智能AD和DA轉換 Pieter Harpe、Hans Hegt、Arthur van R pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Pieter Harpe，Hans Hegt，Ar 著

圖書標籤:

• 智能ADC
• 智能DAC
• 模數轉換器
• 數模轉換器
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 混閤信號電路
• Pieter Harpe
• Hans Hegt
• Arthur van R

店鋪： 河北省新華書店圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030364968

商品編碼：29731377625

包裝：平裝

齣版時間：2013-02-01

基本信息

書名：智能AD和DA轉換

定價：60.00元

作者：Pieter Harpe、Hans Hegt、Arthur van Roer

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-02-01

ISBN：9787030364968

字數：234000

頁碼：167

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.259kg

編輯推薦

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內容提要

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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。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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數字世界的基石：探索智能模擬信號處理的奧秘 在當今高度數字化的時代，無論是智能手機的觸屏交互，還是先進醫療設備的精準診斷，抑或是工業自動化控製的精密執行，背後都離不開一個核心技術的支撐——模擬信號與數字信號之間的無縫轉換。這本書，正是深入剖析這一關鍵技術領域，為讀者打開一扇通往數字世界內在機製的大門。它並非是一本簡單羅列電路圖或技術參數的枯燥手冊，而是以一種高度係統化、富有洞察力的方式，揭示瞭智能模數（AD）和數模（DA）轉換器（簡稱ADC和DAC）的設計、原理、應用以及未來發展趨勢。 穿越時空的旅程：從基礎原理到尖端應用 本書的旅程始於對數字信號處理（DSP）領域最基礎的設想。作者們首先會帶領我們迴顧模擬信號與數字信號的本質區彆，以及為何需要進行兩者之間的轉換。在這裏，我們不僅僅會接觸到諸如采樣率、量化比特數、信噪比等核心概念，更會理解它們在實際應用中所扮演的關鍵角色。例如，低采樣率可能導緻聲音失真，而過高的量化比特數則可能引入不必要的硬件復雜度和成本。理解這些基礎，是後續深入探討ADC和DAC內部工作原理的基石。 接著，我們將進入ADC的世界。本書會詳盡地解析不同類型ADC的工作機製，包括但不限於： 逐次逼近型（SAR）ADC： 這種ADC以其高精度和相對簡單的結構而聞名，廣泛應用於通用數據采集和測量儀器。作者會細緻地講解其內部的數模轉換器、比較器和邏輯控製單元如何協同工作，通過一係列的“猜測”和“修正”來逐步逼近輸入模擬信號的真實值。我們將學習如何通過優化采樣保持電路、比較器設計以及時鍾序列來提升SAR ADC的性能。 流水綫（Pipeline）ADC： 為瞭追求更高的速度，流水綫ADC將整個轉換過程分解為多個階段，每個階段完成一部分的量化任務，然後將結果傳遞給下一階段。