射频集成电路设计
丛 书 名：
集成电路系列丛书·集成电路设计
作 译 者：李松亭
出 版 日 期：2023-12-01
书 代 号：TN471430
Ｉ Ｓ Ｂ Ｎ：9787121471438
图书简介：
本书立足一个完整的通信系统，从信号处理的角度逐步引出射频集成电路设计中的相关方法学，具体内容包括射频集成电路设计基础知识，阻抗匹配及稳定性，频域分析，射频通信基础与链路预算，射频集成电路架构，低噪声放大器，射频混频器，功率放大器，射频振荡器，锁相环，频率综合器，射频收发机设计实例。本书配套提供了晶体管级射频收发机工程设计供读者参考。
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图 书 内 容
内容简介
本书立足一个完整的通信系统，从信号处理的角度逐步引出射频集成电路设计中的相关方法学，具体内容包括射频集成电路设计基础知识，阻抗匹配及稳定性，频域分析，射频通信基础与链路预算，射频集成电路架构，低噪声放大器，射频混频器，功率放大器，射频振荡器，锁相环，频率综合器，射频收发机设计实例。本书配套提供了晶体管级射频收发机工程设计供读者参考。图书详情
ISBN：9787121471438开 本：16(170*240)页 数：780字 数：1069本书目录
目 录 第1章 射频集成电路基础知识 1 1.1 增益 1 1.2 非线性效应 2 1.2.1 谐波现象 2 1.2.2 增益压缩 3 1.2.3 减敏（阻塞）现象 4 1.2.4 互调现象 5 1.2.5 交调现象 5 1.2.6 级联系统的非线性特性 10 1.2.7 典型放大器结构的非线性表征 13 1.3 噪声 21 1.3.1 电阻热噪声 21 1.3.2 晶体管噪声 24 1.3.3 噪声通过滤波器系统 26 1.3.4 输入参考噪声 28 1.3.5 噪声系数 33 1.3.6 级联系统的噪声系数 35 1.3.7 有损系统的噪声系数 37 1.3.8 等效噪声温度 38 1.4 灵敏度 39 1.5 链路预算 40 参考文献 42 第2章 射频集成电路阻抗匹配及稳定性 43 2.1 传输线理论 44 2.1.1 传输线 44 2.1.2 集总参数系统与分布参数系统 44 2.1.3 传输线波动方程 46 2.1.4 传输线终端接负载 48 2.1.5 传输线特征阻抗 52 2.2 双端口网络理论和信号流图 53 2.2.1 双端口网络 53 2.2.2 信号流图 56 2.3 Smith圆图理论 59 2.4 基于无源匹配网络或微带线的功率传输理论 63 2.4.1 无源RLC网络 65 2.4.2 基于Smith圆图的L型匹配网络设计 72 2.4.3 基于Smith圆图的T型匹配网络和型匹配网络设计 76 2.5 基于Smith圆图的微带线匹配网络设计 78 2.6 射频集成电路中的电压/电流传输理论 83 2.7 射频集成电路稳定性 84 参考文献 88 第3章 射频集成电路频域分析 89 3.1 系统 89 3.2 系统响应与传输函数 90 3.3 卷积和乘积 93 3.4 傅里叶级数 96 3.5 傅里叶变换 103 3.6 拉普拉斯变换 105 3.7 离散傅里叶变换 107 3.8 Z变换 109 3.9 功率谱密度与频谱 110 3.10 频域概念在射频集成电路设计中的应用 111 3.11 射频集成电路频域模型 116 附录1 离散时间域单位冲激函数 121 附录2 DAC输出信号频谱 121 第4章 射频通信基础与通信链路预算 123 4.1 基本通信过程 123 4.2 调制和解调 127 4.2.1 幅移键控（ASK） 127 4.2.2 相移键控（PSK） 130 4.2.3 频移键控（FSK） 132 4.2.4 正交幅度调制（QAM） 136 4.2.5 频率选择性衰落与正交频分复用 137 4.2.6 码速率和调制方式与信号带宽的关系 139 4.2.7 码间串扰与成型滤波 141 4.2.8 眼图与星座图 142 4.3 各调制方式误比特性能分析 144 4.3.1 二进制通信误码性能分析 145 4.3.2 MASK误码性能分析 151 4.3.3 MPSK误码性能分析 153 4.3.4 MFSK误码性能分析 155 4.3.5 