高频电路设计与制作 开关/放大器/检波器/混频器/振荡器的技巧详解PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

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第1章 欢迎进入高频世界——成为高频工程师为目标1

1.1 频带和电路1

1.2 高频电路设计环境的变化2

1.3 现在高频电路设计中广泛存在的弊端4

第2章 高频的基础知识——为了更好地理解高频信号7

2.1 信号的波长7

2.2 高频电路看作分布常数的电路9

2.3 高频中最重要的工作是传输线的设计11

2.3.1 表示传输线电气特性的“特性阻抗”11

2.3.2 高频使用的传输线12

2.4 用分布常数与集中常数制作的高频电路13

2.5 高频中功率比电压与电流更容易处理16

2.5.1 S参数的概要16

2.5.2 实际高频元件数据表中记载的S参数20

2.6 用史密斯图求阻抗22

2.6.1 史密斯图22

2.6.2 在史密斯图上描绘阻抗25

2.6.3 元件与传输线路的增加以及史密斯图上的阻抗轨迹26

2.7 高效率地传输高频信号的技术——匹配30

2.7.1 禁止使用电阻取得匹配31

2.7.2 阻抗匹配实例132

2.7.3 阻抗匹配实例234

2.7.4 匹配电路构成的不同造成输入阻抗特性的差异38

2.7.5 使用实际元件的匹配电路41

2.8 实际无源元件的高频阻抗43

2.9 能发挥高频电路性能的印制基板的设计46

2.9.1 高频电路用印制基板的基础知识46

2.9.2 印制图案的精度与特性阻抗的偏差47

2.9.3 印制图案“弯曲”对特性阻抗的影响50

2.9.4 邻近接地图案对信号图案的影响52

2.9.5 邻近信号图案的耦合会彼此影响55

3.1.1 开关的作用57

第3章 开关的设计与制作——控制信号流的技术57

3.1 高频开关的作用与性能57

3.1.2 开关要求的性能58

3.2 开关的种类与选择60

3.3 高频开关所使用的半导体元件61

3.3.1 PIN二极管61

3.3.2 MESFET63

3.4 PIN二极管作为开关元件的特性实验65

3.5 开关基本型——SPST开关的种类与特性71

3.5.1 两种SPST开关71

3.5.2 SPST开关的接入损耗与隔离特性73

3.6 SPDT开关的种类与动作75

3.6.1 串联型与并联型的组合开关75

3.6.2 两种串联型的组合开关77

3.7 试作的SPDT开关特性的仿真分析79

3.7.1 SPDT开关的规格79

3.7.2 试作SPDT开关的高频特性80

3.7.3 隔离特性的改善83

3.8 SPDT开关的试作87

3.9 试作SPDT开关基板的初始特性与调整91

3.10 试作前仿真预测与评价结果不同的原因95

第4章 低噪声放大器的设计与制作——放大微弱信号的技术99

4.1 LNA的作用99

4.2 噪声越小而增益越大越好100

4.2.1 表示噪声大小的参数——噪声指数100

4.2.2 LAN的噪声指数对系统总体噪声特性有很大影响101

4.2.3 两个LNA串联时电路的总体噪声指数102

4.3 LNA设计时其他重要参数103

4.3.1 输入电平范围103

4.3.2 输入输出VSWR与噪声特性及稳定度之间的关系105

4.4.1 MMIC MGA-87563107

4.4 LNA使用的半导体元件107

4.2.3 振荡的稳定性107

4.4.2 EMT ATF-35143110

4.5 LNA的仿真进行特性分析113

4.5.1 使用MGA-875635构成LNA的仿真113

4.5.2 使用ATF-35143构成LNA的仿真116

4.6 使用MMIC MGA-87563的LNA制作121

4.6.1 规格与电路的说明121

4.6.2 评价时的检测点125

4.6.3 初始性能126

4.6.4 特性的改善127

4.6.5 试作前仿真预测与评价结果的比较131

4.7 使用HEMT ATF-35143制作的LNA132

4.7.1 规格与电路的说明133

4.7.2 评价时的检测点135

4.7.3 初始性能136

4.7.4 特性的改善137

4.7.5 试作前仿真预测与评价结果的比较142

第5章 混频器的设计与制作——升降频技术147

5.1 混频器的作用147

5.1.1 发射信号电路中混频器的作用147

