超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周波（Bo Zhou） 著

圖書標籤:

• 超寬帶
• UWB
• 調頻
• 收發機
• 醫療電子
• 無綫體域網
• 無綫個人網
• 通信係統
• 射頻電路
• 信號處理
• 低功耗設計

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568213646

版次：1

商品編碼：11867013

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

頁數：149

字數：163000

正文語種：中文

內容簡介

　　《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》闡述瞭超寬帶調頻收發機的係統架構和工作原理，給齣瞭多款收發機設計實例及測試結果；介紹瞭眾多模擬和射頻子模塊的結構及電路實現；詳細闡釋瞭發射機及接收機設計，並給齣瞭係統級功耗優化方案。
　　全書內容共分8章：第1章介紹超寬帶調頻技術的應用及優勢；第2章闡述超寬帶調頻的原理、收發機架構及係統設計考慮；第3章介紹子載波生成的結構和電路設計，並給齣芯片Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的測試結果；第4章討論射頻頻率調製及中心頻率校正的電路實現，並給齣芯片Ⅳ和Ⅴ的測試結果；第5章闡述寬帶射頻鑒頻器及子載波處理的架構設計和電路實現，並給齣芯片Ⅵ和Ⅶ的測試結果；第6章介紹超寬帶調頻收發機的射頻前端模塊及超寬帶天綫的設計，並給齣係統級測試方案、測試結果和鏈路預算；第7章闡述低功耗收發機設計，提齣係統級功耗優化方案，並給齣芯片Ⅷ的測試結果；第8章補充介紹超寬帶調頻發射機的另類實現。

目錄

第1章 FM-UWB的應用及優勢
1．1 超寬帶技術
1．2 UWB的分類
1．2．1 IR-UWB
1．2．2 FM-UWB
1．2．3 Chirp-UWB
1．3 UWB在WBAN／WPAN及BioMedical上的應用
1．4 FM-UWB的優勢
1．5 本書內容安排

第2章 FM-UWB的原理、架構及係統設計考慮
2．1 FM-UWB的原理及收發機架構
2．2 FM-UWB收發機子模塊的實現
2．2．1 子載波生成
2．2．2 射頻頻率調製及中心頻率校正
2．2．3 寬帶射頻鑒頻器
2．2．4 子載波處理
2．3 FM-UWB收發機的係統參數
2．4 FM-UWB收發機的設計考慮
2．4．1 有限模和△一∑的比較
2．4．2 多相與單相結構的比較
2．4．3 高數據率實現
2．4．4 子載波波形選擇及失真考慮
2．4．5 子載波調製因子的選擇
2．4．6 射頻調製因子的選擇
2．4．7 低功耗設計考慮
2．4．8 可重構設計
2．5 本章小結

第3章 子載波生成
3．1 子載波生成的架構實現
3．2 子載波生成的電路實現
3．2．1 PFD
3．2．2 電荷泵
3．2．3 相位選擇與雙模分頻器
3．2．4 小數調製器
3．3 子載波生成的核心模塊——多相Relax VCO
3．3．1 常見的兩相結構
3．3．2 新型的四相結構
3．3．3 獨特的八相結構
3．4 帶Hvbrid-FIR濾波特性的子載波生成
3．5 測試結果
3．5．1 FSK子載波生成的測試結果
3．5．2 多相RelaxVC0的測試結果
3．6 本章小結

第4章 射頻頻率調製及中心頻率校正
4．1 射頻頻率調製
4．1．1 適閤RFFM的VC0類型
4．1．2 LCVC0的結構選擇
4．1．3 RFFM使用的LCVC0電路設計
4．2 射頻中心頻率校正及其設計考慮
4．3 中心頻率校正的電路實現
4．3．1 係統框圖
4．3．2 高頻分頻器
4．3．3 數字鑒頻器
4．3．4 積分器
4．3．5 亞連續操作
4．3．6 時鍾頻率的選擇
4．4 雙通路射頻壓控振蕩器
4．5 測試結果
4．5．1 高βRF的測試結果
4．5．2 低βRF下的測試結果
4．6 本章小結

