通信电子线路/高等学校电子信息类专业系列教材 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

本书以无线通信系统与单元电路为主线，内容更符合通信类专业的学生培养计划，涵盖量适中，力求内容详实、语言精练。

内容简介

本书以无线通信收发信机的组成框图为基础，系统地介绍了通信电路中各模块的电路原理与设计方法。全书共分12章，包括绪论、选频网络、阻抗变换与阻抗匹配、传输线和Smith图、双端口网络参数和稳定性、放大器、噪声及低噪声放大器、非线性电路及其分析方法、正弦波振荡器、振幅调制与解调、角度调制与解调、反馈控制电路和频率合成、收发信机的整体设计介绍。每一章都有对关键知识的小结，并附有部分习题答案。
本书可作为高等院校通信专业和电子信息工程专业本科生“通信电路”等课程的教材或参考书，也可供相关专业的工程技术人员参考。

作者简介

作者简介
吴嶽 1968年毕业于清华大学无线电电子学系，南开大学通信工程系教授。
孙冬艳 2011年获得南开大学原信息技术科学学院博士学位，现为南开大学电子信息与光学工程学院通信工程系教师。

目录

目录





第1章绪论

1.1无线通信系统的组成

1.1.1通信系统的组成

1.1.2无线通信收发信机的框图

1.2无线电频率划分和电波传播

本章小结

习题与思考题

第2章选频网络、阻抗变换与阻抗匹配

2.1单谐振回路

2.1.1串联谐振回路

2.1.2并联谐振回路

2.1.3信号源内阻和负载电阻对谐振回路的影响

2.2串并联阻抗等效互换与阻抗变换

2.2.1电阻与电抗串并联的等效互换

2.2.2电抗回路和支路抽头时电阻变换关系及电源等效电路

2.3匹配网络设计之一

2.3.1L型匹配网络

2.3.2T型和Π型匹配网络

2.4双耦合谐振回路

2.4.1双耦合谐振回路的电路形式

2.4.2耦合回路的频率特性

2.5其他形式选频器件

2.5.1滤波器主要性能指标

2.5.2LC集中选择性滤波器

2.5.3石英晶体谐振器与晶体滤波器

2.5.4陶瓷滤波器和声表面波滤波器

本章小结

附录2A调幅波通过谐振回路的失真

附录2B电抗曲线和电纳曲线

习题与思考题

第3章传输线和Smith图

3.1均匀传输线上电磁能量传输定理

3.1.1电报方程及其解

3.1.2无损耗均匀传输线

3.2均匀传输线接负载后的电特性

3.2.1反射系数、终接负载传输线上任意一点的视入阻抗

3.2.2驻波、驻波系数及行波系数

3.2.3几种情况讨论

3.2.4电压入射波计算

3.3Smith图

3.3.1Smith阻抗圆图

3.3.2Smith导纳圆图

3.4阻抗匹配网络设计之二

3.4.1用Smith图设计集中参数阻抗匹配

3.4.2用Smith图设计分布参数匹配电路

3.4.3短传输线和集中参数元件间的等效

3.4.4传输线变压器及宽带阻抗匹配

本章小结

习题与思考题

第4章双端口网络参数和稳定性

4.1概述

4.2双端口网络的Y参数

4.2.1双端口网络的短路导纳参数

4.2.2不定导纳矩阵与不同组态Y参数间转换

4.3散射参数

4.3.1单端口网络的S参数

4.3.2多端口网络的S参数及归一化散射矩阵

4.3.3双端口网络的S参数

4.3.4归一化入射和反射分量及S参数的物理意义

4.3.5散射参数的测量

4.4双端口网络的稳定性

4.4.1双端口网络稳定性的概述

4.4.2Y参数绝对稳定条件

4.4.3S参数绝对稳定条件

4.5信号流图

4.5.1信号流图基本概念

4.5.2散射参数信号流图

本章小结

附录4A定向耦合器

附录4B有关公式的推导

