信號處理與積體電路

《信號處理與積體電路》是2016年機械工業出版社出版的圖書，作者是胡森.貝赫。

基本介紹

• 書名：信號處理與積體電路
• 作者：胡森.貝赫
• 譯者：戴瀾
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2016年1月
• 頁數：390 頁
• 定價：98 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787111512479
• 叢書名：國際信息工程先進技術譯叢

內容簡介

本書從信號處理的角度對數字－模擬積體電路設計中的主要電路進行分析，並給出設計思路與一些電路的仿真建模方法。介紹了數－模濾波器、FFT處理器、運算放大器和Sigma-Delta數據轉換器等基本單元的設計理論及設計方法，同時，對開關電容電路和積體電路工藝有一定的介紹。讀者可以通過本書將信號處理基本理論及其在積體電路設計中的套用聯繫起來，學會通過系統分析的觀點來解決積體電路設計中的一些問題。

圖書目錄

譯者序

原書前言

第一部分綜述1

1模擬、數字和混合信號處理2

11數位訊號處理2

12摩爾定律和“機敏”技術2

13片上系統2

14模擬和混合信號處理3

15知識架構4

第二部分模擬（連續時間）和數位訊號處理5

2模擬連續時間信號系統6

21緒論6

22信號分析中的傅立葉級數和函式逼近6

221定義6

222時域和離散頻域7

223卷積8

224帕斯瓦爾定理與功率譜8

225吉布斯現象8

226視窗函式10

23傅立葉變換與基本信號10

231定義與性質10

232帕斯瓦爾定理與能量譜12

233相關函式12

234單位脈衝與基本信號13

235衝激回響與系統函式14

236周期信號14

237不確定性原理14

24拉普拉斯變換與模擬系統15

241復頻15

242拉普拉斯變換的性質16

243系統函式17

25基本的信號處理電路模組19

251採用運算放大器電路的基本模組實現19

26模擬系統函式的實現23

261運算放大器的基本原理與套用23

262運用OTAs和Gm-C電路實現積分器26

27小結28

習題28

3模擬濾波器設計31

31緒論31

32理想濾波器31

33振幅導向型設計34

331通帶和阻帶的最平坦化回響35

332切比雪夫回響37

333橢圓函式回響39

34頻率轉換40

341低通向低通轉換40

342低通向高通轉換40

343低通向帶通轉換41

344低通向帶阻轉換42

35示例42

36相位導向型設計44

361相位及延遲函式44

362最大平坦延遲回響45

37無源濾波器47

38有源濾波器50

39MATLAB在模擬濾波器設計中的套用51

391巴特沃斯濾波器52

392切比雪夫濾波器52

393橢圓濾波器53

394貝塞爾濾波器53

310MATLAB套用的例子54

311一個綜合套用：數據傳輸的脈衝整形57

312小結61

習題61

4離散信號與系統62

41緒論62

42模擬信號的數位化62

421採樣63

422量化和編碼69

43離散信號與系統71

44數字濾波器73

45小結77

習題78

5數字濾波器設計80

51緒論80

52總則80

53IIR濾波器的振幅導向型設計83

531低通濾波器83

532高通濾波器89

533帶通濾波器91

534帶阻濾波器92

54相位導向型IIR濾波器設計92

541總則92

542最大平坦群延遲回響93

55FIR濾波器95

551精確的線性相位特徵95

552傅立葉係數濾波器設計101

553最優約束數量下的單調振幅回響109

554通帶和阻帶中的最優等紋波回響110

56IIR和FIR濾波器的比較114

57MATLAB在數字濾波器設計中的套用114

571巴特沃斯IIR濾波器114

572切比雪夫IIR濾波器115

573橢圓IIR濾波器117

574濾波器的實現120

575線性相位FIR濾波器121

58一個綜合套用：數據傳輸的脈衝整形122

581最優設計122

582運用MATLAB設計數據傳輸濾波器123

59小結126

習題126

6快速傅立葉變換及其套用128

61緒論128

62周期信號129

63非周期信號132

64離散傅立葉變換136

65快速傅立葉變換算法138

651按時間抽取的快速傅立葉變換138

652按頻率抽取的快速傅立葉變換143

653基-4快速傅立葉變換144

66離散傅立葉變換的性質147

661線性147

662圓周卷積147

663周期序列的移位148

664對稱性和共軛對148

665帕塞伐爾定理和功率譜149

666圓周相關150

667離散傅立葉變換與z變換之間的關係151

67利用FFT進行頻譜分析151

671傅立葉積分的計算152

672傅立葉係數的計算154

68頻譜窗155

681連續時間信號155

682離散時間信號159

69利用FFT的快速卷積、濾波和相關160

691圓周（周期）卷積160

692非周期卷積160

693濾波和分段卷積161

694快速相關163

610MATLAB軟體的使用164

611小結165

習題165

7隨機信號和功率譜166

71緒論166

72隨機變數166

721機率分布函式166

722機率密度函式166

723聯合分布167

724統計參數168

73模擬隨機過程169

731隨機過程統計170

732平穩過程172

733時間均值172

734遍歷性173

735隨機信號的功率譜174

736線性系統信號178

74離散時間隨機過程179

741統計參數180

742平穩過程180