第5章 寬帶射頻鑒頻器及子載波處理
5．1 常用的寬帶射頻鑒頻器架構
5．1．1 可再生結構
5．1．2 延時相乘結構
5．2 寬帶射頻鑒頻器的電路實現
5．2．1 基於雙帶通濾波器的鑒頻電路
5．2．2 基於模擬相位內插型延遲綫的鑒頻電路
5．3 子載波處理的架構設計
5．3．1 四路過零點檢測型SCP
5．3．2 單路過零點檢測型SCP
5．4 子載波處理的電路實現
5．4．1 抗混疊濾波器
5．4．2 下變頻器
5．4．3 低通濾波器
5．4．4 限幅器
5．4．5 數字FSK解調
5．5 測試結果
5．6 本章小結

第6章 FM-UWB收發機的射頻前端、天綫及係統測試
6．1 發射端的輸齣放大器
6．2 接收端的預放大器
6．2．1 預放大器電路
6．2．2 預放大器噪聲分析
6．3 射頻前端寄生效應及封裝模型
6．4 UWB天綫
6．5 收發機的測試方案
6．6 收發機的測試結果
6．7 收發機的鏈路預算
6．8 本章小結

第7章 FM-UWB收發機的功耗優化及實現
7．1 收發機功耗優化的可行性分析
7．2 基於數據邊沿檢測觸發的動態功耗優化方法
7．3 動態功耗優化方法在收發機係統中的設計實現
7．4 功耗優化型收發機的設計實例
7．5 測試結果
7．6 本章小結

第8章 FM-UWB發射機的另類實現
8．1 基於電流型子載波的發射機結構
8．2 基於電流型子載波的發射機實現
8．2．1 電流型子載波生成
8．2．2 電流型射頻頻率調製
8．2．3 基於AFC的頻率校正
8．2．4 輸齣放大器
8．3 本章小結

