩器）的優點，如高頻率穩定性和高 Q 值。 微波振蕩器： 介紹瞭用於更高頻率的振蕩器，如微波晶體管振蕩器、 Gunn 振蕩器、Avalanche Transit Time (ATT) 振蕩器等。 振蕩器的性能指標： 分析瞭振蕩器的頻率穩定度、相位噪聲、輸齣功率、啓動條件等關鍵性能指標。 頻率閤成： 介紹瞭如何通過鎖相環（PLL）等技術實現頻率閤成，即産生任意所需頻率的輸齣信號。 第七章 混頻器與倍頻器 混頻器和倍頻器是通信係統中實現頻率變換、信號調製和解調的關鍵功能模塊。 混頻器： 工作原理： 闡述瞭混頻器的基本工作原理，即通過非綫性器件將兩個輸入信號（如載波和信息信號）相乘，産生新的頻率分量，包括和頻、差頻以及各輸入信號的諧波。 混頻器的類型： 介紹瞭單平衡混頻器、雙平衡混頻器、肖特基二極管混頻器、 FET 混頻器等不同類型的混頻器，以及它們的優缺點和適用場景。 關鍵性能指標： 分析瞭混頻器的變頻損耗、本振注入電平、局部振蕩泄漏、隔離度、交調失真（IMD）等重要性能參數。 倍頻器： 工作原理： 介紹瞭倍頻器的原理，利用非綫性器件將輸入信號的頻率進行倍增。 倍頻器的類型： 討論瞭二極管倍頻器、 FET 倍頻器、GaAs 場效應管倍頻器等，以及它們的轉換效率和輸齣功率。 級聯倍頻： 介紹瞭通過級聯多個倍頻器來獲得高倍頻輸齣的方法。 第八章 高頻功率放大器 功率放大器在高頻係統（如發射機）中負責將信號放大到足夠的功率以進行傳輸。本章將深入探討高頻功率放大器的設計與分析。 功率放大器的分類： 按照工作綫性度將功率放大器分為 A 類、B 類、AB 類、C 類等，並分析它們在效率和失真方麵的權衡。 匹配網絡的設計： 詳細講解瞭輸入匹配和輸齣匹配網絡的設計，以實現最大功率傳輸和最小信號反射。介紹瞭使用史密斯圓圖設計 L 型、π 型、T 型等匹配網絡的方法。 器件選擇與偏置： 討論瞭選擇閤適的功率晶體管（如 LDMOS、GaN 器件）和確定閤適的偏置點對功率放大器性能的影響。 非綫性效應： 分析瞭在高功率工作狀態下，功率放大器産生的諧波失真（HD）、互調失真（IMD）等非綫性效應，以及如何通過設計和綫性化技術來抑製這些失真。 熱設計： 強調瞭高頻功率放大器的高功耗特性，以及良好的熱管理（如散熱片、熱沉）對於保證器件可靠性和性能穩定性的重要性。 效率優化： 介紹瞭各種提高功率放大器效率的技術，如包絡跟蹤（ET）、數字預失真（DPD）等。 第九章 高頻係統實例 為瞭更好地理解和應用前述理論知識，本章將通過具體的工程實例來展示高頻電子綫路的設計與實現。 低噪聲放大器（LNA）： 介紹用於接收機的低噪聲放大器設計，重點在於如何實現低噪聲係數和高增益，以及輸入輸齣阻抗的匹配。 本振（LO）電路： 討論瞭在混頻器中使用的本振電路的設計，包括頻率的穩定性和輸齣功率的控製。 射頻（RF）前端設計： 綜閤性地介紹一個典型的射頻前端模塊，例如無綫通信設備中的接收或發射路徑，展示濾波器、混頻器、放大器等各個模塊的集成設計。 功率放大器模塊： 展示一個實際的功率放大器模塊的結構和設計要點，可能包括輸入輸齣匹配、偏置電路、保護電路等。 第十章 電磁兼容性（EMC）與信號完整性（SI） 在高頻電路設計中，電磁兼容性（EMC）和信號完整性（SI）已成為不可忽視的關鍵因素。 電磁兼容性（EMC）： 乾擾源與傳播途徑： 分析瞭高頻電路中産生電磁乾擾（EMI）的常見原因，如信號輻射、電源綫耦閤、串擾等，以及這些乾擾的傳播途徑。 屏蔽與濾波： 介紹瞭有效的電磁屏蔽技術（如金屬外殼、接地）和濾波技術，以抑製電磁輻射和敏感性。 接地與布綫： 強調瞭良好的接地設計和閤理的PCB布綫規則對於提高EMC性能的重要性。 信號完整性（SI）： 信號失真： 解釋瞭信號在高頻傳輸綫上的失真現象，包括反射、振鈴、過衝、欠衝等，以及它們對電路功能的影響。 串擾： 分析瞭相鄰信號綫之間的串擾現象，以及如何通過間距、屏蔽和差分信號等技術來減小串擾。 阻抗匹配： 再次強調瞭阻抗匹配對於保證信號完整性的重要性，避免信號反射。 PCB布局與布綫： 討論瞭PCB的層疊設計、走綫長度控製、過孔選擇等對信號完整性的影響。 本書的齣版，旨在為廣大從事高頻電子綫路研究、設計與應用的工程技術人員和高等院校師生提供一本權威、實用的參考書。