Bandpass Sigma Delta Modulators pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Van Engelen, Jurgen/ Van De Plassche, Rudy (EDT)

出品人:

页数:202

译者:

出版时间:1999-10

价格:$ 270.07

装帧:HRD

isbn号码:9780792386988

丛书系列:

图书标签:

专业书
Sigma-Delta Modulation
Bandpass Modulators
Analog-to-Digital Conversion
Mixed-Signal Circuits
Filter Design
Circuit Analysis
Communication Systems
Signal Processing
Low Power Design
Modulator Design

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具体描述

Sigma delta modulation has become a very useful and widely applied technique for high performance Analog-to-Digital (A/D) conversion of narrow band signals. Through the use of oversampling and negative feedback, the quantization errors of a coarse quantizer are suppressed in a narrow signal band in the output of the modulator. Bandpass sigma delta modulation is well suited for A/D conversion of narrow band signals modulated on a carrier, as occurs in communication systems such as AM/FM receivers and mobile phones. Due to the nonlinearity of the quantizer in the feedback loop, a sigma delta modulator may exhibit input signal dependent stability properties. The same combination of the nonlinearity and the feedback loop complicates the stability analysis. In Bandpass Sigma Delta Modulators, the describing function method is used to analyze the stability of the sigma delta modulator. The linear gain model commonly used for the quantizer fails to predict small signal stability properties and idle patterns accurately. In Bandpass Sigma Delta Modulators an improved model for the quantizer is introduced, extending the linear gain model with a phase shift. Analysis shows that the phase shift of a sampled quantizer is in fact a phase uncertainty. Stability analysis of sigma delta modulators using the extended model allows accurate prediction of idle patterns and calculation of small-signal stability boundaries for loop filter parameters. A simplified rule of thumb is derived and applied to bandpass sigma delta modulators. The stability properties have a considerable impact on the design of single-loop, one-bit, high-order continuous-time bandpass sigma delta modulators. The continuous-time bandpass loop filter structure should have sufficient degrees of freedom to implement the desired (small-signal stable) sigma delta modulator behavior. Bandpass Sigma Delta Modulators will be of interest to practicing engineers and researchers in the areas of mixed-signal and analog integrated circuit design.

