{RT}射频功率放大器-(美)Marian K. Kazimierczuk 孙玲 程加力

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美Marian K. Kazimierczuk 著
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店铺: 华裕京通图书专营店
出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302425946
商品编码:29511300476
包装:平装
出版时间:2016-05-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 射频功率放大器 作者 (美)Marian K. Kazimierczuk 孙玲 程加力
定价 99.00元 出版社 清华大学出版社
ISBN 9787302425946 出版日期 2016-05-01
字数 页码
版次 1 装帧 平装

   内容简介
《射频功率放大器(第2版)》在版的基础上,经过修订和部分内容的更新和扩展而成,主要介绍各种用于无线通信和其他射频应用领域的射频功率放大器:ü 介绍射频功率放大器设计、效率提高和线性化技术的基础知识。ü 给出了A类、B类、C类、D类、E类、DE类以及F类射频功率放大器的分析和设计流程,包括阻抗转换。ü 探讨了预失真、前馈和负反馈等多种线性化技术;讨论了动态供电、包络消除和恢复、包络跟踪、Doherty放大器和异相等提高效率的方法。ü 此外,还介绍了单片集成电感和射频LC振荡器。它可以作为电子工程专业的研究生和高年级本科生的入门教材,也可以作为射频功率电子领域应用工程师的参考书。

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   编辑推荐
射频功率放大器是各种无线发射机的关键单元电路,在无线通信、导航、卫星通讯、雷达、电子对抗设备等系统中有着广泛的应用。无线通信市场的快速发展一方面不断推动着射频功率放大器向高集成度、低功耗及价格低廉的方向发展;另一方面不断对射频功率放大器的线性度、效率及输出功率等性能指标提高越来越高的要求。因此,射频功率放大器已然成为无线发射机设计中*挑战的单元之一。《射频功率放大器(第2版)》在*版的基础上,经过修订和部分内容的更新和扩展而成,主要介绍各种用于无线通信和其他射频应用领域的射频功率放大器: 介绍射频功率放大器设计、效率提高和线性化技术的基础知识。 给出了A类、B类、C类、D类、E类、DE类以及F类射频功率放大器的分析和设计流程,包括阻抗转换。 探讨了预失真、前馈和负反馈等多种线性化技术;讨论了动态供电、包络消除和恢复、包络跟踪、Doherty放大器和异相等提高效率的方法。 此外,还介绍了单片集成电感和射频LC振荡器。它可以作为电子工程专业的研究生和高年级本科生的入门教材,也可以作为射频功率电子领域应用工程师的参考书。

