活學活用A/D轉換器 （日）河閤 一,彭剛 9787030442543 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[日] 河閤 一，彭剛 著

圖書標籤:

• A/D轉換器
• 模擬電路
• 數字電路
• 嵌入式係統
• 電子工程
• 信號處理
• 河閤一
• 彭剛
• 科技
• 工業

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030442543

商品編碼：29308943278

包裝：平裝

齣版時間：2015-06-01

基本信息

書名：活學活用A/D轉換器

定價：38.0元

作者：（日）河閤 一,彭剛

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2015-06-01

ISBN：9787030442543

字數：199000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

　　河閤一編著的《活學活用AD轉換器》以淺顯易懂的方式對模擬信號如何正確地轉換為數字信號進行解說。主要內容包括模擬信號處理電路的設計實例、 A／D轉換器IC的基礎知識、A／D轉換器的轉換方式、 A／D轉換器周邊電路設計基礎、數據明細錶和技術資料的用法、實用A／D轉換電路集、A／D轉換電路的測定和故障處理方法等。
　　本書可供高等院校計算機、通信、電子信息、自動化等專業師生閱讀，也可作為相關技術人員的參考書。

 

 

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

模擬世界與數字指令的橋梁——理解與掌握模數轉換器（ADC）的核心技術 在信息爆炸的時代，我們身處的現實世界是一個由連續變化的模擬信號構成的海洋。從清晨的第一縷陽光，到耳邊婉轉的鳥鳴，再到體溫的細微波動，一切都以模擬的形式存在。然而，我們賴以生存的電子設備，如計算機、手機、數字示波器、傳感器網絡等，卻隻能理解和處理離散的數字信息。如何將豐富多彩的模擬世界精準地“翻譯”成機器能夠識彆和操作的數字語言，便成為瞭現代電子技術的核心挑戰之一。 正是基於這一 fundamental 的需求，模數轉換器（Analog-to-Digital Converter, 簡稱ADC）應運而生，並扮演著至關重要的角色。它如同一個精密的翻譯官，將連續變化的模擬信號采樣、量化，並最終轉換成二進製的數字編碼，為後續的數字信號處理、存儲、傳輸奠定瞭基礎。可以說，沒有高效、精準的ADC，就沒有我們今天所熟知的數字時代。 本書旨在深入剖析模數轉換器（ADC）這一關鍵電子元器件的內在工作原理、設計精髓及其在實際應用中的多樣化場景。我們將循序漸進地，從最基礎的模擬信號特性齣發，逐步深入到ADC的內部結構、轉換機製、關鍵性能指標，以及不同類型ADC的優劣勢分析。通過理論與實踐相結閤的方式，幫助讀者建立起對ADC的全麵、深入的理解。 第一部分：ADC的基石——模擬信號與采樣理論 在踏入ADC的復雜世界之前，我們有必要對模擬信號的本質及其處理的基本概念有所認識。本部分將詳細介紹： 模擬信號的特性： 深入探討模擬信號的連續性、幅度、頻率、相位等關鍵參數，以及它們在物理世界中的錶現形式。我們將通過實例說明，例如聲音的聲壓波動、光綫的強度變化、溫度的綫性上升等，來直觀理解模擬信號的豐富性。 采樣理論（Nyquist-Shannon采樣定理）： 這是ADC工作的核心理論基石。我們將詳細闡述奈奎斯特-香農采樣定理，解釋為何采樣頻率必須是信號最高頻率的兩倍以上纔能無失真地恢復原始信號。通過數學推導和圖形演示，清晰地展現采樣過程中的信息損失與恢復的可能性。我們將討論過采樣（oversampling）和欠采樣（undersampling）等概念，以及它們在特定應用中的意義。 量化過程： 模擬信號在被轉換為數字信號之前，需要經曆一個量化（quantization）的過程。本部分將深入講解量化誤差（quantization error）的産生原因，以及它如何影響ADC的精度。我們將介紹不同量化方式，如均勻量化和非均勻量化，並分析它們各自的優缺點。 編碼（Encoding）： 將量化後的離散值轉換為二進製數字編碼的過程。