射频小信号放大器电路设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄智伟 著

图书标签:

• 射频电路
• 小信号放大器
• 电路设计
• 射频放大器
• 模拟电路
• 高频电路
• 无线通信
• 电子工程
• 射频技术
• 放大器设计

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560619286

版次：1

商品编码：10036321

包装：平装

丛书名： 无线通信设备电路设计系列丛书

开本：16开

出版时间：2008-01-01

用纸：胶版纸

页数：319

正文语种：中文

编辑推荐

　　《射频小信号放大器电路设计》突出先进性、工程性、实用性，可以作为从事无线通信、移动通信、无线数据采集与传输系统、无线遥控和遥测系统、无线网络、无线安全防范系统等应用研究的工程技术人员在进行射频小信号放大器设计时的参考书或工具书，也可以作为高等院校通信、电子等相关专业本科生或研究生的专业教材或教学参考书。

内容简介

　　本书共8章，分别介绍了射频电路设计基础，射频小信号放大器电路结构，低噪声放大器设计基础，晶体管小信号放大器电路，低噪声放大器电路，宽带放大器电路，宽带IF或RF缓冲放大器电路以及GPS接收机低噪声放大器电路。另外，书中还详细介绍了各个电路实例的主要技术性能、引脚端封装形式、内部结构、电原理图、印制电路板图和元器件参数等内容，频率范围从直流（DC）到几十吉赫兹。其电原理图、印制电路板图和元器件参数等可以直接在工程设计中应用。
　　本书突出先进性、工程性、实用性，可以作为从事无线通信、移动通信、无线数据采集与传输系统、无线遥控和遥测系统、无线网络、无线安全防范系统等应用研究的工程技术人员在进行射频小信号放大器设计时的参考书或工具书，也可以作为高等院校通信、电子等相关专业本科生或研究生的专业教材或教学参考书。

作者简介

　　黄智伟，男，1952年8月生，本科，教授。1975年湖南大学无线电技术专业毕业，现为南华大学电气工程学院通信工程教研室教师，曾担任衡阳市电子研究所所长、衡阳市专家委员会委员等职务。研究方向为计算机遥测与遥控，主持和参加省厅级纵向科研课题5项，主持横向课题20多项，申请专利8项，申请软件著作权2项，湖南省科学技术研究成果1项，发表论文120多篇，Ei收录1篇，SCI收录1篇。出版“无线发射与接收电路设计”等著作8本。主编了“射频电路设计”等教材8本。“通信电子电路”多媒体教学软件获湖南省高校多媒体教育软件大奖赛一等奖。多次被评为南华大学优秀教师和优秀指导老师。

目录

第1章　射频电路设计基础
1.1　频谱
1.2　时域、频域与调制域
　1.2.1　信号在时域中的相关概念
1.2.2　信号在频域中的相关概念
　1.2.3　信号在调制域中的相关概念
1.3　无源元件的射频特性
　1.3.1　电阻（器）的射频特性
1.3.2　电容（器）的射频特性
　1.3.3　电感（器）的射频特性
1.3.4　石英晶体谐振器的射频特性
　1.3.5　压电陶瓷元件的射频特性
1.3.6　SAW滤波器的射频特性
1.4　非线性器件特性
　1.4.1　非线性电阻特性
1.4.2　非线性电容特性
　1.4.3　非线性电感特性
1.4.4　非线性器件的频率变换作用
　1.4.5　非线性器件的指数律特性
1.4.6　非线性器件的双曲正切特性
　1.4.7　非线性器件的折线特性
1.4.8　非线性器件的平方律特性
1.5　传输线
　1.5.1　传输线的定义
1.5.2　传输线的类型与特性
　1.5.3　微带线的设计
1.6　Smith圆图
　1.6.1　等反射圆图
1.6.2　等电阻圆图和等电抗圆图
　1.6.3　Smith圆图（阻抗圆图）
1.7　网络与网络参数
　1.7.1　线性网络
1.7.2　阻抗矩阵和导纳矩阵
　1.7.3　混合矩阵和转移矩阵
1.7.4　网络的连接
　1.7.5　散射参数（S参数）
1.8　滤波器电路
1.8.1　滤波器的基本结构和特性
1.8.2　滤波器的基本参数
1.8.3　集总参数滤波器设计
1.8.4　天线分离滤波器
1.9　天线
1.9.1　天线的种类
1.9.2　天线的基本参数
第2章　射频小信号放大器电路结构
第3章　低噪声放大器设计基础
第4章　晶体管小信号放大器电路
第5章　低噪声放大器电路
第6章　宽带放大器电路
第7章　宽带IF或RF缓冲放大器电路
第8章　GPS接收机低噪声放大器（LNA）电路
参考文献

