射频集成电路与系统

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出版者:科学
作者:李智群//王志功
出品人:
页数:485
译者:
出版时间:2008-8
价格:56.00元
装帧:
isbn号码:9787030211163
丛书系列:
图书标签:
  • 电子与半导体技术
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具体描述

《射频集成电路与系统》系统地介绍了射频集成电路与系统的基本原理、设计方法和技术。全书分为射频与微波基础知识、无线收发机系统结构、射频集成电路功能模块设计和基于Cadence软件环境的射频集成电路设计及仿真实验四部分,主要包括传输线、二端口网络与S参数、Smith圆图、阻抗匹配网络、无源器件、有源器件、噪声、无线收发机结构、射频放大器、宽带放大器、低噪声放大器、混频器、射频功率放大器、振荡器、锁相与频率合成器、射频集成电路版图设计与芯片测试!以及射频集成电路主要模块的设计和仿真实验等内容。《射频集成电路与系统》通过对无线通信收发系统和基本模块的分析,使读者对射频集成电路与系统有一个较为全面的认识,掌握基本的设计原则、设计方法和设计技术,具备在相关领域进行科研开发的能力。《射频集成电路与系统》可作为电路与系统、集成电路设计、微电子等专业研究生教材,也可供相关专业高年级本科生和电路设计人员参考。

