Информация к новости
  • Просмотров: 5057
  • Добавил: gray24
  • Дата: 12 мая 2011
12 мая 2011

Аналого-цифровое преобразование

Категория: Литература » Книги » Мир электроники

Аналого-цифровое преобразование


Книга написана для инженеров — конструкторов, которые используют преобразователи данных и связанные с ними вспомогательные схемы. Поэтому в тексте встречаются много практических советов. Большая часть материала была взята — с необходимыми обновлениями — из предыдущих популярных выпусков книг для семинаров Analog Devices. Много разделов подверглись переработке для того, чтобы материал был изложен более точно и ясно. Различные технические специалисты Analog Devices внесли свой вклад в книгу и их имена упоминаются в начале каждой большой секции.

СОДЕРЖАНИЕ:

Глава 1. ИСТОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Предисловие к главе - 11
1.1. Ранняя история - 11
Ранние годы от телеграфа до телефона - 13
Изобретение импульсно-кодовой модуляции (РСМ) - 15
Математическое обоснование ИКМ - 16
Патент Алекса Харли Ривзана ИКМ - 18
ИКМ и Bell System: Вторая мировая война, и до 1948 года - 20
ОУ и регенеративные импульсные ретрансляторы: от электронно-вакуумных до полупроводниковых устройств - 23
Список литературы к 1.1 Ранняя история - 25
1.2. Преобразователи 1950-х и 1960-х годов (Уолт Кестер) - 27
Коммерческие преобразователи: 1950-е годы - 27
История развития преобразователей: 1960-е годы - 29
Архитектуры преобразователей - 33
Список литературы к 1.2. Преобразователи 1950-х и 1960-х годов - 36
1.3. Развитие преобразователей в 1970-е годы - 37
Монолитные преобразователи 1970-х годов - 38
Модульные преобразователи 1970-х годов - 48
Список литературы к 1.3. Развитие преобразователей в 1970-е годы - 50
1.4. Преобразователи данных в 1980-е годы (Уолт Кестер) - 51
Введение - 51
Монолитные ЦАП в 1980-е голы - 52
Монолитные АЦП 1980-х годов - 53
Монолитные параллельные АЦП в 1980-е годы - 54
Гибридные и модульные ЦАП и АЦП в 1980-е годы - 55
1.5. Преобразователи в 1990-е годы (Уолт Кестер) - 56
Введение - 56
Монолитные ЦАП в 1990-х годах - 58
Монолитные АЦП в 1990-е годы - 60
Гибридные и модульные ЦАП и АЦП в 1990-е годы - 65
1.6. Преобразователи в 2000-х годах (Уолт Кестер) - 66

Глава 2. ОСНОВЫ СЧИТЫВАНИЯ ДАННЫХ В АНАЛОГОВО-ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ
2.1. Кодирование и квантование (Уолт Кестер, Дэн Шайнголд, Джеймс Брайант) - 68
Однополярные коды - 71
Код Грея - 73
Биполярные коды - 75
Комплементарные коды - 80
Статические передаточные характеристики ЦАП и АЦП и погрешности постоянного тока - 80
Список литературы к 2.1. Кодирование и квантование - 88
2.2. Теория отсчетов (Уолт Кестер) - 89
Необходимость в наличии функции выборки-хранения - 90
Критерий Найквиста - 93
Фильтры для устранения эффекта наложения спектров (антиалайзинговые фильтры) - 95
Субдискретизация (Undersampling) (гармоническая дискретизация (Harmonic Sampling), дискретизация модулированных сигналов (Bandpass Sampling), дискретизация на промежуточной частоте (ПЧ)
(IF Sampling), прямое преобразование ПЧ в цифровую форму (Direct IF-to-Digital)) - 97
Фильтры для устранения эффектов смешения и наложения спектров в приложениях с субдискретизацией - 99
Список литературы к 2.2. Теория отсчетов - 100
2.3. Погрешности переменного тока преобразователей (Уолт Кестер, Джеймс Брайант) - 101
Теория шума квантования идеального N-разрядного преобразователя - 101
Шум в реальных АЦП - 107
Динамические характеристики преобразователей - 110
Динамические характеристики ЦАП - 143
Список литературы к 2.3. Погрешности переменного тока преобразователей - 152
2.4. Общие технические характеристики преобразователей (Джеймс Брайант) - 153
Обшие положения - 153
Логический интерфейс - 155
Логическая часть преобразователей: тактирование и другие показатели - 156
2.5. Определение технических характеристик (Дэн Шайнголд, Уолт Кестер) - 157
Общая библиография по преобразованию данных и сопутствующим вопросам - 180

