活学活用A/D转换器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 河合 一 著，彭刚，范华婵 译

图书标签:

• A/D转换器
• 模数转换
• 数据采集
• 嵌入式系统
• 信号处理
• 电子工程
• 传感器
• 硬件设计
• 测试测量
• 单片机

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030442543

版次：1

商品编码：11733254

包装：平装

丛书名： 精益设计

开本：16开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：192

正文语种：中文

内容简介

　　《活学活用A/D转换器》主要介绍模拟信号与数字信号、模拟信号处理概要、模拟信号处理电路设计实例、A-D转换IC基础知识、各种A-D转换方式、A-D转换周边电路的设计、实用A-D转换电路集、A-D转换电路的测定与噪声对策等，《活学活用A/D转换器》可供高等院校计算机、通信、电子信息、自动化等专业师生阅读，也可作为相关技术人员的参考书。

目录

第1章 模拟信号和数字信号
1.1 何谓模拟量
1.2 模拟信号转换成数字信号的理由
1.3 何谓数字值
1.4 A／D转换的基本原理

第2章 模拟信号处理概要
2.1 模拟信号处理很重要
2.2 模拟信号处理电路的种类和功能
2.3 模拟信号处理电路的基本是OP放大器
2.4 OP放大器主要的静态特性
2.5 OP放大器主要的动态特性

第3章 模拟信号处理电路的设计实例
3.1 增益调度电路
3.2 滤波电路
3.3 电流／电压转换电路
3.4 模拟运算电路
3.5 缓冲电路
3.6 信号转换电路

第4章 A／D转换器lC的基础知识
4.1 分辨率和转换速率
4.2 A/D转换器的静态特性
4.3 A／D转换器的动态特性
4.4 A/D转换器其他的技术参数
4.5 采样保持电路

第5章 A／D转换器的转换方式
5.1 逐次比较型A／D转换动作
5.2 快速型A／D转换动作
5.3 半快闪型（分段结构型）A／D转换动作
5.4 流水线型A／D转换动作
5.5 △∑型A／D转换动作
5.6 总结

第6章 A／D转换器周边电路设计基础
6.1 电源左右A／D转换的精度
6.2 稳定电压的种类和推荐.
6.3 A／D转换器周边的印刷电路板设计
6.4 数字接口基础
6.5 SPI接口和12C接口基础
6.6 时钟抖动的定义和降低方法

第7章 数据明细表和技术资料的用法
7.1 数据明细表的基本读法
7.2 挖掘产品数据明细表里隐性信息的能力
7.3 应用程序手册的活用
附录A只要有评估板实验就会很简单

第8章 实用A／D转换电路集
8.1 12位精度、100ksps的通用A／D转换器电路
8.2 15位精度、200ksps的一般测量用的A／D转换电路
8.3 高精度测量用的A／D转换电路
8.4 音响用的A／D转换电路
8.5 图像用的高速A／D转换电路
8.6 低功耗A／D转换电路
8.7 多信道A／D转换电路

第9章 A／D转换电路的测定和故障处理方法
9.1 静态特性的测定和被保证的精度
9.2 动态特性的测定和被保证的精度
9.3 故障的处理方法
9.4 故障发生在什么时候
9.5 半导体器件的可靠性和ESO对策
参考文献

