Sigma Delta A/D Conversion for Signal Conditioning pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Philips, Kathleen/ Van Roermund, Arthur H. M.

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:2006-3

价格:$ 213.57

装帧:HRD

isbn号码:9781402046797

丛书系列:

图书标签:

Sigma-Delta
A/D Conversion
Signal Conditioning
Analog-to-Digital Conversion
Data Conversion
Electronics
Instrumentation
Sensors
Measurement
Filtering
Noise Shaping

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具体描述

The book gives an overview of the state-of-the-art in SigmaDelta design and of the challenges for future realizations. It provides an understanding of the fundamental power efficiency of SigmaDelta converters. In addition, it presents an analysis of the power consumption in the decimation filter. Understanding these power/performance trade-offs, it becomes clear that straight-forward digitization of a conditioning channel, i.e. exchanging analog for digital conditioning, comes at a major power penalty. This book proposes an alternative vision on digitization: because of its inherent immunity to interferers, part of the signal conditioning can be integrated into the continuous-time SigmaDelta A/D converter. This approach results in a major improvement of the power/performance balance of the entire channel. The various aspects of the interferer immunity of the converter are analyzed in much detail and improved SigmaDelta topologies with even higher immunity are presented. Design examples for highly digitized AM/FM and Bluetooth radios serve as an illustration. The examples include detailed circuit diagrams, simulation and test results, as well as an evaluation of the SigmaDelta-based conditioning channel as compared to more conventional solutions.

《数字信号处理基础：从理论到实践》内容简介本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的数字信号处理（DSP）领域入门与进阶指南。我们聚焦于DSP的核心概念、数学基础、关键算法及其在现代工程实践中的应用，尤其侧重于信号的采集、分析、滤波和重建等关键环节。本书结构清晰，从最基本的离散时间信号和系统理论讲起，逐步过渡到复杂的变换域分析和现代滤波器的设计。第一部分：离散时间信号与系统基础本部分奠定了数字信号处理的理论基石。我们将详细探讨连续时间信号如何被数字化，即采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的精确含义及其在实际系统设计中的意义。 1. 离散时间信号的表示与性质：深入分析离散时间信号的表示方法（如序列、向量），包括周期性、能量、功率等基本特征。我们还将介绍系统分析中常用的基本信号——冲激函数（Unit Impulse）和单位阶跃函数（Unit Step Function）的离散形式及其相互关系。 2. 离散时间系统：系统的时域分析是理解其动态行为的关键。本书详述了线性时不变（LTI）系统的定义、因果性、稳定性判据（如Bibein's Criterion的离散版本）。通过卷积和叠加原理，读者将掌握如何利用系统的单位冲激响应来完全描述一个LTI系统对任意输入信号的响应。 3. 差分方程与系统框图：线性常系数差分方程（LCCDE）是描述离散时间系统的数学模型。我们将展示如何从物理系统建模推导出差分方程，并教授如何使用系统框图来可视化信号流，这对于理解反馈和前馈结构至关重要。第二部分：变换域分析——傅里叶视角变换是DSP的核心工具，它允许我们将复杂的时域问题转化为更易于处理的频域问题。 1. 离散时间傅里叶变换（DTFT）：详细介绍DTFT的定义、收敛条件及其物理意义，特别是其周期性和频谱分析的作用。我们将分析其与连续时间傅里叶变换（CTFT）的联系和区别。 2. 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： DFT是实现数字频谱分析的桥梁。本书不仅讲解DFT的定义和性质，更会花费大量篇幅介绍FFT算法的原理、不同实现（如Cooley-Tukey算法的蝶形运算）及其计算复杂度的优势。重点讨论了FFT在实际应用中可能遇到的问题，如栅栏效应（Picket-Fence Effect）和混叠（Aliasing），并提供了窗函数（Windowing）技术的详细应用指南。 3. Z变换： Z变换是分析LTI系统稳定性和因果性的最强大工具。我们将系统地介绍单边和双边Z变换的定义、收敛域（ROC）的确定，以及如何利用ROC来判断系统的稳定性。本书还详细列举了常用信号和系统的Z变换对，并教授如何利用Z变换求解差分方程。第三部分：数字滤波器设计与实现滤波器是DSP中最常见且最重要的应用。本部分将数字滤波器分为两大类进行深入探讨。 1. 无限脉冲响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器因其在低阶次下能实现陡峭的过渡带而受到青睐。我们将重点教授从模拟原型滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）到数字IIR滤波器的转换方法，包括双线性变换法（Bilinear Transformation）。详细讨论了预畸变（Pre-warping）技术的重要性，并分析了IIR滤波器在量化误差和有限精度运算下可能出现的稳定性问题。 2. 有限脉冲响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器以其内在的线性相位特性而在对相位敏感的应用中占据主导地位。本书详细介绍了设计FIR滤波器的主要方法：窗函数法：涵盖了矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等，并分析了不同窗函数在阻带衰减和通带纹波之间的权衡关系。频率采样法：适用于需要精确控制特定频率响应点的情况。等波纹法（Parks-McClellan/Remez Exchange Algorithm）：深入讲解如何利用该算法设计最优的最小均方误差（Minimax）滤波器。 3. 滤波器结构与量化效应：讨论了直接型、级联型和并联型等基本滤波器结构，并分析了系数和信号量化对滤波器性能（如频率响应偏差、稳定性降低）的影响，这是工程实现中必须考虑的关键因素。第四部分：高级主题与实际应用本部分将理论与实际应用相结合，涵盖了现代DSP中不可或缺的几个高级主题。 1. 线性预测与自适应滤波：介绍了线性预测编码（LPC）的基本原理，及其在语音处理中的应用。随后，我们将引入自适应滤波的概念，详细阐述著名的最小均方（LMS）算法，分析其收敛性，并展示其在噪声消除和回声消除中的实际配置。 2. 随机过程与功率谱估计：信号处理在现实世界中往往涉及随机信号。本书引入了随机过程的基本概念，包括平稳性、自相关函数和互相关函数。随后，我们深入探讨了功率谱密度的估计方法，对比了经典的周期图法与更先进的非参数方法（如Welch平均法）和参数方法（如AR模型谱估计）。 3. 多速率信号处理简介：简要介绍了信号的过采样和欠采样技术，重点讲解了抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）操作，以及它们在改变信号采样率时的重要性，为理解音频和通信系统中的抽取滤波器打下基础。适用读者：本书适合于电子工程、通信工程、计算机科学、物理学等专业的本科高年级学生、研究生，以及需要深入理解数字信号处理原理和技术以应用于实际系统的工程师和研究人员。读者应具备线性代数、微积分和复变函数的基础知识。本书强调理论的严谨性与实践的可操作性，力求通过大量的例题和工程实例，帮助读者真正掌握数字信号处理这门核心技术。