高速設(shè)計(jì)技術(shù)

內(nèi)容概要

本書(shū)內(nèi)容包括三大部分：第1部分從運(yùn)算放大器的基本概念和理論出發(fā)，重點(diǎn)介紹了運(yùn)算放大器的原理與設(shè)計(jì)，以及在各種電子系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括視頻應(yīng)用、RF/IF子系統(tǒng)(乘法器、調(diào)制器和混頻器)等；第2部分主要介紹了高速采樣和高速ADC及其應(yīng)用、高速DAC及其應(yīng)用、以及DDS系統(tǒng)與接收機(jī)子系統(tǒng)等；第3部分介紹了有關(guān)高速硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，如仿真、建模、原型、布局、去藕與接地，以及EMI與RFI設(shè)計(jì)考慮等。    書(shū)中內(nèi)容既有完整的理論分析，又有具體的實(shí)際應(yīng)用電路，還包括許多應(yīng)用技巧。特別適合電子電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀。

書(shū)籍目錄

第1章  高速運(yùn)算放大器  1.1  概述  1.2  電壓反饋運(yùn)算放大器    1.2.1  基于互補(bǔ)雙極型工藝設(shè)計(jì)的電壓反饋型運(yùn)放    1.2.2  基于“點(diǎn)播電流”的新型電壓反饋型運(yùn)放  1.3  電流反饋運(yùn)算放大器  1.4  運(yùn)放反饋電容的作用  1.5  高速電流—電壓轉(zhuǎn)換器及反相輸入電容的影響  1.6  電壓反饋型運(yùn)放與電流反饋型運(yùn)放的噪聲比較  1.7  高速運(yùn)放的直流特性  1.8  高速運(yùn)放的供電電源抑制比(PSRR)特性  參考文獻(xiàn)第2章  高速運(yùn)算放大器的應(yīng)用  2.1  寬帶CFB運(yùn)放中的最大帶寬平坦度反饋網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化  2.2  驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載  2.3  電纜驅(qū)動(dòng)和接收器  2.4  高性能視頻線纜驅(qū)動(dòng)器  2.5  差分線纜驅(qū)動(dòng)器和接收器  2.6  高速鉗位放大器  2.7  單電源供電和軌到軌型結(jié)構(gòu)    2.7.1  單電源運(yùn)放的應(yīng)用  2.8  帶禁用功能的高速視頻復(fù)用  2.9  使用了電流反饋運(yùn)放AD813的視頻可編程增益放大器  2.10  視頻復(fù)用和交叉開(kāi)關(guān)  2.11  高功率線纜驅(qū)動(dòng)和ADSL  2.12  高速光電二極管前置放大器    2.12.1  頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性分析    2.12.2  運(yùn)算放大器的選擇    2.12.3  光電二極管前置放大器的噪聲分析  參考文獻(xiàn)第3章  射頻/中頻(RF/IF)子系統(tǒng)  3.1  動(dòng)態(tài)范圍壓縮  3.2  自動(dòng)增益控制(AGC)與電壓控制放大器(VCA)  3.3  電壓控制放大器(VCA)  3.4  一個(gè)80dB的線性RMS測(cè)量系統(tǒng)  3.5  對(duì)數(shù)放大器  3.6  接收機(jī)概述  3.7  乘法器、調(diào)制器和混頻器    3.7.1  使用理想模擬乘法器的混頻器    3.7.2  鏡像響應(yīng)    3.7.3  理想混頻器    3.7.4  二極管環(huán)型混頻器    3.7.5  FET混頻器    3.7.6  典型的有源混頻器    3.7.7  有源混頻器的基本原理    3.7.8  AD831 500MHz低失真有源混頻器    3.7.9  噪聲系數(shù)(Noise Figure)    3.7.10  