前言/序言

《数字世界的桥梁：深入探索A/D转换器原理与实践》 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被数据包围。从传感器捕捉到的环境信息，到我们手指触碰屏幕产生的信号，再到通讯设备传递的声音和图像，这一切的原始形态都是模拟信号。然而，现代的数字处理系统，如微处理器、数字信号处理器（DSP）和计算机，只能理解和处理数字信号。连接这两个世界的关键，便是“模数转换器”（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）。它如同数字世界的桥梁，将瞬息万变的模拟世界转化为离散的数字脉冲，为我们理解、分析、控制和创造数字信息提供了基础。 《数字世界的桥梁：深入探索A/D转换器原理与实践》并非一本泛泛而谈的概论，而是一本致力于剖析A/D转换器核心奥秘、揭示其设计精髓、指引实际应用路径的深度技术读物。本书旨在为电子工程、通信工程、嵌入式系统开发、仪器仪表设计以及对信号处理有浓厚兴趣的读者，提供一套系统、详实且极具实操性的知识体系。我们不追求包罗万象的浅尝辄止，而是力求在A/D转换器的核心技术领域做到深入浅出，让读者真正理解“是什么”，更理解“为什么”以及“如何做”。 核心内容概览： 本书开篇，我们将带领读者穿越模拟信号的海洋，理解其连续性和无限可能性的同时，也认识到其在数字处理面前的局限性。随后，我们将正式引出A/D转换器这一核心器件，详细阐述其在整个信号链中的定位与不可替代性。我们会从最基本的概念出发，例如采样、量化和编码，循序渐进地解析A/D转换的过程，并深入探讨这些基本概念的物理基础和数学模型。 第一篇：A/D转换器的基石——理论与模型 模拟信号的本质与挑战： 深入剖析模拟信号的特性，包括电压、电流、频率等，以及其在现实世界中的表现形式。探讨模拟信号的噪声、失真、漂移等问题，为理解A/D转换器的必要性奠定基础。 采样理论的核心：奈奎斯特-香农采样定理： 这一定理是A/D转换的基石，本书将对其进行详尽的推导和阐释，并通过丰富的图示和实例，生动地解释其含义：采样频率与信号带宽的关系，以及欠采样和过采样的影响。我们将探讨采样定理在实际应用中的局限性，例如抗混叠滤波器的设计。 量化：将连续区间映射为离散数值： 理解量化的概念，即模拟信号幅值被划分成若干个离散的量化级。详细讲解量化误差的产生机制，包括量化噪声的特性，如其与信号幅值和量化级的关系。我们将讨论不同量化策略（如均匀量化和非均匀量化）的优缺点，以及它们在特定应用场景下的适用性。 编码：将量化值转化为数字格式： 介绍常见的编码方式，如二进制补码、格雷码等，以及它们在A/D转换输出中的应用。理解编码的目的是将量化后的离散值以机器可读的数字格式表示。 第二篇：A/D转换器的家族——主流架构解析 本书将深入剖析当前工业界和学术界广泛采用的几种主流A/D转换器架构，并对其工作原理、优缺点、设计挑战和适用范围进行详细对比分析。 逐次逼近型A/D转换器（SAR ADC）： 这是应用最广泛的A/D转换器类型之一。我们将详细介绍SAR ADC的内部结构，包括其采样保持电路（S/H）、数模转换器（DAC）、比较器和控制逻辑。通过详细的流程图和时序图，清晰地展示其逐次逼近的工作过程。我们将探讨SAR ADC的设计关键，如DAC的精度、比较器的速度以及S/H电路的性能对整体转换速度和精度的影响。 流水线型A/D转换器（Pipelined ADC）： 针对追求高吞吐量和中等精度要求的应用，流水线型ADC是理想选择。我们将剖析其多级结构，每一级如何独立完成部分转换任务，以及如何通过流水线操作提高整体转换速率。重点讲解级间放大器（Interstage Amplifier）和DAC的设计挑战，以及如何处理各级之间的延迟和误差累积。 Σ-Δ（Sigma-Delta）A/D转换器： 在高精度、低至中频信号的测量领域，Σ-Δ ADC独树一帜。本书将深入讲解其核心原理，包括过采样、噪声整形以及数字滤波技术。我们将详细阐述Σ-Δ调制器的结构，如高阶调制器和环路滤波器设计，以及数字抽取滤波器（Decimation Filter）的作用。重点分析Σ-Δ ADC如何通过牺牲采样速率来换取极高的信噪比（SNR）和分辨率。 