Название: Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов
Издательство: Техносфера, Analog Devices, Inc.
Автор: Уолт Кестер
ISBN: 978-5-94836-243-4
Год: 2010
Страниц: 328
Формат: pdf, djvu
Размер: 136 Мб
Серия или Выпуск: Мир электроники
Язык: русский
О книге:
В книге Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов рассмотрены теоретические и практические вопросы создания аналогово-цифровых систем. В ней прорабатываются аспекты цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования, основ цифровой обработки сигналов, спектрального анализа, цифровой фильтрации. Не считая того, рассмотрены вопросы конструирования - разводка печатных плат, компоновка устройства, сопряжение аналоговых и цифровых устройств и т.д.
ГЛАВА 1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И ЕДИНИЦЫ ИХ ИЗМЕРЕНИЯ
Введение
Цели обработки физических сигналов
Армирование физических сигналов
Методы и технологии обработки физических сигналов
Сравнение аналоговой и цифровой обработки сигнала
Практический пример
Список литературы
ГЛАВА 2. ДИСКРЕТНЫЕ СИСТЕМЫ
Введение
Дискретизация аналоговых сигналов по времени
Фильтры для устранения эффекта наложения спектров (антиалайзинговые фильтры)
Статическая АЦП и ЦАП передаточная функция и погрешности по постоянному току
Погрешности по переменному току в преобразователях данных
Искажения и шум в идеальном N-разрядном АЦП
Искажение и шум в реальных АЦП
Приведенный ко входу тепловой шум
Явления интегральных и дифференциальных нелинейных искажений
Нелинейные искажения, наихудшая гармоника, общие нелинейные искажения (THD),
общие нелинейные искажения плюс шум (THD + N)
Показатель сигнал/шум/искажения (SINAD), показатель сигнал/шум (SNR) и эффективное число разрядов (EN0B)
Аналоговая ширина полосы
Динамический диапазон, свободный от гармоник (SFDR)
Двухтональные интермодуляционные искажения (IMD)
Уровень собственных шумов (NPR)
Дрожание апертуры и апертурная задержка
Динамические характеристики ЦАП
Спад частотной характеристики (Rolloff) ЦАП sin (х)/х
Список литературы
ГЛАВА 3. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (АЦП) ДЛЯ ЗАДАЧ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
АЦП последовательного приближения
Сигма-дельта (??) АЦП
Резюме
Параллельные (Flash) АЦП
Конвейерные (Subranging, Pipelined) АЦП
Каскадные АЦП (Bit-Per-Stage, последовательные)
Список литературы
ГЛАВА 4. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ЦАП) ДЛЯ ЗАДАЧ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Структуры ЦАП
Архитектуры ЦАП с малыми искажениями
Логика ЦАП
Интерполирующие ЦАП
Сигма-дельта ЦАП
Прямой цифровой синтез (DDS)
Список литературы
ГЛАВА 5. БЫСТРОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
Дискретное преобразование Фурье
Быстрое преобразование Фурье
Аппаратная реализация и время выполнения алгоритмов БПФ
Требования к DSP для реализации алгоритмов БПФ в реальном масштабе времени
Расширение спектра анализируемого сигнала и взвешивание с использованием оконной функции
Список литературы
ГЛАВА 6. ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
Введение
Фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ)
Реализация КИХ-фильтра на процессоре DSP с использованием циклических буферов
Проектирование КИХ-фильтров
Проектирование КИХ-фильтра по методу sin(x)/x со взвешиванием
Проектирование КИХ-фильтра по методу рядов Фурье со взвешиванием
Проектирование КИХ-фильтра по методу частотной дискретизации
Проектирование КИХ-фильтров с использованием программы Паркса - Макклиллана (Parks - McClellan)
Проектирование ВЧ, полосовых и режекторных фильтров на основе НЧ-фильтров
Фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ)
Методы проектирования БИХ-фильтров
Резюме: сравнение КИХ- и БИХ-фильтров
Фильтры с изменяемой частотой дискретизации
Адаптивные фильтры
Список литературы
ГЛАВА 7. АППАРАТУРА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ
Микроконтроллеры, микропроцессоры и цифровые (DSP) процессоры обработки сигналов
Требования, предъявляемые к цифровым процессорам обработки сигналов
Быстрое выполнение арифметических операций
Повышенная точность
Одновременная выборка двух операндов
Циклические буферы
Организация циклов с автоматической проверкой условий
Выводы
Ядро 16-разрядных DSP с фиксированной точкойсемейства ADSP-2lxx
Пример реализации цифрового фильтра
Шины
Вычислительные блоки (АЛУ, MAC, регистр сдвига)
Адресные генераторы и устройство управления последовательностью выполнения команд (секвенсер)
Встроенные периферийные устройства процессоров семейства ADSP-21xx
Сравнение арифметики с плавающей и фиксированной точкой
Цифровые сигнальные процессоры с плавающей точкой SHARC® компании Analog Devices
Архитектура ядра процессора семейства ADSP-2116х, построенного по принципу «одна инструкция - двойной набор данных»
Построение многопроцессорных систем на основепроцессоров семейства SHARC
ADSP-TS001 - TigerSHARC™: статический суперскалярный цифровой сигнальный процессор.