參考文獻

《超寬帶調頻收發機的分析與設計：麵嚮醫療電子無綫體域網及無綫個人網》 書籍簡介 引言：時代浪潮下的關鍵技術 在當今信息爆炸、萬物互聯的時代，無綫通信技術的發展日新月異，其應用領域不斷拓展，滲透到我們生活的方方麵麵。從智能手機的普及到物聯網的興起，再到日趨重要的醫療電子領域，高效、可靠、低功耗的無綫通信係統成為瞭支撐這些變革的核心要素。特彆是在對數據傳輸速率、安全性、精度以及低功耗有著嚴苛要求的醫療電子無綫體域網（Wireless Body Area Network, WBAN）和無綫個人網（Wireless Personal Area Network, WPAN）領域，傳統通信技術正麵臨著前所未有的挑戰。 超寬帶（Ultra-Wideband, UWB）技術，以其獨特的瞬時帶寬寬、極低的發射功率譜密度、優異的抗多徑能力以及高精度的測距定位能力，為解決這些難題提供瞭絕佳的解決方案。尤其是在醫療健康領域，UWB技術能夠實現對體內植入式醫療設備、可穿戴健康監測設備的精準、實時、安全的數據傳輸，為遠程診斷、術後監測、個性化健康管理乃至未來更高級的醫療服務奠定瞭堅實的技術基礎。 本書《超寬帶調頻收發機的分析與設計：麵嚮醫療電子無綫體域網及無綫個人網》正是應時代需求而生，聚焦於UWB技術在醫療電子WBAN及WPAN領域的應用，深入剖析UWB調頻（Frequency Modulated, FM）收發機的核心原理、關鍵技術及其設計實現。本書旨在為讀者提供一套係統、全麵、深入的理論指導和實踐參考，助力研究人員、工程師以及相關領域的學生，掌握UWB FM收發機的設計與優化方法，從而推動下一代醫療電子無綫通信技術的創新與發展。 核心內容概述：精研UWB FM收發機，解鎖醫療通信新篇章 本書的核心研究對象是超寬帶調頻（UWB FM）收發機。與傳統的窄帶通信係統不同，UWB技術利用極寬的頻譜（通常指3.1 GHz至10.6 GHz的ISM頻段），通過發射持續時間極短的脈衝來實現信息傳輸。而調頻（FM）作為一種經典的調製方式，其在UWB係統中的應用，特彆是FM-UWB，因其較低的復雜度、良好的抗噪聲性能以及易於實現精確測距等優點，在WBAN和WPAN場景下展現齣巨大的潛力。 本書並非泛泛而談，而是聚焦於UWB FM收發機的“分析”與“設計”兩大核心環節，並緊密結閤其在“醫療電子無綫體域網”和“無綫個人網”這兩個重要應用場景下的具體需求。 第一部分：UWB FM收發機的理論分析與模型建立 在這一部分，本書將首先從理論層麵深入剖析UWB FM收發機的基本工作原理。這包括： UWB技術基礎迴顧： 詳細介紹UWB技術的概念、頻譜特性、優勢（如高數據速率、低功耗、安全性、精確測距）以及麵臨的挑戰（如乾擾、標準化等）。 調頻（FM）調製原理： 迴顧FM調製的基本概念、調製指數、帶寬等，並深入探討FM在UWB信號生成中的獨特實現方式。 UWB FM信號的産生與檢測： 詳細闡述如何通過特定電路設計産生符閤UWB頻譜要求的FM信號，以及如何有效地從接收到的UWB FM信號中提取信息。這會涉及脈衝發生器、混頻器、濾波器等關鍵組件的原理。 UWB FM信號的數學模型： 建立嚴謹的數學模型來描述UWB FM信號的特性，包括其時域和頻域的錶達式，以及在無綫信道中的傳播特性。這將為後續的設計和分析提供堅實的理論基礎。 UWB FM收發機的信道模型： 重點分析UWB信號在醫療電子WBAN和WPAN場景下的信道特性，例如人體組織對信號的衰減、多徑效應、以及人體運動帶來的動態變化。將建立適用於這些特定場景的信道模型，以更準確地評估係統性能。 性能指標分析： 深入分析UWB FM收發機在傳輸速率、誤碼率（BER）、功耗、測距精度、安全性和抗乾擾能力等關鍵性能指標。將探討這些指標之間的權衡關係，以及如何通過設計來優化它們。 第二部分：UWB FM收發機的關鍵模塊設計與優化 在理論分析的基礎上，本書將聚焦於UWB FM收發機的具體電路設計和關鍵模塊的優化。這部分內容將是本書的實踐核心，涵蓋： 脈衝生成器的設計： 詳細介紹多種UWB脈衝生成器的設計方案，如基於隧道二極管、雪崩二極管、CMOS器件的脈衝發生器，並分析其在産生短脈衝、整形以及控製脈衝間隔方麵的優缺點。特彆會關注如何通過FM技術來編碼信息到這些脈衝上。 FM調製與解調電路設計： 深入研究用於UWB FM信號的調製和解調電路。例如，電壓控製振蕩器（VCO）在FM調製中的應用，以及如何設計能夠精確捕捉和解調UWB FM信號的鑒頻器。 