现代电子系统设计与实现:从理论到实践的全面指南 本书聚焦于当代电子系统设计中的核心技术与实践方法,旨在为工程师、研究人员以及高年级学生提供一个全面、深入且实用的参考框架。我们避免聚焦于单一的射频领域,而是将视角扩展至整个电子系统的构建过程,强调跨学科知识的融合与应用。 第一部分:基础理论与器件原理的深化理解 本部分旨在夯实读者在电子系统设计中所需的理论基础,并深入探讨构成现代电子系统的关键器件的物理机理与工作特性。 第1章:半导体物理与器件模型 本章从量子力学的基本原理出发,回顾半导体材料的能带结构、载流子输运机制(漂移与扩散)。随后,详细阐述MOSFET作为现代集成电路基石的物理结构、工作区(亚阈值、线性、饱和区)的精确数学模型。重点讨论短沟道效应、热载流子效应等对器件性能的影响,并介绍先进CMOS工艺(如FinFET、GAAFET)的结构创新如何应对这些挑战。此外,对双极型晶体管(BJT)的工作原理和其在特定应用中的优势进行对比分析。 第2章:电路理论的现代视角 超越传统的基尔霍夫定律和线性网络分析,本章侧重于在高速、高频环境下电路理论的应用。深入探讨系统级阻抗匹配理论,包括史密斯圆图的实际应用、两端口网络参数(S参数、Y参数、H参数)的测量与解读。引入非线性电路分析的基础,如谐波分析、泰勒级数展开在失真分析中的应用,以及负载拉线(Load-Pull)技术的基本概念。讨论噪声理论在系统级设计中的重要性,包括散粒噪声、热噪声的来源、功率谱密度(PSD)的计算,以及噪声系数(NF)的定义与优化。 第3章:信号完整性与电源完整性 在高速数字与混合信号系统中,信号完整性(SI)和电源完整性(PI)是系统可靠运行的关键瓶颈。本章系统地剖析信号在互连线上传输时的现象,包括反射、串扰、时钟抖动(Jitter)的产生机理与量化。详细介绍传输线理论(如TEM模式、TEM之外的模式),以及PCB设计中过冲、下冲、建立与保持时间裕度分析。在电源完整性方面,着重讨论去耦电容的布局策略、电源分配网络(PDN)的阻抗建模,以及如何通过仿真工具(如有限元法、时域求解器)来预测和消除地弹(Ground Bounce)与电源噪声。 第二部分:系统级设计与架构选择 本部分将理论知识应用于实际的系统构建,探讨不同电子系统架构的选择、建模方法以及关键模块的设计流程。 第4章:数据转换器原理与系统集成 模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)是连接模拟世界与数字世界的桥梁。本章详细介绍线性与非线性转换器的基本结构,包括电阻梯形、R-2R DAC的精度分析。在ADC方面,深入剖析采样定理、量化误差、有效位数(ENOB)的计算,并详细讲解流水线(Pipelined)、Σ-Δ(Sigma-Delta)以及逐次逼近(SAR)等主流架构的工作原理、优缺点及其在不同应用场景下的适用性。讨论系统级时钟抖动对数据转换精度的影响。 第5章:混合信号系统设计方法论 混合信号(Mixed-Signal)电路的设计核心在于隔离敏感的模拟部分与高噪声的数字部分。本章侧重于系统级的隔离技术,包括:衬底噪声的传播机制、晶体管级的衬底隔离技术(如深N阱)。详细介绍片上电磁兼容性(EMC)的设计考量,如封装引脚的规划、屏蔽结构的应用。探讨反馈机制在振荡器、锁相环(PLL)中的作用,以及如何通过系统的时域和频域建模来预测环路稳定性与锁定时间。 第6章:嵌入式处理器与硬件加速 现代电子系统离不开高效的计算核心。本章概述主流嵌入式处理器架构(如ARM Cortex系列)的流水线、缓存层次结构,并探讨其在实时系统中的应用。重点介绍如何利用FPGA或ASIC进行硬件加速。详细讨论硬件描述语言(VHDL/Verilog)在描述并行算法中的优势,以及系统级总线结构(如AXI、PCIe)的协议、时序要求和仲裁机制,为系统级协同仿真打下基础。 第三部分:先进工艺与封装技术对系统性能的影响 随着集成度提高,器件尺寸的缩小和封装方式的变革对系统性能产生了决定性影响。 第7章:先进半导体制造工艺的挑战 本章探讨了从28nm到7nm及以下节点所面临的物理限制和设计挑战。讨论了高介电常数(High-K)/金属栅极(Metal Gate)结构、应变硅(Strained Silicon)技术对迁移率的提升。深入分析制造工艺中的变异性(Process Variation)对电路性能的影响,以及设计者如何通过冗余设计和统计方法来应对这种不确定性。介绍新型晶体管结构(如SOI、FD-SOI)的优势与应用场景。 第8章:先进封装技术与系统级测试 系统性能不再仅仅由芯片本身决定,封装的作用日益凸显。本章详细介绍2.5D和3D集成技术(如TSV, Through-Silicon Via),分析其在缩短互连延迟、降低功耗方面的优势。讨论封装层级的电磁耦合、热效应(Thermal Effects)对芯片性能的影响。最后,系统地介绍从芯片级到系统级的测试方法,包括DFT(Design For Testability)、扫描链的构建、以及板级诊断的策略。 第四部分:系统级仿真、验证与设计自动化 本部分关注如何利用现代工具和方法学来高效地完成复杂系统的设计、验证和优化。 第9章:多物理场协同仿真 成功的电子系统设计要求考虑电、热、机械力学的耦合效应。本章介绍如何使用有限元方法(FEM)和边界元方法(BEM)对复杂的电磁场、热传导和结构应力进行建模。重点讲解如何将不同物理场模型进行耦合仿真(Co-simulation),例如分析高温对晶体管阈值电压漂移的影响,以及封装应力对电迁移寿命的预测。 第10章:系统级功耗管理与优化 功耗是移动和便携式电子设备设计的核心约束。本章超越了简单的晶体管漏电流分析,深入探讨系统级的功耗优化策略。内容包括:动态电压与频率调节(DVFS)算法的实现、时钟门控(Clock Gating)和电源门控(Power Gating)技术的应用。讨论如何通过系统级的行为建模(如SystemC)来预估不同工作模式下的平均功耗,并设计有效的低功耗睡眠模式与唤醒机制。 本书总结: 本书通过上述十个章节的系统阐述,旨在构建一个跨越器件物理、电路设计、系统架构到先进封装的全景图。它要求读者不仅精通特定模块的设计,更要理解不同技术层级间的相互依赖性和制约关系,从而设计出满足复杂性能、功耗和可靠性要求的现代电子系统。