前言/序言

《射频小信号放大器电路设计》 内容简介 本书专注于射频（RF）领域中至关重要的“小信号放大器”电路的设计与实现。在信息爆炸、通信技术日新月异的今天，射频小信号放大器作为接收前端的关键组成部分，其性能的优劣直接决定了整个系统的灵敏度、选择性以及通信质量。无论是手机、基站、雷达，还是卫星通信、无线传感器网络，无一不依赖于高效、低噪声的射频小信号放大器。本书旨在为读者提供一套系统、深入的学习路径，从理论基础到实践应用，全面掌握各类射频小信号放大器的设计方法与技巧。 本书涵盖的主要内容： 第一部分：射频小信号放大器基础理论 射频电路基础： 在深入探讨放大器设计之前，本书首先回顾并梳理了射频电路设计的核心概念。这包括了对高频特性、寄生效应、分布参数效应的理解，以及传输线理论、S参数等基础工具的介绍。理解这些基础知识是设计高性能射频电路的基石，能够帮助读者建立起对射频信号行为的直观认识，避免在实际设计中走弯路。 噪声理论与低噪声设计： 小信号放大器的首要任务是以最小的噪声干扰来放大微弱的信号。本书将详细阐述射频噪声的来源（如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等），以及如何量化噪声的恶化程度（如噪声系数NF、噪声系数的最小噪声系数Fmin、最优噪声匹配阻抗Rn）。在此基础上，本书将重点介绍低噪声放大器（LNA）的设计原则，包括器件的选择、偏置电路的设计、输入匹配与输出匹配对噪声性能的影响，以及如何通过合理的拓扑结构来优化噪声指标。 增益、稳定性与匹配： 放大器的增益是其核心功能，本书会深入探讨影响增益的因素，以及如何通过器件选择和电路设计来获得所需的增益。同时，射频电路的稳定性是一个不容忽视的关键问题。本书将详细讲解在射频频率下，放大器可能出现的振荡现象，介绍稳定性判据（如K因子、Δ），并提供多种实现稳定设计的策略，包括适当的反馈、阻抗匹配以及电路布局等。此外，良好的阻抗匹配对于最大化信号传输功率、最小化信号反射至关重要，本书将详细讲解输入匹配、输出匹配以及双向匹配等技术，并介绍常用的匹配网络设计方法，如匹配圆、Smith圆图的应用。 放大器性能指标： 除了噪声和增益，射频放大器还需要满足一系列关键的性能指标。本书将全面介绍这些指标，包括功率效率（PAE）、线性度（IP3、P1dB）、带宽、隔离度等，并分析它们之间的权衡关系。例如，高增益可能以牺牲线性度为代价，而宽带宽可能导致增益平坦度下降。读者将学习如何根据具体的应用需求，合理分配和优化这些性能指标。 第二部分：主流射频小信号放大器拓扑结构设计 本书将深入剖析几种最常用且在实际应用中表现优异的射频小信号放大器拓扑结构，并为每种结构提供详细的设计指南和实例分析： 共源/共漏（Common-Source/Common-Drain）放大器： 作为MOSFET射频放大器最基本的构建模块，共源放大器通常用于实现电压增益，而共漏放大器（也称为源极跟随器）则常用于阻抗变换和缓冲。本书将详细分析这两种结构的增益、输入输出阻抗、频率响应特性，并给出基于MOSFET器件的低噪声、高增益以及宽带宽的设计实例。 共基/共射（Common-Base/Common-Emitter）放大器： 对于Bipolar Junction Transistor (BJT) 器件，共基和共射放大器是实现射频信号放大的基本结构。共基放大器具有良好的输入阻抗低、输出阻抗高的特点，常用于低噪声输入级；共射放大器则提供电压增益，并具有较高的输入阻抗。本书将分析这两种结构的特性，并给出基于BJT的优化设计方法，特别是在低噪声和线性度方面的考虑。 