RF前端設計： 包括低噪聲放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混頻器、濾波器等關鍵RF模塊的設計。將討論如何在UWB寬頻譜範圍內實現高性能，並考慮低功耗和集成度。 基帶信號處理： 探討UWB FM信號的基帶信號處理技術，例如脈衝壓縮、時鍾恢復、數據判決等。 測距與定位技術： 重點研究如何利用UWB FM收發機的精確時域特性實現高精度的測距和定位。將深入分析基於到達時間（Time of Arrival, ToA）、到達時間差（Time Difference of Arrival, TDoA）等測距原理，並結閤FM調製特性進行優化。 低功耗設計技術： 針對醫療電子WBAN和WPAN對功耗的嚴苛要求，本書將詳細介紹各種低功耗設計策略，包括電路級的功耗優化、工作模式管理、以及新型低功耗器件的應用。 集成電路（IC）設計考量： 討論UWB FM收發機在CMOS等主流工藝下的集成設計挑戰，包括版圖設計、寄生效應、以及跨工藝的性能保證。 乾擾抑製與魯棒性設計： 針對UWB係統可能麵臨的窄帶乾擾，將探討有效的乾擾抑製技術，如陷波濾波器、自適應均衡等，以及如何提高係統的魯棒性。 第三部分：麵嚮醫療電子WBAN及WPAN的應用實例與前沿展望 在完成瞭理論分析和設計方法的闡述後，本書將重點聚焦於UWB FM收發機在特定應用場景下的實際部署和未來發展趨勢： 醫療電子WBAN應用： 體域網中的數據采集： 詳細討論如何利用UWB FM收發機實現對植入式醫療設備（如起搏器、胰島素泵）、可穿戴健康監測設備（如心電圖、血糖監測儀、體溫傳感器）的高速、可靠、低功耗數據傳輸。 遠程患者監測： 分析UWB FM收發機在構建遠程醫療監護係統中的作用，包括實時數據迴傳、異常事件預警等。 手術導航與定位： 探討UWB FM技術在微創手術中的應用，例如對手術器械或標記物的精確導航和定位，提升手術精度和安全性。 患者安全與隱私保護： 分析UWB FM技術在提高通信安全性、防止數據泄露方麵的優勢，以及在醫療環境下確保患者隱私的實現方法。 無綫個人網（WPAN）應用： 高速數據傳輸： 討論UWB FM收發機在個人設備之間實現高速數據同步、文件傳輸等應用。 室內定位與導航： 分析UWB FM技術在智能傢居、辦公環境中的室內定位與導航應用，提升用戶體驗。 人機交互： 探討UWB FM技術在新型人機交互方式中的潛力，例如手勢識彆、近場通信等。 標準與互操作性： 簡要介紹UWB通信相關的國際標準（如IEEE 802.15.4），以及為實現不同設備間的互操作性所麵臨的挑戰和解決方案。 未來發展趨勢與挑戰： 展望UWB FM收發機在醫療電子和WPAN領域的未來發展方嚮，包括更高的數據速率、更低的功耗、更智能化的功能、與5G/6G等下一代通信技術的融閤，以及麵臨的係統級集成、成本控製、以及監管政策等方麵的挑戰。 本書特色與價值 《超寬帶調頻收發機的分析與設計：麵嚮醫療電子無綫體域網及無綫個人網》具有以下顯著特色和價值： 聚焦前沿技術： 深入研究當前通信領域極具潛力的UWB技術，並將其與醫療電子這一重要且快速發展的應用領域深度結閤。 理論與實踐並重： 既提供紮實的理論分析，也包含詳細的電路設計方法和優化策略，為讀者構建從概念到實現的完整知識體係。 應用導嚮： 緊密圍繞醫療電子WBAN和WPAN的實際需求，提齣的設計方案和分析方法具有高度的實用性和可操作性。 係統性與全麵性： 全麵覆蓋UWB FM收發機的原理、設計、分析以及應用，內容詳實，結構清晰。 專業且易懂： 語言嚴謹專業，同時力求邏輯清晰，循序漸進，方便不同背景的讀者理解和學習。 助力技術創新： 為相關領域的研究人員、工程師和學生提供寶貴的知識資源和技術參考，激發創新靈感，推動技術進步。 目標讀者 本書適閤以下讀者群體： 通信工程、電子工程、生物醫學工程等相關專業的在校研究生和高年級本科生。 從事無綫通信係統、特彆是UWB技術、醫療電子、物聯網設備研發的工程師。 對UWB技術在醫療健康及個人通信領域應用感興趣的研究人員。 希望深入瞭解UWB FM收發機設計原理及應用的技術愛好者。 結語 本書的齣版，旨在為促進UWB技術在醫療電子WBAN及WPAN領域的應用和發展貢獻一份力量。我們期望通過對UWB FM收發機深入細緻的分析與設計，為構建更智能、更高效、更安全的下一代無綫通信係統提供堅實的基礎，最終惠及人類的健康與生活。

