DSP芯片的原理与开发应用（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:张雄伟 曹铁勇

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-09

价格:28.00

装帧:平装

isbn号码:9787505361270

丛书系列:

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 芯片
• 嵌入式系统
• 应用开发
• 第二版
• 通信
• 控制
• 算法
• 实践

模拟信号处理技术概览 内容简介 本书深入探讨了现代电子工程领域中模拟信号处理的核心概念、关键技术及其广泛应用。全书围绕如何高效、准确地从连续变化的物理信号中提取、转换、修改和传输有用信息展开论述，旨在为读者构建一个全面而扎实的理论基础与实践指南。 第一部分：模拟信号基础与数字化前奏 本部分首先从物理世界中的信号源特性入手，详细分析了常见模拟信号（如音频、视频、传感器输出）的频谱特性、噪声模型以及失真类型。我们重点介绍了傅里叶级数与傅里叶变换在信号分析中的核心地位，解释了如何利用时域与频域的相互转换来理解信号的本质。 随后，内容深入到模拟滤波器的设计原理。我们详尽解析了基本的滤波器类型，包括一阶、二阶低通、高通、带通和带阻滤波器。重点对比了巴特沃兹（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）以及椭圆（Elliptic）滤波器的设计哲学、幅度响应特性、相位响应特性以及元件数量与过渡带宽之间的权衡。对于有源滤波器设计，本书详细介绍了使用运算放大器（Op-Amp）构建Sallen-Key、Multiple Feedback（MFB）等经典拓扑结构的电路原理、元件选择标准以及实际搭建中需要注意的非理想效应（如增益带宽积限制）。 第二部分：数据转换技术与接口 数据转换是连接模拟世界与数字世界的桥梁，本部分对此进行了详尽的阐述。 模数转换器（ADC）： 我们系统地分析了不同类型的ADC架构，包括逐次逼近型（SAR）、双积分型、流水线型和Sigma-Delta（$Sigma-Delta$）转换器。对于每种架构，本书都剖析了其工作原理、速度、分辨率、线性度（DNL/INL）、有效位数（ENOB）以及适用场景。特别地，对于高精度应用至关重要的$Sigma-Delta$转换器，我们详细讲解了过采样（Oversampling）、噪声整形（Noise Shaping）以及抖动（Jitter）对转换精度的影响。 数模转换器（DAC）： 本部分介绍了电阻梯形（R-2R）网络、加权电阻DAC以及电流舵DAC的工作原理。重点分析了影响DAC性能的关键参数，如建立时间、单调性、微分线性度（DNL）和积分线性度（INL），并探讨了如何通过优化开关设计和布局来减小毛刺电流。 采样理论： 奈奎斯特-香农（Nyquist-Shannon）采样定理是模拟信号处理的基石。本书不仅阐述了其数学形式，更结合实际应用探讨了欠采样（Undersampling）的可行性、混叠（Aliasing）现象的成因与抑制（如使用抗混叠滤波器），以及保持器（Sample-and-Hold Amplifier）的设计对信号保真度的关键作用。 第三部分：信号调理与前端设计 有效的信号调理是确保后续处理环节获得高质量数据的前提。本部分聚焦于信号在进入ADC之前必须经历的准备工作。 放大电路设计： 详细讨论了仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的共模抑制比（CMRR）设计、低噪声放大器（LNA）的噪声匹配设计（使用Friis公式和噪声系数概念），以及不同应用场景下的偏置电路选择。 隔离与保护： 介绍了如何使用隔离技术（如光耦、电容耦合）在保护敏感电路的同时保证信号的完整性。此外，对静电放电（ESD）保护、过压保护和电源抑制技术进行了专项分析。 非线性补偿： 探讨了如何识别和补偿系统中固有的非线性误差，包括使用查表法（Lookup Tables）、多项式拟合以及数字预失真（DPD）的基本思想，尽管DPD在数字域应用更广，但理解其源头——模拟非线性——至关重要。 第四部分：系统级考量与实践 本部分将理论知识提升到系统集成层面，讨论了实际硬件设计中的关键挑战。 噪声管理与接地： 深入剖析了系统中各种噪声源（热噪声、闪烁噪声、电源纹波）的传播路径，并系统阐述了单点接地、星形接地、隔离地平面等多种接地策略的适用性，强调了PCB布局对低噪声性能的决定性影响。 时钟与同步： 详细讲解了晶体振荡器（XO）、压控振荡器（VCXO）和温补振荡器（TCXO）的性能指标。对于高速数据采集系统，如何设计低抖动时钟分配网络、如何使用锁相环（PLL）进行频率合成与时钟清理，是本节的重点内容。 系统仿真与建模： 介绍了使用SPICE类软件对模拟电路进行瞬态分析、交流分析和直流工作点分析的方法。同时，探讨了如何建立系统级模型来评估整体的信噪比（SNR）和动态范围（DR）预算。 应用案例剖析 最后，本书通过若干实际应用案例，将前述理论串联起来，例如：高精度医疗成像系统中的生物电信号采集链设计、工业自动化中的高动态范围传感器接口设计，以及射频（RF）前端中的宽带信号调理实践。 本书结构严谨，理论推导详实，同时兼顾工程实践中的具体约束与优化技巧，是电子工程、通信工程、自动化以及生物医学工程等领域专业人士和高年级学生的理想参考读物。