我們將介紹常見的編碼格式，如二進製編碼、格雷碼等，以及它們在ADC輸齣中的應用。 第二部分：ADC的內部乾坤——核心工作原理與結構解析 瞭解瞭ADC工作的基礎理論後，我們將正式進入ADC的內部世界，探究其實現模擬到數字轉換的具體機製。本部分將涵蓋： ADC的基本框圖： 介紹一個典型的ADC芯片包含的關鍵功能模塊，如采樣保持電路（Sample and Hold, S/H）、比較器（Comparator）、數字邏輯控製器、數模轉換器（DAC）等。我們將分析這些模塊之間的協同工作關係。 核心轉換原理： 逐次逼近型ADC (SAR ADC)： 這是目前應用最廣泛的ADC架構之一。我們將詳細解析SAR ADC的工作流程，包括采樣、保持、數字控製、DAC反饋以及位逐次比較的過程。通過時序圖和波形圖，生動地展示每一位的判斷和逼近過程。我們將深入探討SAR ADC的優勢，如良好的精度、中等的轉換速率和較低的功耗。 雙積分型ADC (Dual-Slope ADC)： 詳細介紹雙積分ADC的原理，包括充電、放電兩個積分過程。我們將分析其工作流程，以及為何它能實現較高的精度和良好的抗乾擾能力。同時，也將指齣其轉換速率相對較慢的局限性。 流水綫型ADC (Pipelined ADC)： 介紹流水綫ADC的結構特點，以及如何通過將轉換過程分解為多個階段，並並行處理來實現高轉換速率。我們將分析其工作原理，並討論如何在保證速度的同時控製精度。 Σ-Δ調製器 (Sigma-Delta Modulator)： 深入解析Σ-Δ調製器的工作原理，包括過采樣、噪聲整形、數字濾波器等關鍵技術。我們將重點闡述Σ-Δ ADC如何通過過采樣和數字濾波技術，在較低的時鍾頻率下實現極高的分辨率。 第三部分：ADC的性能指標——量化其優劣的關鍵要素 要選擇和使用閤適的ADC，必須深刻理解其各項性能指標的含義及其對實際應用的影響。本部分將聚焦於： 分辨率（Resolution）： 定義ADC能夠區分的最小模擬輸入電壓變化，通常以比特（bits）為單位。我們將解釋分辨率與量化級數的關係，以及高分辨率ADC的意義。 采樣速率（Sampling Rate）： ADC每秒能夠完成的模數轉換次數，決定瞭ADC能夠捕獲的信號帶寬。我們將討論采樣速率與實際應用需求的匹配關係。 非綫性（Nonlinearity）： ADC的轉換特性麯綫偏離理想綫性麯綫的程度。我們將介紹差分非綫性（DNL）和積分非綫性（INL）的概念，以及它們對信號保真度的影響。 信噪比（SNR - Signal-to-Noise Ratio）： 信號功率與噪聲功率之比，衡量ADC對有用信號的保留能力。我們將講解SNR與分辨率的關係，以及如何通過提高SNR來改善ADC的性能。 有效位數（ENOB - Effective Number of Bits）： 綜閤反映ADC實際性能的一個指標，考慮瞭噪聲、非綫性等因素對理想分辨率的削減。我們將解釋ENOB的計算方法，以及它在實際選型中的重要性。 功耗（Power Consumption）： ADC工作時消耗的功率，在便攜式設備和電池供電設備中尤為關鍵。我們將討論不同ADC架構的功耗特性，以及如何進行功耗優化。 延遲（Latency）： 從模擬信號輸入到數字輸齣所需的時間。我們將分析延遲對實時應用的影響，如高速數據采集和控製係統。 第四部分：ADC的應用百態——從傳感器到通信的廣泛領域 ADC作為連接模擬與數字世界的關鍵節點，其應用遍布電子技術的各個角落。本部分將通過一係列典型案例，展示ADC在不同領域的實際部署和作用： 數據采集係統（DAQ）： 介紹ADC在構建高精度、多通道數據采集係統中的作用，用於測量溫度、壓力、應力、電壓等物理量。 音頻處理： 講解ADC在音頻錄音、數字音頻播放器、聲卡等設備中的應用，負責將聲音信號轉換為數字格式。 視頻處理： 分析ADC在數碼相機、攝像機、視頻采集卡等設備中的角色，將光學信號轉化為數字圖像數據。 通信係統： 介紹ADC在基帶信號處理、軟件無綫電（SDR）等通信技術中的應用，實現信號的數字化接收和處理。 醫療電子： 探討ADC在心電圖儀、腦電圖儀、數字聽診器等醫療設備中的重要作用，用於采集生物電信號。 工業自動化： 展示ADC在傳感器接口、PLC（可編程邏輯控製器）、變頻器等工業控製設備中的部署，實現對生産過程的精確監測和控製。 汽車電子： 分析ADC在發動機控製單元（ECU）、車身電子控製模塊（BCM）、傳感器網絡等汽車應用中的應用。 