數據轉換器選型手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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《中國電子設計工程叢書》編輯辦公室 著

圖書標籤:

• 數據轉換
• 數據接口
• 傳感器
• 工業通信
• 模擬信號
• 數字信號
• 信號處理
• 儀器儀錶
• 嵌入式係統
• 選型指南

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560616827

商品編碼：29729372830

包裝：平裝

齣版時間：2006-07-01

基本信息

書名:數據轉換器選型手冊

：78.00元

售價：53.0元,便宜25.0元,摺扣67

作者:《中國電子設計工程叢書》編輯辦公室

齣版社：西安電子科技大學齣版社

齣版日期：2006-07-01

ISBN：9787560616827

字數：502000

頁碼：336

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本手冊為《中國電子設計工程叢書》的“元器件選型手冊”係列叢書的組成部分，主要介紹在電子産品設計中廣為應用的ADC、DAC和編解碼器等數據轉換器的選型。
章是數據轉換器熱點産品簡介，嚮讀者推薦一些普遍采用的、成熟的數據轉換器産品，以便設計人員在産品設計時能夠選擇到質量、采購周期和價格都比較滿意的器件。第2章是數據轉換器選型參數錶，把各公司的數據轉換器進行歸納，並以産品型號為序列齣瞭轉換器的主要參數，便於讀者選型。第3章是一些設計人員在選擇數據轉換器時的經驗介紹。第4章世界主要的數據轉換器生産廠傢2005年度的新産品清單，便於讀者及時瞭解新的技術動態。同時，為方便讀者購買需要的産品，手冊還給齣瞭元器件生産廠傢和經銷商的聯係方式及交貨周期等，介紹瞭部分企業的樣品免費申領方法，列齣瞭一些免費提供的雜誌、數據手冊、數據CD的清單和申請辦法。
本書內容豐富，資料翔實，實用性強，可作為電子産品設計人員的參考書或工具書，也可作為高年級大學生、研究生的學習參考書。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《數據轉換器選型手冊》 前言 在信息時代飛速發展的浪潮中，數據已經成為驅動創新與決策的核心要素。從精密科學研究到日常消費電子，從工業自動化到金融交易，數據的高效采集、準確處理和可靠傳輸是構建現代技術體係的基石。而數據轉換器，作為連接模擬世界與數字世界的關鍵橋梁，其性能直接決定瞭整個數據處理鏈條的精度、速度和可靠性。 本書《數據轉換器選型手冊》並非一本充斥著冗長理論推導和復雜數學公式的學術專著，更不是一本枯燥乏味的器件目錄。它的誕生，源於一綫工程師和技術開發者在實際項目中所麵臨的普遍挑戰：如何在琳琅滿目的數據轉換器産品中，快速、準確地找到最適閤自身應用需求的那一款。從概念驗證到量産設計，從低功耗便攜設備到高性能測試測量儀器，每一個應用場景都對數據轉換器提齣瞭獨一無二的要求。錯誤的選型不僅可能導緻産品性能不達標，更可能造成項目延期、成本超支，甚至影響産品的市場競爭力。 因此，本書旨在成為您在數據轉換器選型過程中的得力助手，一份實用、易懂、貼閤實際的指南。我們不會迴避核心的技術細節，但會以一種更注重應用和實踐的方式來呈現。我們的目標是幫助您建立起一套清晰的選型思路，理解不同類型數據轉換器的核心原理和特性，掌握關鍵的選型指標，並學會如何評估和權衡各種潛在的解決方案。 本書的內容設計，力求做到理論與實踐相結閤，係統性與實用性並重。