MQAM误码性能分析 157 4.3.6 不同调制方式之间的解调性能对比 158 4.3.7 常用调制方式非相干解调误码性能分析 159 4.4 双工模式与多址接入技术 162 4.4.1 频分双工与时分双工 162 4.4.2 频分多址与频分多路复用 162 4.4.3 时分多址与时分多路复用 164 4.4.4 码分多址与码分多路复用 165 4.4.5 空分多址与空分多路复用 167 4.5 MIMO技术 169 4.5.1 空间分集 170 4.5.2 空间复用 172 4.6 通信链路预算 173 4.6.1 自由空间链路衰减 173 4.6.2 通信链路预算 175 参考文献 178 第5章 射频集成电路架构 179 5.1 射频收发集成电路一般性设计考虑 180 5.1.1 接收链路镜像问题 182 5.1.2 载波同步问题 184 5.1.3 发射链路带外干扰抑制问题 188 5.2 超外差接收机 189 5.2.1 一级变频超外差接收机 190 5.2.2 二级变频超外差接收机 191 5.2.3 零中频超外差接收机 192 5.2.4 低中频超外差接收机 193 5.3 零中频接收机 195 5.3.1 正交失配 196 5.3.2 正交失配校准 199 5.3.3 本振泄漏及本振谐波 202 5.3.4 直流偏移 203 5.3.5 直流偏移校准 204 5.3.6 偶阶非线性失真 208 5.3.7 偶阶非线性失真校准 210 5.3.8 闪烁噪声 212 5.4 低中频接收机 213 5.4.1 复数域镜像抑制滤波器设计 215 5.4.2 正交失配 218 5.4.3 正交失配校准 221 5.4.4 直流偏移及直流偏移校准 222 5.4.5 基于无源多相网络的低中频接收机 226 5.5 直接变频射频发射机 227 5.5.1 正交失配 228 5.5.2 正交失配校准 230 5.5.3 载波泄漏 232 5.5.4 载波泄漏校准 233 5.5.5 信号调制方式与非线性效应 234 5.5.6 锁相环注入频率牵引与设计优化 236 5.6 低中频射频发射机 238 5.7 超外差射频发射机 240 5.8 面向软件定义无线电的射频集成电路架构 242 5.8.1 谐波抑制 243 5.8.2 宽带可配置滤波器带宽校准 247 5.8.3 发射泄漏校准 249 5.8.4 自适应干扰抑制 251 5.9 射频集成电路的多片同步校准 253 参考文献 254 第6章 低噪声放大器 259 6.1 低噪声放大器设计考虑 259 6.1.1 噪声系数 260 6.1.2 阻抗匹配 262 6.1.3 增益与带宽 262 6.1.4 线性度 264 6.1.5 稳定性 265 6.1.6 功耗 266 6.2 窄带匹配低噪声放大器 267 6.2.1 电路结构 267 6.2.2 匹配网络拓扑结构 269 6.2.3 增益计算 273 6.2.4 噪声性能 274 6.2.5 窄带匹配低噪声放大器线性性能 277 6.2.6 设计过程 279 6.3 宽带匹配低噪声放大器 279 6.3.1 基于共源结构的宽带低噪声放大器 279 6.3.2 基于共源负反馈结构的宽带低噪声放大器 281 6.3.3 基于共栅结构的宽带低噪声放大器 283 6.3.4 基于带通滤波器结构的宽带低噪声放大器 289 6.4 噪声抵消低噪声放大器 291 6.4.1 基于共源负反馈结构的宽带低噪声放大器噪声抵消技术 292 6.4.2 基于共栅负反馈结构的宽带低噪声放大器噪声抵消技术 293 6.5 高线性度低噪声放大器 294 6.5.1 二阶失真优化 294 6.5.2 三阶失真优化 297 6.6 镜像抑制低噪声放大器 299 参考文献 300 第7章 射频混频器 302 7.1 射频混频器设计考虑 302 7.1.1 噪声系数 303 7.1.2 转换增益 306 7.1.3 线性度 307 7.1.4 馈通效应 307 7.2 射频混频器工作原理 308 7.2.1 单平衡混频器与双平衡混频器 311 7.2.2 正交混频器 313 7.2.3 多相混频器 314 7.2.4 次谐波混频器 317 7.3 电压模无源下变频混频器 319 7.3.1 