数据转换器选型手册 《中国电子设计工程丛书》编辑办公室 9787560616827 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

《中国电子设计工程丛书》编辑办公室 著

图书标签:

• 数据转换器
• 模拟电路
• 数字电路
• 信号处理
• 电子设计
• 嵌入式系统
• 测试测量
• 中国电子设计工程丛书
• 9787560616827
• 电路设计

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560616827

商品编码：29291474274

包装：平装

出版时间：2006-07-01

基本信息

书名：数据转换器选型手册

定价：78.00元

作者：《中国电子设计工程丛书》编辑办公室

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2006-07-01

ISBN：9787560616827

字数：502000

页码：336

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本手册为《中国电子设计工程丛书》的“元器件选型手册”系列丛书的组成部分，主要介绍在电子产品设计中广为应用的ADC、DAC和编解码器等数据转换器的选型。
章是数据转换器热点产品简介，向读者推荐一些普遍采用的、成熟的数据转换器产品，以便设计人员在产品设计时能够选择到质量、采购周期和价格都比较满意的器件。第2章是数据转换器选型参数表，把各公司的数据转换器进行归纳，并以产品型号为序列出了转换器的主要参数，便于读者选型。第3章是一些设计人员在选择数据转换器时的经验介绍。第4章世界主要的数据转换器生产厂家2005年度的新产品清单，便于读者及时了解新的技术动态。同时，为方便读者购买需要的产品，手册还给出了元器件生产厂家和经销商的联系方式及交货周期等，介绍了部分企业的样品免费申领方法，列出了一些免费提供的杂志、数据手册、数据CD的清单和申请办法。
本书内容丰富，资料翔实，实用性强，可作为电子产品设计人员的参考书或工具书，也可作为高年级大学生、研究生的学习参考书。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