我們將從數據轉換器的基本概念和分類入手，逐步深入到不同應用場景下的具體選型考量。我們會探討影響數據轉換器性能的關鍵參數，並解析這些參數在實際設計中的意義。同時，我們也會提供一些常見應用案例的分析，幫助您將理論知識轉化為實際操作。 我們深知，數據轉換器技術的日新月異，新的産品和技術層齣不窮。本書的內容將基於當前主流的技術和産品趨勢，但更重要的是，它將為您提供一套靈活、通用的選型方法論，讓您在麵對未來新技術時，也能遊刃有餘。 我們希望《數據轉換器選型手冊》能夠成為您在電子設計領域，特彆是在數據采集和處理方麵，一本不可或缺的參考書。無論您是經驗豐富的資深工程師，還是剛剛踏入這個領域的初學者，我們都相信，您能從中獲得有價值的知識和實用的指導。 第一章：數據轉換器的核心概念與分類 在深入探討具體的選型策略之前，建立對數據轉換器基本概念的清晰理解至關重要。本章將為您係統梳理數據轉換器的本質、工作原理以及其在整個電子係統中的地位。 1.1 什麼是數據轉換器？ 模擬信號與數字信號的定義與區彆。 數據轉換器在信號鏈中的作用：連接模擬前端與數字後端。 數據轉換器在現代電子係統中的普遍性與重要性。 1.2 數據轉換器的基本工作原理 模數轉換器 (ADC)： 采樣：將連續時間的模擬信號離散化為離散時間信號。 量化：將連續的幅值離散化為有限的數字值。 編碼：將量化後的數字值轉換為二進製碼。 關鍵概念：采樣率、量化深度、參考電壓、轉換時間。 數模轉換器 (DAC)： 將數字碼轉換為相應的模擬電壓或電流。 關鍵概念：更新速率、分辨率、建立時間。 1.3 數據轉換器的主要分類 按工作原理分類： ADC： 逐次逼近型 (SAR)：高精度，中等速度，廣泛應用。 Σ-Δ (Sigma-Delta) 型：極高精度，低速，適用於音頻、高精度測量。 流水綫型 (Pipeline)：高速度，中高精度，適用於視頻、通信。 閃速型 (Flash)：極高速度，精度較低，適用於高速信號捕捉。 雙斜率型 (Dual-Slope)：高精度，極低速，適用於萬用錶等。 微弱信號檢測型 (Charge-Balancing)：專用於檢測微弱信號。 DAC： R-2R 梯形網絡型：結構簡單，精度受電阻匹配影響。 權電流型：高精度，易於集成。 Σ-Δ 型：高分辨率，低失真，適用於音頻。 按接口類型分類： 並行接口：高吞吐量，但引腳多。 串行接口 (SPI, I2C)：引腳少，易於布綫，適用於嵌入式係統。 LVDS, LVPECL 等高速串行接口。 按功能集成度分類： 獨立器件：僅包含轉換器核心。 集成信號鏈器件：集成低噪聲放大器 (LNA)、濾波器、參考電壓源等。 係統級集成器件 (SoC)：集成數據轉換器與微處理器、DSP 等。 1.4 數據轉換器在係統中的地位 作為信號鏈的起點或終點。 與傳感器、濾波器、放大器、DSP/CPU 等組件的配閤。 對係統整體性能的影響。 第二章：ADC 選型的關鍵指標與考量 ADC 是數據采集係統的核心，其性能直接決定瞭信號的真實性和可用性。本章將深入剖析 ADC 選型時必須關注的核心技術指標，以及如何在不同應用場景下進行權衡。 2.1 分辨率 (Resolution) 定義：ADC 能夠區分的最小模擬電壓變化量，通常以比特 (bit) 為單位。 意義：決定瞭 ADC 的動態範圍和對微弱信號的敏感度。 選型考量：應用所需的信號動態範圍、噪聲水平、所需的測量精度。例如，音頻應用通常需要16-24位，而一些精密儀器可能需要24位以上。 2.2 采樣率 (Sampling Rate) / 吞吐量 (Throughput) 定義：ADC 在單位時間內能對模擬信號進行采樣的次數。 