单平衡电压模无源下变频混频器 320 7.3.2 双平衡电压模无源下变频混频器 327 7.3.3 八相结构电压模无源下变频混频器 329 7.4 电流模无源下变频混频器 331 7.5 有源下变频混频器 338 7.5.1 转换增益 338 7.5.2 噪声 342 7.5.3 线性性能 347 7.6 上变频混频器 351 7.6.1 单边带上变频混频器 353 7.6.2 上变频混频器线性性能 355 参考文献 356 第8章 功率放大器 357 8.1 功率放大器设计考虑 357 8.1.1 阻抗匹配与功率匹配 358 8.1.2 Knee电压影响 361 8.1.3 大信号条件下近似线性效应 362 8.1.4 功率放大器的负载牵引特性 364 8.2 功率放大器设计指标 367 8.2.1 增益 367 8.2.2 功率转换效率及附加功率转换效率 369 8.2.3 功率转换因子 369 8.2.4 线性度 370 8.2.5 峰值-均值功率比 370 8.3 压控电流型功率放大器 370 8.3.1 A类功率放大器 371 8.3.2 B类功率放大器 375 8.3.3 C类功率放大器 378 8.3.4 AB类功率放大器 379 8.3.5 压控电流型功率放大器性能比较 380 8.4 压控开关型功率放大器 382 8.4.1 D类功率放大器 382 8.4.2 E类功率放大器 386 8.4.3 F类功率放大器 393 8.4.4 压控开关型功率放大器性能比较 396 8.5 功率放大器的效率提升技术 396 8.5.1 包络跟踪功率放大器 397 8.5.2 包络消除与恢复功率放大器 403 8.5.3 LINC功率放大器 405 8.5.4 Doherty功率放大器 410 8.6 功率放大器的线性化技术 412 8.6.1 高线性LINC功率放大器 412 8.6.2 数字预失真 413 8.6.3 前馈技术 419 8.6.4 Cartesian反馈技术 420 8.6.5 包络反馈技术 421 8.7 数字功率放大器 421 8.7.1 开关电容数字功率放大器 422 8.7.2 高效率G类开关电容数字功率放大器 423 8.7.3 高效率Doherty开关电容数字功率放大器 426 8.8 全数字发射机 429 8.8.1 数字相位插值器 429 8.8.2 数字极化发射机 430 8.8.3 数字LINC发射机 433 8.8.4 数字正交发射机 433 参考文献 434 第9章 射频振荡器 438 9.1 射频振荡器原理 438 9.1.1 闭环系统根轨迹法 439 9.1.2 反馈法 447 9.1.3 负阻补偿法 451 9.2 描述函数 454 9.3 常用射频振荡器类型 458 9.3.1 反馈式LC振荡器 458 9.3.2 环形振荡器 463 9.3.3 负阻振荡器 472 9.3.4 晶体振荡器 472 9.4 压控振荡器 477 9.4.1 压控变容管 477 9.4.2 数控人工电介质传输线 479 9.4.3 压控振荡器频率调谐 481 9.5 相位噪声 485 9.5.1 相位噪声的由来 485 9.5.2 相位噪声对系统性能的影响 486 9.5.3 相位噪声数学模型 491 9.5.4 常用振荡器相位噪声性能分析 500 9.6 频率锁定与牵引 508 9.6.1 振荡器注入频率锁定 508 9.6.2 振荡器注入频率牵引 512 9.6.3 振荡器耦合频率锁定与耦合频率牵引 514 9.7 正交信号的产生 516 9.7.1 RC-CR串联网络 517 9.7.2 分频器 518 9.7.3 无源多相网络 518 9.7.4 正交负阻振荡器 524 参考文献 529 第10章 锁相环 531 10.1 锁相环基本原理和结构 531 10.1.1 锁相环传输函数 532 10.1.2 锁相环动态方程 533 10.2 鉴相器 534 10.2.1 异或电路鉴相器 534 10.2.2 乘法器型鉴相器 536 10.2.3 序列鉴相器 536 10.3 一阶Ⅰ型锁相环 538 10.4 二阶Ⅰ型锁相环 540 10.5 二阶Ⅱ型锁相环 542 10.6 基于鉴频鉴相器的Ⅱ型锁相环 546 10.6.1 鉴频鉴相器 546 10.6.2 