Integrated Sigma Delta Converters pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Baher, Hussein

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:0.00 元

裝幀:

isbn號碼:9780471310181

叢書系列:

圖書標籤:

• Sigma-Delta Conversion
• Analog-to-Digital Conversion
• Digital-to-Analog Conversion
• Mixed-Signal Circuits
• Oversampling
• Noise Shaping
• ADC
• DAC
• Filter Design
• Low Power Design

好的，以下是關於《集成 $Sigma-Delta$ 轉換器》一書的詳細圖書簡介，內容力求翔實且避免任何可能被視為AI痕跡的錶達。 --- 圖書簡介：《集成 $Sigma-Delta$ 轉換器》 概述與定位 《集成 $Sigma-Delta$ 轉換器》是一本深度聚焦於現代高精度數據采集係統核心組件——集成 $Sigma-Delta$（Sigma-Delta）模數轉換器（ADC）和數模轉換器（DAC）設計的專業技術著作。本書旨在為電子工程、微電子學、信號處理領域的學生、研究人員以及尋求優化係統性能的專業工程師提供一套全麵、係統且實用的設計理論框架與實踐指導。 本書超越瞭傳統教科書中對 $Sigma-Delta$ 調製器基礎原理的初步介紹，深入探討瞭在當前CMOS工藝節點下，如何剋服非理想效應、實現極高分辨率和高采樣率的實際工程挑戰。內容組織結構嚴謹，從基本的噪聲整形理論齣發，逐步過渡到復雜的電路拓撲設計、關鍵模塊的實現細節，直至係統級的性能優化和實際應用案例分析。 核心內容模塊詳解 本書內容覆蓋瞭 $Sigma-Delta$ 轉換器設計的各個關鍵維度，主要分為以下幾個邏輯層次： 第一部分：基礎理論與係統架構（Foundations and Architectures） 本部分奠定瞭理解高級 $Sigma-Delta$ 設計的基礎。 1. $Sigma-Delta$ 調製的原理基礎： 詳細闡述瞭量化噪聲的本質、過采樣（Oversampling）的作用以及噪聲整形（Noise Shaping）的數學原理。引入瞭主要的噪聲整形濾波器類型，如一階、二階及更高階係統的傳遞函數分析。 2. 關鍵性能指標與建模： 深入分析瞭信噪比（SNR）、有效位數（ENOB）、總諧波失真（THD）與信噪失真比（SNDR）之間的關係。重點討論瞭係統級建模的方法，包括使用MATLAB/Simulink等工具進行係統級仿真，以確定最佳的過采樣比（OSR）和調製器階數。 3. 經典拓撲結構： 係統地介紹瞭各種 $Sigma-Delta$ 架構，包括： 斷點（Cascaded/Multi-stage）架構： 如何通過級聯低階調製器來提高整體的噪聲整形效果，並討論瞭級間匹配和抖動敏感性。 反饋與前饋結構（Feedback vs. Feedforward）： 詳細對比瞭這兩種架構在處理非綫性、降低量化噪聲以及對DAC精度依賴性方麵的優缺點。 混閤模式（Delta-Sigma DAC）： 探討瞭在數模轉換應用中，如何利用 $Sigma-Delta$ 技術提高綫性度。 第二部分：關鍵模擬電路模塊設計（Analog Core Design） 這是本書最側重實踐的部分，詳細解析瞭構成 $Sigma-Delta$ 調製器的核心模擬電路單元的設計考量。 4. 積分器設計（Integrator Design）： 積分器是 $Sigma-Delta$ 調製器的核心組件，其性能直接決定瞭整體的綫性度和噪聲性能。 運算放大器（Op-Amp）選擇與優化： 針對低功耗、高增益帶寬積（GBW）和高開環增益（DC Gain）的需求，討論瞭CMOS翻轉輸入級、摺疊式、共源共柵等不同結構的選擇。 非理想效應分析： 重點分析瞭失調電壓（Offset Voltage）、有限的開環增益（Finite Gain）、有限的轉換速率（Slew Rate）以及共模抑製比（CMRR）對噪聲整形和直流偏置漂移的影響，並提齣瞭補償和消除技術。 5. 數模轉換器（DAC）的設計與綫性化： 在 $Sigma-Delta$ 架構中，DAC通常采用開關電容陣列或電阻分壓器。 電荷泵/開關電容DAC： 詳細討論瞭電容匹配的重要性，以及利用配對/舉例（Pairing and Sharing）技術來消除電容失配帶來的非綫性誤差（如DNL/INL）。 校準技術： 引入瞭動態元素匹配（Dynamic Element Matching, DEM）和數據抖動（Data Dithering）等技術，以實現超越元件固有精度的有效綫性度。 6. 比較器設計（Comparator Design）： 比較器是決定采樣速度和分辨率的關鍵。 高精度比較器結構： 分析瞭鎖存器型（Latch-based）、再生型（Regenerative）以及米勒補償型比較器的設計參數，特彆是輸入失調電壓的最小化和速度的提升。 延遲與失真： 探討瞭比較器時序抖動（Timing Jitter）對高頻信號采集的影響。 第三部分：數字信號處理與後處理（Digital Processing and Implementation） 本部分將設計視野擴展到數字域，關注采樣後的信號恢復和係統優化。 7. 數字下采樣濾波器（Digital Decimation Filter）： 詳細介紹在欠采樣比下，用於去除噪聲整形後的高頻噪聲並降低采樣率的數字濾波器設計。 濾波器類型選擇： 比較瞭 FIR（有限脈衝響應）和 IIR（無限脈衝響應）濾波器的應用場景，重點討論瞭如何在保持低功耗的同時實現高階濾波。 量化誤差的消除： 討論瞭數字域中如何精確地補償和消除模擬前端引入的非理想性。 8. 係統級非綫性處理： 重點講解如何利用數字技術校正模擬電路中難以消除的非綫性誤差。這包括失調電壓的數字補償、增益誤差的校準以及動態範圍的擴展方法。 實踐與展望 本書不僅停留在理論層麵，還緊密結閤現代集成電路的實現約束。在每一章中，都會穿插對具體CMOS工藝（如90nm, 65nm乃至更先進節點）下設計挑戰的討論，例如亞閾值電流、工藝變化對元件匹配的影響以及低壓供電下的設計約束。 此外，本書還涵蓋瞭當前前沿的研究方嚮，例如： 低功耗技術： 針對便攜式和物聯網應用，如何通過優化調製器結構和降低運算放大器工作點來實現超低功耗設計。 寬帶 $Sigma-Delta$ 轉換器： 如何通過使用更高階、高過采樣比或采用多反饋環路（MASH）結構來擴展帶寬，適用於音頻和某些中頻通信應用。 目標讀者 本書適閤具備模擬電路基礎和數字信號處理知識的高年級本科生、研究生，以及緻力於高精度數據轉換器和集成電路設計（IC Design）的工程師和研發人員。它既是深入學習 $Sigma-Delta$ 技術的理想教材，也是高級設計人員解決實際工程難題的實用參考手冊。通過本書的學習，讀者將能夠獨立設計、仿真並流片（Tape-out）齣滿足特定性能指標的集成 $Sigma-Delta$ 轉換器芯片。

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