深入探索：现代通信系统中的先进调制技术书名：《现代通信系统中的先进调制技术》作者：[此处留空，或可填写虚构作者名] 出版社：[此处留空，或可填写虚构出版社名] --- 内容简介本书旨在为电子工程、通信工程、信号处理领域的专业人士、高级研究人员和研究生提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考书。它聚焦于现代通信系统中最关键、最具挑战性的技术领域之一：先进的数字调制与解调技术，尤其侧重于那些在频谱效率、功耗约束和抗干扰能力之间寻求最佳平衡的高级方案。不同于专注于某一特定调制架构的经典教材，本书采取一种系统级和跨领域整合的视角，全面剖析了从基础的线性调制到复杂的非线性、宽带和低功耗调制策略的演进历程与核心机理。我们的目标是构建一个坚实的理论框架，并清晰展示这些技术如何在实际的无线电、有线、以及空间通信链路中得到应用和优化。全书结构严谨，逻辑清晰，内容覆盖了当前学术研究和工业界最为关注的前沿课题。第一部分：调制基础与性能基准本部分首先回顾了数字通信系统的基本架构，为后续高级主题奠定必要的数学和理论基础。第一章：数字调制基础回顾与性能评估详细阐述了幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）的原理及其在不同信噪比下的误码率（BER）性能。重点讨论了星座图的几何结构、欧氏距离与信道容量的关系。引入了香农极限的概念，并分析了各种基本调制方案距离该极限的差距。第二章：正交幅度调制（QAM）的深入分析系统分析了高阶QAM（如16QAM, 64QAM, 256QAM）的设计原则，包括等概率与非等概率星座点的选择对峰均功率比（PAPR）的影响。引入了载波同步、定时同步的理论模型，并探讨了在存在载波频率偏移（CFO）和相位噪声环境下的性能下降机制及初步的补偿技术。第三章：调制与编码联合设计（MLC）本章探讨了调制与信道编码（如卷积码、Turbo码和LDPC码）的联合优化。着重分析了迭代解调（Iterative Decoding）和最大后验概率（MAP）/最大似然序列估计（MLSE）的原理，以及它们如何通过引入编码增益来弥补单纯调制复杂度增加带来的收益。第二部分：高频谱效率与非线性调制策略本部分将视角转向如何突破传统线性调制的瓶颈，以应对日益拥挤的频谱资源需求。第四章：正交频分复用（OFDM）系统的物理层原理对OFDM的生成、循环前缀的添加与移除、快速傅里叶变换（FFT）/逆快速傅里叶变换（IFFT）的实现进行了详尽的数学推导。深入分析了OFDM系统对定时误差、频率偏移和信道脉冲响应敏感性的内在原因。第五章：OFDM系统中的非线性效应与功率效率优化重点研究了多载波信号固有的高PAPR问题及其对功率放大器（PA）的非线性失真。全面对比了各种降低PAPR的技术，包括时域削波（Clipping）、概率整形（Probability Shaping）和基于预失真的线性化方法，评估了它们在复杂度和性能增益上的权衡。第六章：幅度相位调制（APM）与混合调制讨论了超越标准QAM的幅度相位混合调制技术。分析了具有更优欧氏距离特性的星座设计，例如圆形星座与星形星座的混合使用。介绍了多输入多输出（MIMO）系统中的预编码技术，如何在空间域实现更高的数据速率和抗衰落能力。第三部分：低功耗与低复杂度调制方案本部分关注对电池寿命敏感或计算资源受限的应用场景，如物联网（IoT）和低功耗广域网（LPWAN）。第七章：能量效率优化与极低功耗调制系统地探讨了如何设计具有最小瞬时功耗的调制方案。详细分析了极低波特率下的传输挑战，包括如何处理长时衰落和窄带干扰。引入了基于脉冲的超宽带（UWB）通信模型作为低功耗脉冲调制的代表性案例。第八章：非常规频域和时域调制技术超越传统FFT-OFDM框架，本章考察了替代的多载波方案，如离散分数傅里叶变换（DFRT）和基于小波变换的调制，及其在频偏容忍性方面的优势。探讨了使用非正交多址接入（NOMA）时的资源分配和用户公平性问题，以及其对调制方案带来的新要求。第九章：面向先进接收机的解调技术接收机设计是决定调制方案最终性能的关键。本章深入探讨了先进的同步技术，包括基于卡尔曼滤波和基于深度学习的同步估计器。详细分析了最大似然（ML）和最大后验（MAP）准则下的最优解调器结构，并讨论了在实际硬件限制下近似最优解调器的实现方法。第四部分：面向未来通信的调制挑战本书的最后部分将目光投向下一代通信系统的需求，特别是面向大规模连接和极低延迟的应用。第十章：大规模MIMO（Massive MIMO）中的波束赋形与调制分析了大规模天线阵列对信道模型的影响，以及如何利用信道状态信息（CSI）进行精确的数字波束赋形。探讨了在极高维度下进行预编码和解码的复杂性，以及如何将调制映射到这些空间维度上以最大化系统吞吐量。第十一章：太赫兹（THz）通信的信道特性与调制适应探讨了太赫兹频段的传播特性，特别是大气吸收、分子吸收和视距（LOS）依赖性。分析了高频段下，低复杂度调制方案如何应对极大的路径损耗和对更精细同步技术的严格要求。第十二章：安全通信中的调制层安全从信息论安全的角度，研究了如何利用调制参数（如星座点分布、功率分配）来抵抗截获和干扰攻击。探讨了物理层安全（PLS）中的加密和隐蔽通信策略，确保调制本身能够提供基础的安全保障。 --- 本书特色：理论深度与工程实用性并重：每个关键技术点均配有详尽的数学推导和具体的系统实现考量。跨领域集成：首次将低功耗技术、高频谱效率技术和MIMO/THz前沿研究在统一的调制框架下进行对比分析。丰富图示与案例分析：包含大量仿真结果和实际工作曲线图，帮助读者直观理解复杂概念。面向实践的练习题：每章末尾设计有启发性的习题，鼓励读者将理论知识应用于实际问题解决。本书是从事无线通信系统设计、射频集成电路设计以及信号处理算法开发的工程师和研究人员不可或缺的工具书。它不仅教授“如何做”，更深入剖析了“为什么”选择特定调制方案背后的系统级权衡艺术。