二阶Ⅱ型锁相环 548 10.6.3 三阶Ⅱ型锁相环 549 10.6.4 四阶Ⅱ型锁相环 552 10.7 应用于频率综合器的锁相环结构 553 10.8 高性能鉴频鉴相器设计 556 10.8.1 死区效应 556 10.8.2 传输路径时延 557 10.8.3 电荷注入与时钟馈通 559 10.8.4 电荷共享 561 10.8.5 充电电流和放电电流失配 562 10.8.6 高性能鉴频鉴相器设计 563 10.9 锁相环相位噪声性能分析 564 10.10 锁相环的频率牵引效应 570 10.10.1 锁相环注入频率牵引 570 10.10.2 锁相环耦合频率牵引 571 10.11 锁相环的其他应用场景 573 10.11.1 载波跟踪 573 10.11.2 调制和解调 574 10.11.3 数据采样和传输的同步化 576 10.11.4 时钟/数据恢复 577 10.11.5 延迟锁定环 579 参考文献 582 第11章 频率综合器 583 11.1 直接数字频率综合器 584 11.1.1 工作原理 584 11.1.2 相位噪声性能分析 587 11.1.3 杂散分析 587 11.1.4 杂散抑制 593 11.1.5 直接数字频率综合器在调制解调中的应用 601 11.1.6 直接数字频率综合器作为任意波形发生器 602 11.1.7 直接数字频率综合器与锁相环型频率综合器的混合设计技术 602 11.2 模拟域锁相环型整数分频频率综合器 603 11.2.1 基于双模预分频器的吞脉冲型整数分频器 604 11.2.2 双模预分频器 605 11.2.3 常用分频器逻辑单元 616 11.2.4 基于2/3双模预分频器的级联整数分频器 622 11.2.5 其他分频器结构 626 11.3 模拟域锁相环型小数分频频率综合器 629 11.3.1 ∑-Δ调制器 631 11.3.2 单环高阶∑-Δ调制器 634 11.3.3 高阶级联∑-Δ调制器 637 11.3.4 小数分频频率综合器相位噪声减小技术 642 11.4 锁相环型小数分频频率综合器在信号调制过程中的应用 649 11.5 宽带频率综合器设计 651 11.5.1 自动频率校准 652 11.5.2 宽带频率综合器稳定性校准 658 11.6 全数字频率综合器 663 11.6.1 全数字频率综合器基本架构 664 11.6.2 全数字频率综合器频域模型 668 11.6.3 全数字频率综合器主要模块 673 11.6.4 全数字频率综合器相位噪声模型 693 11.6.5 全数字频率综合器设计 699 附录 小数分频频率综合器相位噪声计算 710 参考文献 711 第12章 射频收发机设计实例 714 12.1 射频集成电路设计流程 714 12.2 窄带多模导航射频集成电路设计 716 12.2.1 多模导航系统射频通信链路预算 716 12.2.2 多模导航射频接收机架构及频率规划 717 12.2.3 射频接收链路预算 718 12.2.4 主要模块设计 723 12.2.5 测试结果 732 12.3 宽带软件定义无线电射频收发机 736 12.3.1 软件定义无线电射频收发机架构 736 12.3.2 射频接收前端电路设计 738 12.3.3 接收链路模拟中频电路设计 740 12.3.4 频率综合器 742 12.3.5 数字基带部分 745 12.3.6 发射链路 746 12.3.7 多通道应用场景中的射频链路与基带采样同步操作 747 12.4 全数字发射机设计实例 749 附录 运算放大器设计方法 753 参考文献 757展开前 言