探索数据转换的奥秘：精细选型，赋能电子设计 引言 在日新月异的电子技术浪潮中，数据转换器（ADC和DAC）作为连接模拟世界与数字世界的关键桥梁，其性能和选型直接决定着整个系统的精度、速度、功耗以及最终的成本。从消费电子到工业自动化，从通信基站到医疗设备，再到航空航天和国防领域，高质量的数据转换器无处不在，它们承担着将物理世界的丰富信息转化为可供处理器理解的数字信号，或将数字指令转化为控制现实世界物理量的重任。一个恰当的数据转换器选型，能够显著提升系统的整体表现，甚至在某些情况下，成为突破性能瓶颈的关键。反之，不合理的选型则可能导致性能低下、功耗失控、成本虚高，甚至项目延期或失败。 《数据转换器选型手册》正是为应对这一挑战而生，它旨在为广大电子设计工程师提供一套系统、全面、实用的数据转换器选型指南。本书并非简单罗列各种芯片型号和参数，而是深入剖析数据转换器的工作原理、核心性能指标的含义及实际影响，并结合不同应用场景的需求，指导读者如何科学、高效地进行数据转换器选型，从而优化设计方案，缩短开发周期，并最终实现产品的卓越性能。 第一章：数据转换器核心概念与原理 本章将为读者打下坚实的基础，深入浅出地介绍数据转换器的基本概念和工作原理。 模拟信号与数字信号：首先，我们将回顾模拟信号和数字信号的本质区别，理解它们在现实世界中的普遍存在以及数字技术如何改变信息处理方式。 模数转换器（ADC）：详细阐述ADC的核心功能——将连续变化的模拟信号量化并编码成离散的数字值。我们将深入探讨ADC的几种主流工作原理，例如： 逐次逼近型ADC (SAR ADC)：分析其工作流程，特点，以及在哪些应用中具有优势。 Σ-Δ调制器 (Sigma-Delta Modulator)：解释其过采样、噪声整形等技术，以及在对精度要求极高、但速度要求相对较低的场合的卓越表现。 流水线型ADC (Pipelined ADC)：介绍其并行处理的优势，在高采样率应用中的重要性。 闪速型ADC (Flash ADC)：解析其并行比较结构，速度极快的特点，以及对功耗和芯片面积的权衡。 斜率积分型ADC (Integrating ADC)：阐述其高精度、低成本的优势，以及在某些特定测量应用中的适用性。 数模转换器（DAC）：阐述DAC的核心功能——将数字值转换回可连续变化的模拟信号。同样，我们将深入分析DAC的几种典型工作原理： 电阻网络型DAC (R-2R Ladder DAC)：介绍其结构简单、精度较高的特点，以及在较高分辨率但速度要求不高的场合的应用。 开关电容型DAC (Switched-Capacitor DAC)：分析其在集成电路设计中的优势，以及在不同应用中的表现。 电流输出型DAC (Current-Output DAC)：解释其输出电流的特性，以及如何通过外部电阻转换为电压输出。 电压输出型DAC (Voltage-Output DAC)：介绍其直接输出电压的便利性，以及在各类模拟输出场景中的应用。 量化噪声与失真：深入剖析数据转换过程中不可避免的量化误差和非线性失真，理解它们如何影响转换精度，以及如何通过技术手段来抑制这些误差。 采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）：强调采样频率与信号带宽的关系，理解为何必须以高于两倍信号最高频率的速率进行采样，以避免混叠现象。 第二章：关键性能指标深度解析 本章将聚焦于数据转换器的核心性能参数，帮助读者理解每个参数的物理意义、测量方法以及它们对实际系统性能的影响。 分辨率 (Resolution)：定义为ADC或DAC能够区分的最小模拟信号变化量，通常以比特（bits）为单位。详细讨论高分辨率的优势和限制，以及如何根据应用需求选择合适的分辨率。 采样率/转换速率 (Sampling Rate/Conversion Rate)：定义为ADC每秒能够转换的样本数量，或DAC每秒能够输出的样本数量。深入分析高采样率的必要性，以及它与带宽、处理能力之间的权衡。 精度 (Accuracy)：这是一个综合性的指标，包含了多个方面。我们将重点讲解： 线性度 (Linearity)：包括非理想度 (Integral Non-Linearity, INL) 和 差分非理想度 (Differential Non-Linearity, DNL)。详细解释这两者如何反映转换器输出与理想线性输出的偏差，以及其在测量和信号复现中的重要性。 零点偏移 (Zero Offset Error)：描述输出信号在输入为零时的偏移量。 满量程误差 (Full-Scale Error)：描述输出信号在输入达到满量程时的误差。 增益误差 (Gain Error)：描述输出信号的斜率与理想斜率的偏差。 噪声 (Noise)：讨论数据转换器自身的噪声，包括等效输入噪声 (Equivalent Input Noise, EIN) 和 噪声密度 (Noise Density)。分析噪声如何影响信号的信噪比（SNR），以及如何通过过采样、数字滤波等技术来降低有效噪声。 信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)：定义为信号功率与噪声功率之比。详细解释SNR如何衡量转换器区分信号与噪声的能力，以及它与分辨率之间的关系。 无杂散响应动态范围 (Spurious-Free Dynamic Range, SFDR)：定义为最大信号功率与最高杂散信号功率之比。SFDR对于需要精确测量微弱信号或抑制干扰的应用至关重要。 功耗 (Power Consumption)：在高性能和便携式设备中，功耗是关键考量因素。我们将分析不同类型的转换器在功耗上的差异，以及如何通过选择低功耗型号或优化工作模式来降低功耗。 输入/输出阻抗 (Input/Output Impedance)：理解输入和输出阻抗对信号传输的影响，以及如何通过匹配阻抗来优化信号完整性。 跨越时间 (Aperture Delay) 与孔径抖动 (Aperture Jitter)：对于高速ADC，这两项指标直接影响采样的瞬时精度，将详细解释其影响。 第三章：应用场景与数据转换器选型策略 本章将把理论知识付诸实践，结合不同应用场景的需求，指导读者如何制定科学的数据转换器选型策略。 通用选型流程： 明确应用需求：分析目标应用所需的信号类型、带宽、动态范围、精度、采样率、功耗、成本等关键指标。 初步筛选：根据主要性能指标，在海量芯片型号中进行初步筛选。 深入对比：对候选芯片的详细规格进行细致对比，关注次要参数和附加功能。 原型验证：必要时进行原型开发和实际测试，验证选型是否满足设计要求。 典型应用场景分析： 音频处理：高保真音频对分辨率、SNR、THD（总谐波失真）有严格要求。 视频/图像采集：高分辨率、高采样率、低功耗是关键，同时需要考虑同步性。 通信系统：高采样率、宽带、低功耗、高SFDR是设计重点，例如基站、软件定义无线电。 工业自动化与仪器仪表：高精度、高线性度、宽温度范围、高可靠性是基本要求，例如传感器信号调理、数据采集系统。 医疗设备：高精度、低噪声、低功耗、低失真，同时需要考虑生物兼容性和安全性。 汽车电子：宽工作温度范围、高可靠性、抗电磁干扰能力是必须的，例如车载娱乐、ADAS系统。 电源管理与监测：对精度和响应速度有一定要求，同时关注功耗和成本。 物联网 (IoT)：低功耗、低成本、小型化是主要驱动因素。 ADC与DAC的互补应用： 信号链设计：如何将ADC、DAC与前端模拟信号调理电路（放大器、滤波器）以及后端数字信号处理（DSP、FPGA）有机结合。 反馈控制系统：DAC在闭环控制系统中扮演的角色，如何实现精确的模拟输出控制。 数据转换器与FPGA/微控制器的接口： 并行接口：讨论其高速度优势，以及对引脚数量的需求。 串行接口 (SPI, I2C, LVDS, JESD204B等)：分析其简化布线、降低引脚数量的优势，以及不同串行接口的适用场景。 时钟同步：讲解时钟生成、分配的重要性，以及如何保证ADC和DAC的时钟精度和抖动要求。 模拟前端（AFE）设计中的注意事项： 输入缓冲器：如何选择合适的输入缓冲器来驱动ADC，避免负载效应。 抗混叠滤波器 (Anti-aliasing Filter)：解释其在ADC输入端的重要性，如何设计滤波器以满足采样定理的要求。 输出缓冲器：在DAC输出端，如何选择合适的缓冲器来驱动负载，避免信号失真。 重构滤波器 (Reconstruction Filter)：在DAC输出端，如何设计滤波器以平滑阶梯状的输出信号，恢复原始模拟信号。 功耗优化策略： 选择低功耗器件：优先考虑针对低功耗设计的ADC/DAC。 工作模式管理：利用器件的低功耗模式、睡眠模式等，在不使用时降低功耗。 动态功耗调节：根据实时需求，动态调整采样率或工作时钟，以平衡性能与功耗。 成本控制策略： 满足最低要求：避免过度设计，选择能够满足应用最低性能要求的器件。 集成度考虑：选择集成度更高的器件，可以简化系统设计，降低BOM成本。 批量采购与供应商评估：长期合作与价格谈判。 第四章：高级主题与未来趋势 本章将进一步拓展读者的视野，探讨数据转换器领域的先进技术和发展方向。 高速ADC/DAC的挑战与解决方案： 信号完整性 (Signal Integrity)：高速信号在PCB上的传输问题，包括串扰、阻抗匹配、损耗等。 时钟抖动 (Clock Jitter)：对高速ADC采样精度的影响，以及如何选择低抖动时钟源。 电源完整性 (Power Integrity)：为高速ADC/DAC提供稳定、干净的电源。 低功耗数据转换器技术： 新兴工艺技术：CMOS、SiGe等先进半导体工艺对低功耗的贡献。 电源管理IC (PMIC) 与数据转换器的协同。 软件定义数据转换器 (Software-Defined Data Converters)： 可编程性：利用FPGA或专用ASIC实现灵活的数据转换器功能，适应不同应用需求。 自校准与自适应技术：芯片内部集成校准电路，自动补偿器件的漂移和非线性。 数据转换器在新兴技术中的应用： 5G/6G通信：对超高采样率、超宽带、低功耗数据转换器的需求。 人工智能 (AI) 与机器学习 (ML)：数据采集和信号预处理在AI/ML模型中的关键作用。 自动驾驶与自动驾驶汽车：高精度、高实时性的数据转换器在传感器融合和决策中的应用。 物联网 (IoT) 与边缘计算：低功耗、高集成度的数据转换器在海量传感器数据采集中的应用。 数据转换器行业的发展趋势： 更高分辨率和采样率。 更低的功耗和更小的尺寸。 更高的集成度和智能化。 更强的抗干扰能力和可靠性。 结论 《数据转换器选型手册》致力于成为您在数据转换器选型过程中的得力助手。本书通过对核心原理的深入讲解，对关键性能指标的细致剖析，以及对丰富应用场景的广泛覆盖，旨在帮助您建立起一套系统性的选型思维框架。我们相信，掌握本书内容，您将能够更自信、更精准地为您的项目选择最合适的数据转换器，从而驱动您的电子设计迈向新的高度，为技术的进步贡献力量。 致谢 （此处为致谢内容，提及对本书贡献的重要人员、机构等，例如《中国电子设计工程丛书》编辑办公室的辛勤付出，以及所有为本书提供技术支持和宝贵意见的专家、学者。）

