图书简介:
第1章 电子通信概论
1.1 引言
1.2 通信频率的分配
1.3 通信系统的组成
1.3.1 通信系统的模型
1.3.2 模拟通信与数字通信
1.3.3 通信信道及其特性
1.3.4 信息带宽与信道带宽
1.3.5 通信方式
1.4 调制解调的提出
1.5 噪声系数与接收灵敏度
1.5.1 噪声
1.5.2 电阻热噪声
1.5.3 噪声系数和等效噪声温度
1.5.4 接收灵敏度
1.6 非线性失真与干扰
1.6.1 非线性器件的特性描述
1.6.2 非线性特性的影响
1.7 信号的选频滤波器
1.7.1 预选选频滤波器
1.7.2 LC谐振回路和LC集中选频滤波器
1.7.3 带通选频滤波器
本章小结
习题1
第2章 低噪声放大器
2.1 引言
2.2 晶体管高频小信号模型
2.2.1 BJT共射小信号等效模型
2.2.2 MOSFET共源高频小信号模型
2.3 二端口网络参数和S参数的ADS仿真原理
2.3.1 二端口网络参数
2.3.2 S参数的ADS仿真原理
2.4 低噪声放大器的主要技术指标
2.5 低噪声放大器的噪声匹配
2.5.1 二端口网络的噪声匹配
2.5.2 BJT LNA的匹配
2.5.3 MOS LNA的匹配
2.6 低噪声放大器的设计与仿真
2.6.1 LNA的设计原则
2.6.2 BJT LNA和MOS LNA
2.6.3 集成LNA
2.7 低噪声放大器设计举例
2.7.1 BJT双管LNA
2.7.2 MOS差分LNA
2.7.3 基于ADS仿真的宽带LNA设计
本章小结
习题2
第3章 混频器
3.1 引言
3.2 混频原理
3.2.1 混频在通信系统中的作用
3.2.2 混频器的工作原理
3.3 混频失真与干扰
3.3.1 失真与干扰的种类
3.3.2 失真与干扰的抑制
3.4 混频器的主要指标
3.5 混频器电路结构
3.5.1 无源混频器
3.5.2 有源混频器
3.6 混频器的仿真设计
3.6.1 带混频器的级联系统噪声系数的计算
3.6.2 混频器的ADS仿真设计原理
3.6.3 基于ADS仿真的MOS Gilbert混频电路的设计
本章小结
习题3
第4章 射频功率放大器
4.1 引言
4.2 A类射频功率放大器
4.2.1 正弦信号输入时的A类RFPA
4.2.2 方波信号输入时的A类RFPA
4.3 B类和C类射频功率放大器
4.3.1 B类射频功放电路
4.3.2 C类射频功放原理
4.3.3 C类RFPA的查表设计方法
4.3.4 C类RFPA的倍频功能
4.4 高效射频功率放大器
4.4.1 D类RFPA
4.4.2 E类RFPA
4.4.3 宽带E类RFPA电路设计
4.4.4 F类RFPA
4.5 阻抗匹配网络与网络设计
4.5.1 RF功率管的输入、输出阻抗
4.5.2 阻抗匹配原理
4.5.3 匹配网络与网络设计
4.5.4 35W线性功放网络设计
4.5.5 8W UHF宽带功放网络设计
4.5.6 射频功放模块及其应用
4.6 射频宽带功率合成
4.6.1 传输线变压器
4.6.2 宽带功率合成原理
4.6.3 宽带功率合成电路
本章小结
习题4
第5章 振荡器
5.1 引言
5.2 反馈振荡器的工作原理
5.2.1 平衡和起振条件
5.2.2 振荡电路的基本分析方法
5.3 LC正弦波振荡器
5.3.1 三点式LC振荡电路
5.3.2 电容三点式振荡电路(Coplitts电路)
5.3.3 电感三点式振荡电路(Hartley电路)
5.4 振荡器的频率稳定度
5.4.1 频率准确度和频率稳定度的定义
5.4.2 相位噪声对通信的影响
5.4.3 LC振荡器频率稳定度的定性分析
5.4.4 提高频率稳定度的基本措施
5.5 晶体振荡器
5.5.1 石英晶体谐振器的电特性
5.5.2 晶体振荡器电路
5.6 压控振荡器(VCO)
5.6.1 变容二极管VCO
5.6.2 晶体压控振荡器VCXO
5.6.3 VCO的主要技术指标
5.7 集成振荡器
5.7.1 集成压控多谐振荡器
5.7.2 集成电路LC振荡器