“集成电路系列丛书”主编序言 培根之土 润苗之泉 启智之钥 强国之基 王国维在其《蝶恋花》一词中写道：“最是人间留不住，朱颜辞镜花辞树”，这似乎是自然界无法改变的客观规律。然而，人们还是通过各种手段，借助于各种媒介，留住了人们对时光的记忆，表达了人们对未来的希冀。 图书，尤其是纸版图书，是数量最多、使用最悠久的记录思想和知识的载体。品《诗经》，我们体验了青春萌动；阅《史记》，我们听到了战马嘶鸣；读《论语》，我们学习了哲理思辨；赏《唐诗》，我们领悟了人文风情。 尽管人们现在可以把律动的声像寄驻在胶片、磁带和芯片之中，为人们的感官带来海量信息，但是图书中的文字和图像依然以它特有的魅力，擘画着发展的总纲，记录着胜负的苍黄，展现着感性的豪放，挥洒着理性的张扬，凝聚着色彩的神韵，回荡着音符的铿锵，驰骋着心灵的激越，闪烁着智慧的光芒。 《辞海》中把书籍、期刊、画册、图片等出版物的总称定义为“图书”。通过林林总总的“图书”，我们知晓了电子管、晶体管、集成电路的发明，了解了集成电路科学技术、市场、应用的成长历程和发展规律。以这些知识为基础，自20世纪50年代起，我国集成电路技术和产业的开拓者踏上了筚路蓝缕的征途。进入21世纪以来，我国的集成电路产业进入了快速发展的轨道，在基础研究、设计、制造、封装、设备、材料等各个领域均有所建树，部分成果也在世界舞台上拥有一席之地。 为总结昨日经验，描绘今日景象，展望明日梦想，编撰“集成电路系列丛书”（以下简称“丛书”）的构想成为我国广大集成电路科学技术和产业工作者共同的夙愿。 2016年，“丛书”编委会成立，开始组织全国近500名作者为“丛书”的第一部著作《集成电路产业全书》（以下简称《全书》）撰稿。2018年9月12日，《全书》首发式在北京人民大会堂举行，《全书》正式进入读者的视野，受到教育界、科研界和产业界的热烈欢迎和一致好评。其后，《全书》英文版Handbook of Integrated Circuit Industry的编译工作启动，并决定由电子工业出版社和全球最大的科技图书出版机构之一—施普林格（Springer）合作出版发行。 受体量所限，《全书》对于集成电路的产品、生产、经济、市场等，采用了千余字“词条”描述方式，其优点是简洁易懂，便于查询和参考；其不足是因篇幅紧凑，不能对一个专业领域进行全方位和详尽的阐述。而“丛书”中的每一部专著则因不受体量影响，可针对某个专业领域进行深度与广度兼容的、图文并茂的论述。“丛书”与《全书》在满足不同读者需求方面，互补互通，相得益彰。 为更好地组织“丛书”的编撰工作，“丛书”编委会下设了14个分卷编委会，分别负责以下分卷： ☆ 集成电路系列丛书·集成电路发展史话 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产业经济学 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产业管理 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产业、教育和人才 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路发展前沿与基础研究 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产品与市场 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路设计 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路制造 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路封装测试 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产业专用装备 ☆ 集成电路系列丛书·集成电路产业专用材料 ☆ 集成电路系列丛书·化合物半导体的研究与应用 ☆ 集成电路系列丛书·集成微纳系统 ☆ 集成电路系列丛书·电子设计自动化 2021年，在业界同仁的共同努力下，约有10部“丛书”专著陆续出版发行，献给中国共产党百年华诞。以此为开端，2021年以后，每年都会有纳入“丛书”的专著面世，不断为建设我国集成电路产业的大厦添砖加瓦。到2035年，我们的愿景是，这些新版或再版的专著数量能够达到近百部，成为百花齐放、姹紫嫣红的“丛书”。 在集成电路正在改变人类生产方式和生活方式的今天，集成电路已成为世界大国竞争的重要筹码，在中华民族实现复兴伟业的征途上，集成电路正在肩负着新的、艰巨的历史使命。我们相信，无论是作为“集成电路科学与工程”一级学科的教材，还是作为科研和产业一线工作者的参考书，“丛书”都将成为满足培养人才急需和加速产业建设的“及时雨”和“雪中炭”。 科学技术与产业的发展永无止境。