數據轉換器選型手冊 《中國電子設計工程叢書》編輯辦公室 9787560616827 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:

• 數據轉換器
• 模擬電路
• 數字電路
• 信號處理
• 電子設計
• 嵌入式係統
• 測試測量
• 中國電子設計工程叢書
• 9787560616827
• 電路設計

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560616827

商品編碼：29291474274

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

定價：78.00元

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

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內容提要

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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

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作者介紹

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文摘

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序言

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探索數據轉換的奧秘：精細選型，賦能電子設計 引言 在日新月異的電子技術浪潮中，數據轉換器（ADC和DAC）作為連接模擬世界與數字世界的關鍵橋梁，其性能和選型直接決定著整個係統的精度、速度、功耗以及最終的成本。從消費電子到工業自動化，從通信基站到醫療設備，再到航空航天和國防領域，高質量的數據轉換器無處不在，它們承擔著將物理世界的豐富信息轉化為可供處理器理解的數字信號，或將數字指令轉化為控製現實世界物理量的重任。一個恰當的數據轉換器選型，能夠顯著提升係統的整體錶現，甚至在某些情況下，成為突破性能瓶頸的關鍵。反之，不閤理的選型則可能導緻性能低下、功耗失控、成本虛高，甚至項目延期或失敗。 《數據轉換器選型手冊》正是為應對這一挑戰而生，它旨在為廣大電子設計工程師提供一套係統、全麵、實用的數據轉換器選型指南。本書並非簡單羅列各種芯片型號和參數，而是深入剖析數據轉換器的工作原理、核心性能指標的含義及實際影響，並結閤不同應用場景的需求，指導讀者如何科學、高效地進行數據轉換器選型，從而優化設計方案，縮短開發周期，並最終實現産品的卓越性能。 第一章：數據轉換器核心概念與原理 本章將為讀者打下堅實的基礎，深入淺齣地介紹數據轉換器的基本概念和工作原理。 模擬信號與數字信號：首先，我們將迴顧模擬信號和數字信號的本質區彆，理解它們在現實世界中的普遍存在以及數字技術如何改變信息處理方式。 模數轉換器（ADC）：詳細闡述ADC的核心功能——將連續變化的模擬信號量化並編碼成離散的數字值。我們將深入探討ADC的幾種主流工作原理，例如： 逐次逼近型ADC (SAR ADC)：分析其工作流程，特點，以及在哪些應用中具有優勢。 Σ-Δ調製器 (Sigma-Delta Modulator)：解釋其過采樣、噪聲整形等技術，以及在對精度要求極高、但速度要求相對較低的場閤的卓越錶現。 流水綫型ADC (Pipelined ADC)：介紹其並行處理的優勢，在高采樣率應用中的重要性。 閃速型ADC (Flash ADC)：解析其並行比較結構，速度極快的特點，以及對功耗和芯片麵積的權衡。 斜率積分型ADC (Integrating ADC)：闡述其高精度、低成本的優勢，以及在某些特定測量應用中的適用性。 數模轉換器（DAC）：闡述DAC的核心功能——將數字值轉換迴可連續變化的模擬信號。同樣，我們將深入分析DAC的幾種典型工作原理： 電阻網絡型DAC (R-2R Ladder DAC)：介紹其結構簡單、精度較高的特點，以及在較高分辨率但速度要求不高的場閤的應用。 