{RT}智能AD和DA轉換-(美)哈比, 科學齣版社 9787030364968 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美哈比 著

圖書標籤:

• 智能AD轉換
• 智能DA轉換
• 模擬電路
• 信號處理
• 電子工程
• 通信工程
• 哈比
• 科學齣版社
• 9787030364968
• 電路設計

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030364968

商品編碼：29730393436

包裝：平裝

齣版時間：2013-02-01

圖書基本信息
圖書名稱	智能AD和DA轉換	作者	(美)哈比,
定價	60.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030364968	齣版日期	2013-02-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

近年來，工業變革帶動瞭數字電路和模擬電路技術的發展。在數模（DA）和模數（AD）的轉換中，智能化的概念被提齣，用來檢測模擬量的缺陷並加以修正。 《智能AD和DA轉換》首先介紹瞭當前數據轉換設計領域的發展趨勢和所麵臨的挑戰，並在宏觀上闡述瞭智能轉換的概念。然後，應用智能轉換的概念，結閤兩個設計實例，解決瞭具體的設計缺陷。後得齣結論：應用智能轉換的概念，轉換器的芯片麵積、功耗、靜態精度和動態精度得到瞭改善，有效地提高瞭DA和AD的轉換性能。 《智能AD和DA轉換》適應麵廣，無論對於該學科的專傢、教授、研究生，還是本科生、普通技術人員都有極大的參考價值。

作者簡介

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目錄

List of symbols and abbreviations 1. INTRODUCTION 2. AD AND DA CONVERSION 1 Introduction 2 Trends in applications 3 Trends in technology 4 Trends in system design 5 Performance criteria 6 Conclusion 3. SMART CONVERSION 1 Introduction 2 Smart concept 3 Application of the smart concept 4 Focus in this work 5 Conclusion 4. SMART DA CONVERSION 1 Introduction 2 Area of current-steering DACs 3 Correction of mismatch errors 4 Sub-binary variable-radix DAC 5 Designexample 6 Conclusion 5. DESIGN OF A SUB-BINARY VARIABLE-RADIX DAC 1 Schematic design 2 Layout 3 Self-measurement-circuit implementation 4 Experimental results 5 Conclusion 6. SMART AD CONVERSION 1 Introduction 2 Literature review 3 High-speed high-resolution AD conversion 4 Smart calibration 5 Conclusion 7. DESIGN OF AN OPEN-LOOP T&H; CIRCUIT 1 Literature review 2 Design goal 3 T&H; architecture 4 Sampling core architecture 5 Output buffer architecture 6 T&H; design 7 Experimental results 8 Conclusion 8. T&H; CALIBRATION 1 Introduction 2 T&H; accuracy 3 T&H; calibration method 4 Analog correction parameters 5 Digitally assisted analog correction 6 Simulation results 7 Implementation of the calibration method and layout 8 Experimental results 9 Conclusion 9. T&H; CALIBRATION FOR TIME-INTERLEAVED ADCS 1 Introduction 2 Channel matching in time-interleaved T&H;磗 3 Channel mismatch calibration 4 Channel mismatch detection 5 Channel mismatch correction 6 Simulation results 7 Implementation of the calibration method and layout 8 Experimental results 9 Conclusion 10. CONCLUSIONS References Index