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从内容深度上来看，这本书展现了非常广阔的视野，远远超出了我预期的“入门指南”的范畴。它在深入讲解核心算法的同时，还非常注重与实际工业标准的对接。书中对实时性、功耗优化以及硬件架构的权衡分析，写得极其透彻。例如，关于定点运算和浮点运算在不同场景下的性能对比分析，不仅有理论推导，更有基于实际芯片架构的性能基准测试数据。这表明作者不仅是理论家，更是深耕一线的工程师，能够将书本知识与残酷的工程现实无缝衔接起来，这对于希望从事高性能实时系统开发的人来说，是无价之宝。

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这本书的章节逻辑组织得非常巧妙，它采用了一种“理论—实践—拓展”的循环推进模式。每一个理论模块的讲解结束后，紧跟着的往往是一个完整的、可操作的实验或应用案例。我特别喜欢其中关于滤波器设计的章节，它不仅仅停留在讲解IIR和FIR滤波器的特性对比上，而是直接给出了一个使用特定DSP平台实现数字音频降噪的完整流程。代码注释详尽，步骤清晰，即便是对于我这种刚接触嵌入式开发不久的人来说，也能跟着敲出可运行的程序。这种“学完马上就能用”的即时反馈机制，极大地提升了学习的成就感和持续的动力。

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这本书的装帧设计得相当扎实，拿到手里沉甸甸的，一看就是下了功夫的专业书籍。封面设计简洁明了，标题字体清晰有力，给人一种严谨、可靠的感觉。内页纸张的质感也很好，印刷清晰度非常高，即便是比较复杂的电路图和波形图也能看得一清二楚，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是对细节的关注，比如章节之间的过渡页和目录的排版，都体现出一种精心雕琢的匠人精神。这种对物理品质的重视，让我在翻阅时就能感受到作者和出版社在内容呈现上的认真态度，让人对书中的技术内容也充满了期待。

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我花了整整一个下午的时间来细读了这本书的前几章，印象最深的是它对基础理论的讲解方式。作者并没有急于抛出那些晦涩难懂的数学公式，而是选择了一条非常平易近人的路径。他似乎非常懂得初学者会卡在哪里，总能在关键概念出现之前，先用生活化的比喻或者工程上的实际案例来打好地基。比如，在介绍采样定理时，他没有直接堆砌傅里叶变换的积分形式，而是通过一个生动的“动画”过程来解释信号是如何被离散化的，这比我以前看过的任何教材都要直观。这种教学设计，极大地降低了入门的门槛，让人感觉DSP的世界其实并没有那么遥不可及。

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我发现这本书在参考资料和术语规范上做得极其严谨，这对于我后续的深入研究至关重要。在全书的最后，附带的“术语对照表”和“推荐阅读文献”部分，简直是黄金宝库。它不仅列出了业界公认的标准缩写及其全称，还提供了大量前沿论文和权威手册的索引，标注了这些资料各自的侧重点。这种对知识体系完整性的构建，让这本书不仅仅是一本孤立的教材，而更像是一个系统的学习地图的起点。我可以用它来构建自己的知识网络，确保我所学的知识点都是建立在行业最新、最可靠的基础之上的，这无疑大大提高了我的学习效率。

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