附录4B.1式(4��119)和式(4��120)的推导

附录4B.2式(4��124)的推导

附录4B.3|Г2S|>ρ2S和|Г2S|<ρ2S条件推导

习题与思考题

第5章放大器

5.1概述

5.1.1双端口网络的有源性

5.1.2放大器设计时要考虑的主要问题

5.1.3射频放大器的分类及主要指标

5.1.4晶体管和场效应管的高频等效电路

5.2集中参数中频放大器和高频放大器的电路实例

5.2.1集中参数中频放大器

5.2.2集中参数高频小信号放大器

5.3Y参数小信号放大器设计

5.3.1单向化及单向化小信号放大器分析

5.3.2一般小信号放大器分析

5.4S参数小信号放大器设计

5.4.1S参数小信号放大器的一般分析

5.4.2最佳负载反射系数

5.4.3输入、输出同时共轭匹配的情况

5.4.4等功率增益圆

5.4.5潜在不稳定情况下放大器的设计

5.4.6转换器功率增益与输入阻抗匹配

5.4.7资用功率增益和等资用功率增益圆

本章小结

附录5A有关公式的推导

附录5A.1式(5��70)第二项取减号的说明

附录5A.2式(5��76)的推导

附录5A.3从g20求ГLm

附录5A.4式(5��107)的推导

习题与思考题

第6章噪声及低噪声放大器

6.1噪声的统计描述，元器件内部噪声

6.1.1噪声的统计描述

6.1.2热噪声

6.1.3散弹噪声

6.1.4闪烁噪声

6.1.5双极晶体管和场效应管的噪声及噪声模型

6.2噪声电路计算、双端口网络噪声参数

6.2.1电阻串并联的噪声计算

6.2.2噪声通过网络时的计算

6.2.3双端口网络的等效噪声带宽

6.2.4噪声系数

6.2.5等效噪声温度

6.2.6噪声系数的测量

6.3低噪声放大器设计

6.3.1双端口网络的最佳信源阻抗和最小噪声系数

6.3.2低噪声放大器设计

本章小结

附录6A单调谐回路的等效噪声带宽计算

附录6B等噪声系数圆推导

习题与思考题

第7章非线性电路及其分析方法

7.1概述

7.2非线性电路的基本概念与非线性元件

7.2.1非线性电路的基本概念

7.2.2非线性电阻及其性能描述

7.2.3非线性电感和非线性电容

7.2.4非线性电路的分类

7.3非线性电阻电路的幂级数分析法

7.3.1幂级数分析法

7.3.2非线性压缩或扩张、交调和互调

7.3.31dB压缩点和三阶交截点

7.3.4非线性产物的一般规律

7.4折线分析法及其应用

7.4.1二极管包络检波器电路分析

7.4.2谐振功率放大器的折线分析法

7.4.3倍频器

7.5双极型四象限模拟乘法器

7.6混频器和线性时变参量电路

7.6.1双极晶体管混频器

7.6.2二极管混频器

本章小结

附录7A余弦脉冲系数表

习题与思考题

第8章正弦波振荡器

8.1反馈振荡器的基本原理

8.1.1LCR回路的暂态过程

8.1.2反馈振荡器的基本组成

8.1.3振荡平衡条件

8.1.4振荡器的起振条件

8.1.5振荡器的稳定条件

8.2LC正弦波振荡器

8.2.1三端式振荡器

8.2.2互感耦合振荡器

8.3石英晶体振荡器

8.3.1并联型晶体振荡器

8.3.2串联型晶体振荡器

8.3.3用TTL电路构成晶体振荡器

8.4RC正弦波振荡器

8.4.1RC相移振荡器

8.4.2文氏桥振荡器

8.5负阻振荡器

8.5.1负阻的概念

8.5.2负阻振荡的原理

8.5.3潜在不稳定双端口网络构成振荡器

8.6几种特殊的振荡现象

8.6.1寄生振荡

8.6.2间歇振荡

8.6.3频率牵引

8.7振荡器的频率稳定

8.7.1频率稳定度的表示

8.7.2影响振荡器稳定的因素