Cascode 放大器： Cascode放大器是一种将两种基本结构（如共源和共基）串联起来的放大器。它能够显著提高输出阻抗，降低输入电容的 Miller 效应，从而提升高频增益和稳定性。本书将详细介绍不同类型的Cascode结构（如共源-共基、共射-共基），分析其电路原理、增益、输入输出阻抗特性，并提供如何通过Cascode结构实现优异的噪声系数和高线性度设计的具体方法。 差分放大器： 差分放大器因其良好的共模抑制能力、抗噪声能力以及易于实现与后级电路的匹配等优点，在射频电路中得到广泛应用。本书将介绍单端输入差分输出、差分输入差分输出等差分放大器结构，并深入探讨如何设计低噪声、高线性度以及宽带宽的差分放大器，包括其偏置电路、匹配网络的设计以及在实际应用中的注意事项。 多级放大器设计： 实际的射频系统往往需要多级放大器来满足高增益的要求。本书将讲解多级放大器设计的关键原则，包括级联方式的选择、各级之间的阻抗匹配、噪声和增益的累积效应，以及如何优化整体的性能指标。读者将学习到如何根据系统需求，合理划分增益，并选择合适的器件和拓扑结构来构建性能优越的多级射频放大器。 第三部分：先进的射频小信号放大器设计技术与实践 反馈技术在射频放大器设计中的应用： 反馈技术是改善放大器性能的强大工具，可以用于提高稳定性、改善线性度、展宽带宽以及调整输入输出阻抗。本书将详细介绍不同类型的反馈，如直流反馈、交流反馈、电压反馈、电流反馈，并分析它们对放大器性能的影响。同时，将提供具体的反馈电路设计实例，帮助读者掌握如何利用反馈技术来优化射频放大器的设计。 匹配网络设计： 阻抗匹配是射频电路设计的核心内容之一。本书将深入讲解各种匹配网络的实现方法，包括 L 型匹配、Pi 型匹配、T 型匹配等。特别是，将详细介绍如何利用 Smith 圆图作为强大的设计工具，进行输入匹配、输出匹配以及单边带匹配。书中将包含大量的实例，演示如何根据器件的S参数和目标阻抗，精确计算和设计出满足要求的匹配网络。 高频器件模型与选用： 射频小信号放大器的性能很大程度上取决于所选用高频器件（如MOSFET、MESFET、HEMT、HBT、SiGe HBT 等）的特性。本书将详细介绍这些常用高频器件的物理结构、工作原理、关键参数（如fT、fmax、NFmin、Gm、gds、Cgs、Cgd、Cds 等）以及高频等效电路模型。读者将学习如何根据噪声、增益、线性度、功率等性能需求，选择最适合的器件，并理解器件模型在电路仿真中的作用。 低噪声放大器（LNA）的噪声优化设计： LNA是接收链路中的第一级放大器，其噪声性能直接影响整个接收机的灵敏度。本书将集中探讨LNA的噪声优化设计技术，包括如何进行噪声系数最小化设计，如何选择最佳偏置点，如何设计输入匹配网络以实现噪声最优匹配（Rn），以及如何通过器件选择和拓扑结构来进一步降低噪声。 高线性度放大器设计： 在高密度通信环境中，放大器的线性度至关重要，以避免产生互调失真（IMD）和交调产物，影响信号的清晰度和通信质量。本书将深入分析导致放大器非线性的原因，介绍线性度指标（如IP3、P1dB），并详细阐述提高放大器线性度的各种设计技术，包括器件选择、偏置优化、采用特殊的电路结构（如Cartesian反馈、预失真技术等）以及匹配网络的设计对线性度的影响。 电路布局与版图设计考虑： 在高频电路设计中，PCB的布局和版图设计与电路本身的理论设计同等重要。本书将探讨射频电路布局的特殊要求，如接地、过孔、走线长度、耦合、屏蔽等，以及如何通过合理的版图设计来减小寄生参数的影响，提高电路的稳定性和性能。 