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第1章 线性射频放大器设计——常规设计 1

1.1 引言 1

1.2 功率增益定义 2

1.3 中和 4

1.4 单向转换功率增益 5

1.4.1 单向化设计误差因子 6

1.4.2 举例：单向增益计算 8

1.4.3 带有单个匹配网络的放大器设计 8

1.4.4 单向化等增益圆 10

1.4.5 举例：单边放大器设计 11

1.5 RF电路稳定性判定 14

1.5.1 RF振荡的原因 15

1.5.2 源和负载终端为任意值的稳定性分析 19

1.5.3 二端口稳定性考虑 21

1.5.4 稳定性判别圆 24

1.5.5 绝对稳定的图解形式 27

1.5.6 潜在不稳定圆的图解形式 28

1.5.7 关于多级系统的注意事项 29

1.6 保持有源二端口稳定 31

1.6.1 器件输入端的最小损耗电阻 32

1.6.2 宽带稳定性考虑 33

1.7.1 检测无耗反馈的影响 34

1.7 双极晶体管的稳定 34

1.7.2 器件稳定 35

1.8 直流偏置技术 41

1.8.1 无源直流偏置网络 42

1.8.2 有源直流偏置电路 44

1.8.3 RF电路的直流偏压伺服 44

1.8.4 直流偏置电路仿真 45

1.8.5 直流偏置网络的滤波 48

1.9 统计和最坏情形分析 48

1.10 线路布局考虑 49

1.12 习题 51

1.11 小结 51

参考文献 52

选读参考文献 53

第2章 线性低噪声放大器 55

2.1 简介 55

2.2 最大小信号增益双向RF放大器设计 55

2.2.1 举例：最大增益GMAX放大器设计 58

2.3 多级放大器 62

2.3.1 多级阻抗匹配放大器的级联 62

2.3.2 直接阻抗匹配的级联放大器 63

2.3.3 级联放大器的输出功率和阻抗匹配进一步考虑 65

2.4 最大线性输出功率的工作功率增益设计 66

2.4.1 工作功率增益设计要点 67

2.4.2 GP与POUT之间的折中考虑 68

2.4.3 稳定性考虑 68

2.4.4 举例：对于最大线性输出功率的工作功率增益设计 69

2.4.5 输出匹配考虑 71

2.5 RF电路的噪声 71

2.5.1 RF系统噪声源的回顾 72

2.5.2 二端口噪声参数定义 74

2.6 资用功率增益设计法 75

2.6.1 资用功率增益设计要点 76

2.6.2 低噪声放大器设计考虑 77

2.6.3 举例：一个1.9GHz低噪声放大器的单端设计 77

2.6.4 平衡放大器 80

2.6.5 举例：在1.7～2.3GHz频率范围内设计一个平衡LNA 81

2.7 不同放大器设计比较及基于Smith圆图的辅助图解设计 85

2.8 宽带放大器 87

2.8.1 电抗匹配／失配法 87

2.8.2 输入和／或输出端口的有耗失配 88

2.8.3 放大器与均衡器的组合 91

2.8.4 反馈放大器 91

2.8.5 分布式放大器 99

2.9 小结 100

2.10 习题 100

参考文献 101

选读参考文献 102

第3章 有源RF器件及其模型 103

3.1 二极管模型 103

3.2 二端口器件模型 104

3.2.1 二端口RF器件的输出端 104

3.2.2 双极晶体管 107

3.2.3 异质结双极晶体管 119

3.2.4 GaAs金属半导体场效应晶体管（MESFET） 121

3.2.5 高电子迁移率晶体管 125

3.2.6 硅LDMOS和CMOS技术 127

习题 129

参考文献 129

第4章 非线性电路仿真技术 131

4.1 非线性电路模拟器分类 131

4.1.1 分析法 131

4.1.2 时域法 131

4.1.3 时-频域混合技术——谐波平衡法 133

4.1.4 频域技术 135

4.2 谐波平衡法 136

4.3 振荡器的谐波平衡分析 139

4.3.1 振荡器探测分析法 140

4.3.2 基于器件和谐振负载反射系数的振荡器分析 140

4.3.3 基于定向耦合器测量开路增益的振荡器分析 144

参考文献 145

第5章 高功率RF晶体管放大器设计 146

5.1 非线性概念 146

5.1.1 一些非线性现象 148

5.2.1 放大器负载线 150

5.2 准线性功率放大器设计 150

5.2.2 负载牵引方法 156

5.3 放大器的种类 162

5.3.1 A类放大器 163

5.3.2 B类放大器 166

5.3.3 F类放大器 174

5.3.4 A类、B类、F类和其他工作模式之比较 178

5.3.5 开关模式放大器 182

5.3.6 级联功率放大器设计 187

5.4 功率放大器设计实例 189

5.4.1 晶体管的选择 189

5.4.2 晶体管特性 190

5.4.3 器件的输入和输出匹配 193

5.4.4 谐波调谐举例 201

5.5 偏置条件 202

5.5.1 在输入端的偏置变化 202

5.5.2 输出的偏置变化 204

5.5.3 对功率器件偏置的考虑 206

5.6 失真的减少 208

5.6.1 放大器线性的重要性 209

5.6.2 工作放大器回退 211

5.6.3 预失真 211

5.6.4 前馈抵消 215

5.6.5 器件的改进 216

5.6.6 失真的系统级减小 221

习题 222

参考文献 226

第6章 振荡器 230

6.1 振荡器的设计原理 230

6.1.1 双端口振荡器设计方法 230

6.1.2 单端口振荡器设计方法 239

6.1.3 晶体管振荡器的结构 255

6.1.4 特征化振荡器的相位噪声 267

6.2.1 45.455MHz Colpitts晶体振荡器设计 275

6.2 振荡器设计实例 275

6.2.2 设计一个3.7～4.2GHz压控振荡器 279

习题 293

参考文献 294

第7章 混频器与倍频器 296

7.1 混频器概述及其在系统中的应用 296

7.2 二极管混频器及其拓扑 302

7.2.1 单端混频器 303

7.2.2 单平衡混频器 304

7.2.3 双平衡混频器 308

7.2.4 混频器中的镜像问题 311

7.2.5 混频器的谐波成分 315

7.3 晶体管混频器的设计 317

7.3.1 有源晶体管混频器 318

7.3.2 阻性FET混频器 334

7.3.3 双栅FET混频器 338

7.3.4 混频器比较 342

7.4 倍频器概述 343

7.4.1 二次倍频器 344

7.4.2 任意频率的倍频器 346

习题 347

参考文献 347

8.1.1 第二代移动通信系统 349

第8章 系统电路——无线系统应用 349

8.1 移动电话系统 349

8.1.2 第三代移动通信系统 351

8.2 软件无线电 353

8.2.1 RF数字处理 353

8.2.2 宽带IF数字处理 355

8.2.3 基带数字处理（直接转换） 355

8.2.4 与软件无线电相关的收发信机问题 356

8.3 1.9GHz无线集成电路：设计概述 357

8.3.1 用于PHS的空中接口规范 357

8.3.2 部件规范 359

8.3.3 部件设计 360

8.4 系统集成电路概述 365

8.4.1 RF接收机前端 365

8.4.2 RF上变频器和发射机驱动放大器 368

8.4.3 收发信机和完全的无线解决方案 370

8.4.4 功率放大器模块 373

8.5 结论 374

参考文献 374

附录 375

基本公式汇总1 375

基本公式汇总2 376