闪速型A/D转换器（Flash ADC）： 以其极高的转换速度而闻名，Flash ADC适用于对速度要求极高的应用。我们将揭示其并行比较结构，即同时使用大量比较器和电阻梯，直接将输入模拟信号与多个参考电压进行比较。详细分析Flash ADC的设计难点，如比较器数量的爆炸式增长、功耗以及对时钟抖动的敏感性。 折叠式残余近似型A/D转换器（Folding-AR ADC）： 作为SAR和Flash ADC的折衷方案，折叠式AR ADC在速度和复杂度之间取得了良好平衡。我们将介绍其将高位和低位同时处理的特点，以及如何通过折叠操作减少比较器数量。 第三篇：A/D转换器的性能指标与评估 理解A/D转换器的性能指标是选择和优化设计的关键。本书将对各项关键指标进行深度解析，并提供实际的评估方法。 有效位数（ENOB）： 解释ENOB的物理含义，以及它如何反映ADC实际的噪声和失真水平。 信噪比（SNR）： 详细阐述SNR的定义，以及不同类型ADC的SNR特性。 无杂散动态范围（SFDR）： 理解SFDR在抑制谐波和互调失真方面的重要性。 总谐波失真（THD）： 分析THD的含义，以及它对信号质量的影响。 积分非线性（INL）与微分非线性（DNL）： 深入讲解INL和DNL的概念，它们如何反映ADC量化精度，以及对信号完整性的影响。 采样速率（Sampling Rate）与吞吐量（Throughput）： 区分采样速率和实际吞吐量，并分析影响吞吐量的关键因素。 功耗（Power Consumption）与分辨率（Resolution）： 探讨功耗与分辨率之间的权衡关系。 输入范围（Input Range）与阻抗（Input Impedance）： 分析这些参数对前端电路设计的影响。 其他重要指标： 如直流增益误差、零点偏移、漏电、开关电容效应等。 第四篇：A/D转换器的设计实践与挑战 理论联系实际，本书将深入探讨A/D转换器在实际设计中遇到的各种挑战，并提供解决思路和最佳实践。 抗混叠滤波器（Anti-Aliasing Filter）的设计： 详细讲解抗混叠滤波器的作用、设计原则、滤波器类型（有源/无源，低通/带通）以及在实际电路中的实现。 采样保持电路（S/H Circuit）的设计： 分析S/H电路的保持时间、开关电荷注入、跟踪误差等关键参数，以及不同S/H电路拓扑结构（如电荷泵S/H）的优劣。 参考电压源（Voltage Reference）的设计： 强调高精度、低噪声参考电压源对ADC性能的重要性，并介绍不同类型参考电压源（如带隙基准、齐纳二极管基准）的特点。 PCB布局与布线技巧： 针对A/D转换器的高速、高精度信号处理特点，提供详细的PCB布局和布线指南，包括信号隔离、接地、电源去耦等，以最大限度地减少噪声和串扰。 时钟信号的质量要求： 阐述低抖动、高稳定度时钟信号对ADC性能的影响，以及如何选择和生成高质量的时钟。 数字接口与数据传输： 介绍常见的ADC数字输出接口，如并行接口、SPI、I2C、LVDS等，以及如何高效地进行数据传输。 噪声分析与抑制技术： 综合分析ADC电路中各个环节可能引入的噪声源，并提出有效的噪声抑制和滤波方法。 寄生效应与二阶效应的处理： 探讨在CMOS工艺下，衬底噪声、栅氧化层缺陷、工艺偏差等寄生效应可能对ADC性能造成的影响，以及相应的补偿和校准技术。 第五篇：A/D转换器的实际应用案例分析 理论最终要服务于实践。本书将精选若干典型应用场景，通过实例分析，展现A/D转换器在不同领域的关键作用。 数字示波器与频谱分析仪： 分析高带宽、高采样率ADC在示波器中的应用，以及如何在频谱分析仪中利用ADC捕捉和处理复杂的频谱信息。 数据采集系统（DAQ）： 探讨多通道、高精度ADC在DAQ系统中的集成，以及如何处理多路信号同步采集和数据量化。 医疗仪器： 以心电图（ECG）、脑电图（EEG）等为例，分析对精度和低噪声要求极高的ADC在生物信号采集中的作用。 通信系统： 介绍ADC在软件定义无线电（SDR）、基站、终端设备中的应用，以及如何处理高速、宽带的RF信号。 汽车电子： 分析ADC在车身控制、动力系统、ADAS（高级驾驶辅助系统）中的应用，如传感器信号的采集和处理。 工业自动化与仪器仪表： 探讨ADC在传感器接口、PID控制器、PLC（可编程逻辑控制器）中的作用，实现精确的测量和控制。 