Средства для отладки и проектирования систем на цифровых сигнальных процессорах
VisualDSP и VisualDSP++
Список литературы
ГЛАВА 8. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА С DSP-ПРОЦЕССОРАМИ
Введение
Организация параллельного интерфейса с DSP-процессорами: чтение данных из АЦП, подключенного с отображением в адресное пространство памяти
Организация параллельного интерфейса с DSP-процессорами: запись данных в ЦАЛ, подключенный с отображением в адресное пространство памяти
Организация последовательного интерфейса с DSP-процессорами
Организация последовательного интерфейса между DSP-процессором и АЦП
Организация последовательного интерфейса между DSP-процессором и ЦАП
Организация интерфейса между портами ввода-вывода, микросхемами со смешанными сигналами, кодеками DSP-процессорами
Организация высокоскоростного интерфейса
Системный интерфейс процессора DSP
Список литературы
ГЛАВА 9. ПРИМЕНЕНИЕ DSP
Высокопроизводительные модемы для передачи данных (POTS) по традиционным телефонным линиям
Модемы удаленного доступа (RAS)
Многоканальная интернет-телефония (VoIP)
Цифровые сотовые телефоны
Система GSM
Телефоны стандарта GSM, использующие процессор обработки SoftFone™ и комплект микросхем радиоканала Othello™
Аналоговые базовые станции сотовой телефонии
Цифровые сотовые базовые станции
Управление электродвигателями
Кодеки и процессоры обработки сигналов в голосовых приложениях и аудиосистемах
Сигма-дельта-АЦП с программируемым цифровым фильтром
Резюме
ГЛАВА 10. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Низковольтные интерфейсы
Устойчивость к повышенному напряжению и совместимость по напряжению
Соединение 5-вольтовой и 3,3-вольтовой логики с помощью шинных переключателей на МОП-транзисторах
Устойчивость и совместимость по напряжению, обеспечиваемая средствами самой интегральной схемы
Интерфейсы между системами с напряжениями питания 3,3 и 2,5 В
Литература по интерфейсам низкого напряжения
Заземление в системах со смешанными сигналами
Поверхности заземления и питания
Двухсторонняя или многослойная печатная плата
Многоплатные системы со смешанными сигналами
Разделение аналогового и цифрового заземления
Заземление и развязка ИС со смешанными сигналами и небольшими цифровыми токами
Внимательно отнеситесь к цифровому выходу АЦП
О генераторе тактовых импульсов
Источники неудач при заземлении системы со смешанными сигналами: применение одноплатной схемы заземления к многоплатной системе
Выводы: заземление устройств со смешанными сигналами и маленькими цифровыми токами в многоплатных системах.