互調(diào)失真    3.7.11  dB壓縮點(diǎn)和三階交截點(diǎn)    3.7.12  混頻器小結(jié)  3.8  接收機(jī)子系統(tǒng)  參考文獻(xiàn)第4章  高速采樣與高速ADC  4.1  引言  4.2  高速采樣基礎(chǔ)  4.3  基帶抗混疊濾波器  4.4  欠采樣(諧波采樣，帶通采樣，IF采樣，直接IF到數(shù)字轉(zhuǎn)換)  4.5  抗混疊濾波器在欠采樣中的應(yīng)用  4.6  理想N位ADC的失真和噪聲  4.7  實(shí)際ADC的失真和噪聲    4.7.1  等效輸入?yún)⒖荚肼?熱噪聲)    4.7.2  積分非線性和差分非線性    4.7.3  諧波失真，最大失真，總的諧波失真(THD)，總的諧波失真+噪聲(THD + N)    4.7.4  信號(hào)噪聲與失真比(SINAD)，信噪比(SNR)和有效位數(shù)(ENOB)    4.7.5  模擬帶寬    4.7.6  無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)    4.7.7  雙頻互調(diào)失真(IMD)    4.7.8  噪聲功率比(NPR)    4.7.9  孔徑抖動(dòng)和孔徑延遲  4.8  高速ADC結(jié)構(gòu)    4.8.1  連續(xù)逼近型ADC    4.8.2  Flash 轉(zhuǎn)換器    4.8.3  分段(流水線)ADC    4.8.4  每級(jí)一比特(串行或波紋)ADC  參考文獻(xiàn)第5章  高速ADC應(yīng)用  5.1  驅(qū)動(dòng)低失真和寬動(dòng)態(tài)范圍ADC的輸入    5.1.1  開(kāi)關(guān)電容輸入ADC    5.1.2  驅(qū)動(dòng)雙極輸入ADC  5.2  高速ADC在CCD圖像中的應(yīng)用  5.3  高速ADC在數(shù)字接收機(jī)中的應(yīng)用    5.3.1  引言    5.3.2  在基帶進(jìn)行數(shù)字處理的接收機(jī)    5.3.3  窄帶IF采樣數(shù)字接收機(jī)    5.3.4  寬帶中頻采樣數(shù)字接收機(jī)    5.3.5  直接IF到數(shù)字設(shè)計(jì)考慮    5.3.6  高速ADC使用Dither信號(hào)獲得寬的動(dòng)態(tài)范圍    5.3.7  高速ADC在數(shù)字通信系統(tǒng)和直接廣播衛(wèi)星(DBS)機(jī)頂盒中的應(yīng)用  參考文獻(xiàn)第6章  高速DAC與DDS系統(tǒng)  6.1  引言  6.2  DDS系統(tǒng)的混疊  6.3  MSPS DDS系統(tǒng)(AD9850)  6.4  DDS系統(tǒng)作為ADC的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)  6.5  DDS系統(tǒng)中的幅度調(diào)制  6.6  AD9830/9831 DDS系統(tǒng)  6.7  DDS系統(tǒng)的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍  6.8  高速低失真DAC結(jié)構(gòu)  6.9  使用采樣保持抗尖峰改善SFDR  6.10  高速內(nèi)插 DAC  6.11  使用DDS的QPSK信號(hào)發(fā)生器(AD9853)  參考文獻(xiàn)第7章  高速硬件設(shè)計(jì)技術(shù)  7.1  模擬電路仿真    7.1.1  ADSpice 模型    7.1.2  ADSpice 模型的其他特性  7.2  原型技術(shù)  7.3  評(píng)估板    仿真、原型與評(píng)估板參考文獻(xiàn)  7.4  高速系統(tǒng)的接地技術(shù)  7.5  電源降噪與濾波    降噪與濾波參考文獻(xiàn)  7.6  電源穩(wěn)壓/調(diào)理    7.6.1  低壓差型參考源    電源穩(wěn)壓/調(diào)理參考文獻(xiàn)  7.7  熱管理    