奈奎斯特-香農采樣定理：采樣率必須大於信號最高頻率的兩倍，纔能無失真地恢復原始信號。 選型考量：待測信號的最高頻率成分。通信信號、射頻信號、高速動態信號需要更高的采樣率。 2.3 精度指標 (Accuracy Metrics) 積分非綫性 (Integral Nonlinearity, INL)：ADC 的實際傳遞函數與理想直綫之間的最大偏差。 微分非綫性 (Differential Nonlinearity, DNL)：ADC 相鄰兩個數字輸齣碼對應的模擬電壓差與理想值之間的偏差。 失調誤差 (Offset Error)：ADC 輸齣零時，實際輸入的模擬電壓與理論值之間的偏差。 增益誤差 (Gain Error)：ADC 輸齣範圍的實際斜率與理想斜率之間的偏差。 信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)：輸入信號功率與噪聲功率之比，反映瞭 ADC 處理信號時引入的噪聲水平。 無雜散動態範圍 (Spurious-Free Dynamic Range, SFDR)：信號基波功率與最大雜散信號（非諧波失真）功率之比，反映瞭 ADC 抗乾擾能力。 總諧波失真 (Total Harmonic Distortion, THD)：信號基波與所有諧波成分功率之比，反映瞭 ADC 的綫性度。 選型考量：信號的純淨度要求、對諧波失真的容忍度、係統整體的噪聲預算。 2.4 功耗 (Power Consumption) 定義：ADC 工作時消耗的電能。 意義：對於電池供電、便攜式設備尤為重要。 選型考量：設備的續航時間要求、係統整體的功率預算。 2.5 輸入範圍與參考電壓 (Input Range & Reference Voltage) 輸入範圍：ADC 能夠處理的最大和最小模擬輸入電壓。 參考電壓：ADC 進行量化的基準電壓。 選型考量：傳感器輸齣信號的範圍、係統對絕對測量精度的要求。 2.6 模擬輸入類型 (Analog Input Type) 單端輸入 (Single-ended)：一個信號輸入端，一個接地端。 差分輸入 (Differential)：兩個信號輸入端，相對於彼此。差分輸入具有更好的抗共模噪聲能力。 僞差分輸入 (Pseudo-differential)。 選型考量：信號源的特性，環境中的電磁乾擾水平。 2.7 接口與集成度 選擇適閤微控製器或 DSP 的接口類型（SPI, I2C, Parallel 等）。 考慮集成度高的器件，如包含內置濾波器或 PGA (可編程增益放大器) 的 ADC，可以簡化設計。 2.8 應用場景下的 ADC 選型示例 音頻采集：關注 SNR、THD、低功耗。 數據采集與測量：關注分辨率、INL、DNL、穩定性。 通信係統：關注采樣率、SFDR、低功耗。 工業控製：關注分辨率、抗乾擾能力、工作溫度範圍。 醫療設備：關注高精度、低噪聲、高可靠性。 第三章：DAC 選型的關鍵指標與考量 DAC 作為數字信號到模擬信號的轉換器，在音頻輸齣、信號生成、波形閤成等應用中扮演著關鍵角色。本章將詳細介紹 DAC 的核心選型指標，並為實際應用提供指導。 3.1 分辨率 (Resolution) 定義：DAC 能夠區分的最小數字碼對應的模擬輸齣變化量。 意義：決定瞭 DAC 輸齣信號的平滑度和精度。 選型考量：應用所需的輸齣信號精度，如音頻播放的音質、信號生成的精細度。 3.2 更新速率 (Update Rate) / 建立時間 (Settling Time) 更新速率：DAC 在單位時間內能夠更新其輸齣值的頻率。 建立時間：DAC 從接收到一個新的數字碼到其輸齣模擬電壓穩定在一個可接受的誤差範圍內的最短時間。 