射頻集成電路設計(精)/集成電路系列叢書

作者：編者:李松亭|責編:劉海艷|總主編:王陽元
出版社：電子工業
ISBN：9787121471438

出版日期：2023/12/01
裝幀：精裝
頁數：757

人民幣：RMB 299 元售價：元

內容大鋼

本書立足一個完整的通信系統，從信號處理的角度逐步引出射頻集成電路設計中的相關方法學，具體內容包括射頻集成電路設計基礎知識，阻抗匹配及穩定性，頻域分析，射頻通信基礎與鏈路預算，射頻集成電路架構，低雜訊放大器，射頻混頻器，功率放大器，射頻振蕩器，鎖相環，頻率綜合器，射頻收發機設計實例。本書配套提供了晶體管級射頻收發機工程設計供讀者參考。
本書適合有意願從事或正在從事射頻集成電路設計的本科高年級學生、碩士和博士研究生學習使用，也適合企事業工程技術人員、高校和研究所相關科研人員閱讀。

作者介紹

編者:李松亭|責編:劉海艷|總主編:王陽元

第1章  射頻集成電路基礎知識
  1.1  增益
  1.2  非線性效應
    1.2.1  諧波現象
    1.2.2  增益壓縮
    1.2.3  減敏（阻塞）現象
    1.2.4  互調現象
    1.2.5  交調現象
    1.2.6  級聯繫統的非線性特性
    1.2.7  典型放大器結構的非線性表徵
  1.3  雜訊
    1.3.1  電阻熱雜訊
    1.3.2  晶體管雜訊
    1.3.3  雜訊通過濾波器系統
    1.3.4  輸入參考雜訊
    1.3.5  雜訊係數
    1.3.6  級聯繫統的雜訊係數
    1.3.7  有損系統的雜訊係數
    1.3.8  等效雜訊溫度
  1.4  靈敏度
  1.5  鏈路預算
  參考文獻
第2章  射頻集成電路阻抗匹配及穩定性
  2.1  傳輸線理論
    2.1.1  傳輸線
    2.1.2  集總參數系統與分佈參數系統
    2.1.3  傳輸線波動方程
    2.1.4  傳輸線終端接負載
    2.1.5  傳輸線特徵阻抗
  2.2  雙埠網路理論和信號流圖
    2.2.1  雙埠網路
    2.2.2  信號流圖
  2.3  Smith圓圖理論
  2.4  基於無源匹配網路或微帶線的功率傳輸理論
    2.4.1  無源RLC網路
    2.4.2  基於Smith圓圖的L型匹配網路設計
    2.4.3  基於Smith圓圖的T型匹配網路和?型匹配網路設計
  2.5  基於Smith圓圖的微帶線匹配網路設計
  2.6  射頻集成電路中的電壓/電流傳輸理論
  2.7  射頻集成電路穩定性
  參考文獻
第3章  射頻集成電路頻域分析
  3.1  系統
  3.2  系統響應與傳輸函數
  3.3  卷積和乘積
  3.4  傅里葉級數
  3.5  傅里葉變換
  3.6  拉普拉斯變換
  3.7  離散傅里葉變換
  3.8  Z變換

