电路.模拟.A/D转换及D/A转换 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:童永承

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页数:0

译者:

出版时间:2002-01-01

价格:22.80元

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isbn号码:9787030100627

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图书标签:

• 电路
• 模拟电路
• A/D转换
• D/A转换
• 信号处理
• 电子工程
• 模拟技术
• 数据转换
• 电子设计
• 嵌入式系统

《电路.模拟.A/D转换及D/A转换》这本书，顾名思义，是一部深入探讨模拟电路、模数转换（A/D转换）以及数模转换（D/A转换）核心技术的专业著作。然而，它的内容远不止于这些基础概念的堆砌，而是致力于为读者构建一个全面、系统且富有洞察力的知识体系。本书以严谨的科学态度，结合生动的实例和详实的分析，力求在理论深度和实践应用之间取得最佳的平衡，旨在培养读者扎实的理论功底和解决实际工程问题的能力。 第一部分：模拟电路基础与精髓 本书的开篇，将带领读者重温并深化对模拟电路基础知识的理解。这部分内容并非简单的教科书式复述，而是提炼了模拟电路设计中的关键要素和核心思想。我们将从最基本的电子元器件入手，深入剖析它们的特性、工作原理以及在不同电路拓扑中的作用。电阻、电容、电感作为无源器件，其在滤波、耦合、调谐等方面的应用将得到细致讲解。而各种半导体器件，如二极管、双极结型晶体管（BJT）、场效应晶体管（FET）等，则是模拟电路的灵魂。本书将详细阐述它们的正向/反向特性、小信号模型、主要参数及其对电路性能的影响。 在器件层面之上，本书将重点关注各类模拟电路的核心模块。例如，运算放大器（Op-amp）作为通用性极强的模拟集成电路，其理想模型、实际特性（如输入失调电压、输入偏置电流、开环增益、共模抑制比、电源抑制比、压摆率、带宽等）以及各种典型应用电路（如反相放大器、同相比例放大器、加法器、减法器、积分器、微分器、滤波器等）将进行深入的探讨。读者将了解如何利用运算放大器构建各种精密测量、信号处理以及控制系统。 此外，滤波器的设计是模拟电路中至关重要的一环，本书将对不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）以及它们的实现方法（巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等近似）进行详细介绍。读者将学习如何根据具体的信号特性和性能要求，选择合适的滤波器类型并设计出满足要求的电路。 对于信号的产生和处理，振荡器和比较器的设计原理同样不容忽视。本书将介绍不同类型的振荡器（如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器）以及它们的频率稳定性、起振条件等关键技术。比较器则在阈值检测、波形整形等应用中扮演重要角色，其滞回特性（施密特触发器）等也将得到充分解析。 贯穿整个模拟电路部分，本书将强调电路的稳定性、噪声分析以及寄生效应的影响。理解这些潜在的性能限制因素，是设计出鲁棒、高性能模拟电路的基石。通过理论推导和仿真分析，读者将能更深刻地理解电路的实际表现。 第二部分：模数转换（A/D转换）的理论与实践 进入模数转换（A/D转换）的世界，我们将理解如何将连续的模拟信号转化为离散的数字信号，这是连接物理世界和数字世界的重要桥梁。本书将从A/D转换的基本概念出发，详细介绍其关键性能指标，如分辨率（Resolution）、采样率（Sampling Rate）、量化误差（Quantization Error）、信噪比（SNR）、有效位数（ENOB）等。读者将明白这些参数如何直接影响到转换的精度和速度。 本书将重点介绍几种主流的A/D转换器（ADC）的工作原理。 逐次逼近型（SAR）ADC：这类ADC通过一个数字比较器和DAC，在每次采样后逐位进行比较和逼近，最终得到数字输出。本书将详细阐述其内部结构、工作流程以及设计中的权衡。 双斜率（Dual-Slope）ADC：常用于精度要求较高的场合，通过对输入信号积分一段时间，再用参考电压反向积分，直到回零，其转换时间较长但精度较高。 压频变换（VFC）ADC：将模拟电压转换为频率，再用计数器测量频率，是另一种高精度但速度受限的方案。 Σ-Δ（Sigma-Delta）ADC：在现代高分辨率ADC中占据主导地位，通过过采样和数字滤波技术，可以实现极高的分辨率，但采样速率相对较低。