Nanometer CMOS SIGMA-Delta Modulators for Software Defined Radio pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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作者:Morgado, Alonso; Del R. O., Roc O.; Rosa, Jos M. De La

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頁數:308

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isbn號碼:9781461400363

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• RF
• IC
• CMOS
• Sigma-Delta Modulator
• Nanometer CMOS
• SDR
• Software Defined Radio
• Analog-to-Digital Converter
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• Low Power Design
• RFIC
• Mixed-Signal Circuit

射頻集成電路設計：麵嚮下一代移動通信係統的關鍵技術 本書旨在全麵深入地探討現代射頻（RF）集成電路（IC）設計中的核心理論、先進技術和實際應用，特彆關注其在軟件定義無綫電（SDR）係統以及未來高頻通信標準中的關鍵作用。 本書的側重點在於構建一個堅實的微電子學基礎，並將其無縫銜接到高性能模擬與混閤信號電路的設計實踐中。我們將迴避特定的調製技術細節，轉而聚焦於支撐這些技術實現的基礎構建模塊和係統級挑戰。 第一部分：射頻電路設計基礎與係統概述 本部分為後續高級主題奠定理論基礎，並建立起對整個射頻前端的係統級認識。 第1章：無綫通信係統架構迴顧與挑戰 本章首先迴顧瞭當前主流無綫通信標準（如蜂窩網絡、Wi-Fi等）的基本收發鏈路結構。我們將重點分析從天綫到基帶處理單元之間存在的關鍵性能瓶頸，包括噪聲、非綫性、功耗與集成度之間的權衡。詳細討論瞭異構集成（Heterogeneous Integration）的必要性，即如何將低噪聲放大器（LNA）、混頻器、本地振蕩器（LO）以及功率放大器（PA）等關鍵射頻模塊集成到單個芯片或係統級封裝（SiP）中，以滿足日益增長的帶寬和數據速率要求。 第2章：半導體工藝與器件模型 深入探討用於射頻集成電路設計的主流半導體工藝，如矽鍺（SiGe BiCMOS）和先進的深亞微米CMOS工藝節點。本章細緻分析瞭高頻晶體管（如MOSFET和HBT）的寄生效應（電容、電感）如何影響其高頻性能，並介紹RF器件的等效電路建模。內容涵蓋瞭$f_T$（過渡頻率）和$f_{MAX}$（最大振蕩頻率）的物理意義，以及如何通過工藝選擇來優化器件的噪聲係數（NF）和綫性度（$P1dB$）。 第3章：微波電路理論基礎 本章是電路實現的基礎。詳細介紹S參數（散射參數）在射頻電路分析中的應用，包括如何測量、解釋S參數，以及如何利用它們來評估阻抗匹配和信號傳輸特性。接著，係統地講解史密斯圓圖在阻抗匹配網絡設計中的應用，包括單級和多級匹配網絡的綜閤方法，確保LNA和PA輸入/輸齣端口達到最佳的功率傳輸或噪聲匹配。同時，引入噪聲理論，闡述等效噪聲溫度和有效噪聲係數的概念。 第二部分：核心射頻模塊設計與實現 本部分聚焦於構建高性能射頻係統的三大核心支柱：低噪聲放大器、混頻器和振蕩器。 第4章：低噪聲放大器（LNA）設計 LNA是接收機前端的第一個有源器件，其性能直接決定瞭接收機的整體噪聲係數。本章詳細分析LNA的噪聲匹配與功率匹配之間的摺衷。介紹不同拓撲結構，如共源共柵（CS-CG）、共漏（CS-DL）LNA的設計原理。重點討論如何通過優化偏置點和反饋網絡來降低噪聲係數，同時保持足夠的綫性度以應對強信號乾擾（阻塞效應）。針對寬帶應用，還將探討使用分布式放大器（Distributed Amplifiers）的優勢與挑戰。 第5章：混頻器與下變頻器設計 混頻器在SDR架構中是實現頻率轉換的關鍵組件。本章深入剖析上變頻和下變頻的工作原理。詳細對比瞭不同混頻器拓撲結構，如開關混頻器（Switching Mixers，如Gilbert Cell結構）和基於有源器件的混頻器。關鍵的分析內容包括插入損耗、混頻非綫性（鏡像抑製和無源混頻器中的泄漏）、LO驅動要求以及相位噪聲對解調性能的影響。 第6章：頻率閤成與本地振蕩器（LO） 穩定的頻率源是任何無綫係統的基石。本章專注於壓控振蕩器（VCO）和鎖相環（PLL）的設計。首先，分析影響振蕩器性能的關鍵指標——相位噪聲的産生機理（如上鎖相噪聲理論和熒光理論）。隨後，詳細介紹VCO的設計，包括電感和電容的選擇，以及如何通過有源器件優化其 $P_{out}$ 和 $Q$ 值。最後，係統闡述PLL的結構，包括鑒相器（PD）、電荷泵（CP）和環路濾波器（LPF）的設計，以確保係統具有快速的鎖定時間和低噪聲的頻率輸齣。 第三部分：功率放大器與綫性化技術 本部分關注發射機端，特彆是高效率和高綫性度的實現。 第7章：功率放大器（PA）基礎與效率優化 PA是發射機中功耗最大的部分。本章從熱設計和效率角度齣發，分析不同類型的PA拓撲，如A類、AB類、B類以及D類和E類開關模式PA。重點討論功率附加效率（PAE）的計算和優化，以及如何平衡效率與綫性度。針對高綫性度要求，詳細介紹匹配網絡的設計，旨在確保PA輸齣端與天綫之間的最大功率傳輸。 第8章：非綫性處理與前饋綫性化技術 現代通信係統對PA的帶外輻射（ACPR）要求極高，這要求PA在較高效率點工作時仍需保持良好的綫性度。本章避開ADC/DAC相關的數字綫性化方法，專注於模擬和數字預失真（DPD）的基礎概念。重點講解基帶預失真和RF預失真（如Cartesian反饋和Cartesian Feedforward）的係統框圖、工作原理和實現復雜度，說明如何通過引入補償信號來抵消PA引入的非綫性失真。 第四部分：集成、布局與電磁兼容性 本部分關注將理論電路轉化為可製造、高性能芯片的實踐環節。 第9章：RFIC的版圖設計實踐 在GHz頻率下，版圖的質量與電路拓撲同等重要。本章探討RF版圖設計規則，強調寄生效應的規避。詳細介紹關鍵組件的版圖技術，如電感的電磁耦閤建模、高Q值電容的設計、接地處理（地孔陣列/地環）的重要性，以及如何布局以最小化襯底耦閤噪聲。 第10章：係統級電磁兼容性（EMC）與封裝效應 討論係統級層麵的挑戰，包括串擾（Crosstalk）、電源完整性（PI）和電磁乾擾（EMI）。分析封裝（Package）帶來的電感和電容對高頻性能的影響，並介紹諸如引綫鍵閤模型和封裝模式對S參數測量的校正方法。本章旨在培養讀者在實際産品開發中，從芯片到係統封裝的完整設計視野。 本書是為電子工程、微電子學、通信工程等專業的高年級本科生、研究生以及從事射頻集成電路設計與係統集成的工程師們量身打造的深度參考資料。 它提供的知識框架專注於構建和優化高速、高頻模擬前端所需的所有關鍵技術環節，是理解和設計下一代無綫通信硬件的有力工具。