   文摘






   序言
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《电子测量与仪器设计》 第一章 绪论 本章将为读者勾勒出电子测量与仪器设计这一广阔而精深的领域。我们将从历史的长河中追溯电子测量的起源与发展,理解其在科学技术进步中所扮演的关键角色。从早期的简单电路测试到如今高度集成的智能化仪器,电子测量技术的每一次飞跃都极大地推动了工业、通信、医疗、航空航天等各个领域的发展。 随后,我们将深入探讨电子测量的基本原理。这包括信号的产生、传输、接收与处理等过程,以及与之相关的物理量(如电压、电流、频率、功率、阻抗等)的定义与测量方法。我们将介绍误差分析的基础理论,强调在实际测量中理解和控制误差的重要性,并介绍各种误差的来源和常见的减小误差的策略。 电子仪器作为实现测量功能的载体,其设计理念与技术也将在本章中得到初步介绍。我们将探讨仪器的分类,从通用仪器(如示波器、万用表)到专用仪器(如频谱分析仪、逻辑分析仪),了解它们各自的应用场景与设计特点。同时,我们将简要概述仪器设计中的关键技术,如模拟电路设计、数字电路设计、微处理器与嵌入式系统、信号处理技术以及人机交互界面设计等。 最后,本章将展望电子测量与仪器设计的未来发展趋势,例如智能化、网络化、微型化、集成化以及与人工智能、大数据等新兴技术的融合,旨在激发读者对这一领域的兴趣,并为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章 信号的产生与激励 信号是电子系统运作的基石,而信号的产生与激励是进行电子测量与仪器设计的前提。本章将聚焦于各种信号源的设计与应用。 我们将首先介绍直流(DC)电源的设计。这包括线性稳压电源和开关模式电源(SMPS)的原理、设计要点与性能指标。我们将深入分析电容滤波、电感滤波、三端稳压器以及PWM控制技术在DC电源设计中的应用,并讨论如何优化电源的稳定性、纹波和效率。 接着,我们将转向交流(AC)信号的产生。我们将详细介绍函数发生器的设计,涵盖正弦波、方波、三角波等基本波形的产生原理,如RC振荡器、LC振荡器、多谐振荡器以及集成运放的应用。同时,我们将探讨如何实现信号的频率、幅度、占空比等参数的连续可调以及如何产生更复杂的信号,如任意波形发生器(AWG)的设计理念。 高频信号源的设计是本章的重点之一。我们将介绍振荡电路在射频(RF)和微波频段的设计挑战,包括寄生参数的影响、噪声抑制以及频率稳定性问题。我们将探讨LC振荡器、石英晶体振荡器(XO)、压控振荡器(VCO)和锁相环(PLL)合成器的设计原理及其在频率合成中的应用。 此外,本章还将介绍脉冲信号发生器的设计,分析其在数字系统测试和时间测量中的重要性。我们将讨论窄脉冲、宽脉冲的产生方法,以及脉冲宽度、上升/下降时间、占空比等参数的控制。 最后,我们将讨论信号源在作为被测设备(DUT)的激励源时的应用,以及如何设计能够提供精确、稳定、可控激励信号的仪器。 第三章 电压、电流与电阻的测量 电压、电流和电阻是电子电路中最基本的三大物理量,其精确测量是电子测量与仪器设计的核心内容。本章将详细阐述这些基本量的测量原理、方法和仪器设计。 我们将从电压测量入手,介绍电压表的构成原理。这包括直流电压表的测量方法,如分压器、串联电阻的使用;以及交流电压表的测量方法,如峰值检应器、真有效值(RMS)转换器。我们将分析不同类型电压表的精度、输入阻抗、量程选择等关键设计考虑因素。 接下来,我们将探讨电流测量。我们将介绍电流表的测量原理,如串联分流器(Shunt Resistor)的使用,并讨论其在低电流和高电流测量中的优缺点。同时,我们将介绍非接触式电流测量技术,如霍尔效应传感器和电流互感器,分析其在隔离测量和高压应用中的优势。 电阻测量是本章的另一个重要部分。我们将介绍欧姆表的测量原理,包括串联式和并联式欧姆表的设计。我们将深入分析惠斯通电桥的原理及其在精密电阻测量中的应用,包括单臂电桥、双臂电桥以及自动平衡电桥的设计。我们将讨论温度对电阻的影响,以及在精密测量中进行温度补偿的技术。 此外,本章还将介绍数字万用表(DMM)的设计。我们将解析其内部的模数转换器(ADC)、量程切换电路、信号调理电路等关键模块,并探讨如何通过微处理器实现多种测量功能集成。 第四章 频率、时间与相位测量 在现代电子系统中,频率、时间间隔和相位关系是表征信号特性的关键参数。本章将深入研究这些参数的测量方法与仪器设计。 我们将首先介绍频率测量。