消費電子： 涵蓋智能手機、平闆電腦、數字萬用錶、示波器等消費類電子産品中ADC的普遍應用。 第五部分：ADC的設計與選型考量 在理解瞭ADC的工作原理、性能指標和應用場景後，本部分將進一步探討在實際工程設計中，如何根據具體需求進行ADC的選型和電路設計。我們將討論： ADC選型指南： 如何根據信號帶寬、精度要求、功耗限製、成本預算等因素，選擇最適閤的ADC類型和型號。 輸入信號調理： 在ADC輸入端進行信號放大、濾波、偏置等預處理的重要性，以及相關的電路設計技術。 抗混疊濾波器的設計： 確保在采樣前去除高於奈奎斯特頻率的信號，防止混疊現象的發生。 PCB布局與布綫技巧： 如何在高頻、高精度ADC設計中，通過閤理的PCB布局和布綫，降低噪聲乾擾，保證信號完整性。 ADC驅動電路的設計： 如何為ADC提供穩定、低阻抗的驅動信號，以獲得最佳性能。 本書將通過清晰的邏輯結構、豐富的圖示和實例，力求為工程師、學生及所有對電子技術感興趣的讀者，提供一份全麵、深入且易於理解的ADC學習指南。掌握ADC的奧秘，不僅是理解現代數字電子係統的關鍵，更是開啓無限創新可能的重要一步。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書後，我迫不及待地翻閱瞭一下目錄。首先吸引我的是那些具體的應用場景，比如“音頻信號的數字化”、“傳感器數據采集”等等。這讓我覺得這本書不僅僅是關於A/D轉換器的技術規格，更是關於如何將這些技術應用到實際的工程項目中。我尤其關注到其中關於“噪聲抑製”和“精度優化”的章節，這些都是在實際應用中常常遇到的難點，如果能在這本書中找到切實可行的解決方案，那將非常有價值。此外，日籍作者的名字也讓我對書中可能融入的精細化設計思路和嚴謹的學術態度有所期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭技術感，那種硬朗的綫條和深邃的藍色調，讓人立刻聯想到電子元件的精密和科技的未來。我當初選擇它，很大程度上是被它所傳達齣的“活學活用”的精神所吸引。在數字世界飛速發展的今天，A/D轉換器作為連接模擬世界與數字世界的橋梁，其重要性不言而喻。我一直對這個領域充滿好奇，但又苦於找不到一本既能深入淺齣講解原理，又能指導實際應用的教材。市麵上很多書籍要麼過於理論化，晦澀難懂，要麼過於工程化，缺乏理論根基。這本《活學活用A/D轉換器》給我的第一印象是，它似乎能夠很好地平衡這兩者。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我發現這本書的講解方式相當有條理。作者似乎花瞭很大的心思來設計內容的邏輯性，從A/D轉換器的基本原理開始，循序漸進地引入各種不同的轉換技術，並詳細分析瞭它們的優缺點。我特彆喜歡的是其中一些圖示和錶格，它們將復雜的概念以直觀的方式呈現齣來，大大降低瞭理解的難度。例如，對於不同類型的A/D轉換器（如逐次逼近型、Σ-Δ型等）的比較，書中就用瞭一個非常清晰的錶格，列齣瞭它們的轉換速度、分辨率、功耗等關鍵指標，這對於我選擇閤適的轉換器非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“活學活用”並非空談，它體現在瞭大量的實例分析和實踐指導中。我注意到書中有很多關於實際電路設計的案例，以及如何根據不同的應用需求來選擇和配置A/D轉換器。這對於像我這樣的工程師來說，是非常寶貴的參考資料。書中提供的代碼示例和仿真結果，也進一步增強瞭其指導性。我感覺作者不僅僅是講解瞭“是什麼”，更重要的是講解瞭“怎麼做”，並且“為什麼這麼做”。這種實操性的內容，讓我對A/D轉換器的應用有瞭更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是，對於A/D轉換器的理解不再是停留在理論層麵，而是真正進入瞭一個能夠實際操作的階段。書中對於各種參數的解釋，以及它們對實際性能的影響，都講得非常透徹。例如，關於“采樣率”和“奈奎斯特采樣定理”的闡述，以及如何避免“混疊”現象，這些知識點在我之前的學習中總覺得有些模糊，但在本書中得到瞭清晰的解答。而且，書後附帶的參考資料和進一步閱讀的建議，也為我後續的學習和研究指明瞭方嚮，讓我覺得這本書的價值遠不止於我一次的閱讀。