本書會深入分析流水綫ADC的結構，包括多級放大器、亞ADC的設計，以及如何處理各級之間的殘差電壓。我們將瞭解流水綫ADC的潛在瓶頸，例如延遲和增益誤差，以及如何通過數字校準技術來剋服這些挑戰。 Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC： 在高分辨率、低帶寬的應用場景下，Σ-Δ ADC展現齣其獨特的優勢。本書會解釋其核心的噪聲整形原理，通過在高采樣率下對信號進行過采樣，並將噪聲推移到數字域的更高頻率，從而實現極高的分辨率。我們將探討Σ-Δ調製器、數字濾波器以及重采樣等關鍵組成部分的設計考量，並理解其在音頻編碼、高精度傳感器接口等領域的廣泛應用。 並行（Flash）ADC： 當速度成為首要因素時，並行ADC便應運而生。它通過並行比較輸入模擬信號與一係列預設的參考電壓，實現一步到位式的轉換。本書會詳細解析其大規模的比較器陣列和編碼邏輯，並討論其在視頻信號處理、高速通信等領域的應用，同時也指齣其在功耗和集成度方麵的挑戰。 理解瞭各種ADC的工作原理後，本書的重點將轉嚮DAC。同樣，我們將深入探討不同類型的DAC，以及它們如何將數字信息還原為模擬信號： 電阻串（R-2R）DAC： 這是最經典和最基礎的DAC結構之一。本書會講解R-2R梯形網絡如何利用電阻的比值來生成精確的模擬輸齣電壓，並分析其在精度、速度和功耗方麵的權衡。 權流（Weighted-Current）DAC： 這種DAC通過控製不同權重的電流開關來疊加生成輸齣電流，從而實現數字到模擬的轉換。本書會討論其設計優缺點，以及如何優化電流源的匹配度和開關的開關速度。 解碼（Decoder）DAC： 這種DAC利用解碼器將數字輸入信號轉換為特定控製信號，進而控製電流或電壓源的開關，以生成模擬輸齣。本書會分析其在實現高精度和高速方麵的方法。 Σ-Δ DAC： 與Σ-Δ ADC相呼應，Σ-Δ DAC也利用噪聲整形技術，在數字域對信號進行處理，並通過高分辨率的Σ-Δ調製器將數字信號轉換為模擬輸齣。本書會解釋其在音頻播放、數字音頻接口等領域的應用，以及如何與數字信號處理器協同工作。 智能化的注入：AI與ADC/DAC的協同進化 本書的“智能”二字，不僅僅是指ADC/DAC本身的功能，更是指它們在現代智能係統中所扮演的角色，以及它們如何與人工智能（AI）技術深度融閤。作者們將帶領我們探索： 自適應采樣和量化： 傳統的ADC/DAC通常采用固定的采樣率和量化比特數。然而，在許多動態變化的信號環境中，這種固定的模式可能導緻效率低下或信息丟失。本書會探討如何利用AI算法，動態地調整ADC的采樣率、量化深度，甚至選擇最適閤當前信號特徵的轉換器類型，以最大化信息獲取效率並最小化功耗。例如，當檢測到低動態範圍的信號時，ADC可以降低量化比特數以節省功耗；當檢測到高動態範圍的信號時，則可以提高比特數以保留更多細節。 AI驅動的信號重構和增強： 在DAC端，AI技術同樣發揮著至關重要的作用。本書會深入討論如何利用生成式AI模型，在數字域對信號進行插值、去噪、增強，甚至生成全新的、逼真的模擬信號。例如，在音頻領域，AI可以根據有限的采樣點信息，預測並重構齣更流暢、更自然的聲音；在圖像領域，AI可以對低分辨率的數字圖像進行超分辨率重建，然後通過DAC還原齣更高質量的模擬圖像。 低功耗設計與AI優化： 隨著物聯網（IoT）和邊緣計算設備的普及，低功耗設計成為ADC/DAC技術的重要發展方嚮。本書會介紹如何利用AI算法來優化ADC/DAC的功耗模型，預測功耗瓶頸，並自動調整設計參數以實現最佳的功耗效率，同時又不犧牲關鍵性能指標。 麵嚮AI應用的專用ADC/DAC架構： 隨著AI應用的日益廣泛，對能夠高效處理AI計算所需數據的ADC/DAC的需求也日益增長。本書會探討針對神經網絡、深度學習等AI算法特點而設計的專用ADC/DAC架構，例如模擬域的矩陣乘法器、低精度高吞吐量的轉換器等，以及它們如何在AI芯片中發揮關鍵作用。 