射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典

前言

　　一個非常偶然的機會，我接觸了《Experimental：Methods In RF Design》這本書的英文原著。雖然作為一個無線通信的科研工作者平時工作繁忙，但在出版社編輯的誠摯邀請下，最終決定與幾位同仁一起嘗試將Wes Hayward等人的這本名作翻譯成中文。　　本書的作者們都是業(yè)余無線電的終身愛好者，每個人都是lEE微波理論與技術(shù)科學(xué)的成員，而且都出版過很多種書和期刊，其經(jīng)驗對讀者彌足珍貴?！　　渡漕l電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》這本書是寫給那些有強烈好奇心的業(yè)余無線電愛好者們的，它給業(yè)余無線電愛好者帶來了專業(yè)的射頻設(shè)計經(jīng)驗和豐富的案例，本書作者的目的是使讀者在設(shè)計自己的設(shè)備時能節(jié)約更多的時間。　　本書的第1章是作者們給初學(xué)者的一些規(guī)則和實驗者的一些建議，讀者需要仔細(xì)體會，牢記在心，并實踐之。第2章講述放大器設(shè)計基礎(chǔ)，內(nèi)容包括放大器的基本概念、分類、特性、設(shè)計中需要考慮的問題和設(shè)計實例；濾波器是通信系統(tǒng)中主要功能塊之一，它對于無線電實驗者特別重要，濾波器決定系統(tǒng)的性能和設(shè)備的成本，因此作者在第3章重點討論了濾波器和阻抗匹配電路的設(shè)計和實現(xiàn)。本書的第4章、第5章分別討論了振蕩器與頻率合成、混頻器和倍頻器，這對于收發(fā)信機的設(shè)計和實現(xiàn)非常重要。第6章重點講述發(fā)射機與接收器的設(shè)計和實現(xiàn)，其主要內(nèi)容是將前面幾章討論實現(xiàn)的揚聲器、濾波器、振蕩器、調(diào)音器以及頻率倍加器的基本模塊組合在一起來建立系統(tǒng)通信的設(shè)備，書中的實際案例具有較高的參考價值?！　y量和驗證電路對于無線電愛好者而言是一項基本的工作，本書的第7章重點講述了怎樣利用一些基礎(chǔ)測量設(shè)備進行測量，并給出了一些自己動手制作的測量設(shè)備電路。第8章和第9章討論了采用直接變換和移相方法實現(xiàn)收發(fā)信機。第10章和第11章從較新穎的數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)角度討論了模塊和通信系統(tǒng)的實現(xiàn)，這部分內(nèi)容以ADI.公司的數(shù)字信號處理器為例，介紹了其開發(fā)工具和如何利用其數(shù)字信號處理器編程實現(xiàn)各種數(shù)字信號的處理，并將本書前面實現(xiàn)的部分電路模塊采用ADI的DSP處理器來實現(xiàn)。讀者對于現(xiàn)代數(shù)字信號處理器感興趣的話，可以訪問www.analog.com和www.ti.com，獲取相應(yīng)的知識、最新的DSP處理器手冊和參考設(shè)計?！　”緯淖詈笠徽掠懻摿藨敉鈱嵺`，包括便攜終端和基站的有關(guān)操作經(jīng)驗和建議，非常具有參考價值。智者樂水，仁者樂山，戶外實驗的成功是無線電愛好者的極樂?！　‖F(xiàn)代的數(shù)字處理器幾乎無所不能，現(xiàn)代的各種專用射頻芯片、通信組件和模塊、集成電路無處不在，一般通信愛好者只需將這些模塊簡單集成或者編程就能實現(xiàn)簡單的通信功能，但這本書將讓我們這些無線電愛好者返璞歸真，真正享受DIY的樂趣！王國維先生在自己的著作《人間詞話》中說，古今做大事業(yè)、大學(xué)問者無不經(jīng)過三種境界：“昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨上高樓，望盡天涯路”，此第一境界也；“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”，此第二境界也；“驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”，此第三境界也，希望無線電愛好者們按照本書的指導(dǎo)體會到第三境界。　　無線通信代表未來通信的發(fā)展趨勢，數(shù)字化、寬帶化、多點對多點通信、業(yè)務(wù)多樣化、高速化、IP化、智能化是無線通信未來的技術(shù)發(fā)展方向，無線電將是我們未來生活的另一維空間，本書是打開這一維空間的一把金鑰匙。　　除業(yè)余無線電愛好者之外，本書對其他無線通信工程師和從事無線通信研究與應(yīng)用的人員，尤其是系統(tǒng)工程師，也是一本難得的參考書?！　》g本書讓我感到前所未有的挑戰(zhàn)，書到用時方知少。我們幾位譯者知識有限，文中難免出現(xiàn)這樣或者那樣錯誤和不足，懇請多者批評指正，讓我們共同完善這本書！　　為了讓本書更接近業(yè)余無線電愛好者的閱讀習(xí)慣，編輯部還邀請了時刻（BA6BA）、周嵬（BA5RW）、張念念（BA5RGB）、林錚（BA5WA）等業(yè)余無線電愛好者審校了本書的部分章節(jié)，感謝他們?！　∽詈螅乙x謝共同參與翻譯的同仁們，沒有他們就沒有這一切。

