锁相与频率合成 张建斌著 9787030328496 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建斌著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030328496

商品编码：29336535004

包装：平装

出版时间：2011-11-01

图书基本信息
图书名称	锁相与频率合成
作者	张建斌著
定价	30.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030328496
出版日期	2011-11-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.459Kg

内容简介

本书为高等学校“锁相与频率合成”课程的教材，讲述锁相环与频率合成器的理论、组成、性能、工程设计与实现。对锁相环的基本工作原理与性能、频率合成的基本概念与方法，以及锁相频率合成器和直接数字频率合成器的构成、设计与实现作了详细的阐述，并对全数字锁相环和软件锁相环作了介绍。 　　本书突出了“基础性、新颖性、工程性、应用性”的特点，可作为等院校通信、电子等相关专业本科生和研究生的专业教材或教学参考书，也可供从事通信、广播电视、测量、遥测遥控、雷达导航等方面的工程技术人员参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《锁相与频率合成》：一场关于信号精准掌控的深度探索 信号，作为现代电子技术和信息传递的基石，其核心在于其频率的稳定与精准。从广播通讯到精密测量，从雷达探测到数字通信，无不依赖于对信号频率的精确控制与合成。而“锁相”与“频率合成”正是实现这一目标的两大关键技术，它们构成了电子工程领域中一道严谨而迷人的风景线。张建斌教授所著的《锁相与频率合成》（ISBN 9787030328496）一书，正是这场关于信号精准掌控的深度探索的权威指南。 本书并非仅仅罗列公式与概念，而是深入剖析了锁相环（PLL）和频率合成器（Frequency Synthesizer）的原理、设计、性能以及在实际应用中的考量。它带领读者穿梭于理论的殿堂，感受数学的严谨与优雅，同时又不乏工程实践的智慧与经验。 第一部分：锁相环——信号同步与误差纠正的基石 锁相环（PLL）是频率合成器的核心组成部分，也是本书着力展开的基石。理解PLL，就如同掌握了控制信号频率的“总开关”。本书将首先为读者构建一个扎实的PLL理论框架。 PLL的基本组成与工作原理： 锁相环的核心在于其反馈机制。本书会详细介绍PLL的三个基本组成单元：鉴相器（Phase Detector, PD）、环路滤波器（Loop Filter, LF）和压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO）。通过对这三个单元的逐一剖析，读者将清晰地理解PLL是如何通过比较输入信号和压控振荡器输出信号的相位差，并利用该相位差来调整压控振荡器的频率，最终实现输出信号与输入信号的相位锁定。这种“锁定”并非简单的频率相等，而是要求输出信号在频率和相位上都与输入信号保持固定的关系，从而达到同步的目的。 鉴相器的类型与特性： 鉴相器是PLL的“眼睛”，其性能直接影响到PLL的锁定范围、捕获范围以及跟踪精度。本书将广泛探讨各种类型的鉴相器，例如乘法型鉴相器（如二极管乘法器、乘法器集成电路）、开关型鉴相器（如触发器型、逻辑门型）以及电荷泵型鉴相器（Charge-Pump, CP）。对于每种鉴相器，本书都会深入分析其工作原理、输出特性（如鉴相斜率、死区）、优缺点以及适用场景。例如，电荷泵型鉴相器因其具有零死区和较大的鉴相斜率，在现代高精度PLL设计中占据了重要地位，本书将对其做重点介绍。 环路滤波器——PLL的“大脑”与“减震器”： 环路滤波器是PLL的“大脑”，它决定了PLL的动态性能，包括瞬态响应、稳态精度以及抑制噪声的能力。本书将详细阐述环路滤波器的设计原理，包括一阶、二阶、三阶甚至更高阶的滤波器。读者将学习如何根据PLL的性能指标（如锁定时间、超调量、相位裕度、阻尼系数）来选择合适的滤波器结构和参数。同时，本书也会深入分析滤波器对PLL的噪声抑制作用，这是PLL在实际应用中至关重要的一环。 压控振荡器——PLL的“执行器”： 压控振荡器是PLL的“执行器”，其频率的输出范围、调谐斜率、相位噪声以及功耗等参数直接影响到整个PLL的性能。本书将介绍不同类型的压控振荡器，如RC振荡器、LC振荡器、环形振荡器以及延迟链振荡器等。重点会放在LC振荡器和环形振荡器在集成电路PLL设计中的应用，并分析它们各自的优势与局限性。 PLL的性能分析： 仅仅了解PLL的组成部分是不够的，更重要的是理解其整体性能。本书将带领读者进行深入的性能分析，包括： 锁定范围与捕获范围： 锁定范围是指PLL能够输出与输入信号同频同相的频率范围，而捕获范围是PLL能够从失锁状态进入锁定状态的频率范围。