8.7.3振荡器的稳频措施

8.7.4振荡器的相位噪声

本章小结

习题与思考题

第9章振幅调制与解调

9.1调幅信号分析

9.1.1普通调幅

9.1.2双边带调幅

9.1.3单边带调幅

9.2调幅电路

9.2.1高电平调制

9.2.2二极管调制电路

9.2.3模拟乘法器调制电路

9.2.4单边带调制电路

9.3振幅解调电路

9.3.1振幅解调电路的质量指标

9.3.2二极管包络检波器

9.3.3同步检波

9.4正交平衡调幅

本章小结

习题与思考题

第10章角度调制与解调

10.1角度调制信号的分析

10.1.1调频波和调相波的表示式

10.1.2调频波和调相波的频谱和频带宽度

10.2调频信号的产生

10.2.1调频的性能指标

10.2.2调频信号的产生方法

10.2.3扩大调频器线性频偏的方法

10.2.4直接调频电路

10.3调相信号的产生

10.3.1矢量合成法

10.3.2可变移相法

10.3.3可变延时法

10.4调频信号的解调

10.4.1鉴频方法与鉴频特性

10.4.2斜率鉴频器

10.4.3正交鉴频器

本章小结

习题与思考题

精彩书摘

第5章
CHAPTER 5


放大器






5.1概述
第2章图2��1画出了电子电路的构成，它是由有源器件和匹配网络组成的，放大器也不例外，也由这两部分构成。第2章研究了集中参数匹配网络，第3章研究了分布参数匹配网络，第4章研究的双端口网络实际上是有源器件的线性等效电路，现在可以着手研究射频放大器了。
5.1.1双端口网络的有源性
在讨论放大器之前，首先要知道什么样的器件具有放大作用。这里涉及器件的有源性(Activity)的问题，一般放大器件用双端口网络即可等效，因而这里只讨论双端口网络的有源性。结论很容易推广到多端口网络。
能用来放大信号功率或用作振荡器的电路称有源电路。无源电路不能用来放大功率或实现持续振荡。由线性时不变电阻、电感和电容构成的电路是无源电路(Passive Circuits)。
晶体管或场效应管在小信号工作时，若进入它所有端口的某一频率信号的平均功率为零或大于零，则称它为无源的，平均功率为零时称为无损的，平均功率大于零时称为有损的。若进入所有端口的某一频率信号的总平均功率小于零，则称该晶体管或场效应管在此频率为有源的。由于在某工作频率上小信号工作的晶体管或场效应管可以用参数与工作频率相对应的双端口线性网络等效，因此下面直接来研究双端口网络。
进入双端口网络的两个端口的总平均信号功率为

P=|V1||I1|cos��1+|V2||I2|cos��2

或

P=ReV1I��1+ReV2I��2=ReV��1I1+ReV��2I2

这样有

P=12(V1I��1+V��1I1)+12(V2I��2+V��2I2)(5��1)

重新组合式(5��1)：

P=12(V��1I1+V��2I2)+12(V1I��1+V2I��2)(5��2)

用矩阵形式可表示为

P=12［V�常軹［I］+12［I�常軹［V］(5��3)

式中上标T表示转置，矢量均为列矢量，在某工作点和具体的工作频率，有

［I］=［Y］［V］和［I�常軹=［V�常軹［Y�常軹(5��4)

代入式(5��3)可得

P=12［V�常軹［Y］［V］+12［V�常軹［Y�常軹［V］

=［V�常軹12(［Y］+［Y�常軹)［V］

=［V�常軹［YH］［V］(5��5)

式(5��5)中

［YH］=12(［Y］+［Y�常軹)(5��6)

矩阵［YH］称作埃尔米特(Hermite)矩阵。式(5��5)的矩阵形式称为功率P的埃尔米特型(Hermite Form)。由式(5��5)可知，对于无源网络，埃尔米特型必须是半正定的。
令双端口网络的Y参数为