內(nèi)容概要

本書的內(nèi)容主要包括發(fā)射機和接收機的組成部件，從基礎(chǔ)知識(如振蕩器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))到實際組成部件(如一個穩(wěn)定的VFO)，直至完整的系統(tǒng)構(gòu)成(如接收機)。書中還介紹了如何設(shè)計一些非常實用并簡單的測試設(shè)備。本書的大部分內(nèi)容是關(guān)于模擬射頻設(shè)計的，但是關(guān)于DSP的章節(jié)也非常受歡迎，而且簡單易懂。本書的作者都是在業(yè)余無線電通信領(lǐng)域非常著名的專家，他們的諸多作品覆蓋了非常廣泛的射頻相關(guān)領(lǐng)域。    本書適合任何對射頻設(shè)計感興趣的人。無論是業(yè)余無線電愛好者，還是從事射頻工作的工程師、技術(shù)人員以及相關(guān)專業(yè)師生都可以從本書中獲得需要的知識。

作者簡介

　　3位作者都在早期就接觸無線電，并作為初學(xué)者獲得業(yè)余執(zhí)照， 他們從一開始僅具有點滴經(jīng)驗的業(yè)余愛好者演變成科學(xué)與電子專家， 他們都是IEEE微波理論與技術(shù)組的成員，并在各種雜志和期刊中發(fā)表了大量論文， 每位作者都參與了本書各個章節(jié)的編寫，但是其各自主要負(fù)責(zé)的部分如下面所列?！　es　Hayward，W7201，1961年獲得華盛頓州大學(xué)物理學(xué)學(xué)識學(xué)位，1966年獲得斯坦福大學(xué)電機工程學(xué)碩士學(xué)位， 他曾經(jīng)在Varian協(xié)會致力于物理電子設(shè)備研究， 后來先后在Tektrinix和TriQuint半導(dǎo)體研究所從事射頻電路設(shè)計， Wes現(xiàn)在已退休，主要從事寫作和顧問， Wes主要編寫了第1章到第7章，以及第12章的大部分內(nèi)容， 他的郵箱：w7zoi@arrl.net?！　ick　Campbell，KK7B，作為無線電技術(shù)人員，服役于美國海軍2年后，1975年獲得西雅圖和平大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位， 在回到華盛頓大學(xué)研究生院之前，他在莫里山貝爾實驗室從事了4年晶體物理基礎(chǔ)研究， 1981年獲得電機工程學(xué)碩士學(xué)位，1984年獲得電機工程學(xué)博士學(xué)位，直到1996年他服務(wù)于密歇根州技術(shù)學(xué)院， 從1996年開始，在TriQuint半導(dǎo)體研究所高級研發(fā)組從事微波電子接收機設(shè)計， Rick主要編寫了第8，　9章和第12章大部分內(nèi)容， 他的郵箱：kk7b@arrl.net?！　ob　Larkin，W7PUA，Bob獲得華盛頓大學(xué)電機工程學(xué)學(xué)士學(xué)位和紐約大學(xué)電機工程學(xué)碩士學(xué)位， 他在新澤西州貝爾實驗室從事了12年電路設(shè)計和信號處理研究， 1973年，他和妻子Janet創(chuàng)建了Janel實驗室，并研制了大量射頻產(chǎn)品， 1975年，他們的公司搬遷到Corvallis　Oregon，一直經(jīng)營到1991該公司被Celwave射頻公司收購， 現(xiàn)在他從事微波電路專業(yè)顧問工作，Bob主要編寫了第10章和第11章，以及第12章的一節(jié)內(nèi)容， 他的郵箱：w7pua@arrl.net。

