射频电路与芯片设计要点_李缉熙

STGing · 发表于 2022-5-31 09:51

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目录
第1章阻抗匹配的重要性………………………………….………1
1.1 射频和数字电路在设计上的区别 ………….…….…………………………… 1
1.1.1 低速数字电路 …………………………………………………………1
1.1.2 高速数字电路 ………………………………………………………… 4
1.2 阻抗匹配的重要意义 ……………………………………………………5
1.2.1 信号源到负载的功率传输 ……………………………………………… 5
1.2.2 无相移的最大功率传输 ………………………………………6
1.2.3 共轭阻抗匹配和电压反射系数 …………………………………………7
1.2.4 阻抗匹配网络 ………………………………………………………… 8
1.3 阻抗不匹配状态下产生的问题…………………………………………10
1.3.1 功率传输的一般公式 ………………………………………………… 11
1.3.2 功率不稳定性和额外功率损失 ………………………………………… 12
1.3.3 额外失真和准噪声 …………………………………………………… 13
1.3.4 功率测量 ……………………………………………………………… 16
1.3.5 功率传输和电压传输 ………………………………………………… 18
1.3.6 晶体管击穿 ………………………………………………………………21
参考文献 ……………………………………………………………………… 21
第2章阻抗匹配 ………………………………………………………………23
2.1 阻抗的小信号测量……………………………………………………… 23
2.1.1 S参数法测量阻抗………………………………………………………… 23
2.1.2 Smith 圆图∶阻抗和导纳坐标 ………………………………………… 24
2.1.3 Smith圆图的精确性 …………………………………………………28
2.1.4 串联阻抗与并联阻抗的关系 …………………………………………… 29
2.2 阻抗的大信号测量……………………………………………………… 30
2.3 阻抗匹配 …………………………………………………………………… 32
2.3.1 单元件匹配网络 ……………………………………………………… 33
2.3.2 识别 Smith 圆图中的不同区域 …………………………………………… 34
2.3.3 两元件匹配网络 …………….…….….…….………….…35
2.3.4 两个元件组成的上行与下行阻抗变换器………………………………… 44
2.3.5 三元件匹配网络和阻抗变换器 ………………………………………… 48
2.3.5.1 两元件匹配网络的拓扑限制 ……………………………………… 48
2.3.5.2 I型匹配网络 …………………………………………………… 49
2.3.5.3 T型匹配网络 ……………………………………………………55
2.4 —些有用的阻抗匹配方法………………………………………………60
2.4.1 Z不为50 Ω的设计与测试 …………………………………………… 60
2.4.2 T型与ⅡI型匹配网络之间的转换 ………………………………………61
2.4.3 匹配网络中的元件 …………………………………………………… 63
2.4.4 功率传输单元间的阻抗匹配 ……………………………………………63
2.4.5 混频器的阻抗匹配 …………………………………………………… 64
参考文献 ………………………………………………………………………65
第3章射频接地 ………………………………………………………………67
3.1 —个真实故事 ……………………………………………………………67
3.2 用于射频接地的三种元件 ……………………………………………… 68
3.2.1 "零"电容…………………………………………………………… 69
3.2.2 微带线………………………………………….………………71
3.2.3 射频电缆 ………………………………………………………………77
3.3 射频接地举例 …………………………………………………………… 78
3.3.1 测试用PCB ……………………………………………………………78
3.3.1.1 小尺寸测试用PCB ………………………………………………81
3.3.1.2 大尺寸测试用PCB ………………………………………………87
3.3.2 混频器或上变频器的输入与输出间的隔离 ……………………………… 91
3.3.3 网络分析仪的校准 ……………………………………………………92
3.4 减小电流回流耦合的射频接地…………………………………………. 93
3.4.1 在 PCB上由分立元件构成的电路 ………………………………………93
3.4.2 射频集成电路 …………………………………………………………96
参考文献 ………………………………………………………………………99
第4章无源贴片元件的等效电路 ……………………..……… 101
4.1 无源贴片元件的模型 ………………………………………………… 101
4.2 网络分析仪测出的元件特性 ………………………………………… 102
4.3 从网络分析仪测试结果提取参数 ………………………………… 104
4.3.1 贴片电容的参数提取 ………………………………………………… 105
4.3.2 贴片电感的参数提取 …………………………………………………108
4.3.3 贴片电阻的参数提取 ………………………………………………… 113
4.4 小结 ……………………………………………………………………115