  3.9  功率譜密度與頻譜
  3.10  頻域概念在射頻集成電路設計中的應用
  3.11  射頻集成電路頻域模型
  附錄1  離散時間域單位衝激函數
  附錄2  DAC輸出信號頻譜
第4章  射頻通信基礎與通信鏈路預算
  4.1  基本通信過程
  4.2  調製和解調
    4.2.1  幅移鍵控（ASK）
    4.2.2  相移鍵控（PSK）
    4.2.3  頻移鍵控（FSK）
    4.2.4  正交幅度調製（QAM）
    4.2.5  頻率選擇性衰落與正交頻分復用
    4.2.6  碼速率和調製方式與信號帶寬的關係
    4.2.7  碼間串擾與成型濾波
    4.2.8  眼圖與星座圖
  4.3  各調製方式誤比特性能分析
    4.3.1  二進位通信誤碼性能分析
    4.3.2  MASK誤碼性能分析
    4.3.3  MPSK誤碼性能分析
    4.3.4  MFSK誤碼性能分析
    4.3.5  MQAM誤碼性能分析
    4.3.6  不同調製方式之間的解調性能對比
    4.3.7  常用調製方式非相干解調誤碼性能分析
  4.4  雙工模式與多址接入技術
    4.4.1  頻分雙工與時分雙工
    4.4.2  頻分多址與頻分多路復用
    4.4.3  時分多址與時分多路復用
    4.4.4  碼分多址與碼分多路復用
    4.4.5  空分多址與空分多路復用
  4.5  MIMO技術
    4.5.1  空間分集
    4.5.2  空間復用
  4.6  通信鏈路預算
    4.6.1  自由空間鏈路衰減
    4.6.2  通信鏈路預算
  參考文獻
第5章  射頻集成電路架構
  5.1  射頻收發集成電路一般性設計考慮
    5.1.1  接收鏈路鏡像問題
    5.1.2  載波同步問題
    5.1.3  發射鏈路帶外干擾抑制問題
  5.2  超外差接收機
    5.2.1  一級變頻超外差接收機
    5.2.2  二級變頻超外差接收機
    5.2.3  零中頻超外差接收機
    5.2.4  低中頻超外差接收機
  5.3  零中頻接收機
    5.3.1  正交失配
    5.3.2  正交失配校準

    5.3.3  本振泄漏及本振諧波
    5.3.4  直流偏移
    5.3.5  直流偏移校準
    5.3.6  偶階非線性失真
    5.3.7  偶階非線性失真校準
    5.3.8  閃爍雜訊
  5.4  低中頻接收機
    5.4.1  複數域鏡像抑制濾波器設計
    5.4.2  正交失配
    5.4.3  正交失配校準
    5.4.4  直流偏移及直流偏移校準
    5.4.5  基於無源多相網路的低中頻接收機
  5.5  直接變頻射頻發射機
    5.5.1  正交失配
    5.5.2  正交失配校準
    5.5.3  載波泄漏
    5.5.4  載波泄漏校準
    5.5.5  信號調製方式與非線性效應
    5.5.6  鎖相環注入頻率牽引與設計優化
  5.6  低中頻射頻發射機
  5.7  超外差射頻發射機
  5.8  面向軟體定義無線電的射頻集成電路架構
    5.8.1  諧波抑制
    5.8.2  寬頻可配置濾波器帶寬校準
    5.8.3  發射泄漏校準
    5.8.4  自適應干擾抑制
  5.9  射頻集成電路的多片同步校準
  參考文獻
第6章  低雜訊放大器
  6.1  低雜訊放大器設計考慮
    6.1.1  雜訊係數
    6.1.2  阻抗匹配
    6.1.3  增益與帶寬
    6.1.4  線性度
    6.1.5  穩定性
    6.1.6  功耗
  6.2  窄帶匹配低雜訊放大器
    6.2.1  電路結構
    6.2.2  匹配網路拓撲結構
    6.2.3  增益計算
    6.2.4  雜訊性能
    6.2.5  窄帶匹配低雜訊放大器線性性能
    6.2.6  設計過程
  6.3  寬頻匹配低雜訊放大器
    6.3.1  基於共源結構的寬頻低雜訊放大器
    6.3.2  基於共源負反饋結構的寬頻低雜訊放大器
    6.3.3  基於共柵結構的寬頻低雜訊放大器
    6.3.4  基於帶通濾波器結構的寬頻低雜訊放大器
  6.4  雜訊抵消低雜訊放大器
    6.4.1  基於共源負反饋結構的寬頻低雜訊放大器雜訊抵消技術