通過對書中內容的學習和實踐，讀者將能夠深刻理解高頻電子綫路的設計理念，掌握解決實際工程問題的能力，為推動高頻電子技術的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調一下這本書在案例選擇上的獨到眼光。它不僅僅是停留在經典的LC振蕩器或簡單的調諧放大器上，而是巧妙地穿插瞭許多與現代通信係統緊密相關的實例。比如，在講解混頻器原理時，它會用一個簡化的蜂窩電話接收機的框圖來串聯起整套理論知識的應用。這種將理論“場景化”的做法，極大地激發瞭我的學習興趣，讓我能真切感受到這些公式和電路結構在真實世界中是如何工作的。特彆是對互調失真和雜散抑製的討論，結閤瞭實際的信道隔離要求來分析，使得抽象的指標有瞭具體的物理意義。這使得這本書不僅僅是一本理論教材，更像是一本麵嚮實際項目的設計指南，讓我學到的知識立即可用，具有極強的遷移性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度達到瞭一個非常精妙的平衡點。它沒有像某些研究型專著那樣過度深入到復雜的數學推導，讓人迷失在傅裏葉變換和拉普拉斯逆變換的泥潭裏，反而恰到好處地停留在能夠支撐工程實踐的深度。例如，在介紹噪聲分析時，它並沒有花費大篇幅去證明奈奎斯特噪聲的每一個細節，而是重點放在瞭如何計算實際電路中的信噪比（SNR）以及如何選擇低噪聲放大器（LNA）的指標上。這種“夠用就好”的原則，使得原本龐大復雜的課題被有效地“裁剪”和“提煉”瞭。對於時間有限的本科生或需要快速上手的工程師來說，這種注重實用性的內容組織方式，無疑是最高效的學習路徑，保證瞭知識的轉化率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計簡直是教科書界的典範。很多技術書籍的圖示往往是黑白、綫條僵硬，讓人看瞭頭大。但這本書裏，作者似乎非常注重視覺體驗，特彆是在講解電磁場和傳輸綫理論時，那些三維的矢量圖和截麵圖清晰到令人贊嘆。我尤其欣賞它對符號和術語一緻性的嚴格把控，從頭到尾，一個參數的定義都不會隨意變動，這對於建立嚴謹的知識體係至關重要。我記得有一次我在對照參考資料學習時，發現其他資料對某個耦閤係數的定義有些模糊，但翻迴來看這本書，一切都清晰明瞭。這種對細節的極緻追求，體現瞭編者對讀者學習體驗的尊重，讓整個閱讀過程變得順暢而愉悅，減少瞭因為格式或符號混亂而産生的學習阻礙。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的講解風格真是讓人耳目一新，完全沒有傳統教材那種刻闆和枯燥。作者在闡述高頻電路中的一些核心概念時，總是能找到非常形象的比喻，比如把晶體管的等效電路比作一個復雜的“樂高積木”，初學者一下子就能抓住重點。特彆是關於輸入輸齣阻抗匹配的部分，以往總覺得是玄學，但這本書裏通過大量的實例分析和清晰的圖示，把史密斯圓圖的應用講得透徹明白。我記得有一次，我對著課本上一個復雜的反饋網絡結構琢磨瞭好久，終於在一個小小的注釋裏找到瞭關鍵的思路轉換點。那種“豁然開朗”的感覺，是很多教科書無法給予的。它不僅僅是知識的堆砌，更像是一位經驗豐富的老工程師在手把手教你如何“看透”電路的本質。這種深入淺齣的敘述方式，極大地降低瞭高頻電子學這門學科的學習門檻，讓原本望而生畏的射頻設計也變得觸手可及，非常適閤作為專業入門的首選讀物。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對這本書的期待值並不高，因為市麵上同類書籍太多瞭，感覺都大同小異，無非是公式推導加幾個例題。然而，當我翻開第三章關於選頻放大器設計的章節時，我立刻意識到我錯瞭。這本書的獨特之處在於它沒有止步於理論公式的羅列，而是非常注重實際應用中的“工程權衡”。它會明確告訴你，在追求高Q值和高增益之間，你必須做齣取捨，並且會給齣不同選擇在實際電路中可能帶來的副作用。比如，在介紹晶體管的非綫性失真時，書中對比瞭甲類、乙類和AB類放大器的具體工作點選擇，不僅僅是畫齣波形差異，還深入分析瞭功耗和效率的矛盾點。這種“帶著鐐銬跳舞”的工程思維訓練，對於我們這些即將踏入行業的學生來說，比死記硬背那些復雜的公式要實用得多。它教會的不是“如何解題”，而是“如何設計”。