内容説明
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本書は、CMOSを用いた電子機器のワイヤレス通信回路技術をわかりやすく解説した書籍です。 CMOSは、現在作られているLSIの主流をなすもので、極めて消費電力の少ない半導体素子ですが、シリコンデバイスの微細化・高周波化に加え、Bluetooth、無線LANなど近距離ワイヤレス通信技術の登場で、CMOS RF(Radio Frequency:高周波)回路の開発が活性化し、実用化へと進展してきました。ワンチップに集積”RF System on a Chip (RF SoC)”し組み込めることにより、製品の小型化・低コスト化に大きく貢献できる点が特に注目されています。 CMOS RF回路設計を理解するための知識や技術は、回路はもとより、デバイス、通信システムなど広範に及びます。入門者でも理解を容易にするために、システムの中でのRF回路の位置付けを明確に学んだ後、トランシーバ・アーキテクチャからスタートしてトップダウン的に要素回路設計に進む構成としています。 また、章末にはそれぞれの項目の背景にある「物理現象」を解説するコラムを設け、さらに章末演習問題とその詳解も付し、読者が本質をより良く理解するための助けとなるように配慮しました。
目次
1章 ワイヤレス通信とRF回路の歴史
1.1 はじめに
1.2 ワイヤレス通信の歴史
1.3 CMOS RF回路への道
1.4 本書の構成
2章 ワイヤレス通信に特有な周波数変換と変復調の基礎
2.1 RF回路における周波数変換の役割
2.2 イメージ抑圧フィルタの役割
2.3 ミキサの動作原理
2.4 ディジタル信号を電波に乗せるディジタル変調
2.5 RF回路の不完全性や雑音が変調信号に及ぼす影響
【コラムA】ディジタル処理型変調器
演習問題
3章 イメージ抑圧ミキサとサンプリングによる周波数変換
3.1 ミキサを用いたイメージ妨害波抑圧の指針
3.2 ハートレー(Hartley)型イメージ抑圧ミキサ
3.3 IC化に適したイメージ抑圧型受信機の構成
3.4 直交信号の位相誤差ならびに振幅誤差の影響
3.5 サンプリング定理の基礎
3.6 サンプリングを用いた周波数変換の仕組み
【コラムB】サブサンプリングを目で見る実験
演習問題
4章 集積化しやすいRFトランシーバのアーキテクチャ
4.1 ダイレクトコンバージョン方式
4.2 可変IF方式
4.3 低IF方式
演習問題
5章 回路設計者にとっての無線システムの回線設計
5.1 熱雑音の扱い
5.2 近距離システムを例にした回線設計
【コラムC】ナイキスト(Nyquist)の熱雑音定理の証明
演習問題
6章 高周波信号の振舞い -アナログ設計とRF設計の感覚の違い
6.1 インピーダンス整合と信号の反射 ～直流現象にも反射あり
6.2 電流・電圧と電磁場 ～主役はどちら？
6.3 集中定数と分布定数は観測する次元の違い
【コラムD】電磁気の基本法則
演習問題
7章 Ｓｉ基板の高周波特性とオンチップ・インダクタ
7.1 RF回路における省電力化の考え方
7.2 Si基板の高周波での振舞い
7.3 オンチップ化したインダクタの特性と高抵抗基板の効果
【コラムE】金属やシリコンの表皮効果
演習問題
8章 RF要素回路の設計手法
8.1 雑音指数と相互変調歪
8.2 送受切替えスイッチ
8.3 送信用パワーアンプ
8.4 受信用低雑音アンプ
8.5 受信用低電圧動作ミキサ
8.6 電圧制御発振器（VCO）
【コラムF】パワーアンプの線形化技術：EER、ポーラ変調、LINC
演習問題
9章 RF受信機とトランシーバの開発事例
9.1 イメージ抑圧ミキサを用いた受信機
9.2 複素バンドパスフィルタを適用した2.4GHz帯向け低IF型受信機
9.3 Bluetooth用低電圧動作RFトランシーバ
【コラムG】OPアンプを用いた複素バンドパスフィルタ
演習問題
10章 RF-LSIの最近の開発動向
10.1 2.4GHz帯低電力・低電圧受信機
10.2 900MHz帯低電力・低電圧トランシーバ：RF SoC(System on a Chip)の例
10.3 ディジタルRF送信機（変調器）
10.4 RFサンプリング型受信機
10.5 コグニティブ無線向けの受信機
●演習問題と解答
索引