射频集成电路（RFIC）设计基础： 随着技术的进步，越来越多的射频电路被集成到单芯片上。本书将介绍射频集成电路设计的相关概念，包括CMOS、BiCMOS、GaAs等工艺技术的特点，以及在集成电路设计中需要考虑的特殊问题，如器件模型、寄生效应、互连线效应、工艺偏差等。 仿真工具与实际测量： 为了验证设计成果，仿真和实际测量是必不可少的环节。本书将介绍常用的射频电路仿真软件，如ADS、Cadence等，并指导读者如何使用这些工具进行电路的搭建、仿真和参数优化。此外，还将介绍射频测量仪器（如网络分析仪、频谱分析仪、信号发生器等）的使用方法，以及如何对设计的放大器进行性能指标的测量和验证。 本书的特色： 理论与实践相结合： 本书在深入阐述射频小信号放大器设计理论的同时，辅以大量的工程实例和电路图，力求让读者能够学以致用，掌握实际设计技能。 内容全面而深入： 涵盖了从基础概念到高级设计技术的全过程，适合初学者入门，也适合有一定经验的工程师进阶。 注重实用性： 紧密结合当前射频通信领域的热点技术和实际应用需求，提供具有指导意义的设计方法。 图文并茂，易于理解： 大量的图表、Smith圆图、仿真结果等直观展示，帮助读者更好地理解复杂概念。 适用读者： 通信工程、电子工程、微电子等相关专业的本科生、研究生。 从事射频电路设计、微波器件、集成电路设计的工程师。 对射频技术有浓厚兴趣的爱好者和自学者。 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握射频小信号放大器的设计原理、方法和关键技术，为开发高性能的射频系统打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《射频小信号放大器电路设计》的瞬间，就被它扎实的理论基础和丰富的实战案例所吸引。作者似乎将自己多年的宝贵经验倾囊相授，从最基础的器件选型、偏置电路设计，到复杂的噪声系数优化、稳定性分析，都进行了深入浅出的讲解。读完前几章，我感觉自己对射频放大器的理解提升了一个新的维度，不再仅仅停留在“画图”和“仿真”的层面，而是开始真正理解电路背后的物理原理和设计考量。书中的公式推导严谨而清晰，每一个变量的含义都交代得明明白白，即使是初学者，也能跟随作者的思路逐步领悟。尤其让我印象深刻的是，作者在讲解过程中，并没有回避一些“经典难题”，例如如何有效抑制寄生振荡，如何在一个微小尺寸内实现高增益低噪声，这些都是困扰很多射频工程师的痛点，而这本书给出了非常实用的解决方案和详细的设计流程。我甚至已经开始尝试将书中的设计思路应用到我目前正在进行的一个项目上，效果比我之前独自摸索要好得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于其前瞻性和实用性。作者并没有仅仅停留在讲解已有的经典电路，而是融入了许多当前射频领域最新的技术和设计理念。在讲解例如宽带匹配、分布式放大器等内容时，作者都引用了最新的研究成果和业界实践，让我能够快速了解行业的发展趋势。而且，书中对现代EDA工具的应用也进行了详细的介绍，从原理图的绘制到PCB的布局布线，再到最终的仿真分析，都提供了操作指导。这对于我这样长期以来习惯于手工计算和简单仿真的工程师来说，无疑是一次巨大的提升。特别是关于RFIC设计和MMIC设计的内容，虽然篇幅不长，但足以让我对这些更高级的设计领域有一个初步的了解，也为我未来的深入学习指明了方向。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一份“职业发展指南”，帮助我在射频领域不断进步。