当2049年中国实现第二个百年奋斗目标时，后来人可能在21世纪20年代书写的“丛书”中发现这样或那样的不足，但是，仍会在“丛书”著作的严谨字句中，看到一群为中华民族自立自强做出奉献的前辈们的清晰足迹，感触到他们在质朴立言里涌动的满腔热血，聆听到他们的圆梦之心始终跳动不息的声音。 书籍是学习知识的良师，是传播思想的工具，是积淀文化的载体，是人类进步和文明的重要标志。愿“丛书”永远成为培育我国集成电路科学技术生根的沃土，成为润泽我国集成电路产业发展的甘泉，成为启迪我国集成电路人才智慧的金钥，成为实现我国集成电路产业强国之梦的基因。 编撰“丛书”是浩繁卷帙的工程，观古书中成为典籍者，成书时间跨度逾十年者有之，涉猎门类逾百种者亦不乏其例： 《史记》，西汉司马迁著，130卷，526500余字，历经14年告成； 《资治通鉴》，北宋司马光著，294卷，历时19年竣稿； 《四库全书》，36300册，约8亿字，清360位学者共同编纂，3826人抄写，耗时13年编就； 《梦溪笔谈》，北宋沈括著，30卷，17目，凡609条，涉及天文、数学、物理、化学、生物等各个门类学科，被评价为“中国科学史上的里程碑”； 《天工开物》，明宋应星著，世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，3卷18篇，123幅插图，被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”。 这些典籍中无不蕴含着“学贵心悟”的学术精神和“人贵执着”的治学态度。这正是我们这一代人在编撰“丛书”过程中应当永续继承和发扬光大的优秀传统。希望“丛书”全体编委以前人著书之风范为准绳，持之以恒地把“丛书”的编撰工作做到尽善尽美，为丰富我国集成电路的知识宝库不断奉献自己的力量；让学习、求真、探索、创新的“丛书”之风一代一代地传承下去。 王阳元 2021年7月1日于北京燕园 “集成电路系列丛书·集成电路设计” 主编序言 集成电路是人类历史上最伟大的发明之一，六十多年的集成电路发展史实际上是一部持续创新的人类文明史。集成电路的诞生，奠定了现代社会发展的核心硬件基础，支撑着互联网、移动通信、云计算、人工智能等新兴产业的快速发展，推动人类社会步入数字时代。 集成电路设计位于集成电路产业链的最上游，对集成电路产品的用途、性能和成本起到决定性作用。集成电路设计环节既是产品定义和产品创新的核心，也是直面全球市场竞争的前线，其重要性不言而喻。党的“十八大”以来，在党中央、国务院的领导下，通过全行业的奋力拼搏，我国集成电路设计产业在产业规模、产品创新和技术进步等方面取得了长足发展，为优化我国集成电路产业结构做出了重要贡献。 为全面落实《国家集成电路产业发展推进纲要》提出的各项工作，加快推进我国集成电路设计技术和产业的发展，满足蓬勃增长的市场需求，在王阳元院士的指导下，我国集成电路设计产业的专家、学者共同策划和编写了“集成电路系列丛书·集成电路设计”分卷。“集成电路设计”分卷总结了我国近年来取得的研究成果，详细论述集成电路设计领域的核心关键技术，积极探索集成电路设计技术的未来发展趋势，以期推动我国集成电路设计产业实现从学习、追赶，到自主创新、高质量发展的战略转变。在此，衷心感谢“集成电路设计”分卷全体作者的努力和贡献，以及电子工业出版社的鼎力支持！ 正如习近平总书记所言：“放眼世界，我们面对的是百年未有之大变局。”面对复杂多变的国际形势，如何从集成电路设计角度更好地促进我国集成电路产业的发展，是社会各界共同关注的问题。希望“集成电路系列丛书·集成电路设计”分卷不仅成为业界同仁展示成果、交流经验的平台，同时也能为广大读者带来一些思考和启发，从而吸引更多的有志青年投入到集成电路设计这一意义重大且极具魅力的事业中来。 魏少军 2021年7月28日于北京清华园 前 言 人类对高质量信息的获取和需求是无止境的，为各种通信方式和通信标准的酝酿和产生提供了深厚的必要条件。纵观无线电技术的演变历程，除了顶层通信协议的不断丰富和深化，作为通信载体的终端硬件设备的发展更值得关注，从分立元器件到集成电路，从小规模集成电路到超大规模集成电路，每次的演进都伴随射频集成电路理论的一次革新。