射頻與微波晶體管振蕩器設計

前言

　　本書的主要目的，是提供RF和微波晶體管振蕩器設計所必需的全部相應信息，包括眾所周知的和新的理論方法及實際電路圖與設計，并提供了優(yōu)化設計方法建議，這些建議有效地把解析計算和計算機輔助設計結合在一起。本書對教學十分有用，可以提升解析思路，并有效地把RF和微波工程的理論和實際結合在一起。一般情況下總是會喜新厭舊，因此，本書不僅給出了基于新技術或電路原理圖的新成果，也包含了某些較老的思想、電路原理或方法，這會對現(xiàn)代實踐十分有用，或者對新思想和技術的發(fā)展有所貢獻。　　據(jù)此，本書的讀者對象以及對讀者的建議如下：　　1）對于大學水平的教授和研究人員，可作為創(chuàng)新研究和教學活動的參考和良好材料，會為研究生和博士生提供強有力的知識背景?！　?）對于研發(fā)團隊，可結合理論分析和實踐，包括計算機輔助設計（CAD），為理論和實際電路技術的新思想提供了充分的基礎?！　?）對于實際RF設計師和工程師，可作為許多已知的和新的實際晶體管振蕩器電路的匯編資料，具有詳細的工作原理與應用的描述，以及理論結果清楚的實踐證明。　　第l章提供了使用最廣泛的解析非線性電路設計技術，特別是晶體管振蕩器。依賴于主要的設計規(guī)范，有幾種非線性電路分析與設計方法。當必須消除或最小化諸如非穩(wěn)定性和虛假發(fā)射等寄生效應時，這意味著時域分析（以確定瞬態(tài)電路行為）和頻域分析（以改善功率和頻譜特性）。使用時域分析技術，易于使用微分方程描述非線性電路，在某些簡單情況下，可以解析地以清晰的方式求解微分方程。在緩慢改變幅度和相位的假設下，對振蕩過程的幅度和相位，完全可能從原始二階非線性微分方程得到分離截短的一階微分方程。然而，一般必須使用數(shù)值計算方法。時域分析受限于其自身沒有能力處理電路導抗（阻抗或?qū)Ъ{）參數(shù)，以及這樣一個事實，即時域分析只能用于集總參數(shù)或理想傳輸線的電路。頻域分析則較少含混，這是因為對每一個諧波分量而言，相對復雜的電路經(jīng)常能夠降低至一個或幾個導抗組。例如，使用準線性方法，被基波分量平均化的非線性電路參數(shù)可用于線性電路分析。先進的現(xiàn)代CAD仿真器集時域分析和頻域分析方法及優(yōu)化技術于一身，提供了所有必需的設計環(huán)節(jié)。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)論述了射頻和微波晶體管振蕩器設計的理論、方法和實踐。全書共分9章，內(nèi)容包括非線性電路設計方法、振蕩器工作與設計原理、自激振蕩的穩(wěn)定性、最佳設計與電路技術、振蕩器中的噪聲、變?nèi)荻O管與振蕩器頻率調(diào)諧、CMOS壓控振蕩器、寬帶壓控振蕩器、噪聲降低技術等?！　”緯w系完整、內(nèi)容精煉、理論與實踐結合。適合作為微電子學、集成電路設計與集成系統(tǒng)相關專業(yè)的教學用書，也可供相關領域工程技術人員學習參考。

