Integrated Sigma Delta Converters pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Baher, Hussein

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:0.00 元

装帧:

isbn号码:9780471310181

丛书系列:

图书标签:

• 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，以下是关于《集成 $Sigma-Delta$ 转换器》一书的详细图书简介，内容力求翔实且避免任何可能被视为AI痕迹的表达。 --- 图书简介：《集成 $Sigma-Delta$ 转换器》 概述与定位 《集成 $Sigma-Delta$ 转换器》是一本深度聚焦于现代高精度数据采集系统核心组件——集成 $Sigma-Delta$（Sigma-Delta）模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）设计的专业技术著作。本书旨在为电子工程、微电子学、信号处理领域的学生、研究人员以及寻求优化系统性能的专业工程师提供一套全面、系统且实用的设计理论框架与实践指导。 本书超越了传统教科书中对 $Sigma-Delta$ 调制器基础原理的初步介绍，深入探讨了在当前CMOS工艺节点下，如何克服非理想效应、实现极高分辨率和高采样率的实际工程挑战。内容组织结构严谨，从基本的噪声整形理论出发，逐步过渡到复杂的电路拓扑设计、关键模块的实现细节，直至系统级的性能优化和实际应用案例分析。 核心内容模块详解 本书内容覆盖了 $Sigma-Delta$ 转换器设计的各个关键维度，主要分为以下几个逻辑层次： 第一部分：基础理论与系统架构（Foundations and Architectures） 本部分奠定了理解高级 $Sigma-Delta$ 设计的基础。 1. $Sigma-Delta$ 调制的原理基础： 详细阐述了量化噪声的本质、过采样（Oversampling）的作用以及噪声整形（Noise Shaping）的数学原理。引入了主要的噪声整形滤波器类型，如一阶、二阶及更高阶系统的传递函数分析。 2. 关键性能指标与建模： 深入分析了信噪比（SNR）、有效位数（ENOB）、总谐波失真（THD）与信噪失真比（SNDR）之间的关系。重点讨论了系统级建模的方法，包括使用MATLAB/Simulink等工具进行系统级仿真，以确定最佳的过采样比（OSR）和调制器阶数。 3. 经典拓扑结构： 系统地介绍了各种 $Sigma-Delta$ 架构，包括： 断点（Cascaded/Multi-stage）架构： 如何通过级联低阶调制器来提高整体的噪声整形效果，并讨论了级间匹配和抖动敏感性。 反馈与前馈结构（Feedback vs. Feedforward）： 详细对比了这两种架构在处理非线性、降低量化噪声以及对DAC精度依赖性方面的优缺点。 混合模式（Delta-Sigma DAC）： 探讨了在数模转换应用中，如何利用 $Sigma-Delta$ 技术提高线性度。 第二部分：关键模拟电路模块设计（Analog Core Design） 这是本书最侧重实践的部分，详细解析了构成 $Sigma-Delta$ 调制器的核心模拟电路单元的设计考量。 4. 积分器设计（Integrator Design）： 积分器是 $Sigma-Delta$ 调制器的核心组件，其性能直接决定了整体的线性度和噪声性能。 运算放大器（Op-Amp）选择与优化： 针对低功耗、高增益带宽积（GBW）和高开环增益（DC Gain）的需求，讨论了CMOS翻转输入级、折叠式、共源共栅等不同结构的选择。 非理想效应分析： 重点分析了失调电压（Offset Voltage）、有限的开环增益（Finite Gain）、有限的转换速率（Slew Rate）以及共模抑制比（CMRR）对噪声整形和直流偏置漂移的影响，并提出了补偿和消除技术。 5. 数模转换器（DAC）的设计与线性化： 在 $Sigma-Delta$ 架构中，DAC通常采用开关电容阵列或电阻分压器。 电荷泵/开关电容DAC： 详细讨论了电容匹配的重要性，以及利用配对/举例（Pairing and Sharing）技术来消除电容失配带来的非线性误差（如DNL/INL）。 校准技术： 引入了动态元素匹配（Dynamic Element Matching, DEM）和数据抖动（Data Dithering）等技术，以实现超越元件固有精度的有效线性度。 6. 比较器设计（Comparator Design）： 比较器是决定采样速度和分辨率的关键。 高精度比较器结构： 分析了锁存器型（Latch-based）、再生型（Regenerative）以及米勒补偿型比较器的设计参数，特别是输入失调电压的最小化和速度的提升。 延迟与失真： 探讨了比较器时序抖动（Timing Jitter）对高频信号采集的影响。 第三部分：数字信号处理与后处理（Digital Processing and Implementation） 本部分将设计视野扩展到数字域，关注采样后的信号恢复和系统优化。 7. 数字下采样滤波器（Digital Decimation Filter）： 详细介绍在欠采样比下，用于去除噪声整形后的高频噪声并降低采样率的数字滤波器设计。 滤波器类型选择： 比较了 FIR（有限脉冲响应）和 IIR（无限脉冲响应）滤波器的应用场景，重点讨论了如何在保持低功耗的同时实现高阶滤波。 量化误差的消除： 讨论了数字域中如何精确地补偿和消除模拟前端引入的非理想性。 8. 系统级非线性处理： 重点讲解如何利用数字技术校正模拟电路中难以消除的非线性误差。这包括失调电压的数字补偿、增益误差的校准以及动态范围的扩展方法。 实践与展望 本书不仅停留在理论层面，还紧密结合现代集成电路的实现约束。在每一章中，都会穿插对具体CMOS工艺（如90nm, 65nm乃至更先进节点）下设计挑战的讨论，例如亚阈值电流、工艺变化对元件匹配的影响以及低压供电下的设计约束。 此外，本书还涵盖了当前前沿的研究方向，例如： 低功耗技术： 针对便携式和物联网应用，如何通过优化调制器结构和降低运算放大器工作点来实现超低功耗设计。 宽带 $Sigma-Delta$ 转换器： 如何通过使用更高阶、高过采样比或采用多反馈环路（MASH）结构来扩展带宽，适用于音频和某些中频通信应用。 目标读者 本书适合具备模拟电路基础和数字信号处理知识的高年级本科生、研究生，以及致力于高精度数据转换器和集成电路设计（IC Design）的工程师和研发人员。它既是深入学习 $Sigma-Delta$ 技术的理想教材，也是高级设计人员解决实际工程难题的实用参考手册。通过本书的学习，读者将能够独立设计、仿真并流片（Tape-out）出满足特定性能指标的集成 $Sigma-Delta$ 转换器芯片。

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