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第1章 背景知识与基础1

1.1理想的数据转换器1

1.2采样2

1.2.1欠采样（Undersampling）9

1.2.2采样时间的抖动10

1.3幅度的量化14

1.3.1量化噪声15

1.3.2量化噪声的性质16

1.4 kT/C噪声20

1.5离散与快速傅里叶变换22

1.5.1加窗23

1.6编码方案28

1.7 D/A转换器30

1.7.1理想的重建30

1.7.2实际的重建31

1.8 ？变换34

参考文献40

第2章 数据转换器规格41

2.1数据转换器类别41

2.2工作条件42

2.3转换器性能参数43

2.3.1基本特性参数43

2.4静态性能参数45

2.5动态性能参数52

2.6数字和开关性能参数64

参考文献66

第3章 奈奎斯特率数模转换器67

3.1概述67

3.1.1 DAC的应用68

3.1.2电压和电流基准69

3.2转换器的类型70

3.3电阻型架构71

3.3.1电阻分压器72

3.3.2 X-Y选择73

3.3.3输出电压的建立74

3.3.4分段架构77

3.3.5失配的影响78

3.3.6修正与校准81

3.3.7数字电位器84

3.3.8 R-2R梯形网络DAC84

3.3.9毛刺消除91

3.4电容型架构92

3.4.1电容分压DAC93

3.4.2容性MDAC96

3.4.3翻转式MDAC97

3.4.4电容-电阻混合型DAC98

3.5电流源型架构99

3.5.1基本工作原理99

3.5.2单位电流产生器101

3.5.3单位电流源选择的随机失配105

3.5.4电流源选择方案106

3.5.5电流切换和分段108

3.5.6电流源切换112

3.6其它架构114

参考文献121

第4章 奈奎斯特率模数转换器124

4.1引言124

4.2定时的精确性126

4.2.1亚稳态误差128

4.3全闪速转换器129

4.3.1参考电压130

4.3.2比较器的失调132

4.3.3失调的自动调零134

4.3.4实际的限制137

4.4子分区法和两步法的转换器138

4.4.1精度要求140

4.4.2作为非线性过程的两步转换145

4.5折叠与内插146

4.5.1双重折叠147

4.5.2插值148

4.5.3闪速转换器中使用插值149

4.5.4折叠结构中使用插值150

4.5.5插值用于提高线性度151

4.6时间交错转换器154

4.6.1精度要求155

4.7逐次逼近转换器158

4.7.1误差与误差校正159

4.7.2电荷再分配162

4.8流水线转换器163

4.8.1精度要求166

4.8.2数字校正167

4.8.3动态性能173

4.8.4采样数据的余量产生器176

4.9其他结构177

4.9.1循环（或算法）转换器177

4.9.2积分转换器178

4.9.3电压-频率转换器180

参考文献183

第5章 数据转换器电路185

5.1采样-保持电路185

5.2二极管桥式采样-保持电路186

5.2.1二极管桥的缺点187

5.2.2改进的二极管桥188

5.3开关射极跟随器188

5.3.1电路实现190

5.3.2双极型互补采样-保持电路191

5.4双极型采样-保持电路的特点192

5.5 CMOS采样-保持电路196

5.5.1时钟馈通198

5.5.2时钟馈通补偿199

5.5.3两级OTA构成的跟踪-保持（T&H）电路200

5.5.4 CMOS采样-保持（S&H）电路中虚拟地的使用202

5.5.5噪声分析203

5.6低电源电压下的CMOS开关208

5.6.1开关自举电路209

5.7折叠放大器212

5.7.1电流折叠212

5.7.2电压折叠213

5.8电压-电流转换器214

5.9时钟产生218

参考文献220

第6章 过采样和低阶Σ△调制器222

6.1概述222

6.1.1△和Σ△调制223

6.2噪声整形224

6.3一阶调制器226

6.3.1直观看法230

6.3.2 1位量化的使用231

6.4二阶调制器233

6.5电路设计问题234

6.5.1失调235

6.5.2运算放大器有限增益235

6.5.3运放的有限带宽238

6.5.4有限的运算放大器压摆率239

6.5.5 ADC的非理想特性241

6.5.6 DAC的非理想特性242

6.6结构设计问题242

6.6.1积分器的动态范围242

6.6.2动态范围优化247

6.6.3数据采样电路的实现253

6.6.4噪声分析254

6.6.5量化误差与抖动（dither）258

6.6.6 1位和多位量化器260

参考文献264

第7章 高阶Σ△ ADC、连续时间 Σ△ ADC和Σ△ DAC266

7.1信噪比（SNR）增强技术266

7.2高阶噪声整形268

7.2.1单级结构270

7.2.2稳定性分析272

7.2.3加权反馈求和273

7.2.4具有局部反馈的调制器276

7.2.5带分布式反馈的积分器链278

7.2.6级联Σ△调制器279

7.2.7 MASH的动态范围282

7.3连续时间Σ△调制器286

7.3.1采样保持电路的局限性287

7.3.2连续时间调制器的实现289

7.3.3根据等价的采样数据调制器设计连续时间调制器292

7.4带通Σ△调制器295

7.4.1 N路径时间交织的结构298

7.4.2 NTF的合成302

7.5过采样DAC304

7.5.1 1位DAC305

7.5.2双归零DAC308

参考文献313

第8章 数字增强技术316

8.1简介316

8.2误差测量317

8.3元件的修正（Trimming）318

8.4前台校准320

8.5后台校准323

8.5.1时间交织转换器中的增益和失调325

8.5.2无冗余硬件的失调校准326

8.6动态匹配329

8.6.1蝶形随机化（Butterfly Randomization）331

8.6.2各体层面的平均336

8.6.3数据加权平均339

8.7抽取与插值344

8.7.1抽取345

8.7.2内插348

参考文献352

第9章D/A和A/D转换器测试355

9.1概述355

9.2测试板356

9.3质量和可靠性测试359

9.4数据处理360

9.4.1最佳拟合曲线（Best-fit-line）360

9.4.2正弦波拟合361

9.4.3直方图法362

9.5 DAC静态测试366

9.5.1转换曲线测试367

9.5.2误差叠加（Superposition of Errors）367

9.5.3非线性误差368

9.6 DAC动态测试369

9.6.1频谱特性369

9.6.2转换时间370

9.6.3毛刺能量372

9.7 ADC静态测试373

9.7.1数字码边沿测量374

9.8 ADC动态测试376

9.8.1时间域参数376

9.8.2提高正弦波的频谱纯度377

9.8.3孔径不确定性测量379

9.8.4稳定时间（settling-time）测量381

9.8.5 FFT测试的使用381

参考文献384

索引385