我们将详细阐述基于计数器的频率计的设计原理,包括门控电路、预分频器、主计数器以及显示电路。我们将介绍其测量精度与分辨率的影响因素,以及如何处理高频信号的测量。我们还将介绍零度法(Zero-Crossing Method)和锁相环(PLL)等频率测量技术。 时间间隔测量是本章的另一重要主题。我们将介绍基于计数器的电子计时器的设计,包括启动/停止信号的产生、计数器的时钟源选择以及测量精度。我们将讨论如何测量纳秒甚至皮秒级的时间间隔,以及在脉冲测量、延时测量中的应用。 相位测量是表征两个信号之间相对时间关系的关键。我们将介绍基于相位比较器的相位计设计,包括模拟相位比较器和数字相位比较器。我们将分析其测量原理,以及在信号同步、调制解调分析中的应用。我们将探讨如何处理不同频率信号的相位测量,以及如何减小测量误差。 此外,本章还将介绍示波器在频率、时间、相位测量中的应用。我们将分析示波器如何利用其屏幕和触发系统来观察和测量这些参数,以及其在信号分析中的直观优势。 第五章 功率、阻抗与频谱测量 功率、阻抗和频谱是描述电子设备性能的重要指标,本章将聚焦于这些复杂参数的测量方法与仪器设计。 我们将首先介绍功率测量。我们将区分直流功率和交流功率的测量方法。对于直流功率,我们将介绍基于电压表和电流表进行计算的设计;对于交流功率,我们将介绍功率计的设计,包括模拟式和数字式功率计。我们将深入分析功率测量中的功率因数和有功功率、无功功率、视在功率的概念,以及如何设计能够测量不同频率和功率等级的功率计。 阻抗测量是本章的另一个关键领域。我们将介绍阻抗的基本概念,包括电阻、电抗、阻抗、导纳等。我们将详细阐述LCR测量仪的设计原理,包括电桥法、RCL测量的多种技术,以及如何测量电阻、电感、电容以及它们的损耗。我们将介绍其在元器件参数表征、电路阻抗匹配等方面的应用。 频谱分析是现代电子测量中不可或缺的一部分。我们将介绍频谱分析仪的设计原理,包括混频器、本地振荡器、中频滤波器、对数放大器和包络检波器等关键模块。我们将深入分析扫频技术、分辨率带宽(RBW)、视频带宽(VBW)等概念,以及如何使用频谱分析仪来识别信号的频率成分、测量信号的功率谱密度、检测噪声和干扰。 此外,本章还将介绍网络分析仪,它能够测量被测设备(DUT)的S参数、传输系数和反射系数,对于射频和微波电路的设计与调试至关重要。 第六章 传感器与信号调理 传感器是将物理量转化为电信号的桥梁,而信号调理则是为后续处理准备合适电信号的关键步骤。本章将深入探讨各类传感器的原理、选择与应用,以及信号调理电路的设计。 我们将首先介绍不同类型传感器的分类与工作原理。这包括热敏电阻、热电偶等温度传感器;压电传感器、应变片等压力/力传感器;光敏电阻、光电二极管等光传感器;霍尔效应传感器、磁阻传感器等磁传感器;以及加速度计、陀螺仪等惯性传感器。我们将分析每种传感器的特点、灵敏度、线性度、响应速度等性能参数,并讨论其在具体应用场景下的选择依据。 随后,我们将深入讲解信号调理电路的设计。这包括信号放大,如直流放大器、仪表放大器、运算放大器等,以及针对不同信号特点的放大器选择;信号滤波,如低通、高通、带通、带阻滤波器,以及其在抑制噪声、提取特定频段信号中的作用;信号隔离,如隔离放大器、光耦等,以防止地线回路和共模干扰;信号转换,如电荷放大器、电荷-电压转换器等,用于处理电荷输出型传感器。 我们还将介绍信号复用与多路切换技术,以及如何使用模拟开关和多路复用器来实现多个传感器信号的顺序采集。 最后,本章将强调信号调理电路在提高测量精度、减小噪声干扰、使信号适应模数转换器(ADC)输入要求等方面的重要性,并给出一些实际设计中的电路优化建议。 第七章 数据采集与处理 数据采集(DAQ)与处理是电子测量与仪器设计中实现智能化和自动化的核心环节。本章将详细介绍数据采集系统的组成、模数转换技术以及数字信号处理(DSP)的基本原理。 我们将首先分析数据采集系统的基本架构,包括传感器、信号调理电路、多路复用器、采样保持器、模数转换器(ADC)、微处理器/DSP以及存储与通信接口。我们将详细介绍ADC的分类,如逐次逼近型ADC、Σ-Δ型ADC、流水线型ADC等,分析它们的转换速度、分辨率、功耗以及适用场景。我们将讨论采样率、奈奎斯特采样定理以及抗混叠滤波器的设计。 接下来,我们将深入探讨数字信号处理(DSP)的基本概念与常用算法。我们将介绍离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)在信号频谱分析中的应用。我们将讨论数字滤波技术,如FIR(有限脉冲响应)和IIR(无限脉冲响应)滤波器的设计。