音频与视频处理： 分析ADC在高质量音频录音、数字摄像机等领域的应用，以及如何保证信号的保真度。 本书的特色与价值： 深度与广度兼顾： 在深入剖析核心原理的同时，也涵盖了主流的ADC架构和关键应用。 理论与实践紧密结合： 强调实际设计中的挑战与解决方案，提供可操作的设计思路。 图文并茂，清晰易懂： 大量运用图表、波形和示意图，直观地展示复杂的概念和原理。 面向工程师的实用指南： 旨在帮助工程师解决在ADC选型、设计和调试过程中遇到的实际问题。 紧跟技术发展前沿： 关注最新的ADC技术动态和发展趋势。 《数字世界的桥梁：深入探索A/D转换器原理与实践》将带领您系统性地掌握A/D转换器的核心技术，理解其背后的工程智慧，并具备独立设计和优化A/D转换器相关系统的能力。无论您是初学者，还是有经验的工程师，本书都将是您在这个日新月异的数字时代中，打通模拟与数字世界、实现高性能电子系统设计的宝贵伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就很有意思，不是那种枯燥的技术书的风格，而是色彩鲜明，图示也很形象，让人一眼就能看出是讲“活学活用”的，而不是死记硬背。我之前买过一些电子技术方面的书，很多都像教科书一样，上来就是一大堆公式和理论，看得头晕脑胀，很难找到实际应用的切入点。这本书的标题就很直接地告诉我，它会教我怎么把 A/D 转换器用到实际的项目里去，而不是仅仅理解它的原理。我特别关注的是它会不会有一些实际的电路设计案例，比如如何选择合适的 A/D 转换器芯片，如何进行信号调理，以及在不同应用场景下（比如采集传感器数据、音频处理等）需要注意哪些问题。我希望它能提供一些代码示例，最好是 C 语言或者 Python，这样我就可以直接复制代码到我的开发板上进行测试和学习。另外，关于 A/D 转换器的性能指标，比如分辨率、采样率、非线性度等等，这本书会不会用通俗易懂的方式来解释，并且说明这些指标对实际应用的影响。我期待它能从零开始，循序渐进地讲解，即使我之前对 A/D 转换器了解不多，也能逐步掌握。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《活学活用A/D转换器》的时候，我最直观的感受是它的内容组织方式。市面上很多讲解 A/D 转换器的书籍，要么偏重理论，公式繁多，让人望而却步；要么就是一些简单的应用介绍，缺乏深入的讲解。这本书的特点在于，它似乎更加注重“学”与“用”的结合，强调的是让读者能够真正理解 A/D 转换器的原理，并且能够将其应用到实际的工程项目中。我非常期待它能提供一些具体的案例分析，比如如何根据不同的应用场景来选择合适的 A/D 转换器，如何设计配套的信号调理电路，以及如何处理采样后的数字信号。如果书中能包含一些典型的应用电路图和详细的解析，那就更好了。我尤其想知道，书中对于 A/D 转换器的性能指标（如分辨率、采样率、信噪比、非线性等）是如何解释的，这些指标在实际应用中又意味着什么，以及如何通过合理的电路设计和软件算法来优化这些性能。我希望这本书能提供一些实操性的指导，让我在学习过程中能够举一反三，掌握 A/D 转换器的“精髓”。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的名称《活学活用A/D转换器》来看，我期望它能够成为一本真正解决实际问题的工具书，而不是一本仅仅堆砌理论的参考书。我特别关注的是，它能否提供一些深入的、贴近实际工程经验的讲解。例如，在实际的嵌入式系统开发中，如何高效地配置和使用 A/D 转换器，如何进行低功耗设计，以及如何处理采集到的数据以减少误差。我希望书中能够包含一些详细的“案例研究”，展示 A/D 转换器在不同领域（如工业控制、消费电子、汽车电子等）的实际应用，并分析其中的关键技术点和挑战。此外，对于 A/D 转换器的噪声抑制和干扰防护，我希望能够得到一些切实可行的建议。在实际项目中，我们常常会遇到各种各样的噪声问题，如果这本书能够提供一些有效的解决方案，那就太有价值了。我期待这本书能够让我从“会用” A/D 转换器，真正做到“善用”它，能够灵活地根据项目需求进行优化和设计。