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目录信息

前言第1章 引言 1.1 无线通信技术的发展 1.2 频谱划分 1.3 通信系统的组成 1.4 无线通信系统举例 1.5 无线通信与RFIC设计 1.6 本书的内容组成第2章 射频与微波基础知识 2.1 概述 2.2 传输线 2.3 传输线阻抗变换 2.4 二端口网络与S参数 2.5 Smith圆图 2.6 阻抗匹配 2.7 用方程计算法设计阻抗匹配网络 2.8 用Smith圆图法设计阻抗匹配网络 2.9 本章小结 参考文献 习题第3章 无源元件 3.1 概述 3.2 趋肤效应 3.3 分立电路中的无源元件 3.4 集成电路中的无源元件 3.5 本章小结 参考文献 习题第4章 噪声及有源器件 4.1 概述 4.2 噪声 4.3 特征频率和单位功率增益频率 4.4 等比例缩小与短沟道效应 4.5 有源器件的非线性模型 4.6 本章小结 参考文献 习题第5章 无线收发机结构 5.1 概述 5.2 频选择 5.3 混频 5.4 无线接收机结构 5.5 无线发射机结构 5.6 本章小结 参考文献 习题第6章 射频放大器 6.1 概述 6.2 信号流图及其应用 6.3 放大器稳定性 6.4 射频放大器设计 6.5 宽带放大器设计 6.6 放大器的非线性 6.7 本章小结 参考文献 习题第7章 低噪声放大器 7.1 概述 7.2 LNA的功能和指标 7.3 设计考虑 7.4 LNA噪声系数 7.5 低噪声放大器结构 7.6 MOS管非准静态(NQS)模型和栅极感应噪声 7.7 CMOS最小噪声系数和最佳噪声匹配 7.8 本章小结 参考文献 习题第8章 混频器 8.1 概述 8.2 混频器指标 8.3 混频基本原理 8.4 混频器结构 8.5 线性度及其改善技术 8.6 噪声系数及其优化 8.7 本章小结 参考文献 习题第9章 射频功率放大器 9.1 概述 9.2 功率放大器与小信号放大器的区别 9.3 主要指标 9.4 PA的分类 9.5 大信号阻抗匹配 9.6 线性化技术 9.7 CMOS功率放大器特点 9.8 本章小结 参考文献 习题第10章 振荡器 10.1 概述 10.2 振荡器基本原理 10.3 环行振荡器 10.4 LC振荡器 10.5 振荡器的干扰和相位噪声 10.6 相位噪声带来的问题 10.7 正交(I/Q)信号的产生 10.8 LC交叉耦合振荡器优化设计 10.9 本章小结 参考文献 习题第11章 锁相环与频率合成器 11.1 概述 11.2 PLL基本原理 11.3 PLL的线性分析 11.4 电荷泵PLL 11.5 频率合成 11.6 本章小结 参考文献 习题第12章 射频IC版图设计与芯片测试 12.1 版图设计 12.2 芯片制造 12.3 芯片测试 12.4 本章小结 参考文献第13章 基于Cadence软件平台的RFIC设计和仿真实验 13.1 Spectre_RF介绍 13.2 VGA的设计和仿真实验 13.3 LNA的设计和仿真实验 13.4 Mixer的设计和仿真实验 13.5 VCO的设计和仿真实验 13.6 本章小结
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读后感