書籍目錄

第1章  入門  1.1  試驗，自制及業(yè)內(nèi)近況  1.2  入門——初學(xué)者的一些規(guī)則  1.3  給實驗者的一些建議  1.4  結(jié)構(gòu)框圖  1.5  一種基于IC的直接變頻接收機  1.6  再生式接收機  1.7  具有分立式晶體管的音頻放大器  1.8  采用分立式元器件的直接變頻接收機  1.9  電源  1.10  RF功率測量  1.11  第一個發(fā)射機  1.12  雙極性晶體管功率放大器  1.13  輸出低通濾波器  1.14  關(guān)于本書中的方案第2章  放大器設(shè)計基礎(chǔ)  2.1  簡單的固態(tài)元器件建模  2.2  放大器設(shè)計基礎(chǔ)  2.3  大信號放大器  2.4  增益，功率，分貝和阻抗匹配  2.5  差分放大器和運算放大器  2.6  不需要的放大器特性  2.7  反饋放大器  2.8  旁路和去耦合  2.9  功率放大器基礎(chǔ)  2.10  實用功率放大器  2.11  一個30 W、7 MHz的功率放大器第3章  濾波器和阻抗匹配電路  3.1  濾波器基礎(chǔ)  3.2  低通濾波器的設(shè)計與推廣  3.3  Lc帶通濾波器  3.4  晶體濾波器  3.5  有源濾波器  3.6  阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)第4章  振蕩器與頻率合成  4.1  基本Lc振蕩器  4.2  實際的哈特利電路以及振蕩器偏移補償  4.3  科爾皮茲振蕩器和其他振蕩器  4.4  振蕩器的噪聲  4.5  晶體振蕩器和VXOS  4.6  壓控振蕩器  4.7  頻率合成  4.8  “丑陋的weekender”，MK-Ⅱ，一臺7MHzVFO發(fā)射機  4.9  關(guān)于計數(shù)器的精確性  4.10  常規(guī)的VXO擴展頻率合成器第5章  混頻器和倍頻器  5.1  混頻器基礎(chǔ)  5.2  平衡混頻器概念  5.3  倍頻器  5.4  使用數(shù)字頻率相乘器的壓控振蕩器發(fā)射器第6章  發(fā)射機與接收機  6.1  信號及其處理系統(tǒng)  6.2  接收機基本原理  6.3  中頻放大器和自動增益控制(AGC)  6.4  收發(fā)機中的大信號和前端設(shè)計  6.5  本地振蕩系統(tǒng)  6.6  增強的動態(tài)范圍接收機  6.7  發(fā)射機和收發(fā)機的設(shè)計  6.8  頻移，補償和增量調(diào)頻  6.9  天線的發(fā)射.