参考文献 ……………………………………………………………………… 116
第5章单端电路和差分对电路……………………………………………… 117
5.1 基本的单端电路 ………………………………………………………117
5.1.1 概述 ………………………………………………………………… 117
5.1.2 双极型晶体管的小信号模型 ………………………………………… 118
5.1.2.1 共射（CE）器件的阻抗 …………………………………………… 121
5.1.2.2 共基（CB）器件的阻抗 ……………………………………………122
5.1.2.3 共集（CC）器件的阻抗 ……………………………………………124
5.1.2.4 共射、共基和共集器件的比较 …………………………………… 126
5.1.3 MOSFET的小信号模型 ……………………………………………… 127
5.1.3.1 共源（CS器件的阻抗 …………………………………………130
5.1.3.2 共栅（CG）器件的阴抗 ……………………………………………130
5.1.3.3 共漏（CD）器件的阻抗 …………………………………………… 131
5.1.3.4 共源、共栅和共漏器件的比较 ……………………………… 132
5.2 差分对电路 …………………………………………………………… 133
5.2.1 直流传输特性………………………………………………………… 133
5.2.1.1 双极型差分对电路的直流传输特性 ……………………………… 133
5.2.1.2 CMOS差分对电路的直流传输特性 …………………………….134
5.2.2 小信号特性……………………………………………………………136
5.2.3 共模抑制比的提高 …………………………………………………… 143
5.2.4 电压摆幅的提高…………………………………………………… 145
5.2.5 干扰的消除………………………………………………………146
5.2.6 差分对电路的噪声 …………………………………………………… 147
5.3 单端电路与差分对电路的视在差别 ………………………………… 150
5.4 直流偏移 ………………………………………………………………153
5.4.1 单端器件的直流偏移 …………………………………………… 153
5.4.2 伪差分对的零直流偏移 …………………………………………………154
5.4.3 为什么采用"零"中频或直接变频 ……………………………………157
5.4.4 直流偏移的消除 ………………………………………………………158
5.4.4.1 "斩波"混频器 …………………………………………………158
5.4.4.2 直流偏移校准 ………………………...........................162
5.4.4.3 硬件电路…………………………………………………………164
参考文献……………………………………………………………………… 164
第6章巴伦…………………………………………………………………… 167
6.1 同轴电缆巴伦 ………………………………………………………… 167
6.2 环形微带线巴伦 ……………………………………………………… 168
6.3 变压器巴伦…………………………………………………………… 170
6.4 两个层叠式变压器（2×2）构成的变压器巴伦 ………………………172
6.5 LC巴伦…………………………………………………………………175
参考文献 ……………………………………………………………………………182
第7 章容差分析 ………………………………………………………………184
7.1 容差分析的重要性 …………………………………………………… 184
7.2 容差分析基础 ………………………………………………………… 185
7.2.1 容差和正态分布 ……………………………………………………… 185
7.2.2 6σ、Cp和Cpk………………………………………………………… 188
7.2.3 成品率和 DPU ………………………………………………………193
7.2.4 泊松分布 …………………………………………………………… 194
7.3 6σ设计和生产的方法………………………………………………… 196
7.4 一个例子∶调谐滤波器设计 ………………….................200
7.4.1 调谐滤波器设计说明 ………………………………………………… 200
7.4.2 蒙特卡罗（Monte-Carlo）分析 ………………………………………… 203
7.5 附录∶正态分布表 …………………………………………………… 208
参考文献………………………………………………………………………209
第8章 RFIC设计前景展望 .………………………………. 211
8.1 RFIC发展的历史……………………………………………………… 211
8.2 RFIC中模块的隔离 ……………………………………………………… 214
8.2.1 隔离的定义与测量 …………………………………………………… 214
8.2.2 隔离技术 …………………………………………………………… 215
8.3 螺旋电感的低Q值 .…………...........................................227
8.3.1 趋肤效应 …………………………………………………………… 228
8.3.2 衬底引起的衰减 ………………………………………………………229
8.3.3 磁力线泄漏…………………………………………………………… 230
8.3.4 磁力线的抵消现象 ……………………………………………………231
8.3.5 可能的解决方案———负阻抗补偿………………………………………233