我们将介绍自适应滤波、相关分析、卷积等常用DSP算法。 本章还将介绍如何在微处理器或专用DSP芯片上实现数据采集与处理。我们将讨论嵌入式系统的软件设计,包括驱动程序、数据采集流程、信号处理算法的实现以及结果的存储与显示。 最后,我们将展望数据采集与处理在实现实时监测、智能控制、故障诊断等高级功能中的作用,并介绍一些先进的数据采集与处理技术,如FPGA在高性能数据处理中的应用。 第八章 仪器设计中的接口与通信 在现代仪器系统中,互联互通至关重要。本章将深入探讨各种仪器接口与通信协议的设计与应用,以实现仪器之间的数据交换、远程控制以及与计算机系统的集成。 我们将首先介绍串行通信接口。我们将详细讲解RS-232、RS-485等接口的标准、电气特性以及通信协议。我们将讨论其在简单数据传输和点对点通信中的应用。 接着,我们将转向并行通信接口。虽然在许多新应用中逐渐被替代,但并行接口(如IEEE-488,GPIB)在一些工业和科研领域仍占有重要地位。我们将分析GPIB接口的特点、总线结构以及控制机制。 随着网络技术的发展,许多现代仪器都采用网络通信接口。我们将重点介绍以太网接口及其TCP/IP、UDP等协议在仪器通信中的应用。我们将讨论SCPI(标准命令用于可编程仪器)等通信命令集,以及如何通过网络远程控制和采集仪器数据。 本章还将介绍USB(通用串行总线)接口在仪器连接中的广泛应用。我们将分析USB的不同版本(如USB 2.0, USB 3.0)及其数据传输速率,以及在仪器驱动程序开发中的注意事项。 此外,我们还将介绍无线通信技术在仪器中的应用,如Wi-Fi、蓝牙等,以实现无缝连接和移动性。 最后,我们将讨论仪器的软件接口(API)设计,以及如何开发友好的用户界面,使用户能够方便地操作仪器、配置参数和分析数据。 第九章 仪器校准与可靠性 仪器的准确性和稳定性是其价值的关键所在。本章将深入探讨仪器校准的原理、方法与流程,以及影响仪器可靠性的因素与提升策略。 我们将首先阐述仪器校准的定义、目的与重要性。我们将区分固有误差和系统误差,并解释校准如何在很大程度上补偿系统误差,从而提高测量精度。我们将介绍校准的依据,如国家计量标准、行业标准或用户定义的精度要求。 我们将详细介绍仪器校准的流程。这包括校准前的准备工作,如环境条件控制、仪器自检;校准过程中的操作,如使用标准量值进行比对、记录测量结果;以及校准后的报告与证书。我们将讨论不同类型仪器的校准方法,例如电压表的校准、频率计的校准、示波器的校准等,并介绍常用的校准设备。 此外,本章还将探讨校准的周期性与溯源性。我们将解释为什么需要定期校准,以及校准结果如何追溯到国家或国际计量标准。 在可靠性方面,我们将分析影响仪器可靠性的各种因素,包括环境因素(温度、湿度、振动)、电气应力(过压、过流)、机械应力、老化以及使用维护不当等。我们将介绍提高仪器可靠性的设计方法,如元器件的选择与降额使用、电路的冗余设计、散热设计以及防护措施。 最后,本章还将介绍仪器故障分析与排除的基本方法,以及如何通过预防性维护来延长仪器寿命,确保仪器的长期稳定运行。 第十章 现代电子测量仪器设计实例 本章将通过具体的仪器设计实例,将前几章的理论知识融会贯通,展示现代电子测量仪器是如何在实际应用中实现的。我们将选择具有代表性的仪器,如高性能数字示波器、数字万用表、频谱分析仪等,进行深入的案例分析。 对于每一个仪器实例,我们将从其核心功能出发,剖析其关键技术和设计难点。例如,在高性能数字示波器设计中,我们将重点关注其前端信号放大和衰减电路的设计,ADC的采样率和分辨率选择,以及高速数据采集和存储系统的实现。我们将讨论触发系统的设计,包括边沿触发、脉冲触发、逻辑触发等,以及如何实现复杂的触发条件。 在数字万用表设计实例中,我们将分析其如何通过共用一个ADC实现多种测量功能,如电压、电流、电阻、二极管测试等。我们将讨论其内部的程控增益放大器、多路开关以及量程自动切换电路的设计。 对于频谱分析仪设计案例,我们将重点分析其射频前端的设计,包括混频器、本地振荡器的选择和优化,以及中频处理单元的设计。我们将讨论如何通过DSP实现高效的频谱显示和分析功能。 此外,本章还将涉及一些更专业的仪器设计,例如逻辑分析仪,其设计重点在于高速数据采集和多通道同步分析;或者电源质量分析仪,其设计需要精确测量电压、电流、频率、功率因数以及谐波等参数。 通过这些具体的设计实例,读者将能够更直观地理解电子测量与仪器设计中的工程实践、权衡取舍以及技术创新,从而加深对整个学科的认识。