選型考量：需要生成或輸齣的模擬信號的帶寬或動態變化速率。高速信號生成需要高更新速率和短建立時間。 3.3 精度指標 (Accuracy Metrics) 積分非綫性 (INL)：DAC 輸齣值與理想值之間的最大偏差。 微分非綫性 (DNL)：DAC 相鄰兩個數字碼輸齣的模擬電壓差與理想值之間的偏差。 失調誤差 (Offset Error)：DAC 輸齣零代碼時，實際輸齣的模擬電壓與零之間的偏差。 增益誤差 (Gain Error)：DAC 輸齣範圍的實際斜率與理想斜率之間的偏差。 單調性 (Monotonicity)：DAC 的輸齣值是否隨著輸入數字碼的增加而單調增加（或減小），並且不會齣現跳變。 選型考量： 信號生成的準確性，對模擬信號波形的還原度。 3.4 綫性度 (Linearity) 定義：DAC 輸齣模擬值與輸入數字碼之間的綫性關係。 意義：決定瞭 DAC 對信號的失真程度。 選型考量：對信號失真度要求高的應用，如音頻、射頻信號生成。 3.5 輸齣類型與範圍 (Output Type & Range) 電壓輸齣 (Voltage Output)：直接輸齣一個模擬電壓。 電流輸齣 (Current Output)：輸齣一個模擬電流，通常需要外部電阻轉換為電壓。 輸齣範圍：DAC 能夠輸齣的最大和最小模擬電壓/電流。 選型考量：後續電路的接口要求，以及所需的輸齣信號幅度。 3.6 功耗 (Power Consumption) 定義：DAC 工作時消耗的電能。 意義：對於低功耗應用尤為重要。 選型考量：設備的功耗限製。 3.7 參考電壓 (Reference Voltage) DAC 轉換精度的重要基準，其穩定性和準確性直接影響 DAC 的輸齣精度。 選型考量：是否需要外部高精度參考電壓源，或者器件是否內置瞭參考電壓。 3.8 接口與集成度 選擇適閤微控製器或 DSP 的接口類型。 考慮集成度高的器件，如包含內置緩衝器、濾波器或運算放大器 (Op-Amp) 的 DAC，可以簡化設計。 3.9 應用場景下的 DAC 選型示例 音頻播放：關注分辨率、SNR、THD、低功耗。 波形生成：關注更新速率、建立時間、綫性度、分辨率。 信號閤成：關注更新速率、SFDR、精度。 點陣顯示驅動：關注刷新率、分辨率。 第四章：係統級選型考量與集成解決方案 數據轉換器的選型並非孤立的決策，它必須融入整個係統的設計考量。本章將從係統整體的角度齣發，探討數據轉換器與其他組件的配閤，以及集成解決方案的優勢。 4.1 信號鏈的整體分析 從傳感器到數據轉換器，再到數字處理器，理解各個環節的相互影響。 信號路徑中的噪聲來源與纍積效應。 阻抗匹配與信號完整性。 4.2 模擬前端 (AFE) 的設計 低噪聲放大器 (LNA)：放大微弱信號，同時引入盡可能少的噪聲。 濾波器：抑製帶外噪聲，防止混疊，以及進行信號調理。 可編程增益放大器 (PGA)：根據信號幅度的變化動態調整增益，以充分利用 ADC 的動態範圍。 參考電壓源：提供穩定、準確的參考電壓，是 ADC/DAC 精度的關鍵。 4.3 數字後端 (Digital Backend) 的配閤 數字信號處理器 (DSP) / 微控製器 (MCU)：對采集到的數字數據進行處理、分析、存儲。 FPGA：實現高速、並行的數據處理和算法。 數據接口：選擇適閤數據傳輸速率和係統總綫的接口。 4.4 集成數據轉換器解決方案 集成信號鏈器件： 優勢：簡化設計，減小 PCB 麵積，提高係統性能，降低功耗。 示例：集成 ADC、LNA、濾波器、PGA 的單芯片解決方案。 係統級芯片 (SoC)： 優勢：高度集成，功能強大，適用於特定應用領域，如物聯網 (IoT) 設備、通信模塊。 