7.7.1  熱學(xué)基礎(chǔ)    7.7.2  計(jì)算不同器件的功率    7.7.3  空氣流量控制    熱管理參考文獻(xiàn)  7.8  EMI/RFI 設(shè)計(jì)考慮    7.8.1  EMI規(guī)范基礎(chǔ)    7.8.2  解決EMI/RFI問(wèn)題的診斷架構(gòu)    7.8.3  無(wú)源器件：應(yīng)對(duì)EMI的法寶    7.8.4  無(wú)線電頻率干擾    7.8.5  電源線擾動(dòng)的解決方案    7.8.6  用于EMI保護(hù)的印刷電路板設(shè)計(jì)    EMI/RFI參考文獻(xiàn)  7.9  屏蔽的概念  電纜屏蔽參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　市場(chǎng)需求推動(dòng)了高速放大器朝低功耗、低供電電壓方向發(fā)展。高速雙極工藝——例如ADI公司的互補(bǔ)雙極性工藝（CB）和高電介質(zhì)隔離工藝（XFCB），主要都是基于12V的-工藝，其電路設(shè)計(jì)通常為4-5V的供電電壓（甚至更低）。這種設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于高速視頻、中頻／射頻信號(hào)等很少超過(guò)5V的電路中?！　‰S著低供電應(yīng)用、電池供電通信系統(tǒng)以及其他儀器設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使得工作在+5V或者+3v甚至更低供電電源條件下的集成電路系統(tǒng)的需求市場(chǎng)迅速增大。也使得“單電源”有了更多含義，有些甚至在市場(chǎng)引起了亂用和混淆?！　∫鸸牡脑S多原因都是顯而易見(jiàn)的，如風(fēng)扇沒(méi)有發(fā)揮作用、可靠性問(wèn)題等，都會(huì)導(dǎo)致功率消耗。因此，許多應(yīng)用選擇使用單電源的器件，而不是在于其系統(tǒng)中只使用了一個(gè)供電電源。例如，在單電源ADC轉(zhuǎn)換器中，其較低的功耗能力就不是因?yàn)樗恍枰粋€(gè)供電源，而是在于它是單電源供電系統(tǒng)?！　∫灿性S多系統(tǒng)確實(shí)工作在單個(gè)供電電源條件下，在這種情況下，要保持直流耦合從傳感器暢通地流向ADC轉(zhuǎn)換器是比較困難的。實(shí)際上，在單供電系統(tǒng)中通常應(yīng)用交流耦合。因?yàn)楫?dāng)提供足夠的空間來(lái)交換一個(gè)任意占空比交流耦合信號(hào)時(shí)，可能會(huì)引起動(dòng)態(tài)范圍損失，所以，需要采取措施以防止動(dòng)態(tài)范圍損失?！　〉凸β使╇娤到y(tǒng)還有其他一些缺點(diǎn)，例如，因?yàn)樾盘?hào)擺動(dòng)受到限制，所以，高速單電源電路對(duì)白噪聲干擾更加敏感等。單電源運(yùn)算放大器和ADC轉(zhuǎn)換器通常使用相同的電源總線給數(shù)字電路供電產(chǎn)生合適的濾波及去耦功能。　　為了使得單供電電路中的信號(hào)擺動(dòng)最大化，高速運(yùn)算放大器在輸，A.／輸出率盡可能地利用供電范圍。理想情況下，真正軌到軌輸入運(yùn)算放大器具有輸入共模范圍，包括兩個(gè)電源軌。這就產(chǎn)生了一些有趣的權(quán)衡方法和運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)的折中方案。

編輯推薦

　　《高速設(shè)計(jì)技術(shù)》特色：從理論和實(shí)際應(yīng)用的角度探討高速線性集成電路設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題。內(nèi)容翔實(shí).圖表豐富.突出功能模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用。既有完整的理論分析.又有具體的實(shí)際應(yīng)用電路，還包括許多應(yīng)用技巧。

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