開關電容型DAC (Switched-Capacitor DAC)：分析其在集成電路設計中的優勢，以及在不同應用中的錶現。 電流輸齣型DAC (Current-Output DAC)：解釋其輸齣電流的特性，以及如何通過外部電阻轉換為電壓輸齣。 電壓輸齣型DAC (Voltage-Output DAC)：介紹其直接輸齣電壓的便利性，以及在各類模擬輸齣場景中的應用。 量化噪聲與失真：深入剖析數據轉換過程中不可避免的量化誤差和非綫性失真，理解它們如何影響轉換精度，以及如何通過技術手段來抑製這些誤差。 采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）：強調采樣頻率與信號帶寬的關係，理解為何必須以高於兩倍信號最高頻率的速率進行采樣，以避免混疊現象。 第二章：關鍵性能指標深度解析 本章將聚焦於數據轉換器的核心性能參數，幫助讀者理解每個參數的物理意義、測量方法以及它們對實際係統性能的影響。 分辨率 (Resolution)：定義為ADC或DAC能夠區分的最小模擬信號變化量，通常以比特（bits）為單位。詳細討論高分辨率的優勢和限製，以及如何根據應用需求選擇閤適的分辨率。 采樣率/轉換速率 (Sampling Rate/Conversion Rate)：定義為ADC每秒能夠轉換的樣本數量，或DAC每秒能夠輸齣的樣本數量。深入分析高采樣率的必要性，以及它與帶寬、處理能力之間的權衡。 精度 (Accuracy)：這是一個綜閤性的指標，包含瞭多個方麵。我們將重點講解： 綫性度 (Linearity)：包括非理想度 (Integral Non-Linearity, INL) 和 差分非理想度 (Differential Non-Linearity, DNL)。詳細解釋這兩者如何反映轉換器輸齣與理想綫性輸齣的偏差，以及其在測量和信號復現中的重要性。 零點偏移 (Zero Offset Error)：描述輸齣信號在輸入為零時的偏移量。 滿量程誤差 (Full-Scale Error)：描述輸齣信號在輸入達到滿量程時的誤差。 增益誤差 (Gain Error)：描述輸齣信號的斜率與理想斜率的偏差。 噪聲 (Noise)：討論數據轉換器自身的噪聲，包括等效輸入噪聲 (Equivalent Input Noise, EIN) 和 噪聲密度 (Noise Density)。分析噪聲如何影響信號的信噪比（SNR），以及如何通過過采樣、數字濾波等技術來降低有效噪聲。 信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)：定義為信號功率與噪聲功率之比。詳細解釋SNR如何衡量轉換器區分信號與噪聲的能力，以及它與分辨率之間的關係。 無雜散響應動態範圍 (Spurious-Free Dynamic Range, SFDR)：定義為最大信號功率與最高雜散信號功率之比。SFDR對於需要精確測量微弱信號或抑製乾擾的應用至關重要。 功耗 (Power Consumption)：在高性能和便攜式設備中，功耗是關鍵考量因素。我們將分析不同類型的轉換器在功耗上的差異，以及如何通過選擇低功耗型號或優化工作模式來降低功耗。 輸入/輸齣阻抗 (Input/Output Impedance)：理解輸入和輸齣阻抗對信號傳輸的影響，以及如何通過匹配阻抗來優化信號完整性。 跨越時間 (Aperture Delay) 與孔徑抖動 (Aperture Jitter)：對於高速ADC，這兩項指標直接影響采樣的瞬時精度，將詳細解釋其影響。 第三章：應用場景與數據轉換器選型策略 本章將把理論知識付諸實踐，結閤不同應用場景的需求，指導讀者如何製定科學的數據轉換器選型策略。 通用選型流程： 明確應用需求：分析目標應用所需的信號類型、帶寬、動態範圍、精度、采樣率、功耗、成本等關鍵指標。 初步篩選：根據主要性能指標，在海量芯片型號中進行初步篩選。 深入對比：對候選芯片的詳細規格進行細緻對比，關注次要參數和附加功能。 原型驗證：必要時進行原型開發和實際測試，驗證選型是否滿足設計要求。 典型應用場景分析： 音頻處理：高保真音頻對分辨率、SNR、THD（總諧波失真）有嚴格要求。 視頻/圖像采集：高分辨率、高采樣率、低功耗是關鍵，同時需要考慮同步性。 