Глава 3. АРХИТЕКТУРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ
3.1. Архитектуры ЦАП (Джеймс Брайант, Уолт Кестер) - 182
Введение - 182
Обсуждение выходов ЦАП - 184
Базовые структуры ЦАП - 185
Другие архитектуры с малыми искажениями - 211
Обсуждение логики ЦАП - 213
Список литературы к 3.1. Архитектуры ЦАП - 215
3.2. Архитектуры АЦП (Уолт Кестер, Джеймс Брайант) - 216
Введение - 216
Компаратор: 1-разрядный АЦП - 220
Архитектуры высокоскоростных АЦП - 223
Архитектуры счетных и интегрирующих АЦП - 262
Список литературы к 3.2. Архитектуры АЦП - 277
3.3. Сигма-дельта преобразователи (Уолт Кестер, Джеймс Брайант) - 282
Историческая перспектива - 282
Основы сигма-дельта АЦП - 286
Обсуждение систем более высокого порядка - 294
Измерительные сигма-дельта АЦП высокого разрешения - 298
Полосовые сигма-дельта преобразователи - 303
Сигма-дельта ЦАП - 304
Выводы - 305
Список литературы к 3.3. Сигма-дельта преобразователи - 306

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Ранние процессы (Уолт Кестер) - 310
Электронно-вакуумные преобразователи - 310
Полупроводниковые модульные и гибридные преобразователи - 312
Процесс калибровки - 317
Список литературы к 4.1. Ранние процессы - 317
4.2. Современные процессы (Уолт Кестер, Джеймс Брайант) - 318
Биполярные процессы - 318
Технология тонкопленочных резисторов - 319
Комплементарные биполярные технологии - 320
Технологии КМОП (CMOS) - 321
Технологии и архитектура преобразователей - 323
Список литературы к 4.2. Современные процессы - 327
4.3. Разумное разделение (Дэйв Робертсон, Мартин Кесслер) - 327
Когда полная интеграция не является оптимальным решением - 327
Для чего необходимо разумное разделение? - 332
Что меняется? - 333

Глава 5. ТЕСТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ
5.1. Тестирование ЦАП (Уолт Кестер, Дэн Шейиголд) - 337
Тестирование статических характеристик ЦАП - 337
Тестирование динамических показателей ЦАП - 349
Список литературы к 5.1. Тестирование ЦАП - 361
5.2. Тестирование АЦП (Уолт Кестер) - .362
Краткий исторический обзор спецификаций и методов тестирования преобразователей данных - 362
Тестирование статических характеристик АЦП - 364
Тестирование динамических характеристик - 380
Список литературы к 5.2 .Тестирование АЦП - 421
Дополнительная литература по БПФ и ЦОС - 423
Программные пакеты для вычисления БПФ и анализа технических данных - 423
Общая литература по преобразованию данных и смежным вопросам - 423

Глава 6. ИНТЕРФЕЙСЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ
6.1. Сопряжение аналоговых входов АЦП (Уолт Кестер) - 425
Введение - 425
Анализ работы усилителя на постоянном и переменном токе - 427
Сопряжение измерительных £-Д АЦП высокого разрешения - 439
Сопряжение АЦП последовательного приближения с одним входом и однополярным питанием
1,6—3,6 В - 440
Сопряжение АЦП с однополярным питанием с масштабируемыми входами - 442
Сопряжение CMOS АЦП с коммутируемыми конденсаторами и дифференциальным входом - 443
Схемы подключения по одному входу CMOS АЦП с дифференциальным входом - 444
Драйверы АЦП с дифференциальным входом - 447
Сопряжение АЦП с дифференциальными усилителями - 452
Список литературы к 6.1. Сопряжение аналоговых входов АЦП - 466
6.2. Цифровые интерфейсы АЦП И ЦАП (и связанные темы) (Уолт Кестер) - 467
Введение - 467
Инициализация преобразователей данных при включении - 467
Инициализация внутренних регистров управления преобразователя данных - 468
Экономичный режим, спящий режим и режим готовности - 469
Ждущий режим, толчковый режим и режим дискретизации на минимальной частоте - 469
Цифровые выходные интерфейсы АЦП - 471
Цифровые входные интерфейсы ЦАП - 481
Список литературы к 6.2. Цифровые интерфейсы АЦП и ЦАП (и связанные системы) - 485
6.3. Буферизация аналоговых выходов ЦАП {Уолт Кестер) - 486
Предисловие - 486
Техника преобразования дифференциального сигнала к одному выходу - 487
Преобразование ток-напряжение с одним выходом - 490
Преобразование дифференциального тока в дифференциальное напряжение - 491
Активные фильтры НЧ для аудио ЦАП - 492
Список литературы к 6.3. Буферизация аналоговых выходов ЦАП - 493
6.4. Опорные напряжения преобразователей данных (Уолт Кестер) - 493
Введение - 493
6.5. Формирование синхроимпульсов дискретизации (Уолт Кестер) - 496
Введение - 496
Фазовый шум и дрожание генератора - 499
«Гибридные» генераторы частоты - 506
Подключение дифференциальных входов синхронизации - 507
Выводы по тактированию выборок - 509
Список литературы к 6.5. Формирование синхроимпульсов Дискретизации - 509

Глава 7. СХЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ
7.1. Источники опорного напряжения {Уолт Джанг, Уолт Кестер, Джеймс Брайант) - 511
Прецизионные источники опорного напряжения - 511
Типы источников опорного напряжения - 512
ИОН с напряжением запрещенной зоны - 514
ИОН на заглубленных стабилитронах - 520
ИОН XFET* - 521
Характеристики ИОН - 525
Список литературы к 7.1. Источники опорного напряжения - 536
7.2. Линейные стабилизаторы с малым падением напряжения (Уолт Джоне) - 537
Введение - 537
Основы линейных стабилизаторов напряжения - 538
Проходные элементы, их преимущества и недостатки - 540
Архитектуры стабилизаторов с малым падением напряжения - 545
Семейство стабилизаторов с малым падением напряжения аnуСАР* - 549
Контроллеры LDO-стабилизаторов - 560
Список литературы к 7.2. Линейные стабилизаторы с малым падением напряжения - 569
7.3. Аналоговые ключи и мультиплексоры (Уолт Кестер) - 569
Введение - 569
Основы КМОП-ключей - 571
Источники ошибок в КМОП-ключах - 573
Применение аналоговых ключей - 580
КМОП-ключи с полосой 1 ГГц - 584
Видеоключи и мультиплексоры - 585
Видео кросс-коммутаторы - 588
Цифровые коммутаторы - 588
Семейства ключей и мультиплексоров производства Analog Devices - 589
Паразитное защелкивание в КМОП-ключах и мультиплексорах - 590
7.4. Схемы выборки и хранения (Уолт Кестер) - 594
Введение и исторический обзор - 594
Основные принципы работы УВХ - 596
Характеристики режима слежения - 597
Характеристики режима перехода от выборки к хранению - 598
Характеристики режима хранения - 602
Характеристики в режиме перехода от хранения к выборке - 605
Архитектуры УВХ - 605
Внутренние УВХ ИС АЦП - 608
Применение УВХ - 611
Список литературы к 7.4. Схемы выборки и хранения - 613