    6.4.2  基於共柵負反饋結構的寬頻低雜訊放大器雜訊抵消技術
  6.5  高線性度低雜訊放大器
    6.5.1  二階失真優化
    6.5.2  三階失真優化
  6.6  鏡像抑制低雜訊放大器
  參考文獻
第7章  射頻混頻器
  7.1  射頻混頻器設計考慮
    7.1.1  雜訊係數
    7.1.2  轉換增益
    7.1.3  線性度
    7.1.4  饋通效應
  7.2  射頻混頻器工作原理
    7.2.1  單平衡混頻器與雙平衡混頻器
    7.2.2  正交混頻器
    7.2.3  多相混頻器
    7.2.4  次諧波混頻器
  7.3  電壓模無源下變頻混頻器
    7.3.1  單平衡電壓模無源下變頻混頻器
    7.3.2  雙平衡電壓模無源下變頻混頻器
    7.3.3  八相結構電壓模無源下變頻混頻器
  7.4  電流模無源下變頻混頻器
  7.5  有源下變頻混頻器
    7.5.1  轉換增益
    7.5.2  雜訊
    7.5.3  線性性能
  7.6  上變頻混頻器
    7.6.1  單邊帶上變頻混頻器
    7.6.2  上變頻混頻器線性性能
  參考文獻
第8章  功率放大器
  8.1  功率放大器設計考慮
    8.1.1  阻抗匹配與功率匹配
    8.1.2  Knee電壓影響
    8.1.3  大信號條件下近似線性效應
    8.1.4  功率放大器的負載牽引特性
  8.2  功率放大器設計指標
    8.2.1  增益
    8.2.2  功率轉換效率及附加功率轉換效率
    8.2.3  功率轉換因子
    8.2.4  線性度
    8.2.5  峰值-均值功率比
  8.3  壓控電流型功率放大器
    8.3.1  A類功率放大器
    8.3.2  B類功率放大器
    8.3.3  C類功率放大器
    8.3.4  AB類功率放大器
    8.3.5  壓控電流型功率放大器性能比較
  8.4  壓控開關型功率放大器
    8.4.1  D類功率放大器

    8.4.2  E類功率放大器
    8.4.3  F類功率放大器
    8.4.4  壓控開關型功率放大器性能比較
  8.5  功率放大器的效率提升技術
    8.5.1  包絡跟蹤功率放大器
    8.5.2  包絡消除與恢復功率放大器
    8.5.3  LINC功率放大器
    8.5.4  Doherty功率放大器
  8.6  功率放大器的線性化技術
    8.6.1  高線性LINC功率放大器
    8.6.2  數字預失真
    8.6.3  前饋技術
    8.6.4  Cartesian反饋技術
    8.6.5  包絡反饋技術
  8.7  數字功率放大器
    8.7.1  開關電容數字功率放大器
    8.7.2  高效率G類開關電容數字功率放大器
    8.7.3  高效率Doherty開關電容數字功率放大器
  8.8  全數字發射機
    8.8.1  數字相位插值器
    8.8.2  數字極化發射機
    8.8.3  數字LINC發射機
    8.8.4  數字正交發射機
  參考文獻
第9章  射頻振蕩器
  9.1  射頻振蕩器原理
    9.1.1  閉環系統根軌跡法
    9.1.2  反饋法
    9.1.3  負阻補償法
  9.2  描述函數
  9.3  常用射頻振蕩器類型
    9.3.1  反饋式LC振蕩器
    9.3.2  環形振蕩器
    9.3.3  負阻振蕩器
    9.3.4  晶體振蕩器
  9.4  壓控振蕩器
    9.4.1  壓控變容管
    9.4.2  數控人工電介質傳輸線
    9.4.3  壓控振蕩器頻率調諧
  9.5  相位雜訊
    9.5.1  相位雜訊的由來
    9.5.2  相位雜訊對系統性能的影響
    9.5.3  相位雜訊數學模型
    9.5.4  常用振蕩器相位雜訊性能分析
  9.6  頻率鎖定與牽引
    9.6.1  振蕩器注入頻率鎖定
    9.6.2  振蕩器注入頻率牽引
    9.6.3  振蕩器耦合頻率鎖定與耦合頻率牽引
  9.7  正交信號的產生
    9.7.1  RC-CR串聯網路