8.3.5.1 FET作为负阻发生器 …………………………………………… 234
8.3.5.2 变压器作为负阻发生器………………………………………… 234
8.4 版图 …………………………………………………………………… 235
8.4.1 走线 …………………………………………………………………235
8.4.2 元件…………….………….....................241
8.4.3 RFIC中的可变部分………………………………………………………242
8.4.4 对称性 ………………………………………………………………243
8.4.5 通孔 …………………………………………………………………244
8.4.6 芯片的多余空间 …………………………………………………………245
8.5 RFIC或SOC设计的两大挑战………………………………………… 245
8.5.1 隔离………………………………………………………………… 246
8.5.2 用于IC的高0值电感………………………………………………… 246
参考文献……………………………………………………………………… 247
第9章接收机的噪声、增益和灵敏度 ……………………………………….250
9.1 系统或电路模块中的噪声 …………………………………………… 250
9.1.1 噪声源 ………………………………………………………… 250
9.1.1.1 散弹噪声………………………………………………………… 250
9.1.1.2 热噪声 …………………………………………………………251
9.1.1.3 闪烁噪声（1/f噪声） …………………………………………… 252
9.1.2 噪声系数的定义 ……………………………………………………… 252
9.1.3 含噪声两端口模块的噪声系数.....................................253
9.1.4 最小噪声系数和等效噪声电阻…………………………………………257
9.1.4.1 MOSFET的噪声 ………………………………………………….257
9.1.4.2 双极型器件的嗓声 ………………………………………………258
9.2 增益 ……………………………………………………………………259
9.2.1 功率增益的定义 ……………………………………………………… 259
9.2.2 功率增益和电压增益 ………......………. 263
9.3 灵敏度 ………………………………………………………………… 263
9.3.1 标准噪声源..........................................................263
9.3.2 等效输入噪声………………………………………………………… 264
9.3.3 接收机的灵敏度 ……………………………………………………… 264
参考文献……………………………………………………………………… 265
第 10章非线性和杂散分量 …...........................................267
10.1 杂散分量 ………………………………………………………………267
10.1.1 谐波………………………………………………………………… 267
10.1.2 复杂的杂散分量 …………………………………………………….269
10.2 截点和互调抑制 ……………………………………………………… 271
10.3 三阶截点和杂散分量 ………………………………………………… 273
10.4 1 dB压缩点和IP…………………………………………………… 277
10.5 二阶截点和杂散分量 ………………………………………………… 278
10.6 失真…………………………………………………………………279
参考文献………………………………………………………………………280
第11章级联方程和系统分析 ……………………………………………… 282
11.1 功率增益的级联方程 ………………………………………………… 282
11.2 噪声系数的级联方程 …………………………………………………284
11.3 截点的级联方程………………………………………………………286
11.4 级联方程在系统分析中的应用 ……………………………………… 293
参考文献 ………………………………………………………………………295
第 12 章从模拟通信系统到数字通信系统 .…………………………296
12.1 模拟通信系统中的调制 ……………………………………………… 297
12.2 数字通信系统中的编码 ……………………………………………… 299
12.2.1 NRZ（非归零）码和曼彻斯特码 ………………………………………… 299
12.2.2 BPSK（二进制相移键控） …………………………………………… 301
12.2.3 QPSK（四相移键控）、0QPSK（正交相移键控）和 MSK（最小位移键控）…… 303
12.2.4 FSK（频移键控）和 CPFSK（连续相位频移键控）……………………… 305
12.3 译码和误比特率 ………………………………………………………306
12.4 纠错方案………………………………………………………………308
参考文献 ……………………………………………………………………… 310
太大了，上传不了。感兴趣的朋友，在网上找找。

RGB_lamp · 发表于 2022-5-31 13:03

O(∩_∩)O哈哈~，有个目录，就能看看是不是想要的内容了

tick_tock · 发表于 2022-5-31 14:38

这就麻烦了啊，为什么有大小的限制呢！

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