Глава 8. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДАННЫХ
8.1. Прецизионные измерения и преобразование сигналов датчиков - 615
Введение - 615
Применение прецизионных измерительных Σ- Δ АЦП - 616
Анализ проекта весов на базе AD7730 - 620
Термопара с AD7793 - 626
Прямые цифровые измерения температуры - 628
Датчики температуры микропроцессорных подложек - 633
Применение АЦП в ваттметрах - 636
Список литературы к 8. L Прецизионные измерения и преобразование сигналов датчиков - 639
8.2. Многоканальные системы сбора данных (Уолт Кестер) - 639
Конфигурации систем сбора данных - 639
Мультиплексирование - 640
Фильтрация в системах сбора данных - 643
Системы сбора данных на кристалле - 646
Мультиплексирование входов Σ- Δ АЦП - 648
Системы с одновременной выборкой - 651
Системы распределения данных - 653
Распределение данных при помощи схем с выборкой и бесконечным хранением - 658
Список литературы к 8.2. Многоканальные системы сбора данных - 661
8.3. Цифровые потенциометры (Уолт Кестер, Уолт Хайнцер) - 661
Введение - 661
Современные цифровые потенциометры в миниатюрных корпусах - 663
Цифровые потенциометры с энергонезависимой памятью - 664
Однократно программируемые (ОТР) цифровые потенциометры - 665
Характеристики цифровых потенциометров по переменному току - 667
Примеры применения - 668
Резюме - 669
Список литературы к 8.3. Цифровые потенциометры - 670
8.4. Цифровой звук {Уолт Кестер) - 671
Введение - 671
Требования к частоте дискретизации и THD + N для цифрового звука - 673
Общие тенденции в аудио АЦП и ЦАП - 676
Речевые кодеки - 678
Высококачественные аудио АЦП и ЦАП в раздельных корпусах - 679
Высококачественные многоканальные аудиокодеки и аудио ЦАП - 683
Преобразователи частоты дискретизации - 684
Список литературы к 8.4. Цифровой звук - 687
8.5. Цифровое видео и цифровая электроника дисплеев (Уолт Кестер) - 687
Цифровое видео - 687
Электронные компоненты дисплеев - 697
Электроника плоских дисплеев - 703
Электроника ПЗС - 706
Устройства оцифровки сенсорных экранов - 712
Список литературы к 8.5. Цифровое видео и цифровая электроника дисплея - 716
8.6. Программное радио и дискретизация на промежуточной частоте (Уолт Кестер) - 717
Введение - 717
Развитие беспроводного радио - 718
АЦП с дискретизацией на ПЧ в режиме разделения во времени с цифровыми пост-процессорами
(Марк Луни) - 758
Список литературы к 8.6. Программное радио и дискретизация на промежуточной частоте - 767
8.7. Прямой цифровой синтез (Уолт Кестер) - 769
Введение в технологию DDS - 769
Наложение в DDS-системах - 774
Частотное планирование в DDS-системах - 775
Современные интегрированные DDS-системы - 777
Список литературы к 8.7. Прямой цифровой синтез - 785
8.8. Прецизионные аналоговые микроконтроллеры (Грэйсон Кинг) - 786
Введение - 786
Характеристики семейства микроконвертеров - 787
Некоторые примеры применения Σ-Δ-микроконвертеров - 793
Микроконвертеры ADuC7xxx на базе ядра процессора ARM7T - 797
Список литературы к 8.8. Прецизионные аналоговые микроконтроллеры - 800