评分☆☆☆☆☆

《射频小信号放大器电路设计》这本书的排版和内容组织也相当出色，读起来非常顺畅。作者似乎非常理解读者的需求，在讲解过程中，会适时地给出一些“设计要点”和“注意事项”的提示，这些小贴士往往是我们在实际工作中容易忽略但又非常关键的地方。例如，关于电磁兼容性（EMC）设计，书中专门开辟了一个章节进行阐述，这在很多同类书籍中是比较少见的。作者详细讲解了如何通过合理的PCB布局、滤波和屏蔽来提高电路的抗干扰能力和辐射性能，这对于提升产品的可靠性和满足法规要求至关重要。此外，书中还提供了一些常用的射频器件的选型指南和性能参数的解读，这对于我们快速搭建和评估电路原型非常有帮助。总而言之，这本书是一本集理论深度、实践指导和前沿信息于一体的优秀教材，强烈推荐给所有对射频小信号放大器设计感兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对射频电路一直有些畏惧，觉得它是一个充满复杂数学公式和抽象概念的领域。但是，《射频小信号放大器电路设计》的出现，彻底改变了我的看法。作者的讲解风格非常独特，他善于用形象的比喻和生动的语言来解释深奥的原理，使得原本枯燥的理论变得有趣起来。例如，在讲解噪声系数时，作者用“放大器自身的‘噪音’有多大”来类比，一下子就抓住了核心。而且，书中在介绍不同类型放大器的设计时，都非常注重对不同应用场景的考量。对于那些需要极致低噪声的应用，作者会详细介绍如何选择低噪声器件和优化匹配网络；对于那些对功率有要求的场景，又会强调如何平衡增益和效率。这种“因材施教”的设计理念，让我在选择和设计放大器时，能够更加有针对性，而不是盲目套用公式。这本书也让我认识到，射频设计不仅仅是电路理论，更是一门艺术，需要经验的积累和对细节的把控。

评分☆☆☆☆☆

这本书更像是一本“从零开始”的射频放大器设计实操手册，它非常接地气，让那些渴望将理论知识转化为实际技能的读者受益匪浅。作者在每一章节都穿插了大量的工程实例，从单级放大器到多级级联，再到一些特定应用的放大器（比如低噪声放大器、功率放大器等），都给出了详细的设计步骤和仿真结果。这些例子不仅仅是文字描述，很多还配有电路图和PCB布局的建议，这对于初学者来说是无价的。我特别喜欢书中关于“调试技巧”和“常见问题排查”的部分，很多时候，电路在仿真中表现完美，但在实际制作完成后却问题频出，而书中提供的这些经验之谈，能够帮助我们快速定位问题，大大缩短调试周期。例如，关于PCB走线中的寄生效应，以及如何通过合理的接地和去耦来改善性能，这些细节之处的处理，往往决定了最终产品的成败。这本书让我觉得，射频电路设计并非遥不可及，只要掌握了正确的方法和工具，每个人都能做出出色的设计。

评分☆☆☆☆☆

还行！值得一看！！！！

评分☆☆☆☆☆

比较基础，内容还好，适合初学者

评分☆☆☆☆☆

抄了太多的例子，基本概念没有讲清楚

评分☆☆☆☆☆

实例有很强的借鉴性

评分☆☆☆☆☆

不是很专业，无法让初学者由浅及深的学习。目前国内静心下来写半导体书的人很少，都忙着赚工资去了~

评分☆☆☆☆☆

挺好的

评分☆☆☆☆☆

这本书是正品，不错。

评分☆☆☆☆☆

一直以来就非常的喜欢射频方面的书籍。这本书主要讲的是小信号方面的设计。很实用

评分☆☆☆☆☆

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