設計與實現的深度探索 除瞭理論原理和AI融閤，本書還提供瞭大量關於ADC/DAC設計與實現的實用指導。讀者將學習到： 噪聲分析與抑製： 噪聲是影響ADC/DAC性能的關鍵因素。本書會深入分析各種噪聲源，包括熱噪聲、閃爍噪聲、量化噪聲等，並提供有效的噪聲抑製技術，如濾波、差分信號處理、低噪聲放大器設計等。 偏移和增益誤差的校準： 製造工藝的偏差會導緻ADC/DAC産生偏移和增益誤差，從而影響轉換精度。本書會詳細介紹各種數字和模擬校準技術，包括自校準、工廠校準以及動態校準方法。 時鍾抖動和相位噪聲的影響： 時鍾信號的質量對ADC/DAC的性能至關重要。本書會分析時鍾抖動和相位噪聲對轉換精度的影響，並介紹如何選擇和設計高質量的時鍾源，以及如何進行時鍾再生和抖動濾波。 布局和布綫的設計原則： 在實際的電路設計中，閤理的布局和布綫能夠有效減小寄生效應和串擾，從而提升ADC/DAC的性能。本書會提供詳盡的PCB布局指南，包括電源和地綫的處理、信號綫的隔離以及模擬和數字部分的分割等。 低功耗設計技術： 針對日益增長的移動和嵌入式應用需求，本書會重點介紹各種低功耗ADC/DAC設計技術，如時鍾門控、功率門控、動態電壓和頻率調整（DVFS）以及混閤信號電路的低功耗優化策略。 麵嚮未來：挑戰與機遇 本書的最後，將目光投嚮ADC/DAC技術的未來發展。隨著半導體技術的不斷進步和應用需求的持續演進，ADC/DAC領域正麵臨著前所未有的機遇和挑戰。作者們將探討： 更高性能的需求： 隨著5G通信、8K超高清視頻、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）等技術的成熟，對ADC/DAC的采樣率、帶寬、動態範圍和功耗提齣瞭更高的要求。 新興應用領域的拓展： 生物傳感器、腦機接口、自動駕駛汽車、智能傢居等新興領域的快速發展，將催生齣更多定製化、集成化的ADC/DAC解決方案。 先進製造工藝的挑戰： 隨著器件尺寸的不斷縮小，半導體工藝的復雜性增加，對ADC/DAC的設計和製造帶來瞭新的挑戰，例如工藝變化、可靠性以及功耗管理。 與SoC（System-on-Chip）的深度集成： 將ADC/DAC與其他數字信號處理單元、微處理器、傳感器等緊密集成到同一顆SoC芯片上，是未來發展的重要趨勢，能夠顯著降低係統成本、功耗和尺寸。 AI硬件加速器的演進： ADC/DAC作為AI硬件加速器的“前端”和“後端”，其性能和效率將直接影響AI係統的整體錶現。 這本書，是一次對智能模擬信號處理領域深度而全麵的探索。它不僅為工程師、研究人員和學生提供瞭堅實的理論基礎和實用的設計指導，更重要的是，它點燃瞭對這一關鍵技術未來發展的無限遐想。通過對ADC/DAC智能化的深入解讀，讀者將能夠更好地理解數字世界是如何運作的，並為構建更智能、更互聯的未來貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的《智能AD和DA轉換》簡直是信號處理領域的一座裏程碑，我簡直不敢相信我竟然能啃下這麼專業的一本書。拿到手的時候，就被它嚴謹的結構和龐大的信息量給鎮住瞭。作者們顯然是下足瞭功夫，從最基礎的采樣理論講起，逐步深入到那些令人頭皮發麻的非綫性失真、噪聲整形和抖動分析。書裏的公式推導簡直是教科書級彆的，每一個步驟都清晰可見，讓人忍不住想跟著一步步在紙上演算一遍。特彆是關於過采樣和欠采樣的章節，那些巧妙的濾波器設計思路，徹底顛覆瞭我之前對ADC性能提升的刻闆印象。讀完後，我感覺自己對整個數據采集鏈的理解都有瞭一個質的飛躍，不再是零散的知識點堆砌，而是一個完整的係統認知。雖然有些高級主題讀起來確實需要反復琢磨，但那種豁然開朗的感覺，絕對值迴票價。這本書不僅是工具書，更像是一本武林秘籍，指導著我們如何駕馭電流與時間的微妙關係。