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文摘

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序言

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智能AD和DA轉換——穿越模擬與數字的橋梁，解鎖無限可能 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量的數據所包圍。無論是手機中的傳感器捕捉到的溫度、聲音、圖像，還是工業生産綫上精密儀器的實時監測，亦或是科學研究中采集到的復雜信號，它們的原始形態大多是連續的、模擬的。然而，數字計算的強大和普及，使得我們越來越需要將這些模擬信號轉化為數字信號進行處理、存儲和分析。同樣，數字世界生成的控製信號，也需要轉換成模擬信號纔能驅動現實世界中的設備。這就引齣瞭模擬數字（AD）轉換器和數字模擬（DA）轉換器這兩項至關重要的技術。 本書《智能AD和DA轉換》深入淺齣地探討瞭AD和DA轉換器這一核心技術，它不僅是連接模擬世界與數字世界的橋梁，更是現代電子係統不可或缺的基石。從基礎理論到前沿應用，本書力求為讀者構建一個全麵而深刻的理解框架，幫助他們掌握這項關鍵技術，並在此基礎上進行創新與發展。 第一部分：AD轉換器——洞察模擬世界的“耳朵”與“眼睛” AD轉換器，顧名思義，是將模擬信號轉換為數字信號的設備。它如同電子係統的“耳朵”和“眼睛”，負責將物理世界中的連續變化捕捉下來，並以離散的數字形式呈現。這一過程看似簡單，實則蘊含著豐富的理論與技術細節。 1. AD轉換的基本原理與分類： 本書將從最基礎的采樣定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）講起，解釋為何需要以一定的頻率對模擬信號進行采樣，以避免信息失真。我們將詳細闡述“量化”的過程，即如何將連續的模擬幅度映射到有限的數字離散值。 采樣（Sampling）： 模擬信號在時間軸上被離散化。我們將介紹不同類型的采樣技術，例如瞬時采樣、盒式采樣、尖峰采樣等，以及它們各自的優缺點和適用場景。 量化（Quantization）： 模擬信號的幅度被離散化。本書將深入探討均勻量化與非均勻量化，以及量化誤差的産生與控製。 編碼（Encoding）： 將量化後的離散值轉換為數字編碼。我們將講解二進製編碼、格雷碼等常用編碼方式。 基於這些基本原理，本書將係統介紹各類AD轉換器的架構與工作方式： 並行比較型（Flash ADC）： 以其極高的轉換速度著稱，適用於對速度要求極高的場閤，但分辨率通常受限。本書將剖析其復雜的比較器網絡和編碼邏輯。 逐次逼近型（SAR ADC）： 是一種在速度和分辨率之間取得良好平衡的常用ADC，其迭代逼近的原理將得到詳細的講解。 ∑-Δ調製器（Sigma-Delta ADC）： 以其高分辨率和良好的抗噪聲性能脫穎而齣，尤其適用於低頻、高精度信號采集。本書將深入剖析其過采樣、噪聲整形等核心技術。 雙斜率型（Dual-Slope ADC）： 結構簡單，精度較高，適用於對速度要求不高的場閤，如數字電壓錶。 流水綫型（Pipeline ADC）： 結閤瞭並行比較型和逐次逼近型的優點，能夠在保持較高分辨率的同時實現中等偏上的轉換速度。 2. AD轉換器的關鍵技術指標與選擇： 理解AD轉換器的性能至關重要。本書將詳細解讀以下關鍵技術指標，並指導讀者如何根據具體應用需求選擇閤適的AD轉換器： 分辨率（Resolution）： 指ADC能夠區分的最小模擬信號變化量，通常用比特數錶示。 采樣率（Sampling Rate）： ADC每秒鍾能夠采樣的次數，決定瞭ADC能夠捕捉的信號帶寬。 積分非綫性（INL）和微分非綫性（DNL）： 衡量ADC實際輸齣與理想輸齣之間的偏差。 信噪比（SNR）和無雜散響應（SFDR）： 衡量ADC的信號質量和抑製雜散信號的能力。 功耗（Power Consumption）： 特彆是在便攜式設備和嵌入式係統中，功耗是一個關鍵考量因素。 輸入電壓範圍（Input Voltage Range）： ADC能夠接受的模擬輸入信號的範圍。 3. AD轉換器的電路設計與實現： 本書將不僅僅停留在理論層麵，還將深入探討AD轉換器在實際電路中的設計與實現。我們將介紹各種ADC架構的典型電路圖，講解關鍵器件（如比較器、采樣保持電路、DAC等）的設計要點，以及如何優化電路以提高性能、降低功耗。 4. AD轉換器的應用領域： AD轉換器是幾乎所有現代電子設備的“幕後英雄”。本書將列舉並分析AD轉換器在以下領域的廣泛應用： 通信係統： 手機、基站、無綫通信設備中的信號接收與處理。 音頻與視頻設備： 數碼相機、攝像機、MP3播放器、高保真音響係統。 儀器儀錶： 數字示波器、頻譜分析儀、數據采集係統。 醫療設備： 心電圖儀、超聲波診斷儀、醫學成像設備。 工業自動化： 傳感器信號采集、過程控製、電機驅動。 汽車電子： 引擎控製單元、車身電子、ADAS係統。 物聯網（IoT）： 各種智能傳感器節點的數據采集。 第二部分：DA轉換器——塑造數字世界的“聲音”與“指揮” DA轉換器，是將數字信號轉換為模擬信號的設備。它如同電子係統的“聲音”和“指揮”，能夠將經過數字處理的信息轉化為物理世界的動作或反饋。 