接收切換  6.10  Lichen收發(fā)機：案例研究  6.11  單邊帶SSB/CW收發(fā)機  6.12  便攜式DSB/CW 50 MHz的工作站第7章  測量設(shè)備  7.1  測量基礎(chǔ)  7.2  直流測量  7.3  示波器  7.4  射頻功率測量  7.5  使用示波器測量射頻功率  7.6  測量頻率，電感和電容  7.7  信號源和發(fā)生器  7.8  電橋和阻抗測量  7.9  頻譜分析  7.10  LC諧振器的Q值測量  7.1l  晶振測量  7.12  噪聲和噪聲源  7.13  其他電路第8章  直接轉(zhuǎn)換接收機  8.1  簡史  8.2  基本的直接轉(zhuǎn)換接收機框圖  8.3  直接轉(zhuǎn)換的特性  8.4  直接轉(zhuǎn)換接收機的混頻器  8.5  一個組合的直接轉(zhuǎn)換接收機  8.6  直接轉(zhuǎn)換接收機的優(yōu)勢第9章  相移式接收機和發(fā)射機  9.1  結(jié)構(gòu)框圖  9.2  數(shù)學(xué)方法介紹  9.3  從數(shù)學(xué)方法到實際應(yīng)用  9.4  邊帶抑制設(shè)計  9.5  立體聲接收機  9.6  LO、RF相移和同相分路器/組合器網(wǎng)絡(luò)  9.7  其他類型的運算放大器的拓?fù)?、多相網(wǎng)絡(luò)和DSP相移  9.8  智能的選擇性  9.9  下一代R2單邊信號直接轉(zhuǎn)換接收機  9.10  高性能相移式單邊帶(SSB)激勵器  9.1l  組裝相移式設(shè)備的一些備注  9.12  總結(jié)第10章  DSP組件  1 n 1  E7-KIT LITE  10.2  程序shell  10.3  DSP組件  10.4  信號的發(fā)生  10.5  隨機噪聲生成  10.6  濾波組件  10.7  DSP IF  10.8  DSP混頻  10.9  其他：DSP組件  10.10  離散傅里葉變換  10.11  自動噪聲抑制器  10.12  CW信號生成器  10.13  單邊帶信號生成器第11章  DSP在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用  11.1程序結(jié)構(gòu)  11.2  使用DSP設(shè)備作為控制器  11.3  音頻發(fā)生器測試箱  11.4  18 MHz收發(fā)器  11.5  DSP-10 2m收發(fā)器第12章  室外操作便攜式與全模式電臺  12.1  便攜式操作的簡單設(shè)備  12.2  “未完成”的7 MHz CW收發(fā)信機  12.3  簡單的7 MHz超外差接收機S7C  12.4  雙波段QRP等幅報收發(fā)信機  12.5  使用DSP-10進行弱信號通信  12.6  28 MHz QRP模塊  12.7  通用接收機模塊  12.8  144 MHz單邊帶與等幅報直接轉(zhuǎn)換收發(fā)信機  12.9  甚高頻和超高頻收發(fā)信機使用的52 MHz可調(diào)諧中頻接收機  12.10  睡袋電臺  12.11  14 MHz的等幅報接收機