理解这两个参数对于设计一个可靠的PLL至关重要。 瞬态响应： PLL在输入信号频率发生变化或存在噪声扰动时，其响应的速度和稳定性。本书会通过时域和频域分析，讲解如何优化瞬态响应。 稳态精度： PLL在稳定工作时，其输出信号频率与输入信号频率之间的误差。这通常由鉴相器类型、环路滤波器的直流增益等因素决定。 相位噪声： PLL输出信号的频谱纯度，是衡量其性能的关键指标之一。本书将深入分析PLL的相位噪声来源，包括VCO的内在噪声、鉴相器的量化噪声以及环路滤波器的噪声等，并提出抑制相位噪声的方法。 抖动（Jitter）： 相位噪声在时域上的体现，是影响数字信号传输质量的关键因素。本书将分析抖动的产生机制和测量方法。 PLL的稳定性分析： 稳定性是PLL设计的生命线。本书将采用严谨的数学工具，如根轨迹法、Nyquist图、Bode图等，对PLL的稳定性进行深入分析。读者将学会如何通过调整环路滤波器的参数来保证PLL的稳定性，避免产生振荡。 第二部分：频率合成器——从单一频率到万千变化的精密设计 如果说锁相环是信号同步的基石，那么频率合成器就是在此基础上构建的宏伟大厦，它能够从一个参考基准信号，通过一系列电路和算法，生成任意指定频率的输出信号。本书将系统地介绍各种主流的频率合成技术。 直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis, DDS）： DDS是一种完全基于数字处理的频率合成技术，它以高精度、快速调谐和优异的相位噪声性能而著称。本书将详细阐述DDS的工作原理，包括其核心的相位累加器、查找表（ROM）和数模转换器（DAC）。读者将学习如何通过改变相位累加器的频率和查找表的相位步长来生成任意频率的输出信号，以及如何优化DDS的性能，例如提高分辨率和降低杂散。 锁相环频率合成器（PLL Frequency Synthesizer）： PLL是目前应用最广泛的频率合成技术。本书将详细介绍各种PLL频率合成器的架构，包括： 整数分频PLL（Integer-N PLL）： 这是最基本也是最常见的PLL频率合成器。本书将深入分析其工作原理，包括频率合成公式、环路滤波器的设计以及调谐范围的确定。同时，也会讨论整数分频PLL在选择参考频率和分频比时的权衡。 小数分频PLL（Fractional-N PLL）： 为了克服整数分频PLL在选择参考频率时面临的限制（如相位噪声 Degradation、调谐速度受限），小数分频PLL应运而生。本书将详细介绍小数分频PLL的原理，特别是如何通过“Σ-Δ调制器”等技术来实现小数分频，从而在保持较高参考频率的同时，获得更精细的频率分辨率。读者将学习小数分频PLL的优点，如更快的调谐速度、更低的参考频率对相位噪声的影响，以及其设计的复杂性。 双环PLL（Dual-Loop PLL）： 对于需要极高频率分辨率和优异相位噪声性能的应用，双环PLL是一种有效的解决方案。本书将介绍双环PLL的结构，通常是将一个高频低分辨率的PLL与一个低频高分辨率的PLL级联，以协同优化性能。 频率合成器的性能指标与优化： 频率合成器的性能直接决定了系统的整体表现。本书将全面地探讨频率合成器的关键性能指标： 输出频率范围与分辨率： 这是频率合成器的基本功能，本书将分析影响这两个指标的因素。 调谐速度： 频率合成器从一个频率切换到另一个频率所需的时间，对于动态通信系统至关重要。 相位噪声与杂散： 这是衡量频率合成器纯度和抗干扰能力的关键。本书将详细分析相位噪声和杂散的来源，以及抑制它们的策略。 功耗： 在便携式设备和集成电路设计中，功耗是一个重要的考量因素。 集成电路实现： 频率合成器在现代电子产品中通常以集成电路（IC）的形式实现。本书将探讨IC设计中需要考虑的因素，如版图设计、寄生效应、电源退耦等。 第三部分：实际应用与前沿技术 理论的深度最终要服务于实践。本书的最后部分将聚焦于锁相与频率合成技术在各个领域的实际应用，并展望未来的发展趋势。 通信系统中的应用： 在蜂窝通信、Wi-Fi、蓝牙等无线通信系统中，频率合成器扮演着核心角色，负责生成载波信号、本地振荡器信号以及时钟信号。本书将详细阐述频率合成器在这些系统中的具体应用，例如基站、手机、路由器等设备的设计。 测量仪器中的应用： 示波器、频谱分析仪、信号发生器等高精度测量仪器，都离不开稳定可靠的频率源。本书将展示锁相与频率合成技术如何为这些仪器提供高精度、低噪声的频率参考。 雷达与导航系统： 雷达系统需要精确控制发射和接收信号的频率，以实现目标探测和定位。GPS等导航系统也依赖于高精度的频率合成技术来解算位置信息。 时钟产生与分配： 在高速数字系统中，时钟信号的同步与稳定性至关重要。本书将介绍锁相技术在时钟产生与分配中的应用，以确保系统的高效运行。 前沿技术与发展趋势： 随着电子技术的不断发展，锁相与频率合成领域也在不断进步。本书将提及一些前沿技术，例如： 压控振荡器（VCO）的性能提升： 例如，低相位噪声的LC-VCO、SiGe-based VCO等。 PLL架构的创新： 例如，全数字PLL（ADPLL）、基于MEMS的PLL等。 