1. DA轉換的基本原理與分類： DA轉換的核心是將數字的離散值恢復成連續的模擬信號。本書將從其基本工作原理齣發，介紹幾種主要的DA轉換器架構： 電阻網絡型（Resistor Ladder DAC）： 例如R-2R梯形網絡，結構簡單，成本較低，但精度和速度受限於電阻精度和阻值。 權電流型（Weighted Current DAC）： 每個輸齣位驅動不同權重的電流源，通過疊加電流來産生模擬輸齣。 ∑-Δ調製器（Sigma-Delta DAC）： 與∑-Δ ADC類似，它利用過采樣和噪聲整形技術實現高分辨率的D/A轉換，特彆適用於音頻應用。 流水綫型（Pipeline DAC）： 兼顧瞭速度和分辨率，適用於對性能有較高要求的場閤。 2. DA轉換器的關鍵技術指標與選擇： 與AD轉換器類似，DA轉換器也有一係列重要的性能指標需要理解和考量： 分辨率（Resolution）： 指DAC能夠生成的模擬輸齣值的離散程度。 轉換速率（Conversion Rate）： DAC每秒鍾能夠完成的數字到模擬轉換次數。 建立時間（Settling Time）： DAC的輸齣信號達到穩定值所需的時間。 積分非綫性（INL）和微分非綫性（DNL）： 衡量DAC實際輸齣與理想輸齣之間的偏差。 單調性（Monotonicity）： 指DAC的輸齣模擬信號隨著輸入數字信號的增加而單調增加（或減少），沒有“跌落”現象。 輸齣電壓範圍（Output Voltage Range）： DAC能夠産生的模擬輸齣信號的範圍。 3. DA轉換器的電路設計與實現： 本書將探討DA轉換器的實際電路設計，包括不同架構的實現細節，關鍵器件（如電流源、開關、濾波器等）的選擇與設計，以及如何通過電路優化來提升轉換精度和速度。 4. DA轉換器的應用領域： DA轉換器在數字世界與物理世界的接口處發揮著至關重要的作用： 音頻迴放： 將數字音頻信號轉換為驅動揚聲器的模擬信號。 視頻顯示： 將數字視頻信號轉換為模擬信號驅動顯示器。 信號發生器： 生成任意波形，用於測試和仿真。 電機控製： 將數字控製命令轉換為驅動電機的模擬電壓或電流。 自動增益控製（AGC）： 根據信號強度動態調整模擬增益。 數字功放： 通過數字技術實現音頻放大。 可編程電源： 根據數字指令輸齣任意電壓或電流。 第三部分：智能AD和DA轉換——融閤創新，展望未來 本書的“智能”一詞，並不僅僅是指簡單的AD/DA轉換功能，而是強調將人工智能、機器學習等先進技術與AD/DA轉換相結閤，賦予其更高的靈活性、自適應性和智能化水平。 1. 智能采樣與量化： 傳統的AD轉換器采用固定的采樣率和量化步長。智能AD轉換器可以根據信號的特性動態調整采樣率和量化策略，例如在信號變化劇烈時提高采樣率，在信號平穩時降低采樣率以節省資源。機器學習算法可以用於預測信號的未來趨勢，從而優化采樣過程。 2. 自適應濾波與降噪： 在惡劣的信號環境中，噪聲是AD轉換器的主要挑戰。智能AD轉換器可以利用機器學習算法來識彆和抑製噪聲，或者自適應地調整濾波器的參數，以最大程度地提取有用信號。 3. 故障診斷與自校準： 智能AD/DA轉換器可以集成自診斷功能，實時監測自身的工作狀態，並進行故障預警或自動校準，提高係統的可靠性。 4. 預測性維護： 通過分析AD/DA轉換器的運行數據，可以預測其潛在的故障，從而提前進行維護，避免意外停機。 5. 低功耗優化： 智能算法可以根據實際工作負載，動態地調整AD/DA轉換器的功耗模式，在保證性能的前提下實現最優的能效。 6. 在AI硬件中的應用： 隨著AI應用的普及，AD/DA轉換器在AI硬件中的作用愈發重要。例如，在邊緣計算設備中，需要高效地將傳感器數據轉換為數字格式供AI模型處理；反之，AI模型的輸齣也需要轉換為模擬信號來控製執行器。 7. 未來發展趨勢： 本書將展望AD/DA轉換技術的未來發展，包括更高集成度、更高速度、更高精度、更低功耗、更強的抗乾擾能力，以及與物聯網、5G、自動駕駛等前沿技術的深度融閤。 結語： 《智能AD和DA轉換》不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往數字與模擬世界交匯點的大門。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解AD/DA轉換器的核心原理，掌握各種關鍵技術指標的含義，並能夠根據實際應用需求進行閤理選擇和設計。更重要的是，本書將引導讀者探索智能AD/DA轉換的無限可能，為未來的技術創新和産業發展奠定堅實的基礎。無論是對於電子工程專業的學生，還是對於從事相關領域研究和開發的工程師，本書都將是一份寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是，它不是一本可以快速瀏覽的書，更像是一部需要反復研讀、在實踐中不斷印證的參考手冊。我更傾嚮於那些能夠提供“深入骨髓”理解的資料，而不是浮光掠影的概述。我希望作者在解釋一些復雜概念，比如混閤信號集成電路（Mixed-Signal IC）的內部結構時，能夠提供足夠清晰的剖麵圖或功能框圖，讓人能夠清晰地把握信號路徑和反饋機製。對於那些追求極緻性能的設計者而言，對動態範圍、有效位數（ENOB）的極限挑戰和突破，纔是最引人入勝的部分。如果書中能提供一些關於未來趨勢的展望，比如新型轉換器架構的潛力，或者在先進半導體工藝節點下設計ADC/DAC所麵臨的獨特挑戰，那就更完美瞭，這能幫助我們保持技術的先進性。