用户评价

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拿到《射频功率放大器》这本书,我首先是被它的装帧所吸引。那种沉甸甸的质感,以及封面上清晰的字体,都给人一种专业、可靠的感觉。当我翻开书页,一股浓厚的学术氛围扑面而来。我印象最深的是其中关于非线性失真分析的部分。作者在这一块的讲解,真是把我之前的一些模糊认识给彻底理清了。他不仅仅是给出了各种失真指标的定义,更重要的是,他分析了产生这些失真的根源,以及如何通过电路设计和偏置调整来抑制它们。我记得当时我正在调试一个射频链路,发现信号在经过功率放大器之后,频谱上出现了很多我不希望看到的杂散信号。翻到书里关于谐波和互调失真的章节,结合作者的讲解,我才恍然大悟,原来问题出在放大器的线性度上。书中提供的那些分析模型和仿真方法,虽然有些比较复杂,但非常实用。我尝试着按照书里提到的方法,对放大器的偏置点进行了一些调整,配合改变了输入信号的幅度,结果发现杂散信号的抑制效果非常明显。这让我真切地体会到了理论指导实践的重要性。此外,书中对功率效率的探讨也十分深入,从热力学角度分析了功率损耗的来源,并提出了一些提高效率的创新设计思路。虽然我目前的项目对效率的要求不是最高,但了解这些能够为我未来设计更高性能的放大器打下基础。总而言之,这本书就像一位经验丰富的导师,用严谨的逻辑和丰富的案例,引导我一步步深入理解射频功率放大器这个复杂而迷人的领域。

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《射频功率放大器》这本书,我只能说,它真的不是给那些只想快速上手、做个简单电路的人准备的。我刚开始看的时候,确实有点吃不消,那些密密麻麻的公式,还有各种专业术语,感觉就像在看一本天书。我尝试着跳着看,想找点直接能用的“招式”,但发现根本行不通。最后没办法,我只好从头开始,一个概念一个概念地啃。最让我头疼的是关于阻抗匹配的部分。书里给出了好几种不同的匹配网络设计方法,每种方法都有它的适用条件和优缺点,还有那种复杂的史密斯圆图,看得我眼花缭乱。不过,当我硬着头皮,对照着书里的例子,一步一步地在仿真软件里复现时,神奇的事情发生了。我发现,我之前一直搞不定的那个输入阻抗和输出阻抗的匹配问题,竟然迎刃而解了。那种“豁然开朗”的感觉,真的是太棒了!这本书最厉害的地方在于,它不会给你一个现成的答案,而是让你自己去探索,去理解背后的原理。它更像是在为你搭建一个坚实的理论框架,让你能够在上面自由地构建自己的设计。我最近在研究一个宽带功率放大器的设计,之前一直卡在如何保证在整个频带内都能获得良好的增益和线性度。翻到书里关于多级放大器补偿和反馈网络设计的章节,才意识到自己之前的想法太局限了。作者提出的那种系统性的解决方案,让我看到了新的可能性。虽然这本书的学习曲线比较陡峭,但它的价值绝对是毋庸置疑的。