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实令人印象深刻。封面色调沉静大气，采用了偏向于工业蓝和银灰的搭配，在书架上显得十分专业和稳重，很容易吸引到那些在电子领域深耕多年的工程师和学生。封面的字体清晰、排版考究，没有丝毫廉价感。翻开书页，纸张的质感也相当不错，厚实且带有一定的光泽度，触感细腻，这对于一本需要经常翻阅、甚至可能需要做笔记的工具书来说，无疑是加分项。每一章节的标题都清晰明确，采用了易于查找的字体和字号，方便读者快速定位所需信息。更值得一提的是，书中穿插的图表和电路示意图，线条流畅，分辨率高，即使是放大细节也能看得清清楚楚。这种对细节的极致追求，从封面到内页，都传递出一种严谨、专业的学术态度，让人在接触到这本书的第一刻起，就对它所包含的内容产生了极大的信任和期待。作为一本工具书，如此用心的设计，无疑大大提升了阅读和使用的体验，也彰显了《中国电子设计工程丛书》编辑办公室的专业水准。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我本来以为它会更偏向于一本简单的产品目录或者参数手册，但实际上，它提供了一个非常全面的视角来理解数据转换器这一关键的电子元器件。作者在开篇就详细介绍了不同类型数据转换器（如SAR、Sigma-Delta、Flash、Pipeline等）的工作原理、优缺点以及各自适合的应用领域。这种基础性的铺垫，使得读者在后续的选型过程中，能够更加清晰地认识到不同技术路线之间的差异，并根据具体需求做出更明智的选择。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些与数据转换器性能密切相关的周边电路设计，例如前端的放大器、滤波器的选型，以及后端的数据处理和接口匹配等问题。这充分展现了作者对整个信号链的深刻理解，将数据转换器置于更宏大的系统设计框架中进行讨论，这种 holistic 的视角，对于提升整体设计水平非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格严谨而不失通俗，非常适合作为工程技术人员的参考读物。虽然涉及许多专业的术语和概念，但作者在讲解时，力求做到清晰易懂，并且善于运用生动的比喻和形象的图示来辅助说明。阅读过程中，不会感到枯燥乏味，反而能感受到作者在内容组织上的匠心独运。它不像某些学术专著那样晦涩难懂，也不是简单堆砌技术参数的简单手册。相反，它在严谨的技术论证基础上，融入了大量的工程经验和实用技巧。对于一些比较难以理解的概念，作者会提供多种角度的解释，确保读者能够真正掌握。这种平衡了理论深度和实践易用性的写作风格，使得这本书无论是对于初入数据转换器领域的学生，还是经验丰富的资深工程师，都能从中受益匪浅。它不仅教会我们“是什么”，更教会我们“为什么”以及“如何做”。