評分☆☆☆☆☆

我個人對無綫通信技術，特彆是那些能夠帶來顛覆性創新的技術，有著持續的關注。這本書《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》恰好觸及瞭我感興趣的多個熱點。超寬帶（UWB）技術以其獨特的優勢，如極高的帶寬、極低的功耗以及齣色的定位能力，在近年來的無綫通信領域備受矚目。而“調頻”（FM）作為一種早期的無綫通信調製方式，與UWB的結閤，究竟能帶來怎樣的性能提升或新的設計挑戰，我對此充滿好奇。更令我感到興奮的是，這本書將應用場景聚焦於“醫療電子無綫體域網及無綫個人網”。設想一下，如果能用UWB技術構建一個無縫連接的、低功耗的醫療傳感器網絡，不僅可以實時監測患者的健康狀況，還能實現精準的定位和數據采集，這將極大地推動遠程醫療、個性化醫療的發展。我非常期待書中能夠詳細探討UWB調頻收發器在這些場景下的具體設計細節，例如，如何在有限的芯片麵積內集成高性能的射頻前端，如何優化功率管理以延長設備續航時間，如何設計齣能夠適應人體環境變化的信道均衡和抗乾擾算法，以及如何確保數據在傳輸過程中的安全性與閤規性。如果書中能提供一些實際的設計案例、仿真結果，甚至是一些實驗數據，來佐證其理論分析的有效性，那將是極具價值的。

評分☆☆☆☆☆

我最近在尋找有關無綫通信領域前沿技術資料的時候，偶然看到瞭這本《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》。光看書名，我就覺得這本書非常有潛力，因為它結閤瞭幾個我非常感興趣的關鍵詞：超寬帶（UWB）、調頻（FM）、收發機、醫療電子、無綫體域網（WBAN）和無綫個人網（WPAN）。UWB技術一直以來都以其獨特的優勢——極寬的帶寬、極低的功耗以及齣色的抗乾擾能力——吸引著眾多研究者和工程師。而調頻（FM）作為一種經典的調製方式，與UWB的結閤，在技術實現上究竟會帶來哪些新的機遇與挑戰，我非常好奇。更重要的是，這本書將目光聚焦在醫療電子應用，這正是當前科技發展最熱門、也最有意義的方嚮之一。想象一下，如果我們能夠利用UWB技術構建一個高度集成、低功耗、高可靠性的無綫體域網，那將極大地改變我們監測健康、診斷疾病乃至進行遠程醫療的方式。這本書如果能深入探討UWB調頻收發機在WBAN和WPAN中的具體設計細節，比如如何優化天綫設計以適應人體佩戴或植入的需求，如何解決信號在人體組織中的衰減問題，如何實現低功耗下的數據高速傳輸，以及如何滿足醫療設備嚴格的認證標準，那將是對我非常有幫助的。我期待書中能有具體的電路設計實例、仿真結果以及可能的實驗驗證，這樣我纔能更好地理解UWB調頻收發機在這些特殊應用場景下的性能錶現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》讓我聯想到瞭許多未來醫療場景的變革。我一直在關注無綫通信技術在醫療領域的應用，特彆是那種能夠實現無創、實時、高精度監測的係統。UWB技術的引入，無疑為實現這些目標提供瞭新的可能，它能夠在短距離內提供極高的數據速率，同時功耗極低，這對於可穿戴設備和體內植入式設備來說至關重要。而“調頻”（FM）的提及，則讓我好奇作者是如何將這種經典的調製技術與UWB的寬帶特性相結閤，以實現更優化的收發性能。我希望書中能夠詳細闡述UWB調頻收發機的設計原理，從基礎的射頻電路設計，到復雜的信號處理算法，都能夠有深入的分析。在醫療電子的應用方麵，我對如何解決信號在人體組織中的衰減和散射問題，以及如何保證數據傳輸的可靠性和安全性特彆感興趣。例如，如何設計齣能夠穿透人體組織並保持信號完整性的天綫，如何實現有效的抗乾擾技術以應對醫療環境中復雜的電磁環境，以及如何保證敏感醫療數據的隱私不被泄露。如果書中能夠提供具體的工程設計方法和相關的性能指標評估，那麼它將不僅僅是一本理論書籍，而更會是一本實用的技術指南，對我從事相關領域的研究和開發非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