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这本《射频功率放大器》...... 哎,说实话,我拿到这本书的时候,心里是挺期待的。毕竟射频功率放大器这个领域,对于我们做这行的来说,实在太重要了。我刚开始看的时候,是被它厚重的分量和那满满的公式给镇住了。但慢慢地,我发现它不只是那些枯燥的数学公式堆砌。作者的叙述方式,虽然有时候略显严谨,但你能感受到他背后深厚的理论功底和多年的实践经验。我尤其喜欢他讲解某些概念时,会从最基础的物理原理出发,一步步引申到实际应用。就像我前段时间在调试一个项目时,遇到一个放大器增益不稳定的问题,当时我脑子里突然就闪过了书里关于寄生参数和噪声抑制的那几页。虽然书里没有直接给出我那个特定问题的解决方案,但那种思考问题的角度和分析思路,真的给了我很大的启发。让我能够跳出表面现象,去深挖问题的根源。而且,书中对各种典型的功率放大器拓扑结构,比如甲类、乙类、甲乙类等等,都做了详细的分析,优缺点、适用场景都讲得很清楚。这对于我选择和设计电路时,能够有一个更清晰的判断依据。总的来说,这本书给我一种“厚积薄发”的感觉,它不是那种能让你立刻就能上手做出东西的“速成宝典”,更像是一本让你能够沉下心来,深入理解射频功率放大器核心原理的“内功心法”。当然,阅读过程中也确实会遇到一些晦涩难懂的地方,需要反复琢磨,甚至结合其他资料来辅助理解,但这恰恰也是学习的乐趣所在,不是吗?

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拿到《射频功率放大器》这本大部头,说实话,我的第一反应是“这我看得懂吗?”。我从事射频工作也有一段时间了,但很多时候都是基于一些现成的设计手册或者模块在做,对于功率放大器核心的理论知识,总感觉隔靴搔痒。这本书,就像一股清流,它没有给我提供现成的“零件”,而是给了我“制造零件”的秘诀。我特别喜欢书中关于“放大器稳定性”的讲解。之前我总觉得放大器不稳定可能是个别元器件的问题,或者是PCB布局的问题,但这本书让我明白,放大器自身的增益、相位特性,以及与阻抗匹配网络之间的相互作用,才是决定稳定性的关键。作者花了很大篇幅分析了各种可能引起振荡的条件,并给出了抑制振荡的有效方法,比如引入负反馈,或者精心设计匹配网络。这让我对“稳定性”这个词有了更深刻的理解,不再是仅仅停留在“不振荡”这个层面。我记得我之前做一个高频功率放大器时,经常会出现莫名其妙的振荡,调试了很久都找不到原因。现在回想起来,如果当时有这本书,按照书里介绍的分析方法,我可能早就解决了。而且,这本书在介绍各种器件模型时,也考虑得很全面,不仅仅是理想模型,还包括了很多实际应用中的非理想因素,比如寄生电感、电容,以及器件的非线性特性。这对于我们在设计中做出更接近实际的仿真和预测,非常有帮助。总之,这本书让我对功率放大器的“内在美”有了更深的认识,不再是只看重它的“外在性能”。

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《射频功率放大器》这本书,怎么说呢,它更像是一本“武功秘籍”,需要你静下心来,一步步去领悟,去练习,而不是一本“速成教程”。我拿到这本书的时候,正直我项目进展有些缓慢,特别是涉及到功率放大器的性能指标优化方面,总感觉瓶颈。我最开始是被书中关于“功率结合”的章节所吸引。作者对多种功率结合技术,比如二极管调制、非线性结合等等,都做了非常细致的讲解,从原理到实现,再到性能分析,都梳理得非常清楚。我一直对如何用更小的器件去实现更大的输出功率感到好奇,这本书给了我很多启发。我当时正在研究一款需要高输出功率的系统,但受限于器件的功耗和成本,一直找不到合适的解决方案。翻阅到这本书里关于并行和串联功率结合的章节时,我眼前一亮。作者不仅解释了这些技术的原理,还提供了详细的计算公式和设计流程,甚至还给了一些实际的电路示例。虽然我不能直接照搬书中的设计,但这些思路和方法,给了我非常大的启示,让我能够根据我自己的具体需求,去设计出更适合的功率结合方案。而且,书中对“热管理”的关注也让我印象深刻。功率放大器在工作时会产生大量的热量,如何有效地散热,对放大器的稳定性和寿命至关重要。作者在这方面也给出了不少实用的建议和设计考量,比如PCB的散热设计,以及选择合适的散热器等等。这本书,真的是让我从一个“使用者”变成了一个“设计者”,让我能够更深入地理解功率放大器的每一个细节,并且能够基于这些理解,去创造出更好的电路。

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