射频与微波晶体管振荡器设计

译者序
前言
第1章 非线性电路设计方法
1.1 谱域分析
1.1.1 三角恒等式
1.1.2 分段线性近似
1.1.3 贝塞尔函数
1.2 时域分析
1.3 牛顿-拉普逊算法
1.4 准线性方法
1.5 范·德波尔方法
1.6 计算机辅助分析与设计
参考文献

第2章 振荡器工作与设计原理
2.1 稳态工作模式
2.2 起振条件
2.3 振荡器结构与发展史
2.4 自偏压条件
2.5 振荡器矩阵分析法
2.5.1 并联反馈振荡器
2.5.2 串联反馈振荡器
2.6 双晶体三极管振荡器
2.7 传输线振荡器
2.8 双推振荡器
2.9 三推振荡器
2.10 延迟线振荡器
参考文献

第3章 自激振荡的稳定性
3.1 负电阻振荡器电路
3.2 常规单频稳定性条件
3.3 单谐振电路振荡器
3.3.1 恒定负载的串联谐振电路振荡器
3.3.2 非线性负载的并联谐振电路振荡器
3.4 双谐振电路振荡器
3.5 多谐电路的稳定性
3.5.1 一般复频稳定性判据
3.5.2 双频振荡模式及其稳定性
3.5.3 双谐振耦合电路振荡器的单频稳定性
3.5.4 具有双谐振耦合电路的三极管振荡器
3.6 相平面法
3.6.1 无损谐振肥电路中的空转振荡
3.6.2 有损谐振LC电路中的振荡
3.6.3 有损谐振LC电路中的非周期过程
3.6.4 变压器耦合MOSFET振荡器
3.7 奈奎斯特稳定性判据
3.8 起振和稳定
参考文献

第4章 最佳设计与电路技术
4.1 经验优化设计方法
4.2 解析最佳设计法
4.3 并联反馈振荡器
4.3.1 最佳振荡条件
4.3.2 最佳MOSFET振荡器
4.4 串联反馈双极三极管振荡器
4.4.1 最佳振荡条件
4.4.2 最佳共基极振荡器
4.4.3 准线性方法
4.4.4 计算机辅助设计
4.5 串联反馈MESFET振荡器
4.5.1 最佳共栅极振荡器
4.5.2 准线性方法
4.5.3 计算机辅助设计
4.6 高频设计技术
4.6.1 C类工作模式
4.6.2 E类功率振荡器
4.6.3 DE类功率振荡器
4.6.4 F类模式和谐波调谐
4.7 实际振荡器电路
参考文献

第5章 振荡器中的噪声
5.1 噪声特征
5.2 闪烁噪声
5.3 有源器件噪声建模
5.3.1 MOSFET器件
5.3.2 MESFET器件
5.3.3 双极三极管
5.4 振荡噪声频谱：线性模型
5.4.1 并联反馈振荡器
5.4.2 负电阻振荡器
5.4.3 科耳波兹振荡器
5.5 振荡器噪声频谱：非线性模型
5.5.1 库罗卡瓦逼近
5.5.2 冲激响应模型
5.6 带载品质因数
5.7 幅度-相位转换
5.8 振荡器频率牵引数
参考文献

第6章 变容二极管与振荡器频率调谐
6.1 变容二极管建模
6.2 变容二极管非线性
6.3 频率调制
6.4 反串联变容二极管对
6.5 调谐线性度
6.5.1 带集总元件的VCO
6.5.2 带传输线的VCO
6.6 电抗补偿技术
6.7 实用VCO电路图
6.7.1 VCO实现技术
6.7.2 差动VCO
6.7.3 双推VCO
参考文献

第7章 CMOS压控振荡器
7.1 MOS变容二极管
7.2 相位噪声
7.3 闪烁噪声
7.4 振荡回路电感
7.5 电路设计概念与技术
7.5.1 器件操作模式
7.5.2 起振条件和稳态条件
7.5.3 差分交叉耦合振荡器
7.5.4 宽带调谐技术
7.5.5 方波VCO
7.6 阻抗技术问题
7.7 CMOSVCO部分电路图
参考文献

第8章 宽带压控振荡器
8.1 主要要求
8.2 无源元件的单谐振电路
8.2.1 串联谐振电路
8.2.2 并联谐振电路
8.3 集总元件的双谐振电路
8.4 传输线电路的实现
8.4.1 带有均衡传输线的振荡器系统
8.4.2 带多节传输线的振荡系统
8.5 VCO电路设计概述
8.5.1 共栅MOSFET和MESFET的VCO
8.5.2 共集电极双极型VCO
8.5.3 共基双极型VCO
8.6 宽带非线性设计
8.7 双模式变容二极管调谐
8.8 实用RF和微波宽带VCO
8.8.1 无线和卫星电视应用
8.8.2 微波单片集成VCO设计
8.8.3 推-推振荡器和振荡倍频器
参考文献

第9章 噪声降低技术
9.1 振荡电路设计技术
9.1.1 集总元件振荡系统
9.1.2 传输线振荡系统
9.2 低频加载和反馈的优化
9.3 滤波技术
9.4 噪声-转移技术
9.5 阻抗噪声匹配
9.6 非线性反馈环路噪声的抑制
参考文献

插图：


第1章 非线性电路设计方法
本章论述分析非线性电路最常用的设计技术，特别是晶体管振荡器电路。分析和设计非线性电路的方法有很多，方法的选择取决于这些电路的主要规范。这意味着，当必须消除或者最小化诸如不稳定性和假发射等寄生影响的时候，则非线性电路的分析包括时域和频域两个方面，在时域中考察电路的瞬态响应，在频域中改善电路的功耗特性和频谱特性。应用时域分析技术，以微分方程来描述非线性电路是一种相对容易的方法，但这种方法仅在一些简单的情形下能够得到显性解析解。假设信号的幅度和相位变化缓慢，那么就可能从原二阶非线性微分方程中，得到分离化简后的一阶微分方程来描述振荡过程的幅度和相位。但一般来讲，这种方法需要使用数值方法。时域分析受限于无法对电路的导抗参数(导纳或阻抗)进行分析，并且只能应用于集总参数电路或理想传输线电路。相比较而言，频域分析要明确一些，这主要是因为一个相对复杂的电路，在频域中一般能在每个谐波分量上化成一组或几组导抗。举例来说，使用准线性方法，非线性电路参数被基波分量均分，以使其可应用于线性电路分析。先进的现代CAD仿真器结合了时域和频域方法以及优化技术，以提供所有必需的设计环节。
本章还给出了基于Ansoft Serenade电路仿真器的仿真工具简介。此外，也给出了一些实用的等式，比如泰勒级数展开式和傅里叶级数展开式、贝塞尔函数、三角恒等式以及传导角的概念等，这些等式都能简化电路设计过程。
1.1 谱域分析
理解振荡器电气行为的最好方法，以及计算振荡器输出功率、效率、相位噪声或抑制谐波等基本电气特性的最快方法，是使用谱分析。