5.7.3 MOS LC集成振荡器
5.7.4 集成环形VCO
5.7.5 正交I/Q信号的产生
本章小结
习题5
第6章 频率合成
6.1 引言
6.2 频率合成的基本方法和指标
6.2.1 频率合成的基本方法
6.2.2 频率合成器的主要技术指标
6.3 PLL基本原理
6.3.1 NPLL的线性分析
6.3.2 NPLL的单元电路
6.3.3 NPLL的捕获特性
6.3.4 NPLL的噪声特性
6.4 锁相频率合成
6.4.1 单环锁相频率合成器
6.4.2 小数分频频率合成器
6.4.3 多环锁相频率合成器
6.5 直接数字频率合成器(DDS)
6.5.1 DDS基本原理
6.5.2 AD9850频率合成器
本章小结
习题6
第7章 调制解调与通信系统
7.1 引言
7.2 振幅调制电路
7.2.1 振幅调制电路的组成模型
7.2.2 SSB调制模型和电路
7.3 振幅解调电路
7.3.1 包络检波电路
7.3.2 同步检波相乘解调电路
7.4 FM波和PM波信号
7.4.1 FM波和PM波信号分析
7.4.2 FM波的功率分布和有效带宽
7.5 频率调制与解调电路
7.5.1 直接调频与间接调频
7.5.2 斜率鉴频电路与移相乘积鉴频电路
7.6 数字调制与解调技术
7.6.1 BPSK和DPSK调制与解调
7.6.2 BFSK和GMSK调制与解调
7.6.3 DDS数字调制器AD7008
7.7 通信系统
7.7.1 零中频发射机和间接调制发射机
7.7.2 超外差接收原理和镜像干扰抑制方法
7.7.3 自动增益控制AGC
7.7.4 SSB收发信机
本章小结
习题7
第8章 通信系统实例
8.1 引言
8.2 2~10MHz短波SSB通信电台
8.2.1 收发信通道电路
8.2.2 射频功率放大器
8.2.3 频率合成器
8.3 49/46MHz无绳电话系统
8.4 GSM移动通信系统
8.5 新一代DCR通信系统ASIC
8.5.1 900MHz/1.9GHz DCR单片IC无线收发器
8.5.2 2.45GHz零中频单片IC收发器
附录A 通信电子线路的MATLAB仿真
A.1 有关信号采样预备知识
A.2 模拟调制系统
A.2.1 幅度调制
A.2.2 频率调制
A.3 模拟解调
A.3.1 标准AM信号的解调
A.3.2 DSB信号的解调
A.3.3 FM信号的解调
A.4 数字调制与解调
A.4.1 二进制数字调制与解调
A.4.2 多进制数字调制与解调
A.5 小结
附录B 基于ADS仿真的低噪声放大器设计
参考文献
展开
本书是为高等学校电子信息类各专业编写的一本介绍现代电子通信系统所涉及的各种通信电路、高频电路的工作原理、分析方法和电路设计的专业基础教材。本书是在第1版(面向21世纪高等学校电子信息类教材)和第2版(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)的基础上,总结多年的教学实践,收集各使用该教材院校意见和建议后重新改版修订的。本书是一本专业性强的专业主干课程教材,具有以下几个特点:①理论性与实践性更统一,电路更加紧密结合通信系统。重点介绍器件和电路基本原理与实现方法,强调基本概念的应用与电路功能的实现,没有大量的理论推导。②突出模拟射频电路与系统设计的特点,与数字电路不同,本书不仅注重功能,更注重指标的实现。③增加了射频低噪声放大器和混频器的ADS仿真设计,使学生能够熟悉和掌握射频电路仿真设计方法。④每章后有“本章小结”,对本章的重点进行归纳与整理,便于学生自学。同时,书中还列举了大量的例题,帮助学生加深对基础知识的理解,以减少学生阅读和自学的困难。⑤将第2版的第7、8、9章合并为一章,精简了通信电路内容,但保留了通信系统的基础知识,满足了该课程的学时安排。本书在内容方面还列举了很多最新通信电路技术和通信集成电路设计方法,是一本能适应现代电子信息技术飞速发展的、内容既新颖又实用的教材。