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用户评价

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这本书的外观设计简洁大气,一看就不是那种浮夸的书籍,而是实实在在的干货。我是一名硬件工程师,在工作中经常需要评估和选型射频IC。虽然我对射频IC的功能和基本参数有大致的了解,但对于其内部的设计原理,以及不同设计方案的优劣,往往缺乏深入的认识。这导致在某些复杂的应用场景下,我可能难以准确地判断一个IC是否适合,或者在遇到设计问题时,难以从根本上找到解决方案。《射频集成电路与系统》这本书,正好填补了我在这方面的知识空白。我非常期待书中能够提供对各种典型射频IC模块(如LNA、PA、Mixer、VCO、PLL等)的详细设计分析,包括其基本电路结构、关键参数的推导、以及在不同工艺下的实现特点。我希望书中能够深入讲解影响射频IC性能的关键因素,例如噪声、线性度、功耗、稳定性等,并提供相应的分析方法和设计技巧。同时,书中关于系统级设计的部分也让我颇感兴趣,了解不同模块之间的相互影响以及如何在系统层面进行优化,这对于我进行整体方案设计非常有帮助。

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这本书的印刷精美,排版清晰,光是拿到手里就有一种赏心悦目的感觉。我是一名电子工程专业的应届毕业生,在学校学习了半导体器件和模拟电路的基础知识,但对于如何将这些知识应用于射频集成电路的设计,却感到力不从心。射频领域有很多独特的挑战,比如如何处理高频信号的损耗和失真,如何保证电路的稳定性和可靠性,以及如何在有限的芯片面积和功耗下实现复杂的功能。《射频集成电路与系统》这本书,正是我想寻找的那本能够填补我知识空白的教材。我希望书中能够系统地介绍射频电路设计的基本原理和方法,从S参数、噪声系数、线性度等基础概念讲起,然后深入到各种射频模块的设计。例如,对于低噪声放大器(LNA),我希望了解如何设计匹配网络以获得最佳的噪声性能;对于功率放大器(PA),我希望能学习如何提高效率和功率输出;对于混频器(Mixer),我期待了解其各种拓扑结构以及如何选择合适的方案。此外,书中关于系统级设计和链路预算分析的内容也让我非常期待。

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刚拿到这本书,就被它的封面所吸引,那种科技感十足的设计,让我想起了很多经典科幻电影中描绘的未来通信场景。我是一名电子工程专业的学生,在学习过程中,虽然接触过一些模拟电路和数字电路的基础知识,但对于射频集成电路这个更专业的领域,一直感到有些摸不着头脑。尤其是在涉及到高频信号处理时,很多在低频电路中适用的设计原则似乎就不再奏效,取而代之的是一系列新的挑战,比如寄生参数的影响、传输线效应等等。《射频集成电路与系统》这本书的出现,无疑为我提供了一个系统学习这个领域的绝佳机会。我非常期待书中能够深入浅出地讲解射频电路设计的核心概念,比如S参数、噪声系数、线性度、功率效率等,并解释它们在实际电路设计中的意义和影响。我希望书中能够提供一些清晰的原理图和仿真波形,帮助我直观地理解不同电路的 동작。此外,我也很想了解书中关于具体射频IC模块的实现细节,比如如何设计一个高性能的LNA、 Mixer、VCO以及PLL,以及在CMOS、SiGe等不同工艺下,这些模块的设计思路和优化策略会有哪些差异。

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当我第一次看到这本书的书名时,脑海中立刻浮现出许多关于无线通信的画面:手机信号满格的喜悦,Wi-Fi稳定连接的便利,以及卫星通信带来的无限可能。而所有这一切的实现,都离不开射频集成电路这一核心技术。《射频集成电路与系统》这本书,对我来说,不仅仅是一本技术书籍,更像是一把解锁无线通信奥秘的钥匙。我一直对信号是如何在高频下被处理感到好奇。与低频电路不同,射频电路的设计需要考虑很多独特的物理现象,比如电磁波的传播、传输线的特性、以及高频下元器件的寄生效应。我希望书中能够系统地介绍这些基础概念,并以此为基础,讲解各种射频IC模块的设计方法。例如,书中关于低噪声放大器(LNA)的讲解,我希望它能深入到如何选择合适的晶体管,如何设计匹配网络以获得最佳的噪声系数和增益;关于混频器(Mixer),我期待了解其工作原理,以及如何抑制镜像频率和非线性失真;对于锁相环(PLL),我希望能理解它在频率合成中的重要作用,以及如何设计出低抖动、高稳定度的PLL。