Глава 9. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТУРЫ
9.1. Пассивные компоненты (Джеймс Брайант, Уолт Джанг, Уолт Кестер) - 801
Введение - 801
Конденсаторы - 802
Резисторы и потенциометры - 811
Индуктивность - 821
Список литературы к 9.1. Пассивные компоненты - 827
9.2. Вопросы конструирования печатных плат (Джеймс Брайант, Уолт Кестер, Уолт Джанг) - 828
Сопротивление проводников - 829
Падение напряжения на сигнальных проводниках — обратная связь
Кельвина - 830
Обратные сигнальные токи - 831
Заземление в системах со смешанными аналого-цифровыми сигналами (Уолт Кестер, Джеймс Брайант, Майк Бирн) - 833
Некоторые общие правила разводки ПП для систем со смешанными сигналами - 849
Скин-эффект - 851
Линии передачи (длинные линии) - 852
Будьте внимательны к разрывам в заземляющих поверхностях - 853
Методы изоляции заземления - 854
Статические эффекты ПП - 857
Динамические эффекты ПП - 862
Список литературы к 9.2. Вопросы контруирования печатных плат - 867
9.3. Системы «аналогового» питания (Уолт Джанг, Уолт Кестер) - 868
ИС линейных стабилизаторов - 869
Некоторые основы линейных стабилизаторов напряжения - 870
Проходные элементы - 872
±15 В стабилизатор на базе ИС с регулируемым напряжением - 873
Архитектуры стабилизаторов с низким падением напряжения - 874
Преобразователи напряжения с подкачкой заряда - 879
Преобразователи напряжения на принципе подкачки зарядов со стабилизированным выходом - 881
Линейные постстабилизаторы для импульсных источников питания - 882
Заземление линейных и импульсных стабилизаторов - 884
Снижение шумов и фильтрация напряжения источника питания - 887
Список литературы к 9.3. Системы «аналогового» питания - 898
9.4. Защита от перенапряжения (Уолт Джанг, Уолт Кестер,Джеймс Брайант, Джо Бакстон, Вес Фримэн) - 899
Зашита от внутрисхемного перенапряжения - 899
Зашита от внесхемного перенапряжения - 924
Список литературы к 9.4. Защита от перенапряжения - 931
9.5. Управление тепловым режимом (Уолт Джанг) - 932
Основные тепловые характеристики - 933
Отвод тепла - 934
Список литературы к 9.5. Управление тепловим режимом - 943
9.6. Вопросы электромагнитных/радиочастотных помех (Джеймс Брайант, Уолт Джанг, Уолт Кестер) - 944
Механизмы электромагнитных/радиочастотных помех - 945
Список литературы к 9.6. Вопросы электромагнитных/радиочастотных помех -982
9.7. Интерфейс с низковольтной логикой (Уолт Кестер, Этан Бордо, Йоханнес Хорват, Кэтрин Редмонд, Ева Мерфи) - 984
Устойчивость к повышенному напряжению и совместимость по напряжению - 988
Соединение 5-вольтовых и 3,3-вольтовых систем с помощью «шинных переключателей» на n-МОП полевых транзисторах - 989
Интерфейс между логиками с питанием 3,3 и 2,5 В - 992
Интерфейсы 3,3 В/2,5 В; 3,3 В/1,8 В; 2,5 В/1,8 В - 994
Применение шинных переключателей для горячей замены и горячего подключения - 997
Устойчивость и совместимость по напряжению, обеспечиваемая внутренними средствами схемы - 998
Список литературы к 9.7. Интерфейс с низковольтной логикой - 1000
9.8. Макетирование и создание прототипов (Уолт Кестер, Джеймс Брайант, Уолт Джанг) - 1000
Создание прототипов — «мертвых жуков» - 1001
Макетирование на Solder-Mount - 1004
Создание прототипов на фрезерованных ПП - 1005
Остерегайтесь панелек! - 1007
Некоторые дополнительные вопросы, касающиеся создания прототипов - 1008
Оценочные платы - 1008
Оценочные платы общего назначения для операционных усилителей в середине 1990-х годов - 1009
Резюме - 1014
Список литературы к 9.8. Макетирование и создание прототипов - 1015


Автор: Под ред. Уолта Кестера
Издательство: Техносфера
Серия: МИР Электроники
Год издания: 2007
Страниц: 1016
Формат: DJVU
Размер: 26.37 Mb

Внимание! У вас нет прав для просмотра скрытого текста.

Метки к статье: АЦП, ЦАП, применение преобразователей, справочное пособие



Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *

Друзья и партнеры:

Архив новостей

Декабрь 2016 (4)
Ноябрь 2016 (1)
Сентябрь 2016 (3)
Июнь 2016 (1)
Май 2016 (1)
Апрель 2016 (1)
^
 
-->