尤其是随着通信标准更新迭代周期的缩短、持续逼近香农极限的多样化通信制式的涌现，以及先进工艺条件下制造成本的飞速上涨，单模式、单频段、单功能的定制类射频集成电路正在逐步被具有向下兼容能力的多模式、多频段、多功能兼容的软件定义无线电类射频集成电路所取代。另一个值得注意的问题是，随着高通量通信需求的激增和Sub-6 GHz频谱资源的日趋紧张，微波、毫米波和太赫兹射频集成电路的设计理论和方法也被逐步挖掘和充盈。射频集成电路的多样异构化发展也必将为各种更先进通信协议的推广和规模应用提供支撑载体。 本书立足一个完整的通信系统，从信号处理的角度逐步引出射频集成电路设计中的相关方法学，以期帮助读者建立一个完备而收敛的知识体系。同时本书还配套提供了晶体管级射频收发机设计文件，从工程实现的角度帮助读者掌握射频集成电路的设计原理。本书具有广泛的读者受众，可帮助射频集成电路初学者建立系统概念、理清思路，聚焦重点，快速入门提高；增强具有一定设计基础和理论概念的入门者分析问题的能力，提升工程设计技能；强化具有丰富实践经验和深厚理论基础的射频集成电路设计者的理论功底，温故而知新。 本书具备3个典型的特征： （1）立足通信和频域分析，对射频集成电路的设计上溯至通信的源头，帮助读者建立宏观的系统概念，知其然知其所以然，并提供大量丰富的三维频域分析图，帮助读者直观地理解射频集成电路设计中的架构选择及核心模块作用。 （2）全面深入挖掘影响射频集成电路性能的关键因素，对必要的片上校准算法和相应的具体电路展开分析和设计，如直流偏移校准、滤波器带宽校准、偶阶非线性失真校准、I/Q失配校准、谐波抑制校准、频率综合器的自动频率校准和稳定性校准、发射链路的载波泄漏补偿、发射泄漏补偿、功率放大器的数字预失真补偿等。另外，本书还重点介绍了具有较强工艺置换性的全数字频率综合器、数字功率放大器和多架构全数字发射链路，缩小数模融合SoC设计的工艺鸿沟。 （3）射频集成电路设计是一门非常复杂且需要相当经验和创新能力的工程和学术有效结合的技术。设计能力的提升除必须具备相当宽泛的学科背景、基础原理/架构/电路模块的深厚理解程度外，还必须从实际的工程实现中逐步发现问题，纠正理解偏差，反哺理论理解，最终实现设计进阶。本书专门针对此问题提供了一个基于低中频架构实现的完整晶体管级射频收发机设计案例，并提供了多个基于数模混合设计的片上校准技术。同时，针对全数字频率综合器的设计，本书还配套提供了基于Simulink搭建的锁相环型全数字频率综合器以及锁频环型全数字频率综合器仿真模型，帮助读者建立直观印象，加深理解，快速进阶。 特别感谢电子工业出版社和丛书编委会！特别感谢电子工业出版社电子信息出版分社柴燕社长在本书出版过程中给予的大力支持！特别感谢电子工业出版社电子信息出版分社刘海艳编辑在本书编辑过程中所做的细致入微、精益求精的工作！ 五年的写作时间，几乎翻阅了已经出版的所有射频集成电路书籍，阅读了近千篇学术论文，编写了百余个MATLAB代码。从目录框架到每一节，凭借着对射频集成电路的执着和热爱，逐一敲下了每一个字和每一行代码，绘制了每一幅图表，细琢了每一个公式。编写过程有过无数次想放弃的念头，又在内容逐渐丰富和充盈中庆幸坚持了下来。成书的那一刻，深刻地感受到建立一个完整知识体系的不易和艰辛！多次的重读和勘误中，仍能清晰复现每个段落甚至句子写作时所处的环境和当时的心情。此期间，家人的无条件支持给了我最大的写作动力！ 本书配套提供的晶体管级射频收发机工程文件可在华信教育资源网（https://www.hxedu.com.cn）免费下载。 愿此书能够为我国半导体行业的发展带来些许助力！ 限于作者学术水平、设计经验以及工程实践经验，书中难免存在表述不妥甚至错误之处，恳请读者批评指正。 李松亭 2023年10月于长沙国防科技大学展开作者简介
李松亭，国防科技大学空天科学学院副研究员，国防科技大学天拓系列卫星物联网载荷主任设计师，主要从事天基物联网、模拟射频及混合信号集成电路设计等方面的研究。先后研发出多款星基物联网载荷、多款多模导航射频芯片、射频基带一体化SoC芯片、具有自主知识产权的超高频RFID标签芯片、电源管理芯片等。承担和参与各类国家、省部级项目20余项，发表学术论文30余篇，授权国家发明专利30余项，出版专著1部。获军队科技进步奖一等奖1项，天津市科技进步奖特等奖1项。 -
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