評分☆☆☆☆☆

與其說這是一本關於AD/DA轉換的書，不如說它是一本關於“精度工程”的百科全書。我發現自己花瞭不少時間在對比書中不同轉換器架構的優缺點權衡上。例如，當需要極高的綫性度（如醫療影像設備）時，我們該如何權衡逐次比較型ADC（SAR ADC）的功耗與轉換速度；而當需要極寬的動態範圍時，則必須轉嚮Sigma-Delta架構，但代價是復雜的數字後處理。書中對這些“魚和熊掌”之間取捨的討論非常中肯。它沒有宣揚任何一種技術是萬能的，而是用嚴謹的數學語言和實際案例告訴你，每種選擇背後的工程哲學是什麼。對於一個正在構建復雜嵌入式係統的人來說，這本書提供的決策框架，比任何具體的芯片手冊都要寶貴得多，它教會你“如何思考”而不是“如何操作”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的閱讀體驗是極具挑戰性的，但也是收獲最大的。我原本以為自己對數字模擬轉換已經有瞭不錯的瞭解，直到我翻開瞭其中關於$Delta-Sigma$調製器的章節。作者們以一種近乎解剖手術般精細的筆觸，剖析瞭噪聲塑形（Noise Shaping）的每一個細節，從一階到高階的設計考量，以及如何通過巧妙的反饋結構來“隱藏”量化噪聲到更高的頻段。我特彆欣賞書中對實際工程問題的關注，比如溫度漂移、電源抑製比（PSRR）的影響，這些都是教科書上常常忽略，但在實際電路闆上卻緻命的因素。讀到這裏，我深刻體會到，設計一個高性能的轉換器，絕不僅僅是把芯片焊上去那麼簡單，它是一個涉及到材料學、電磁兼容和精密模擬電路設計的綜閤藝術。這本書的深度，足以讓一個資深工程師重新審視自己的設計規範，絕對不是那種淺嘗輒止的入門讀物。

評分☆☆☆☆☆

對於初學者來說，這本書的門檻確實有點高，可能會在開篇就被那些復雜的拉普拉斯變換和Z域分析嚇退。但是，如果你已經有瞭一些基礎，並且渴望突破現有技術的瓶頸，那麼這本書絕對值得你投入時間去攻剋。我尤其喜歡其中關於“有效位數”（ENOB）的深入探討，它不僅僅是告訴你一個數字，而是讓你理解這個數字背後的物理限製和可以優化的空間。書中的那些關於消除共模噪聲和地綫耦閤的章節，簡直是模擬電路設計中的“清規戒律”，每一個細節都關乎成敗。讀完後，我甚至開始用一種全新的、更加批判性的眼光去審視市麵上那些“聲稱高精度”的模塊，能夠清晰地分辨齣哪些是營銷噱頭，哪些是真正的工程突破。這本書，是真正讓你從一個“使用者”蛻變為一個“設計者”的關鍵鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計，雖然非常務實，但確實需要讀者有極高的專注力纔能跟上思路。我個人認為，它更適閤作為案頭工具書，而非睡前讀物。當我查閱某一特定拓撲結構——比如交替式電流舵DAC（Current Steering DAC）的開關非綫性補償技術時，這本書的詳盡程度簡直令人嘆服。它不僅給齣瞭理論模型，還提供瞭不同工藝節點下的實際性能指標對比，這種“理論指導實踐”的編排方式，極大地提高瞭解決實際問題的效率。在我最近進行的一個高速數據鏈路項目中，書中關於時鍾抖動（Jitter）對SNR的惡性影響分析，直接幫我定位瞭係統性能瓶頸所在。很多資料隻是籠統地提一下抖動，而這本書則精確到瞭如何通過Jitter的統計模型來預測係統餘量，讀起來讓人感覺像是在與領域內的頂尖專傢進行一對一的私塾教育。