75功率譜估計183

751連續時間信號183

752離散時間信號186

76小結187

習題187

8數位訊號處理器的有限字長效應189

81緒論189

82輸入信號的量化誤差191

83量化係數的影響195

84捨入累積的影響196

841忽略量化誤差的捨入累積197

842考慮量化誤差的捨入累積203

85自激：溢出和極限周期206

851溢出振盪206

852極限周期和死區效應209

86小結211

習題211

9線性估計、系統建模和自適應濾波器212

91緒論212

92均方近似212

921模擬信號212

922離散信號214

93線性估計、系統建模與最佳濾波器215

94最小均方誤差的模擬估計216

941非因果的平滑維納濾波器216

942因果的維納濾波器219

95匹配濾波器219

96離散時間線性估計221

961非遞歸維納濾波222

962採用最小均方誤差梯度算法的自適應濾波225

963最小均方誤差梯度算法228

97自適應IIR濾波器和系統建模228

98自適應濾波器的一個套用：衛星語音傳播信號的回聲消除器231

99小結232

第三部分套用於信號處理的模擬MOS積體電路233

10MOS電晶體與積體電路工藝234

101緒論234

102MOS電晶體234

1021工作條件234

1022跨導239

1023溝道長度調製效應240

1024PMOS電晶體和CMOS電路241

1025耗盡型MOSFET242

103積體電路製造工藝242

1031晶圓製備242

1032擴散和離子注入243

1033氧化245

1034光刻246

1035化學氣相澱積247

1036金屬化248

1037MOSFET的製備步驟248

104積體電路的MOS場效應電晶體的布局與面積考慮249

105MOSFET中的噪聲251

1051散粒噪聲251

1052熱噪聲251

1053閃爍噪聲251

1054噪聲模型251

習題252

11積體電路基本單元電路253

111緒論253

112MOS有源電阻和負載器件253

113MOS放大器255

1131採用增強型負載的NMOS放大器255

1132襯底效應255

1133帶耗盡型負載的NMOS放大器257

1134源極跟隨器257

114基於高頻套用的設計考慮260

1141寄生電容260

1142共源共柵放大器261

115電流鏡264

116CMOS放大器266

117小結267

習題267

12兩級CMOS運算放大器268

121緒論268

122運算放大器的性能參數268

123反饋放大器的基本原理270

124CMOS差分放大器272

125兩級CMOS運算放大器276

1251直流電壓增益278

1252頻率回響278

1253調零電阻279

1254壓擺率和建立時間280

1255輸入共模範圍和共模抑制比281

1256兩級CMOS運算放大器的設計計算綜述282

126一個完整的運放設計實例284

127運算放大器設計中的實際問題和非理想效應286

1271電源抑制287

1272直流失調電壓287

1273噪聲特性287

128小結289

習題289

13高性能CMOS運算放大器和運算跨導放大器290

131緒論290

132CMOS共源共柵運算放大器290

133摺疊共源共柵運算放大器291

134低噪聲運算放大器293

1341通過控制器件幾何尺寸進行低噪聲設計295

1342通過相關雙採樣降低噪聲295

1343斬波穩定運算放大器295

135高頻運算放大器297

1351基於建立時間的設計考慮297

136全差分平衡拓撲結構299

137跨導運算放大器304

138小結306

習題306

14電容、開關和無源電阻308

141緒論308

142MOS電容308

1421電容結構308

1422寄生電容310

1423電容比誤差310

143MOS開關312

1431一種簡單的開關電路312

1432時鐘饋通313

1433CMOS開關：傳輸門314

144MOS無源電阻315

145小結316

第四部分開關電容和混合信號處理317

15微電子開關電容濾波器的設計318

151緒論318

152採樣信號和保持信號320

153振幅導向無損離散積分型濾波器322

1531狀態變數梯型濾波器322

1532雜散不敏感型LDI梯型濾波器329

1533一種近似的設計方法333

154基於無源集總原型的濾波器設計335

155級聯設計342

156移動通信中的套用：語音編解碼器和數字數據機344

1561語音編解碼器344

1562數字數據機345

157小結346

習題346

16微電子開關電容濾波器中的非理想效應和實際設計考慮348

161緒論348

162運算放大器有限增益效應348

163運算放大器的有限頻寬和有限壓擺率效應349

164運算放大器的有限輸出電阻效應350

165最大動態範圍縮放351

166最小電容縮放352

167全差分平衡設計352

168其他關於寄生電容和開關噪聲的討論354

169預濾波和後置濾波的設計要求356

1610可程式濾波器358

1611基於濾波器版圖的設計考慮359

1612小結360

17集成Sigma-Delta數據轉換器：模擬和數位訊號處理的拓展及綜合套用361

171研究動機和綜合考慮361

172一階轉換器362

173二階轉換器366

174抽取和數字濾波370

1741原理370

1742抽取數字濾波器結構373

175仿真和性能評估376

176實例分析：四階Sigma-Delta轉換器設計378

177小結381

部分習題答案382

參考文獻389