    9.7.2  分頻器
    9.7.3  無源多相網路
    9.7.4  正交負阻振蕩器
  參考文獻
第10章  鎖相環
  10.1  鎖相環基本原理和結構
    10.1.1  鎖相環傳輸函數
    10.1.2  鎖相環動態方程
  10.2  鑒相器
    10.2.1  異或電路鑒相器
    10.2.2  乘法器型鑒相器
    10.2.3  序列鑒相器
  10.3  一階Ⅰ型鎖相環
  10.4  二階Ⅰ型鎖相環
  10.5  二階Ⅱ型鎖相環
  10.6  基於鑒頻鑒相器的Ⅱ型鎖相環
    10.6.1  鑒頻鑒相器
    10.6.2  二階Ⅱ型鎖相環
    10.6.3  三階Ⅱ型鎖相環
    10.6.4  四階Ⅱ型鎖相環
  10.7  應用於頻率綜合器的鎖相環結構
  10.8  高性能鑒頻鑒相器設計
    10.8.1  死區效應
    10.8.2  傳輸路徑時延
    10.8.3  電荷注入與時鐘饋通
    10.8.4  電荷共享
    10.8.5  充電電流和放電電流失配
    10.8.6  高性能鑒頻鑒相器設計
  10.9  鎖相環相位雜訊性能分析
  10.10  鎖相環的頻率牽引效應
    10.10.1  鎖相環注入頻率牽引
    10.10.2  鎖相環耦合頻率牽引
  10.11  鎖相環的其他應用場景
    10.11.1  載波跟蹤
    10.11.2  調製和解調
    10.11.3  數據採樣和傳輸的同步化
    10.11.4  時鐘/數據恢復
    10.11.5  延遲鎖定環
  參考文獻
第11章  頻率綜合器
  11.1  直接數字頻率綜合器
    11.1.1  工作原理
    11.1.2  相位雜訊性能分析
    11.1.3  雜散分析
    11.1.4  雜散抑制
    11.1.5  直接數字頻率綜合器在調製解調中的應用
    11.1.6  直接數字頻率綜合器作為任意波形發生器
    11.1.7  直接數字頻率綜合器與鎖相環型頻率綜合器的混合設計技術
  11.2  模擬域鎖相環型整數分頻頻率綜合器
    11.2.1  基於雙模預分頻器的吞脈衝型整數分頻器

    11.2.2  雙模預分頻器
    11.2.3  常用分頻器邏輯單元
    11.2.4  基於2/3雙模預分頻器的級聯整數分頻器
    11.2.5  其他分頻器結構
  11.3  模擬域鎖相環型小數分頻頻率綜合器
    11.3.1  ?-Δ調製器
    11.3.2  單環高階?-Δ調製器
    11.3.3  高階級聯?-Δ調製器
    11.3.4  小數分頻頻率綜合器相位雜訊減小技術
  11.4  鎖相環型小數分頻頻率綜合器在信號調製過程中的應用
  11.5  寬頻頻率綜合器設計
    11.5.1  自動頻率校準
    11.5.2  寬頻頻率綜合器穩定性校準
  11.6  全數字頻率綜合器
    11.6.1  全數字頻率綜合器基本架構
    11.6.2  全數字頻率綜合器頻域模型
    11.6.3  全數字頻率綜合器主要模塊
    11.6.4  全數字頻率綜合器相位雜訊模型
    11.6.5  全數字頻率綜合器設計
  附錄  小數分頻頻率綜合器相位雜訊計算
  參考文獻
第12章  射頻收發機設計實例
  12.1  射頻集成電路設計流程
  12.2  窄帶多模導航射頻集成電路設計
    12.2.1  多模導航系統射頻通信鏈路預算
    12.2.2  多模導航射頻接收機架構及頻率規劃
    12.2.3  射頻接收鏈路預算
    12.2.4  主要模塊設計
    12.2.5  測試結果
  12.3  寬頻軟體定義無線電射頻收發機
    12.3.1  軟體定義無線電射頻收發機架構
    12.3.2  射頻接收前端電路設計
    12.3.3  接收鏈路模擬中頻電路設計
    12.3.4  頻率綜合器
    12.3.5  數字基帶部分
    12.3.6  發射鏈路
    12.3.7  多通道應用場景中的射頻鏈路與基帶採樣同步操作
  12.4  全數字發射機設計實例
  附錄  運算放大器設計方法
  參考文獻

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