本书力求借鉴国外优秀教材的写法:始终以“讲透概念原理,多举实际电路”为宗旨,尽量做到符合由浅入深、由单元电路到系统电路的认识规律。对所涉及的基础知识和基本分析方法尽量阐述详尽,不仅重视“教”更重视“读”,力求做到增加可读性。在本书编写过程中,考虑到它是专业基础课程教材,力求注重基本原理与实践的紧密结合,以无线通信中的射频系统为应用背景,提出各单元电路的工作原理、性能要求,从设计观点出发论述各项性能指标与电路参数之间的关系,并列举出许多实例说明。同时还考虑到了现代电子通信系统电路的小型化集成化和仿真设计。
本次修订在内容取舍方面做了如下变动:
(1) 第2版的第1章“电子通信概论”,是学习通信电子线路所必须掌握的基础知识。因此,本书还将它列为第1章。本章的内容除了介绍通信频段分配、通信系统组成、调制解调的提出、噪声与接收灵敏度、非线性失真与干扰和选频滤波器以外,删除了“带宽与信息容量”一节,增加了“通信信道及其特性”和“信息带宽与信道带宽”等内容。
(2) 宽带低噪声放大器和混频器是外差接收机的前端电路,是通信系统中的重要组成部分。宽带低噪声放大器仍列为第2章,混频器还是列为第3章。第2版的第2章内容由于概念叙述较为凌乱,文字写作不够通俗易懂,本次修订全部重新编写。新的第2章中增加了BJT和MOSFET的噪声源、二端口网络参数和 S 参数、噪声匹配与低噪声设计、ADS仿真原理和低噪声放大器的ADS仿真设计等基础理论和实践知识。
(3) 第3章也进行了改写,改写过的第3章增加了“混频器的仿真设计”等内容,还列举了“基于ADS仿真的MOS Gilbert混频电路的设计”。
(4) 射频功率放大器是发射机的重要组成部分,是目前发展较快的一种功能电路,该内容仍列为第4章。为使读者能更好地掌握射频功率放大器,除了介绍“高频电子线路”课程中的线性射频功放,即A类、B类、C类功放以外,增加了D类、E类和F类的高效射频功放内容。
(5) 振荡器这一章是为适应“高频电子线路”课程的需要而增加的,仍列为第5章。本章的主要内容有:振荡原理、正弦波振荡器、频率稳定度、晶体振荡器、VCO、集成振荡器、集成VCO等,集成VCO和集成环形VCO等是射频电路和集成工艺发展的新技术。
(6) 频率合成仍列为第6章,主要介绍频率合成的基本方法和指标、PLL基本原理、锁相环路捕获特性和噪声特性的分析、单环和多环NPLL频率合成,以及DDS原理和DDS频率合成。
(7) 第4、5、6章保留了第2版的第4、5、6章,但改正了部分文字、公式和电路图等。
(8) 根据实际课内学时情况和各用书学校的要求,将第2版的第7、8、9三章合并成一章,列为第7章。本章内容包括:振幅调制电路、振幅解调电路、频率调制与解调电路、数字调制与解调技术、通信系统等。删除了第2版中的调频发射机ASIC、调频接收机ASIC、数字通信发射机ASIC系统结构、数字接收机ASIC系统结构和软件无线电通信电路等内容,从而精简了通信电路内容,但保留了通信系统的基础知识,满足了课程的学时安排。
(9) 第2版的第10章改为第8章通信系统实例。
(10) 在第2版的附录基础上增加“附录B基于ADS仿真的低噪声放大器设计”,原“通信电子线路的MATLAB仿真”改为附录A,供读者参考。
(11) 增加教学课件和部分习题解答。本书免费提供的电子课件和部分习题解答可从华信教育资源网www.hxedu.com.cn注册后免费下载。
本书由顾宝良教授修订并审校统稿,具体完成了第1章修订、第2章重写和第3章改写
、第4、5、6章更正、第7章改写和第8章修订工作。苗澎老师对混频器的仿真设计做了编写工作,朱萍老师完成了所有更正图稿和修订改写中图稿的绘制及电子课件的编制工作。
本书在编著过程中,作者参考了大量中外书刊杂志和有关资料,吸取了多方面的宝贵意见和建议,得到了领导和电子工业出版社给予的大力支持和帮助,在此谨表谢意。通信电子线路涉及的知识面很广,新知识很多,鉴于作者在理论水平和知识广度方面还有许多不足,书中难免有不少错误之处,敬请批评指正。
作者
2013年1月
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