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这本书的厚度着实不菲,拿到手里沉甸甸的,这让我对内容的深度和广度充满了信心。我之前接触过一些关于通信原理的书籍,但总感觉它们更侧重于宏观的网络层面,对于构成这些网络的微观电子元件的细节涉猎不深。而《射频集成电路与系统》的出现,恰好满足了我对微观世界的好奇。我一直对信号在传输过程中如何被处理、放大、频率转换以及如何在复杂的干扰中保持其完整性感到着迷。射频IC的设计,在我看来,就像是在微观尺度上进行的精妙的“信号魔术”,需要在极小的空间内实现复杂的功能,同时还要克服各种物理限制。我期待书中能够详细阐述各种射频电路单元的工作原理,例如,是如何通过精巧的匹配网络来最大化信号的能量传输,又是如何设计出低噪声的放大器来捕捉微弱的信号,以及如何在不引入过多失真的情况下实现高效率的功率放大。同时,书中关于系统级设计的内容也让我尤为期待,因为单个IC的性能固然重要,但它们如何协同工作,共同构建一个完整的通信系统,才是决定最终产品性能的关键。我希望书中能够提供一些关于系统架构、模块间干扰以及整体链路预算分析的指导,帮助我理解不同模块之间的权衡和优化。

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这本书的装帧设计很有质感,硬壳封面,纸张印刷质量也相当不错,这让我感觉它是一本值得细细品读的专业书籍。我是一名在通信行业工作了几年时间的工程师,虽然日常工作中会接触到很多射频相关的产品和方案,但对于射频集成电路的底层设计原理,我一直觉得自己的知识体系存在一些断层。很多时候,我们只是站在应用的角度去选择和集成现有的射频IC,但对于如何设计出更优化的IC,或者如何解决IC设计中的一些深层次问题,则了解得不够深入。我非常希望《射频集成电路与系统》这本书能够弥补我在这方面的不足。我期待书中能够详细阐述射频IC设计中关键的技术挑战,例如如何在高频下实现高阻抗匹配,如何抑制寄生效应,如何处理信号的串扰和干扰,以及如何在有限的功耗下实现高性能。同时,书中对于系统级设计、链路预算分析以及不同通信标准(如5G、Wi-Fi)下射频IC的设计考量,也让我充满期待。我希望通过阅读这本书,能够提升自己对射频IC设计原理的理解深度,从而在未来的工作中能够更有效地解决问题,甚至参与到更具挑战性的设计环节中。

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这本书的封面设计就带着一种严谨而又不失活力的气息,深邃的蓝色背景与金色的书名相互辉映,仿佛预示着探索射频世界那深不可测的奥秘。我一直对无线通信技术怀有浓厚兴趣,尤其是那些能够将无形电波转化为我们日常所见的数字信息的“幕后英雄”——射频集成电路。从智能手机到物联网设备,再到更宏大的通信基站,射频IC无处不在,它们是现代社会信息流动不可或缺的基石。然而,要真正理解它们的工作原理、设计挑战以及前沿发展,绝非易事。我翻阅过不少资料,但总觉得零散不成体系,缺乏一个能够系统性地、由浅入深地带领我走进这个复杂领域的向导。当我看到《射频集成电路与系统》这本书时,内心涌现出一种期待,希望能它能填补我在知识上的空白,为我勾勒出一幅清晰的射频IC全景图。从目录来看,书中涵盖了从基础理论到实际应用的方方面面,比如低噪声放大器、混频器、锁相环等等,这些都是我迫切想要深入了解的关键模块。我尤其关注书中关于噪声、失真、功耗和集成度等方面的讨论,因为这些都是决定射频IC性能的关键瓶颈。同时,我也对书中介绍的各种设计流片和测试验证流程充满好奇,了解这些实际的工程实践,对于将理论知识转化为实际能力至关重要。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更能提供一些实际的设计案例和工程经验,让我能够更直观地理解那些抽象的公式和电路图。