低功耗频率合成器的设计： 针对移动设备和物联网应用的需求。 软件定义无线电（SDR）中的频率合成： 如何灵活配置和控制频率合成器以适应不断变化的通信标准。 总结 《锁相与频率合成》一书，以其系统性的理论阐述、深入的原理分析、丰富的工程实例以及对前沿技术的关注，为读者提供了一份全面而深刻的知识盛宴。无论您是电子工程专业的学生，还是从事相关领域的研发工程师，本书都将是您深入理解和掌握锁相与频率合成技术的宝贵财富，它将帮助您在信号的精密控制领域游刃有余，为您的技术探索之路提供坚实的指引。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对“锁相”这个词只停留在字面意义上的理解，觉得它离我的生活很遥远。但是，偶然翻到《锁相与频率合成》这本书，却彻底改变了我的看法。张建斌先生用一种非常亲切和引人入胜的方式，将这个“高大上”的技术娓娓道来。我一开始以为会看到很多枯燥的公式和图表，没想到书中穿插了许多生动的比喻和生活中的例子，让我一下子就抓住了锁相环的核心思想——“跟随”。从一开始对整个概念的模糊认识，到逐渐理解它在手机通信、GPS导航，甚至是收音机工作中的重要作用，我的好奇心被这本书牢牢地吸引住了。虽然我没有电子工程的背景，但这本书让我体会到了科技的魅力，让我看到了那些看不见的“神奇”是如何运作的。这本书给我带来了很多乐趣，也让我对科技世界产生了更多的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的学生，正在为射频通信课程做准备，《锁相与频率合成》这本书简直就是我的“及时雨”。在课堂上，老师讲解的内容虽然严谨，但总觉得有些抽象，而这本书的内容则更加系统和深入。张建斌先生的讲解层次分明，从最基础的锁相环结构，到各种优化技术，再到具体的频率合成器设计，逻辑清晰，易于理解。我特别欣赏书中对不同锁相环拓扑结构的比较分析，以及对各种噪声源的详细阐述，这对于我理解实际系统中PLL的性能瓶颈至关重要。书中提供的设计实例和仿真流程，更是让我受益匪浅，我可以对照着书中的方法，在仿真软件中进行实践，加深对理论知识的掌握。虽然这本书的内容涵盖非常广泛，有些高级主题我还需要进一步钻研，但我相信，这本书将成为我未来学习和工作中不可或缺的参考资料，它为我打下了坚实的基础，让我对这个领域充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在通信设备行业工作多年的工程师，我一直对锁相环和频率合成技术在实际产品中的应用抱有浓厚的兴趣。《锁相与频率合成》这本书，可以说是我职业生涯中的一次“意外惊喜”。张建斌先生在书中不仅深入浅出地阐述了理论知识，更重要的是，他结合了大量的工程实践经验，为我们揭示了许多在教科书中难以找到的细节。我尤其对书中关于杂散信号抑制、相位噪声优化以及电源噪声隔离等方面的论述印象深刻，这些都是在实际产品开发中经常遇到的难题，而书中给出的分析和解决方案，无疑为我提供了宝贵的思路。这本书的深度和广度都非常出色，它既能满足初学者建立基本概念的需求，也能为资深工程师提供更深层次的思考。阅读过程中，我仿佛能感受到作者在电子世界中游刃有余的智慧，这本书的价值不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对电子科学充满热情的研究人员，一直致力于信号处理和通信领域的研究。《锁相与频率合成》这本书，为我的研究工作提供了强大的理论支撑和丰富的实践指导。张建斌先生的写作风格严谨而富有洞察力，他将复杂的锁相环理论和频率合成技术进行了系统的梳理和创新性的阐述。我尤其欣赏书中对各种先进锁相环设计方法的探讨，以及对数字锁相环（DPLL）和小数分频锁相环（Fractional-N PLL）等前沿技术的深入分析，这为我的研究方向提供了新的启示。书中引用的参考文献也相当广泛，这让我能够快速地追溯到更深入的研究领域。虽然这是一本技术性很强的著作，但其逻辑严谨、论证充分，为我的学术研究奠定了坚实的基础，也拓宽了我对该领域未来发展的视野。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！虽然我只是一个对电子技术充满好奇的业余爱好者，但《锁相与频率合成》这本书却以一种极其生动和直观的方式，将那些我原本觉得高深莫测的概念一一呈现在我眼前。作者张建斌先生的文笔流畅，丝毫不像一本技术专著，反而更像一位耐心的老师，一步步引导我理解锁相环（PLL）的基本原理，从最初的环路滤波到各种控制策略，再到如何实现精确的频率合成。书中大量的图示和仿真结果，极大地帮助了我建立起感性的认识，让我不再只是死记硬背那些复杂的公式，而是能真正体会到每个参数、每个设计选择背后的意义。我尤其喜欢书中对实际应用场景的描述，比如在通信系统、雷达系统中的作用，这让我看到了理论知识的强大生命力，也激发了我未来深入学习的动力。虽然有些章节的数学推导我还没能完全理解，但整体而言，这本书为我打开了一扇通往射频和微波世界的大门，让我对电子工程有了全新的认识和期待。