《采样理论和模数转换》

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日期:2022-01-20

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作品总结

《采样理论和模数转换》


《采样理论与模数转换》为什么要写另一本关于采样理论和模数转换的书?本书采用线性系统理论方法进行模数转换。从线性系统理论,我们引入采样理论,并使用线性系统理论的工具来证明香农的采样定理。香农的采样定理展示了如何将模拟信号转换为离散时间信号,以及如何从离散时间信号中准确地恢复原始信号。数字是离散时间的近似值,因此不可能进行精确的重建;然而,实际上重建的信号与原始模拟信号相同。数字不仅仅是 1 和 0。数字技术是普遍的。一旦数据采用数字形式,就可以将其从一种数字格式转换为另一种数字格式,而不会造成任何额外的信息损失(不包括有损数据压缩)。
我们使用线性系统理论和采样定理推导出理想模数转换器的模型。我们从理想模型中得出性能指标。性能指标很好地用于说明如何测试和评估模数转换器。应用程序激励读者应用所学的概念。更复杂的应用程序将引导读者了解软件定义无线电。附录提供了采样定理、通信工程单元、变换表和 ADC 模型的摘要。
第 1 章首先介绍了数字世界。金钱用于引入模拟、离散和数字。第 2 章从对线性系统的简单描述开始。第 2 章将读者从代数、微积分、微分方程、傅里叶变换带回到代数。我们希望读者对信号处理有一个基本的了解。线性系统理论在第 3 章提供了证明采样定理的工具。第 4 章介绍了采样定理的图解证明和分析证明。我们展示了为什么西方电影中的马车车轮会倒转。
第 5 章介绍了二进制数学,我们需要使用模数转换器。为模数转换器的“软件接口”提供了代码示例。第 5 章的一个有用部分是如何解决连接到 16 位微处理器的有符号 10 位模数转换器的问题。 (不包括在删减版中)。
第 6 章介绍了理想的模数转换器模型。第 7 章介绍了一些常见的模数转换器:闪存、流水线、逐次逼近寄存器和 delta sigma (ΔΣ)。第 8 章介绍了模数转换器的性能指标和测试。第 9 章介绍了采样和模数转换应用。第 10 章简要介绍了专注于软件定义无线电应用的模数转换器数据表。 (不包括在删减版中)。
第 11 章介绍了无线电接收器框图,最后简要介绍了软件定义无线电。第 11 章完成了从线性系统到采样理论、模数转换器以及最有用的部分——应用程序的整个过程。我们希望这本书可以成为更复杂应用的良好垫脚石。随着计算机能力的不断提高和成本的不断下降,未来将会发现新的应用。成为发展未来的一部分。如果您有任何改进建议或发现错误,请给本书作者发送电子邮件(参见本书前言)。

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