本书将深入剖析其过采样、噪声整形等关键技术。 流水线（Pipeline）ADC：结合了SAR和Flash ADC的优点，通过多级处理，能够在高采样率下实现中等分辨率。 除了上述主流类型，书中还会简要介绍其他类型的ADC，如Flash（并行）ADC，以提供更全面的视角。 在理解了各种ADC的工作原理后，本书将深入探讨A/D转换的实际应用挑战。这包括： 采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）：理解奈奎斯特频率、混叠（Aliasing）现象以及抗混叠滤波器的设计，是保证信号真实性的关键。 量化噪声：分析量化误差的统计特性，以及如何通过提高分辨率、采用数字信号处理技术来改善信噪比。 时钟抖动（Clock Jitter）：阐述时钟抖动对ADC性能的影响，以及如何在设计中加以缓解。 输入缓冲器（Input Buffer）：解释ADC输入阻抗特性对前端电路设计的要求，以及为何通常需要输入缓冲器。 ADC的驱动：分析ADC驱动电路的设计，包括驱动放大器的带宽、摆率、噪声以及电源分配等。 本书还会结合具体的集成电路芯片手册（Datasheet）和典型应用案例，指导读者如何根据具体需求（如精度、速度、功耗、成本）选择合适的ADC，以及如何进行实际的电路设计和调试。 第三部分：数模转换（D/A转换）的原理与实现 数模转换（D/A转换）是将数字信号转化为连续的模拟信号，与A/D转换相辅相成，在许多系统中同样不可或缺。本书将从D/A转换器的基本概念出发，介绍其关键性能指标，如分辨率、转换时间、单调性（Monotonicity）、微分非线性（DNL）、积分非线性（INL）等。 本书将详细阐述几种常见的D/A转换器（DAC）的工作原理。 电阻串（Resistor String）DAC：结构简单，但电阻精度要求高，且功耗较大，常用于低速高精度场合。 加权电阻（Weighted-Resistor）DAC：利用不同权重的电阻与开关网络相结合，结构相对紧凑，但对电阻精度要求极高，且当位数较高时，所需电阻值范围会非常宽。 R-2R梯形（R-2R Ladder）DAC：采用两种精密匹配的电阻（R和2R），大大简化了电阻的匹配要求，是目前最常用的一种DAC结构，尤其适合于中高分辨率的DAC。本书将详细分析其电路结构和工作原理。 过采样（Oversampling）DAC：与Σ-Δ ADC类似，通过过采样和数字滤波器，可以提高DAC的输出精度和线性度，常用于音频和图像处理领域。 在深入理解DAC的工作原理后，本书将关注实际应用中的关键问题： 输出信号的重建：数字信号是离散的，但模拟信号是连续的，如何通过输出滤波器（重建滤波器）平滑数字信号，恢复原始的连续信号，是DAC应用的关键。本书将讨论滤波器的设计要求，如过渡带宽度、阻带衰减等。 DAC的驱动：分析DAC输出端的设计，包括负载能力、输出阻抗以及输出接口的匹配。 单调性与非线性：理解DNL和INL对DAC输出精度的影响，以及如何通过器件选择和校准技术来改善。 电源抑制与噪声：探讨电源波动和噪声对DAC输出精度的影响，以及如何进行电源滤波和去耦。 同样，本书将结合实际芯片手册和应用案例，指导读者如何根据性能要求、成本和应用场景，选择合适的DAC，并进行有效的电路设计和集成。 第四部分：综合应用与前沿技术 在掌握了模拟电路、A/D转换和D/A转换的基础理论和实现技术后，本书的最后部分将带领读者进入更广阔的应用领域，并展望一些前沿技术。 数据采集系统（DAS）设计：将A/D转换器与微控制器、传感器、信号调理电路等整合，构建完整的DAS系统，解决实际的测量和监控问题。 数字信号处理（DSP）与模拟电路的结合：探讨如何利用数字信号处理技术来增强模拟信号的性能，以及如何设计接口电路实现两者的高效协同工作。 嵌入式系统中的ADC/DAC应用：介绍在微控制器（MCU）和SoC（System on Chip）等嵌入式平台中，如何集成和使用内置或外置的ADC/DAC，实现智能化的控制和数据处理。 高速ADC/DAC：随着技术的发展，对信号采集和输出的速度要求越来越高，本书将简要介绍高速ADC/DAC的设计挑战，如寄生参数的影响、信号完整性、高速PCB设计等。 软件无线电（SDR）：SDR是模拟电路和数字信号处理结合的典型应用，其中高性能的ADC/DAC是实现这一架构的关键。 低功耗设计：在便携式设备和物联网应用中，低功耗是重要的考量因素，本书将讨论如何在设计ADC/DAC和模拟电路时，兼顾性能与功耗。 本书通过丰富的图表、电路原理图、性能曲线以及实际工程案例，力求让读者对模拟电路、A/D转换和D/A转换有一个深刻的理解。它不仅是一本理论学习的书籍，更是一本指导工程实践的宝典，旨在帮助工程师和学生们在日益复杂的电子设计领域中，驾驭模拟与数字世界的交汇点，创造出更智能、更高效的电子产品。