评分☆☆☆☆☆

我最看重的是一本技术书籍能否让我在短时间内掌握核心技能，并且能够快速应用到实际工作中。《活学活用A/D转换器》这个书名就充满了这种导向性，它似乎不是一本纯粹的理论教材，而是更侧重于实用性。我希望这本书能够提供一些清晰的、可操作的指南，帮助我理解 A/D 转换器在各种实际应用中的具体实现方法。比如说，在采集模拟信号时，我需要考虑哪些前端电路的设计？如何根据信号的特性选择合适的 A/D 转换器芯片？书中会不会提供一些不同应用场景下的典型电路框图和详细的元器件选型建议？另外，我对于 A/D 转换器的校准和精度问题也颇感兴趣，希望书中能够讲解一些实用的校准方法，以及如何评估和提高 A/D 转换器的测量精度。如果书中还能涉及到一些常用的微控制器或者 FPGA 平台上的 A/D 转换器驱动程序编写示例，那将是锦上添花，能够极大地加速我的学习进程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，我预感会体现在它能够打通理论与实践的隔阂。很多时候，我们学习电子技术，尤其是像 A/D 转换器这种核心模块，很容易陷入对理论的死磕，而忽略了它在实际系统中的真正作用。我希望这本书能够非常清晰地阐述 A/D 转换器在各种应用场景下的核心价值，比如在物联网设备中如何精确地采集环境参数，在医疗设备中如何保障信号的准确性，或者在工业自动化中如何实现高精度的测量。我特别关注的是，它会不会提供一些实用的调试技巧和常见问题的解决方案。很多时候，我们自己搭建电路或者移植代码时，会遇到各种意想不到的问题，如果书中能有一些经验性的分享，能帮助我们少走弯路，那将是巨大的福音。我也很好奇，这本书对于不同类型的 A/D 转换器（例如逐次逼近型、Σ-Δ 型、流水线型等）的特点和适用性会有怎样的讲解，以及它们各自的优缺点分析。我希望这本书能让我不仅仅是“认识” A/D 转换器，而是真正“掌握”它，并且能够自信地将其应用到自己的项目设计中。

评分☆☆☆☆☆

这时一本实用电路丛书，不是考试用书

评分☆☆☆☆☆

内容非常不错，很值得一看

评分☆☆☆☆☆

书中有连叶啊，书内容还算可以，作者也很专业，印书质量很一般

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

价格合适，内容很好，包装结实无损坏，送货上门，京东送货服务不错。好评！

评分☆☆☆☆☆

这时一本实用电路丛书，不是考试用书

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活到老，学到老，其乐无穷！

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