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这本书的封面设计简洁而富有科技感,让我对内容充满期待。我是一名对无线通信技术充满好奇的业余爱好者,虽然我没有接受过专业的电子工程训练,但我一直对手机、Wi-Fi、蓝牙等无线设备的工作原理非常感兴趣。我知道射频集成电路是实现这些无线功能的核心部件,但对于它们具体是如何工作的,我一直感到非常神秘。《射频集成电路与系统》这本书,从书名上看,非常贴合我的兴趣点。我希望能在这本书中找到关于射频集成电路的基本概念的解释,例如什么是射频信号,它与普通电信号有什么不同,以及为什么需要特殊的电路来处理它。我希望书中能够用比较易懂的方式介绍一些基本的射频电路模块,比如放大器、混频器、振荡器等,以及它们在无线通信中的作用。我也希望能了解一些关于无线通信系统是如何构建的,以及射频IC在其中扮演的角色。虽然我可能无法完全理解所有技术细节,但我希望能通过阅读这本书,对射频集成电路有一个整体的认识,并对无线通信技术有更深入的了解。

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这本书的文字风格非常吸引人,感觉作者是一位经验丰富且善于表达的资深专家。我是一名射频IC设计的初学者,虽然已经具备了一定的模拟电路基础,但进入射频领域后,我发现很多东西都需要从头开始学习。高频效应、寄生参数、阻抗匹配、噪声分析、线性度问题等等,这些都是我需要攻克的难关。《射频集成电路与系统》这本书,从名字上看就非常符合我的需求。我非常期待书中能够系统地梳理射频IC设计中的关键知识点,并提供详细的设计思路和方法。例如,在低噪声放大器(LNA)的设计方面,我希望能够深入理解如何进行噪声分析和优化,如何选择合适的晶体管以及如何设计阻抗匹配网络。在功率放大器(PA)的设计方面,我希望能学习如何提高效率和线性度,并了解不同的PA拓扑结构。同时,书中关于射频集成电路系统级设计的内容也让我非常期待,因为我明白,单个模块的性能固然重要,但它们如何协同工作,才能最终实现一个高性能的射频系统。

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当我翻开这本书的扉页,一股浓厚的学术气息扑面而来,这让我确信我找到了一本能够系统学习射频集成电路知识的宝典。我一直对信息传输的底层技术深感兴趣,特别是那些隐藏在手机、电脑、甚至卫星信号背后的微小芯片——射频集成电路。它们如同现代通信世界的“神经系统”,将我们连接起来。然而,射频电路的设计与传统模拟电路有很大的不同,它涉及到高频电磁场的理论,需要考虑很多低频电路中可以忽略的效应,比如寄生参数、传输线效应、以及电磁干扰等。《射频集成电路与系统》这本书,从书名就直击了我的需求,我期待它能带领我深入理解这些复杂的概念。我尤其希望书中能够详细阐述低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器(Mixer)、压控振荡器(VCO)和锁相环(PLL)等核心射频模块的设计原理和实现技术。例如,在LNA部分,我希望了解如何优化噪声系数和增益;在PA部分,我希望能学习如何提高效率和线性度;在Mixer部分,我希望理解如何抑制镜像和提高转换损耗。

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老李和老王这本书嘛。。嘿嘿嘿

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简练

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拼凑的感觉很重,错误也很多。

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