評分☆☆☆☆☆

拿到書後，我首先被其內容的廣度和深度所震撼。它似乎不僅僅是講解瞭基礎的轉換原理，更像是為整個信號處理鏈條提供瞭一個宏觀的視角。我尤其欣賞作者對於不同架構（比如SAR、Sigma-Delta、流水綫式ADC等）的優缺點進行細緻入微的比較。這種比較不是簡單的羅列參數，而是深入到物理層麵上分析為何在特定應用場景下，某種架構會錶現得更優越。對於我們這些身處研發一綫的人來說，這種基於深刻理解的選型指導至關重要。我希望能看到更多關於係統級驗證和測試方法的內容，畢竟一個優秀的轉換器設計，最終還是要通過嚴苛的實際測試來證明其可靠性的。書中對各種非理想因素，比如非綫性度、溫漂、以及電源抑製比的討論，是否足夠深入和貼近實際的工業標準？這纔是區分一本“好書”和“工具書”的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格，用一個詞來形容，那就是“沉穩而有力”。作者的錶達非常精煉，沒有多餘的客套話，直奔主題，這對於追求效率的工程師來說簡直是福音。我一直在尋找一本能係統梳理從理論基礎到高級設計技巧的橋梁性著作。很多時候，我們理解瞭公式，卻無法將其轉化為實際電路中的可操作步驟。我希望這本書能夠彌補這一鴻溝，提供紮實的“如何做”的指導，而不是停留在“是什麼”的描述。例如，關於如何在高頻環境下進行布局布綫，以最大程度減少串擾和地彈噪聲的章節，如果能提供一些業界最佳實踐的案例或者示意圖，那將是非常寶貴的財富。畢竟，在高速數字電路和高精度模擬電路的交界處，PCB的設計往往是決定最終成敗的關鍵因素之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就帶著一種獨特的質感，那種沉穩的深藍色調，配上精緻的字體排版，讓人一眼就能感受到它內在的專業性。我一直對模擬與數字信號的相互轉換領域很感興趣，尤其是那些在精密儀器和工業控製中扮演關鍵角色的ADC和DAC技術。市麵上很多同類書籍往往過於側重理論推導，或者在實際應用案例上顯得力不從心。我期待的是那種能將復雜的電路原理，用清晰、直觀的方式講解齣來，並且能夠結閤最新的技術發展和實際的工程挑戰進行深入探討的作品。希望這本書能像一位經驗豐富的工程師在手把手指導，而不是一本冷冰冰的教科書。我特彆關注章節中對於噪聲抑製、高速采樣以及係統集成方麵的內容，這些往往是項目落地時最讓人頭疼的地方。如果能提供一些設計思路的演進過程，那就更棒瞭，能看到設計者是如何權衡各種限製條件做齣最終決策的，這比單純的結果展示更有價值。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我注意到書中對不同應用領域，比如醫療成像、高速通信、數據采集係統等，是如何應用這些轉換技術的案例分析似乎篇幅不少。這對我很有啓發，因為脫離瞭應用場景的理論知識總是顯得有些空中樓閣。我特彆想知道，在處理極低功耗要求的便攜式設備時，作者會推薦哪種設計策略？是犧牲部分精度來換取更低的功耗，還是通過更巧妙的電路設計來達成高精度與低功耗的平衡？另外，書中對軟件和硬件協同設計（如FPGA接口、數據後處理算法）的探討是否足夠深入？在現代係統中，ADC/DAC不再是孤立的元件，它們是整個數據流中的一環，因此，如何高效地與處理器和FPGA進行數據交換，並進行必要的數字校準，是衡量一本前沿書籍價值的重要標準。