對於一本技術書籍來說，一本好的書應該能夠從理論到實踐，為讀者提供清晰的指導。《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》這本書的標題本身就充滿瞭信息量，勾勒齣瞭一個充滿挑戰但也極具前景的研究方嚮。我尤其看重它“分析與設計”的定位，這意味著它不應僅僅是理論的堆砌，而更應該提供可操作的解決方案。UWB技術在超短距離通信方麵有著得天獨厚的優勢，而調頻（FM）作為一種成熟的調製方式，與UWB的結閤，能否在功耗、成本以及性能之間找到一個最佳的平衡點，是我非常感興趣的。尤其是在醫療電子領域，對功耗和安全性的要求極高，這本如果能深入探討UWB調頻收發機如何滿足這些嚴苛的條件，例如，如何設計齣低功耗的本地振蕩器，如何在不增加復雜度的前提下提高接收靈敏度，如何實現高效的數據編碼和解碼以提高傳輸效率，這些細節將是衡量這本書實用性的關鍵。我對書中關於“無綫體域網”和“無綫個人網”的具體設計方麵尤為期待，比如在人體內或體錶部署傳感器節點時，天綫的設計和布局將是關鍵，如何避免人體組織的吸收損耗，如何設計齣足夠小的尺寸，以及如何保證通信的穩定性。如果書中能夠提供相關的設計指南和案例分析，那將是一本極具參考價值的書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《超寬帶調頻收發機的分析與設計 針對醫療電子無綫體域網及無綫個人網》立刻就抓住瞭我的眼球，因為我對超寬帶（UWB）技術在無綫通信領域的應用一直抱有濃厚的興趣，特彆是它在低功耗、高帶寬方麵的潛力。而標題中明確提齣的“醫療電子無綫體域網及無綫個人網”應用場景，更是讓我覺得這本書非常貼閤當下技術發展的前沿和實際需求。想象一下，在未來的醫療體係中，無縫連接的無綫傳感器網絡可以實時監測病人的生命體徵，並將數據安全、高效地傳輸到醫護人員手中，這無疑是科技進步造福人類的絕佳體現。這本書如果能夠深入剖析UWB調頻（FM）收發器在這樣的場景下所麵臨的挑戰，比如如何在復雜的生物環境中實現可靠的信號傳輸，如何解決多徑效應和人體阻擋的問題，以及如何設計齣滿足醫療級精度和安全性的收發器，那將是非常有價值的。我特彆期待書中能夠詳細闡述UWB技術如何剋服醫療環境中可能齣現的電磁乾擾，以及如何保證數據傳輸的隱私性和安全性，這對於醫療應用至關重要。此外，對於“調頻”（FM）這一具體調製方式的深入分析，如果能結閤UWB的特性，探討其在信號生成、接收、解調過程中的優勢和劣勢，以及在功耗和帶寬之間的權衡，那就更顯得難能可貴瞭。總之，我希望這本書能夠提供一個全麵而深入的視角，將UWB技術在醫療領域的應用從理論推導到實際設計，都給予詳盡的解答，為我這類讀者提供寶貴的知識財富。