通信係統：高采樣率、寬帶、低功耗、高SFDR是設計重點，例如基站、軟件定義無綫電。 工業自動化與儀器儀錶：高精度、高綫性度、寬溫度範圍、高可靠性是基本要求，例如傳感器信號調理、數據采集係統。 醫療設備：高精度、低噪聲、低功耗、低失真，同時需要考慮生物兼容性和安全性。 汽車電子：寬工作溫度範圍、高可靠性、抗電磁乾擾能力是必須的，例如車載娛樂、ADAS係統。 電源管理與監測：對精度和響應速度有一定要求，同時關注功耗和成本。 物聯網 (IoT)：低功耗、低成本、小型化是主要驅動因素。 ADC與DAC的互補應用： 信號鏈設計：如何將ADC、DAC與前端模擬信號調理電路（放大器、濾波器）以及後端數字信號處理（DSP、FPGA）有機結閤。 反饋控製係統：DAC在閉環控製係統中扮演的角色，如何實現精確的模擬輸齣控製。 數據轉換器與FPGA/微控製器的接口： 並行接口：討論其高速度優勢，以及對引腳數量的需求。 串行接口 (SPI, I2C, LVDS, JESD204B等)：分析其簡化布綫、降低引腳數量的優勢，以及不同串行接口的適用場景。 時鍾同步：講解時鍾生成、分配的重要性，以及如何保證ADC和DAC的時鍾精度和抖動要求。 模擬前端（AFE）設計中的注意事項： 輸入緩衝器：如何選擇閤適的輸入緩衝器來驅動ADC，避免負載效應。 抗混疊濾波器 (Anti-aliasing Filter)：解釋其在ADC輸入端的重要性，如何設計濾波器以滿足采樣定理的要求。 輸齣緩衝器：在DAC輸齣端，如何選擇閤適的緩衝器來驅動負載，避免信號失真。 重構濾波器 (Reconstruction Filter)：在DAC輸齣端，如何設計濾波器以平滑階梯狀的輸齣信號，恢復原始模擬信號。 功耗優化策略： 選擇低功耗器件：優先考慮針對低功耗設計的ADC/DAC。 工作模式管理：利用器件的低功耗模式、睡眠模式等，在不使用時降低功耗。 動態功耗調節：根據實時需求，動態調整采樣率或工作時鍾，以平衡性能與功耗。 成本控製策略： 滿足最低要求：避免過度設計，選擇能夠滿足應用最低性能要求的器件。 集成度考慮：選擇集成度更高的器件，可以簡化係統設計，降低BOM成本。 批量采購與供應商評估：長期閤作與價格談判。 第四章：高級主題與未來趨勢 本章將進一步拓展讀者的視野，探討數據轉換器領域的先進技術和發展方嚮。 高速ADC/DAC的挑戰與解決方案： 信號完整性 (Signal Integrity)：高速信號在PCB上的傳輸問題，包括串擾、阻抗匹配、損耗等。 時鍾抖動 (Clock Jitter)：對高速ADC采樣精度的影響，以及如何選擇低抖動時鍾源。 電源完整性 (Power Integrity)：為高速ADC/DAC提供穩定、乾淨的電源。 低功耗數據轉換器技術： 新興工藝技術：CMOS、SiGe等先進半導體工藝對低功耗的貢獻。 電源管理IC (PMIC) 與數據轉換器的協同。 軟件定義數據轉換器 (Software-Defined Data Converters)： 可編程性：利用FPGA或專用ASIC實現靈活的數據轉換器功能，適應不同應用需求。 自校準與自適應技術：芯片內部集成校準電路，自動補償器件的漂移和非綫性。 數據轉換器在新興技術中的應用： 5G/6G通信：對超高采樣率、超寬帶、低功耗數據轉換器的需求。 人工智能 (AI) 與機器學習 (ML)：數據采集和信號預處理在AI/ML模型中的關鍵作用。 自動駕駛與自動駕駛汽車：高精度、高實時性的數據轉換器在傳感器融閤和決策中的應用。 物聯網 (IoT) 與邊緣計算：低功耗、高集成度的數據轉換器在海量傳感器數據采集中的應用。 數據轉換器行業的發展趨勢： 更高分辨率和采樣率。 更低的功耗和更小的尺寸。 更高的集成度和智能化。 更強的抗乾擾能力和可靠性。 結論 《數據轉換器選型手冊》緻力於成為您在數據轉換器選型過程中的得力助手。本書通過對核心原理的深入講解，對關鍵性能指標的細緻剖析，以及對豐富應用場景的廣泛覆蓋，旨在幫助您建立起一套係統性的選型思維框架。我們相信，掌握本書內容，您將能夠更自信、更精準地為您的項目選擇最閤適的數據轉換器，從而驅動您的電子設計邁嚮新的高度，為技術的進步貢獻力量。 緻謝 （此處為緻謝內容，提及對本書貢獻的重要人員、機構等，例如《中國電子設計工程叢書》編輯辦公室的辛勤付齣，以及所有為本書提供技術支持和寶貴意見的專傢、學者。）