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坦率地说，这本书的排版和插图质量有些参差不齐，部分示意图的分辨率略显不足，在某些细节处理上感觉不够精细。不过，瑕不掩瑜，内容本身无可挑剔。我注意到书中对设计流程中常见误区的警示非常到位，这对于我们这些经常需要调试和优化设计的技术人员来说，是极其宝贵的“避坑指南”。作者在论述各个模块的协同工作原理时，展现出了宏观的视野，强调了整体系统优化的重要性，而不是孤立地看待某个子电路。这本书的价值在于它提供的整体框架和设计理念，这种高屋建瓴的指导，是任何零散的技术文档都无法替代的。

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这本书的理论深度令人印象深刻，简直就是一本系统性的参考手册。我对其中关于信号完整性和噪声抑制的部分尤为关注，作者在这方面投入了大量的篇幅，深入探讨了各种潜在的干扰源及其解决方案。书中提供的分析方法非常严谨，大量的数学推导和仿真验证让人信服。我尤其欣赏作者在阐述高频设计挑战时所展现出的专业素养，那些关于阻抗匹配、串扰分析的章节，读起来简直像是在听一位资深工程师的经验分享。对于那些希望从“会用”迈向“精通”的读者来说，这本书无疑提供了坚实的理论基石和前沿的视角。虽然某些深入的数学证明需要花时间去消化，但一旦理解，对解决实际工程难题将大有裨益。

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这本书的叙事风格非常独特，它不像传统的教科书那样枯燥乏味，反而带着一种引导探索的韵味。作者很擅长用比喻和类比来解释复杂的电子现象，让那些晦涩难懂的物理过程变得生动起来。阅读过程中，我感觉自己不是在硬啃知识点，而是在跟着一位经验丰富的导师进行一次深入的思维漫步。特别是对一些设计哲学和规范的讨论，展现了作者对电子工程领域深刻的洞察力。这本书不仅教会了我“怎么做”，更重要的是让我思考了“为什么这么做”，培养了一种系统性的设计思维。这种潜移默化的影响，远比单纯的知识点罗列更有价值。

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这本书的封面设计挺吸引人的，那种深蓝色的背景配上电路板的纹理，一眼就能看出主题。拿到手里感觉分量十足，纸张的质感也很好，印刷清晰，排版干净利落，阅读体验相当不错。我特别喜欢它对基础概念的梳理，讲得非常透彻，即便是初学者也能很快抓住重点。比如，作者在介绍基本元件特性时，不仅给出了理论公式，还配有大量的实际应用案例，这让我对理论知识有了更直观的理解。这本书的章节逻辑安排也很合理，从基础理论到复杂系统的构建，层层递进，让人感觉学习过程非常顺畅，没有那种突然跳跃或者概念衔接不上的突兀感。整体来看，这本书在知识的广度和深度上都做得非常平衡，值得反复研读。

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这本书的实用性真的没得说，感觉作者完全站在一线工程师的角度来编写的。我翻阅了很多关于电子设计基础的书籍，但很少有能像这本书一样，将理论知识和实际操作紧密结合得如此天衣无缝。书中大量的附录和实战技巧，比如如何选择合适的采样率、如何进行误差分析等等，都非常贴合工作中的痛点。我特别喜欢它对不同应用场景下的设计取舍进行了对比分析，这帮助我更好地理解为什么在某些情况下必须妥协性能以换取成本或功耗的优化。对于项目开发人员来说，这本书更像是一本“急救手册”，遇到棘手的设计问题时，总能从中找到启发和方向。

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