書籍目錄

譯者序前言第1章  非線性電路設計方法  1.1　譜域分析    1.1.1　三角恒等式    1.1.2　分段線性近似    1.1.3　貝塞爾函數(shù)  1.2　時域分析  1.3　牛頓·拉普遜算法  1.4　準線性方法  1.5　范德波爾方法  1.6　計算機輔助分析與設計  參考文獻第2章  振蕩器工作與設計原理  2.1　穩(wěn)態(tài)工作模式  2.2　起振條件  2.3　振蕩器結構與發(fā)展史  2.4　自偏壓條件  2.5　振蕩器矩陣分析法    2.5.1　并聯(lián)反饋振蕩器    2.5.2　串聯(lián)反饋振蕩器  2.6　雙晶體三極管振蕩器  2.7　傳輸線振蕩器  2.8　雙推振蕩器  2.9　三推振蕩器  2.10　延遲線振蕩器  參考文獻第3章  自激振蕩的穩(wěn)定性  3.1　負電阻振蕩器電路  3.2　常規(guī)單頻穩(wěn)定性條件  3.3　單諧振電路振蕩器    3.3.1　恒定負載的串聯(lián)諧振電路振蕩器    3.3.2　非線性負載的并聯(lián)諧振電路振蕩器  3.4　雙諧振電路振蕩器  3.5　多諧電路的穩(wěn)定性    3.5.1　一般復頻穩(wěn)定性判據(jù)    3.5.2　雙頻振蕩模式及其穩(wěn)定性    3.5.3　雙諧振耦合電路振蕩器的單頻穩(wěn)定性    3.5.4　具有雙諧振耦合電路的三極管振蕩器  3.6　相平面法    3.6.1　無損諧振LC電路中的空轉(zhuǎn)振蕩    3.6.2　有損諧振LG電路中的振蕩    3.6.3　有損諧振LC電路中的非周期過程    3.6.4　變壓器耦合MOSFET振蕩器  3.7　奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)  3.8　起振和穩(wěn)定  參考文獻第4章  最佳設計與電路技術  4.1　經(jīng)驗優(yōu)化設計方法  4.2　解析最佳設計法  4.3　并聯(lián)反饋振蕩器    4.3.1　最佳振蕩條件    4.3.2　最佳MOSFET振蕩器  4.4　串聯(lián)反饋雙極三極管振蕩器    4.4.1　最佳振蕩條件    4.4.2　最佳共基極振蕩器    4.4.3　準線性方法    4.4.4　計算機輔助設計  4.5　串聯(lián)反饋MESFET振蕩器    4.5.1　最佳共柵極振蕩器    4.5.2　準線性方法    4.5.3　計算機輔助設計  4.6　高頻設計技術    4.6.1　C類工作模式    4.6.2　E類功率振蕩器    4.6.3　DE類功率振蕩器　……第5章  振蕩器中的噪聲第6章  變?nèi)荻O管與振蕩器頻率調(diào)諧第7章　CMOS壓控振蕩器第8章  寬帶壓控振蕩器第9章  噪聲降低技術參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　非線性電路設計方法　　本章論述分析非線性電路最常用的設計技術，特別是晶體管振蕩器電路。分析和設計非線性電路的方法有很多，方法的選擇取決于這些電路的主要規(guī)范。這意味著，當必須消除或者最小化諸如不穩(wěn)定性和假發(fā)射等寄生影響的時候，則非線性電路的分析包括時域和頻域兩個方面，在時域中考察電路的瞬態(tài)響應，在頻域中改善電路的功耗特性和頻譜特性。應用時域分析技術，以微分方程來描述非線性電路是一種相對容易的方法，但這種方法僅在一些簡單的情形下能夠得到顯性解析解。假設信號的幅度和相位變化緩慢，那么就可能從原二階非線性微分方程中，得到分離化簡后的一階微分方程來描述振蕩過程的幅度和相位。但一般來講，這種方法需要使用數(shù)值方法。時域分析受限于無法對電路的導抗參數(shù)（導納或阻抗）進行分析，并且只能應用于集總參數(shù)電路或理想傳輸線電路。相比較而言，頻域分析要明確一些，這主要是因為一個相對復雜的電路，在頻域中一般能在每個諧波分量上化成一組或幾組導抗。舉例來說，使用準線性方法，非線性電路參數(shù)被基波分量均分，以使其可應用于線性電路分析。先進的現(xiàn)代CAD仿真器結合了時域和頻域方法以及優(yōu)化技術，以提供所有必需的設計環(huán)節(jié)。　　本章還給出了基于Ansoft Serenade電路仿真器的仿真工具簡介。此外，也給出了一些實用的等式，比如泰勒級數(shù)展開式和傅里葉級數(shù)展開式、貝塞爾函數(shù)、三角恒等式以及傳導角的概念等，這些等式都能簡化電路設計過程?！　?.1　譜域分析　　理解振蕩器電氣行為的最好方法，以及計算振蕩器輸出功率、效率、相位噪聲或抑制諧波等基本電氣特性的最快方法，是使用譜分析?！?/pre>




編輯推薦
　　《射頻與微波晶體管振蕩器設計》涵蓋了迄今為止與振蕩器設計相關的幾乎全部知識，《射頻與微波晶體管振蕩器設計》力圖使得選擇具有最優(yōu)化的低噪聲和電氣性能的振蕩器成為現(xiàn)實。射頻（RF）和微波電路的消費電子產(chǎn)品與通信設備的發(fā)展對振蕩器設計提出了更高的要求；高頻技術和新技術的應用，產(chǎn)生了高性能和多功能的，更加健壯的電路需求；與此同時，成本降低。尺寸減小和功耗降低也是射頻和微波電路的必然發(fā)展要求——由此，性能更好的振蕩器仍是迫切的需求?！　∪珪饕獌?nèi)容包括　　·非線性電路的分析方法：包括頻域分析。時域分析和準線性方法。　　·振蕩器中噪聲的信息：這些知識體現(xiàn)在關子變?nèi)莨芎驼袷庮l率調(diào)諧，CMOS電壓控制振蕩器和寬帶電壓振蕩器的各章中?！　　ふ袷幤鞣€(wěn)定性的分析：包含了多諧振蕩電路和相平面方法?！　　慕?jīng)驗和解析設計方法到高頻設計技術的優(yōu)化設計和電路技術?！　　ふ袷幤鞯囊话悴僮骱驮O計原理：包含在振蕩器配置歷史方面的各章中?！　　渡漕l與微波晶體管振蕩器設計》既是實際射頻和微波設計工程師的有價值的參考資料，也是教師，高年級學生和相關科研工作者最佳的參考用書。





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