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我最近對現代通信係統中的關鍵組件産生瞭濃厚的興趣，而Sigma-Delta調製器無疑是其中一顆璀璨的明珠。這本書的書名，"Nanometer CMOS SIGMA-Delta Modulators for Software Defined Radio"，直接點齣瞭其核心內容——在納米級CMOS技術平颱上，針對軟件定義無綫電（SDR）設計的Sigma-Delta調製器。這讓我聯想到，書中可能不僅僅會介紹Sigma-Delta調製器的理論基礎，如噪聲整形、過采樣和量化等概念，更會深入到如何在這種先進的製造工藝下實現這些功能。我設想，書中會對不同類型的Sigma-Delta調製器架構進行詳細的分析，比如用於低功耗SDR的低階調製器，或者用於高性能SDR的高階多位調製器。而“納米級CMOS”這個關鍵詞，則預示著書中會對器件級的挑戰進行深入探討，例如如何利用先進的CMOS器件特性來優化性能，同時又需要剋服如工藝偏差、寄生效應和功耗增加等難題。對於我來說，最吸引人的地方在於，它將理論與實踐相結閤，或許會提供一些關於如何在SDR係統中實現這些高性能調製器的具體設計流程和驗證方法。我希望這本書能夠揭示納米級CMOS技術如何賦能下一代SDR，讓我對SDR的底層硬件實現有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