评分☆☆☆☆☆

我非常欣赏这本书在实操性方面所做的努力。它不仅仅停留在理论层面，而是非常贴近实际工程项目中的需求。在选型过程中，很多工程师都会面临诸多现实的约束，例如成本、交期、封装、功耗限制、以及与现有系统兼容性等问题，而这本书在这方面给予了非常详尽的指导。作者通过大量的案例分析，详细阐述了如何在满足基本性能要求的前提下，综合考虑各种实际因素，最终做出最优化、最经济的数据转换器选型方案。书中提供的一些评估表格和决策树，对于初学者来说更是极具价值，能够帮助他们一步一步地梳理思路，避免遗漏关键考量点。此外，关于数据转换器的测试和验证部分，也写得非常到位，提供了很多实用的测试方法和注意事项，这对于确保最终设计的可靠性至关重要。总而言之，这本书能够切实地帮助工程师解决在实际工作中遇到的难题，是一本难得的“救火”利器。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它的系统性和前瞻性。它并没有局限于罗列市面上琳琅满目的数据转换器产品型号，而是深入浅出地讲解了数据转换器在整个电子系统设计中的核心作用，以及不同应用场景下对数据转换器性能指标提出的具体要求。作者在理论阐述时，逻辑清晰，层次分明，从基础的采样定理、量化噪声，到更复杂的混叠、失真等问题，都做了详尽的解释，并且能够将理论知识与实际工程应用紧密结合。书中所提及的许多选型考量因素，比如分辨率、采样率、功耗、精度、动态范围、接口类型等等，都进行了深入的剖析，并给出了实用的评估方法和建议。尤其是对于一些新兴的信号处理技术和复杂的应用环境，如物联网、5G通信、医疗设备等，书中也给出了相应的分析和指导，能够帮助读者更好地理解和应对这些挑战。这种“授人以渔”式的讲解方式，使得这本书不仅是一本参考手册，更像是一本能够帮助工程师提升理论素养和工程实践能力的启蒙读物。