章節(jié)摘錄

　　對無線電的喜愛可以成為多姿多彩的副業(yè)或者是一種業(yè)余愛好，這個圈子里的愛好者們用無線電波來相互交流。無線電波日夜環(huán)繞著我們的星球，甚至沖入了宇宙空間。它在多數(shù)情況下是確定或是可預(yù)知的，但有時候也很虛幻?？梢院褪澜缌硪欢送ㄐ攀侨绱肆钊松裢?，也促使我們想去探究其中的自然奧秘。我們中的一些人對于這種研究的熱情，永遠(yuǎn)是那么熾烈?！　‰m然無線電是有趣的，但務(wù)實的社會在提供研究資源時需要你付出的不僅僅是熱情。我們對無線電的研究和試驗日益實用化，并發(fā)展成了一個龐大而復(fù)雜的通信系統(tǒng)，能在各種緊急狀況下派上用場。這方面的例子數(shù)不勝數(shù)?！　∪欢?，業(yè)余無線電的意義遠(yuǎn)不止如此。它是一項富于技巧的愛好，需要多方面教育的底蘊。它的功能也不僅僅是提供一個輔助性的通信網(wǎng)絡(luò)?！　〈蠖酂o線電愛好者對于他們所使用設(shè)備的技術(shù)細(xì)節(jié)注入了很大的興趣。以前，這樣的興趣代價頗高：無線電愛好者能開設(shè)一個業(yè)余電臺的唯一方法是獨立地制作自己的無線電通信機。當(dāng)時通信設(shè)備很稀缺，也異常昂貴。但時至今日，高品質(zhì)的業(yè)余無線電裝置在世界上隨處可見，而且它們大多造價低廉。　　即便如今已經(jīng)沒有必要，但無線愛好者們?nèi)詿嶂杂谧约簞邮盅b配一臺設(shè)備。這其中的原因各式各樣，因人而異。少數(shù)傳統(tǒng)論者認(rèn)為，自己裝配設(shè)備是必經(jīng)的過程，是構(gòu)成他們愛好必不可少的一部分，就像一個用假蠅的釣魚愛好者絕對不用非自制的假蠅去釣魚一樣。而大多數(shù)人則采取折中路線：自制一部分零件，其他的部分購買。對某些人來說，裝配過程是一次藝術(shù)的體驗，是一個在自己的元器件中烙上個性化印記的絕好機會?！　【C上所述，對無線電的熱愛是展現(xiàn)個性和盡情鉆研基礎(chǔ)理論、技術(shù)的一個大好機會。這是難能可貴的，尤其在這樣一個時代——大多數(shù)研究和設(shè)計都很大程度上被大型的組織如大公司或大學(xué)里的研究團隊所主導(dǎo)。在這些組織中，研究課題的選擇都是基于集團或公司的利益。出于求知欲去做研究是越來越少見了。不過幸運的是，在對無線科學(xué)的個人研究領(lǐng)域里，我們還沒那么受制于人。

媒體關(guān)注與評論

　　“這本書是寫給那些對于專業(yè)級設(shè)備有強烈好奇心和興趣的人們，它使讀者實際動手設(shè)計自己的射頻設(shè)備時能節(jié)約更多的時間，這是我們在本書中堅持的基本理念。”　　——Wes Hayward，W7ZOI

編輯推薦

　　《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》為業(yè)余無線電愛好者帶來專業(yè)的射頻電路設(shè)計經(jīng)驗。書中主要介紹了高動態(tài)、低失真的射頻設(shè)備及其電路。《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》成功的關(guān)鍵是它著重介紹了實際問題的解決辦法，每個實例的內(nèi)容都簡單連貫，并配有清晰的圖表、注釋以及元器件清單，這對于讀者更好地理解和掌握電路有很大幫助?！　　渡漕l電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》的作者都是IEEE微波理論與技術(shù)科學(xué)學(xué)會會員，都是在業(yè)余無線電通信領(lǐng)域非常著名的專家，他們的諸多作品覆蓋了非常廣泛的射頻相關(guān)領(lǐng)域。希望《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》能影響那些將業(yè)余無線電作為終生愛好的人們，希望書中的經(jīng)驗對讀者的學(xué)習(xí)與實踐有所幫助?！　∪驑I(yè)余無線電愛好者公認(rèn)的ARRL品牌　　實用有效的射頻電路設(shè)計方法　　豐富詳盡的射頻電路制作案例　　設(shè)計 《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》的設(shè)計實例可以幫助讀者自行設(shè)計射頻電路和系統(tǒng)?！　嶒?《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》讓讀者在制作無線電設(shè)備的體驗中理解基本概念和電路原理?！　y量 測量是實驗的一個重要部分，《射頻電路設(shè)計實戰(zhàn)寶典》鼓勵讀者在實驗過程中重視測量?！　≈袊鵁o線電運動協(xié)會推薦

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