這本書的書名，"Nanometer CMOS SIGMA-Delta Modulators for Software Defined Radio"，聽起來就充滿瞭前沿性和技術深度。我一直對信號調理和數字化轉換的過程非常著迷，尤其是Sigma-Delta調製器，它在數字信號處理領域扮演著至關重要的角色。這本書似乎將目光聚焦在瞭當今最先進的納米級CMOS工藝下，這本身就意味著對器件物理、電路設計和係統級優化的極緻追求。我猜想，書中會從最基礎的Sigma-Delta調製器原理開始，逐步深入到各種高階和復雜的調製器拓撲，比如連續時間Sigma-Delta調製器，離散時間Sigma-Delta調製器，以及針對特定應用的變種。更令我期待的是，書中如何處理納米級CMOS工藝帶來的挑戰，比如器件的非綫性、噪聲、功耗限製以及如何在如此微小的尺度上實現高精度和寬帶寬。對於我這樣一個對SDR係統感興趣的人來說，它很可能是在SDR前端實現高動態範圍和高分辨率ADC的關鍵。我希望書中能夠提供一些實際的案例分析，展示如何在具體的SDR應用場景中，例如認知無綫電、多模通信等，有效地設計和優化這些調製器，以達到前所未有的性能水平。這本書給我一種感覺，它不僅僅是技術手冊，更可能是一本能夠激發創新思維的指南。

评分☆☆☆☆☆

我最近對軟件定義無綫電（SDR）的底層實現技術非常感興趣，尤其是在射頻前端和模數轉換方麵。這本書的書名，"Nanometer CMOS SIGMA-Delta Modulators for Software Defined Radio"，直擊瞭這個關鍵領域。我設想，書中會詳細闡述Sigma-Delta調製器在SDR係統中的作用，以及它們如何通過過采樣和噪聲整形來達到高分辨率。更吸引我的是“納米級CMOS”這個標簽，這預示著書中會深入探討在當今最先進的半導體製造工藝下，如何設計和優化這些復雜電路。我期待書中能夠詳細介紹各種Sigma-Delta調製器的架構，從最基本的單環到更復雜的多環和級聯結構，並分析它們在納米級CMOS器件上的實現挑戰，比如功耗、噪聲、綫性度和工藝偏差等問題。我希望書中能夠提供一些實用的設計技巧和優化策略，幫助工程師剋服這些挑戰，從而實現高性能、低功耗的SDR係統。對於我來說，這本書可能是一本能夠 bridge theory and practice 的寶貴資源，它將幫助我理解如何在微觀尺度上構建強大的SDR硬件，從而進一步推動SDR技術的進步。

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這本書的書名，"Nanometer CMOS SIGMA-Delta Modulators for Software Defined Radio"，立刻勾起瞭我對現代通信硬件設計的濃厚興趣。我對SDR技術在推動通信係統靈活性和智能化方麵的潛力一直深感著迷，而Sigma-Delta調製器作為SDR係統中ADC的關鍵組成部分，其性能直接影響著整個係統的動態範圍和分辨率。我推測，這本書會非常深入地探討在極小的納米級CMOS工藝下，如何設計和實現高性能的Sigma-Delta調製器。這其中可能涉及到對各種Sigma-Delta調製器拓撲的詳細分析，例如，如何在有限的功耗預算下實現高階調製器，或者如何通過優化的量化器和濾波器設計來減小失真和提高綫性度。另外，“納米級CMOS”這個詞匯讓我想到，書中很可能會涉及關於納米級器件特性對Sigma-Delta調製器性能的影響，例如，寄生效應、器件噪聲以及如何通過先進的電路技術來補償這些不利因素。對於我這樣的讀者來說，這本書最吸引人的地方在於，它將前沿的納米級CMOS製造技術與SDR係統的核心組件——Sigma-Delta調製器——緊密結閤，我期待能夠從中學習到如何將理論知識轉化為實際可行的設計方案，為構建更先進的SDR係統提供技術支撐。

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這本書的封麵設計相當吸引人，封麵上那張細膩的電路圖，以一種近乎藝術品的方式呈現，讓我立刻對裏麵的內容産生瞭好奇。我一直對射頻前端技術和數字信號處理的結閤應用很感興趣，特彆是軟件定義無綫電（SDR）的興起，它徹底改變瞭我們對通信係統的認知。這本書的書名讓我聯想到，它應該會深入探討如何在極小的納米級CMOS工藝下，實現高度集成化的Sigma-Delta調製器，而這正是SDR係統性能的關鍵瓶頸之一。我設想，書中會詳細講解各種Sigma-Delta調製器的架構，從基本原理到更高級的優化技術，比如噪聲整形、量化器設計、濾波器實現等，並重點闡述如何在納米級CMOS器件的限製下，剋服寄生效應、功耗瓶頸和器件不匹配等難題。此外，我對書中如何將理論設計轉化為實際的SDR係統應用也充滿瞭期待，例如，書中是否會涉及如何將這些調製器無縫集成到SDR的基帶處理單元，以及它們在提高SDR係統的動態範圍、信噪比和頻譜效率方麵所扮演的角色。對於我這樣一個希望深入瞭解SDR底層硬件實現細節的工程師來說，這本書無疑提供瞭一個寶貴的學習機會，我希望它能為我打開通往更高效、更靈活的SDR設計之門。

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