5.1.3 转换频率的必要性148

5.1.2 接收信号电路中混频器的作用148

5.2 频率转换的原理与实际方法149

5.2.1 频率不同的信号相乘就会产生其他频率成分149

5.2.2 收发信号电路的工作情况150

5.3 混频器的种类与特征151

5.3.1 只用无源元件构成的无源混频器151

5.3.2 用放大元件构成的有源混频器154

5.4 DBM的工作原理155

5.5 由DBM进行降频转换的实验158

5.5.1 将LO信号频率设定为2200MHz的场合159

5.5.2 将LO信号频率设定为2600MHz的场合161

5.5.3 实验观察163

5.6 DBM的升频转换实验163

5.6.1 将LO信号频率设定为2200MHz的场合164

5.6.2 将LO信号频率设定为2600MHz的场合167

5.7 观察实际的有源混频器168

5.8 放大器非线性工作进行频率转换169

5.8.1 在输出失真的非线性区进行频率转换169

5.8.2 放大器输出高次谐波的实验170

5.9 有源混频器的实验173

5.9.1 实验系统的概要173

5.9.2 降频转换的实验175

5.9.3 升频转换实验177

第6章 滤波器的设计与制作——取出所期望频率成分的技术183

6.1 高频滤波器的种类与作用183

6.1.1 接收电路中滤波器的作用183

6.1.2 发射电路中滤波器的作用184

6.1.3 滤波器的种类184

6.2 BPF基本上是谐振电路187

6.3 用介质谐振器制作的BPF190

6.4.2 印制图案的形状与传输特性194

6.4.1 可用音叉的共鸣动作进行示意194

6.4 用微带线制作的BPF194

6.5 用介质谐振器制作的BPF196

6.5.1 介质BPF的设计196

6.5.2 试作的步骤199

6.5.3 特性评价与调整201

6.6 LC谐振电路制作的BPF201

6.6.1 使用软件工具进行简单设计201

6.6.2 试作的步骤203

6.6.3 特性评价与调整205

第7章 检波电路的设计与制作——将调制信号进行解调的技术209

7.1 检波电路的主要元件—肖特基二极管210

7.2 检波电路的种类212

7.3 用SBD制作的检波电路213

7.3.1 电路的说明213

7.3.2 试作与特性评价214

第8章 振荡电路的设计与制作——从振荡原理到VCO的制作217

8.1 振荡电路的基础218

8.1.1 产生振荡的原因218

8.1.2 各种反馈电路221

8.1.3 谐振电路的Q值越大，越能得到高稳定度与纯正度222

8.2.2 克拉普振荡电路224

8.2 各种LC振荡电路224

8.2.1 科耳皮兹振荡电路与哈特莱振荡电路224

8.3 VCO的基础知识227

8.3.1 VCO要求的特性227

8.3.2 VCO中主要元件——变容二极管228

8.4 用LC谐振电路制作的VCO230

8.4.1 用空芯线圈制作的VCO230

8.4.2 作为终端微带线制作的VCO233

8.4.3 用λ/4阻抗反转电路制作的VCO234

8.4.4 用介质谐振器制作的VCO238

8.5 用SAW器件制作的VCO239

第9章 PLL的设计与制作——得到稳定振荡信号的控制技术245

9.1 PLL为稳定度高的振荡器245

9.2 PLL核心部分环路滤波器的设计247

9.2.1 开环传输特性247

9.2.2 环路滤波器的增加与振荡稳定度248

9.2.3 环路滤波器的常数设计249

9.2.4 ωn、ξ与环路特性的关系251

9.2.5 环路滤波器的两种电路方式252

9.2.6 环路滤波器设计时三个要点253

9.3 用LMX2326TM制作2.1～2.3GHz的PLL256

9.3.1 PLL IC LMX2326TM内部等效电路257

9.3.2 环路滤波器能用厂家免费提供的软件工具进行简单设计260

9.3.3 LMX2326TM参数的设定261

9.3.4 相位噪声与基准信号泄漏的实测262

9.3.5 改善特性与防止误动作的技术263

9.4 环路滤波器的常数与PLL基本性能267

9.4.1 用PLL仿真软件——“Genesis PLL设计工具”进行验证270

9.4.2 仿真时导出需要的参数270

9.4.3 频率收敛时间、相位噪声、相位裕量的分析结果271

9.4.4 环路滤波器的改进减小基准信号泄漏273

参考文献277