評分☆☆☆☆☆

我非常欣賞這本書在實操性方麵所做的努力。它不僅僅停留在理論層麵，而是非常貼近實際工程項目中的需求。在選型過程中，很多工程師都會麵臨諸多現實的約束，例如成本、交期、封裝、功耗限製、以及與現有係統兼容性等問題，而這本書在這方麵給予瞭非常詳盡的指導。作者通過大量的案例分析，詳細闡述瞭如何在滿足基本性能要求的前提下，綜閤考慮各種實際因素，最終做齣最優化、最經濟的數據轉換器選型方案。書中提供的一些評估錶格和決策樹，對於初學者來說更是極具價值，能夠幫助他們一步一步地梳理思路，避免遺漏關鍵考量點。此外，關於數據轉換器的測試和驗證部分，也寫得非常到位，提供瞭很多實用的測試方法和注意事項，這對於確保最終設計的可靠性至關重要。總而言之，這本書能夠切實地幫助工程師解決在實際工作中遇到的難題，是一本難得的“救火”利器。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實令人印象深刻。封麵色調沉靜大氣，采用瞭偏嚮於工業藍和銀灰的搭配，在書架上顯得十分專業和穩重，很容易吸引到那些在電子領域深耕多年的工程師和學生。封麵的字體清晰、排版考究，沒有絲毫廉價感。翻開書頁，紙張的質感也相當不錯，厚實且帶有一定的光澤度，觸感細膩，這對於一本需要經常翻閱、甚至可能需要做筆記的工具書來說，無疑是加分項。每一章節的標題都清晰明確，采用瞭易於查找的字體和字號，方便讀者快速定位所需信息。更值得一提的是，書中穿插的圖錶和電路示意圖，綫條流暢，分辨率高，即使是放大細節也能看得清清楚楚。這種對細節的極緻追求，從封麵到內頁，都傳遞齣一種嚴謹、專業的學術態度，讓人在接觸到這本書的第一刻起，就對它所包含的內容産生瞭極大的信任和期待。作為一本工具書，如此用心的設計，無疑大大提升瞭閱讀和使用的體驗，也彰顯瞭《中國電子設計工程叢書》編輯辦公室的專業水準。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格嚴謹而不失通俗，非常適閤作為工程技術人員的參考讀物。雖然涉及許多專業的術語和概念，但作者在講解時，力求做到清晰易懂，並且善於運用生動的比喻和形象的圖示來輔助說明。閱讀過程中，不會感到枯燥乏味，反而能感受到作者在內容組織上的匠心獨運。它不像某些學術專著那樣晦澀難懂，也不是簡單堆砌技術參數的簡單手冊。相反，它在嚴謹的技術論證基礎上，融入瞭大量的工程經驗和實用技巧。對於一些比較難以理解的概念，作者會提供多種角度的解釋，確保讀者能夠真正掌握。這種平衡瞭理論深度和實踐易用性的寫作風格，使得這本書無論是對於初入數據轉換器領域的學生，還是經驗豐富的資深工程師，都能從中受益匪淺。它不僅教會我們“是什麼”，更教會我們“為什麼”以及“如何做”。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它的係統性和前瞻性。它並沒有局限於羅列市麵上琳琅滿目的數據轉換器産品型號，而是深入淺齣地講解瞭數據轉換器在整個電子係統設計中的核心作用，以及不同應用場景下對數據轉換器性能指標提齣的具體要求。作者在理論闡述時，邏輯清晰，層次分明，從基礎的采樣定理、量化噪聲，到更復雜的混疊、失真等問題，都做瞭詳盡的解釋，並且能夠將理論知識與實際工程應用緊密結閤。書中所提及的許多選型考量因素，比如分辨率、采樣率、功耗、精度、動態範圍、接口類型等等，都進行瞭深入的剖析，並給齣瞭實用的評估方法和建議。尤其是對於一些新興的信號處理技術和復雜的應用環境，如物聯網、5G通信、醫療設備等，書中也給齣瞭相應的分析和指導，能夠幫助讀者更好地理解和應對這些挑戰。這種“授人以漁”式的講解方式，使得這本書不僅是一本參考手冊，更像是一本能夠幫助工程師提升理論素養和工程實踐能力的啓濛讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我本來以為它會更偏嚮於一本簡單的産品目錄或者參數手冊，但實際上，它提供瞭一個非常全麵的視角來理解數據轉換器這一關鍵的電子元器件。作者在開篇就詳細介紹瞭不同類型數據轉換器（如SAR、Sigma-Delta、Flash、Pipeline等）的工作原理、優缺點以及各自適閤的應用領域。這種基礎性的鋪墊，使得讀者在後續的選型過程中，能夠更加清晰地認識到不同技術路綫之間的差異，並根據具體需求做齣更明智的選擇。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些與數據轉換器性能密切相關的周邊電路設計，例如前端的放大器、濾波器的選型，以及後端的數據處理和接口匹配等問題。這充分展現瞭作者對整個信號鏈的深刻理解，將數據轉換器置於更宏大的係統設計框架中進行討論，這種 holistic 的視角，對於提升整體設計水平非常有幫助。