示例：集成 ADC、DAC、處理器、通信接口等。 4.5 功耗與電源管理 選擇低功耗的數據轉換器對於移動設備、電池供電係統至關重要。 電源紋波對數據轉換器性能的影響，以及如何通過電源濾波和穩壓來改善。 4.6 環境因素的考量 工作溫度範圍：在極端環境下，器件的性能可能會受到影響。 電磁乾擾 (EMI) / 射頻乾擾 (RFI)：高噪聲環境需要選擇具有良好抗乾擾能力的數據轉換器，或采取額外的屏蔽和濾波措施。 4.7 成本與可用性 在滿足性能要求的前提下，選擇性價比高且供應穩定的器件。 考慮批量采購的摺扣和供應商的支持。 第五章：數據轉換器測試與驗證 選定數據轉換器後，對其進行有效的測試和驗證是確保産品質量和性能的關鍵步驟。本章將介紹數據轉換器的常用測試方法和注意事項。 5.1 靜態測試 (Static Testing) 測試 ADC 的 INL、DNL、Offset、Gain 等靜態參數。 使用高精度信號發生器和示波器進行測量。 5.2 動態測試 (Dynamic Testing) 測試 ADC 的 SNR、SFDR、THD 等動態參數。 使用失真度低的信號源和頻譜分析儀進行測量。 對於 DAC，測試其輸齣信號的頻譜特性。 5.3 實際應用環境下的測試 將數據轉換器集成到實際係統中進行功能驗證。 模擬不同工作條件下的性能錶現。 5.4 噪聲與乾擾分析 在實際工作條件下，測量係統引入的噪聲和乾擾。 識彆並排除潛在的噪聲耦閤路徑。 5.5 軟件工具與仿真 利用器件製造商提供的評估闆和軟件工具進行快速測試。 使用電路仿真軟件（如 PSpice, LTspice）進行初步的性能預測。 結論 數據轉換器作為現代電子係統的“感官”與“神經”，其重要性不言而喻。本書《數據轉換器選型手冊》的編寫，旨在為工程師和技術開發者提供一個清晰、實用的選型框架。我們強調理解數據轉換器的核心原理，掌握關鍵的選型指標，並結閤具體的應用場景進行係統性的考量。 我們相信，通過本書的學習，您將能夠更自信、更高效地完成數據轉換器的選型工作，從而設計齣性能卓越、可靠性高的電子産品。在快速發展的技術浪潮中，擁有一本貼閤實際需求的選型指南，將是您保持競爭力的重要保障。 數據轉換器技術仍在不斷進步，新型器件和解決方案層齣不窮。我們鼓勵讀者持續關注行業動態，並將本書所提供的選型方法論，靈活應用於應對未來的技術挑戰。願本書成為您在電子設計道路上，一個值得信賴的夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排極具巧思，它不像傳統的技術手冊那樣枯燥，反而更像是一部圍繞“數據轉換”這一主題展開的辯論集。每一章都圍繞一個核心問題展開，比如“雲上遷移的痛點在哪裏？”或“SaaS方案真的比自建方案更靈活嗎？”。作者在提齣問題的同時，會拋齣多種可能的解決方案，並邀請讀者共同進入“分析模式”。這種互動式的寫作風格，極大地激發瞭我的思考熱情。書中對開源生態係統的分析也相當到位，它沒有迴避開源工具的維護難度和社區依賴性，而是平衡地展示瞭其高靈活性和低初始投入的誘人之處。讀完全書，我感覺自己不僅掌握瞭一套選型的方法論，更重要的是，我培養瞭一種係統性的、以業務目標為導嚮的技術決策思維。這本書絕對是任何希望在數據洪流中建立可靠、高效數據流的專業人士必備的案頭工具，它的價值遠超一本簡單的工具介紹手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常引人注目，那種深邃的藍色背景，配上精緻的幾何圖形，仿佛在預示著一場關於數據處理的深度探索。我原本以為這是一本偏嚮理論性的著作，但翻開目錄後，纔發現它實際上更像是一本實操指南。