前言/序言

前言
通信电路讲述发射机和接收机的射频部分和中频部分，其电路功能有射频放大、中频放大、变频、调制和解调等。当前移动通信飞速发展，通信机的工作频率已超出了2GHz，因而一部分射频电路成为分布参数电路。电路技术的发展早已进入了集成电路设计的时代，分立器件用得越来越少，整机生产技术的无调整化趋势使原来通信机中经常使用的LC调谐电路逐渐被各种体积小、设计精良的滤波器取代，整机设计人员必须准确地选用集成电路并能熟练使用CAD软件。考虑到以上形势，编写本书旨在较全面地介绍通信电路的有关知识，为集成电路和整机设计工作打好基础。
本书的特点是注重培养扎实的专业基础，从通信系统框图着手，系统地介绍通信电路的基础知识和各单元电路的基本原理与实现方法，强调对基本概念的理解与运用，全书的内容与应用的结合比较紧密，理论与实践的结合也比较紧密，并有一定的电路设计实例和仿真分析。
第1章为绪论，通过对通信机框图的介绍，使读者了解通信电路的主要功能以及各种功能电路在整机中所处的位置。
第2章为选频网络、阻抗变换与阻抗匹配，突出了单谐振回路的阻抗变换和阻抗匹配功能。电路分析时应用了电网络的对偶原理，在末尾简单介绍了各种滤波器的工作原理和适用频率。
第3章为传输线和Smith图，这是分析分布参数电路必备的知识，进一步介绍了用Smith图实现阻抗匹配的方法，为后面讲述放大器打基础。传输线变压器是宽带阻抗匹配和功率合成的主要部件，因而一并在本章介绍。
第4章为双端口网络参数和稳定性，主要为下一章放大器设计打基础。在此讲述了Y参数和S参数以及相关的稳定性判据。用信号流图的方法配合S参数进行电路分析可使过程简单，分析结果明了，因而在4.5节简单介绍了信号流图。定向耦合器本属多端口网络，由于它是S参数测量中必须采用的器件，因此在附录4A着重分析了由传输线变压器构成的定向耦合器的原理，用这种定向耦合器可以构成有线电视网络中的分支器。
放大器的分析放在第5、6两章，第5章的分析重点在于最大功率传输和稳定性，第6章的出发点在于减小噪声系数，有关噪声的基础知识也放在第6章介绍。
第7章介绍非线性电阻电路的常用工程分析方法。通过幂级数分析法解释了非线性压缩或扩张、交调、互调等电路现象，用折线分析法分析了二极管包络检波、功率放大和倍频器，在介绍非线性时变电路后分析了各种混频器，模拟四象限乘法器可用于较低频率的混频、同步检波、鉴频及可控增益放大，因而将此内容安排在本章。
第8章为正弦波振荡器，除了LC振荡器、RC振荡器等一般内容外，还加入了用S参数分析潜在不稳定双端口网络产生振荡的条件，并分析了相位噪声的产生机理以及相位噪声的功率谱密度曲线。
第9章为振幅调制与解调，第10章为角度调制与解调，考虑到本课程有可能安排在“通信原理”课程前面，因而在每章前面首先讲述信号。目前调制与解调均用集成电路实现，因而在电路讲述时侧重于方法的介绍，像二极管包络检波器、斜率鉴频器一类电路在实际中已很少用到，将它们留在教材中是考虑到内容的完整性。
第11章为反馈控制电路和频率合成，介绍了AGC、AFC和PLL以及锁相环频率合成器，重点放在PLL和频率合成部分。反馈控制电路均是非线性电路，因而以定性分析为主，配以一定的电路实例和设计实践。
第12章为收发信机整体设计介绍，讲述了收发信机的各种技术指标、发射机和接收机的各种技术方案，最后是设计实例。
本书涉及高频电路、微带电路、电网络分析等内容，教学时可根据实际情况选用。建议教学学时为64学时。
学习本教材须具备电路分析基础、模拟电子技术、概率论与随机过程的基础知识。本书适用于大学本科的教学，也可供相关工程技术人员参考。
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