作者在開篇就強調瞭數據在現代企業中的核心地位，並通過幾個生動的案例展示瞭“老舊”係統在麵對海量、多樣化數據時的窘境。書中對於不同類型數據源的接入方法進行瞭詳盡的論述，從傳統的數據庫到新興的API接口，每一個環節都做瞭深入的剖析。特彆是關於數據清洗和預處理的部分，作者沒有采用枯燥的算法堆砌，而是側重於實際操作中的常見陷阱和規避策略，比如如何處理缺失值、異常值，以及數據格式不統一的問題。對於初入數據領域的新人來說，這本書無疑提供瞭寶貴的“避坑指南”，讓我對數據轉換有瞭更具象化的認識，不再是停留在概念層麵。書中對不同工具的優缺點比較也十分中肯，沒有偏袒任何一傢廠商，而是客觀地分析瞭它們在不同業務場景下的適用性，這點深得我心。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，我最大的感受是它極強的“前瞻性”。它並沒有停留在對現有工具的羅列上，而是花瞭不少篇幅探討瞭未來數據架構的演進方嚮，比如實時數據流、數據湖與數據倉庫的融閤（Lakehouse架構）等。作者預測瞭在AI大模型時代，對數據質量和實時性的更高要求，並據此提齣瞭相應的選型標準。書中有一個章節專門分析瞭“無代碼/低代碼”數據轉換平颱的興起及其局限性，作者認為，雖然它們提升瞭業務人員的效率，但在處理高度定製化的復雜邏輯時，傳統工具依然不可替代。我尤其關注瞭關於閤規性和數據治理的章節，作者將安全性和隱私保護內嵌到瞭選型決策的每一個步驟，而不是將其視為事後的補救措施。這種將治理思維融入基礎設施建設的理念，對於正在構建現代化數據平颱的企業來說，具有極高的指導價值，可以說，這本書為我們思考未來三到五年的技術藍圖提供瞭堅實的參考框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書在細節處理上展現齣瞭作者極高的專業素養和對讀者的尊重。例如，在介紹不同數據轉換範式（批處理 vs. 流處理）時，作者並非簡單地給齣定義，而是通過對比處理同一批金融交易數據時，兩種範式在延遲、資源消耗和錯誤處理機製上的差異。書中的附錄部分非常實用，提供瞭一份詳細的“供應商能力對標矩陣”，這個矩陣涵蓋瞭從技術支持響應時間到SLA保證範圍等多個維度，極大地簡化瞭初期供應商調研的工作量。此外，作者在論述中采用瞭大量的行業術語，但令人欣慰的是，幾乎每一個關鍵術語都會在第一次齣現時給齣簡潔明瞭的解釋，這使得不同技術背景的讀者都能跟上節奏。我尤其欣賞作者對於成本效益分析的深入探討，他不僅僅計算瞭軟件許可費，還將運維人力成本、硬件投入和潛在的業務中斷風險都納入瞭總體擁有成本（TCO）的計算模型中，這種全麵的視角，對於預算緊張的中小企業尤其重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常流暢，讀起來絲毫沒有學術著作的沉悶感。作者似乎有一種魔力，能將復雜的技術概念轉化為生動的故事。我特彆欣賞其中穿插的“實戰沙龍”片段，那是幾個虛擬的項目團隊在模擬選型過程中的激烈討論。在某一章中，團隊A堅持使用A公司的ETL工具，理由是其強大的可視化能力，而團隊B則力推B公司基於雲的原生服務，強調其彈性伸縮的優勢。作者巧妙地引導這些討論，最終展示瞭如何根據項目的預算、團隊的技術棧和未來的擴展性來做齣權衡。這種沉浸式的體驗，讓我感覺自己仿佛也參與瞭那場決策。書中的技術圖解部分也值得稱贊，那些流程圖邏輯清晰，層層遞進，即便是初次接觸數據管道概念的讀者，也能迅速抓住核心流程。它不僅教會瞭我“怎麼做”，更重要的是，它教會瞭我“為什麼這麼做”，這種對底層邏輯的深入挖掘，是很多同類書籍所欠缺的。