Выводы: заземление устройств со смешанными сигналами и большими цифровыми токами в многоплатной системе
Заземление цифровых процессоров обработки сигналов (DSP) с внутренними системами ФАПЧ
Выводы по заземлению
Некоторые общие правила компоновки платы для систем со смешанными сигналами
Список литературы по заземлению
Методы изоляции цифровых сигналов
Снижение шумов и фильтрация напряжения источника питания
Эксперименты с импульсным источником питания
Локальная высокочастотная фильтрация напряжения питания
Локальная развязка процессоров DSP с высокой плотностью выводов
Список литературы: шумопонижение и фильтрация
Работа с высокоскоростной логикой
Литература по работе с высокоскоростной логикой
Введение
Цели обработки физических сигналов
Армирование физических сигналов
Методы и технологии обработки физических сигналов
Сравнение аналоговой и цифровой обработки сигнала
Практический пример
Список литературы
ГЛАВА 2. ДИСКРЕТНЫЕ СИСТЕМЫ
Введение
Дискретизация аналоговых сигналов по времени
Фильтры для устранения эффекта наложения спектров (антиалайзинговые фильтры)
Статическая АЦП и ЦАП передаточная функция и погрешности по постоянному току
Погрешности по переменному току в преобразователях данных
Искажения и шум в идеальном N-разрядном АЦП
Искажение и шум в реальных АЦП
Приведенный ко входу тепловой шум
Явления интегральных и дифференциальных нелинейных искажений
Нелинейные искажения, наихудшая гармоника, общие нелинейные искажения (THD),
общие нелинейные искажения плюс шум (THD + N)
Показатель сигнал/шум/искажения (SINAD), показатель сигнал/шум (SNR) и эффективное число разрядов (EN0B)
Аналоговая ширина полосы
Динамический диапазон, свободный от гармоник (SFDR)
Двухтональные интермодуляционные искажения (IMD)
Уровень собственных шумов (NPR)
Дрожание апертуры и апертурная задержка
Динамические характеристики ЦАП
Спад частотной характеристики (Rolloff) ЦАП sin (х)/х
Список литературы
ГЛАВА 3. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (АЦП) ДЛЯ ЗАДАЧ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
АЦП последовательного приближения
Сигма-дельта (??) АЦП
Резюме
Параллельные (Flash) АЦП
Конвейерные (Subranging, Pipelined) АЦП
Каскадные АЦП (Bit-Per-Stage, последовательные)
Список литературы
ГЛАВА 4. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ЦАП) ДЛЯ ЗАДАЧ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Структуры ЦАП
Архитектуры ЦАП с малыми искажениями
Логика ЦАП
Интерполирующие ЦАП
Сигма-дельта ЦАП
Прямой цифровой синтез (DDS)
Список литературы
ГЛАВА 5. БЫСТРОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
Дискретное преобразование Фурье
Быстрое преобразование Фурье
Аппаратная реализация и время выполнения алгоритмов БПФ
Требования к DSP для реализации алгоритмов БПФ в реальном масштабе времени
Расширение спектра анализируемого сигнала и взвешивание с использованием оконной функции
Список литературы
ГЛАВА 6. ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
Введение
Фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ)
Реализация КИХ-фильтра на процессоре DSP с использованием циклических буферов
Проектирование КИХ-фильтров
Проектирование КИХ-фильтра по методу sin(x)/x со взвешиванием
Проектирование КИХ-фильтра по методу рядов Фурье со взвешиванием
Проектирование КИХ-фильтра по методу частотной дискретизации
Проектирование КИХ-фильтров с использованием программы Паркса - Макклиллана (Parks - McClellan)
Проектирование ВЧ, полосовых и режекторных фильтров на основе НЧ-фильтров
Фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ)
Методы проектирования БИХ-фильтров
Резюме: сравнение КИХ- и БИХ-фильтров
Фильтры с изменяемой частотой дискретизации
Адаптивные фильтры
Список литературы
ГЛАВА 7. АППАРАТУРА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ
Микроконтроллеры, микропроцессоры и цифровые (DSP) процессоры обработки сигналов
Требования, предъявляемые к цифровым процессорам обработки сигналов
Быстрое выполнение арифметических операций
Повышенная точность
Одновременная выборка двух операндов
Циклические буферы
Организация циклов с автоматической проверкой условий
Выводы
Ядро 16-разрядных DSP с фиксированной точкойсемейства ADSP-2lxx
Пример реализации цифрового фильтра
Шины
Вычислительные блоки (АЛУ, MAC, регистр сдвига)
Адресные генераторы и устройство управления последовательностью выполнения команд (секвенсер)
Встроенные периферийные устройства процессоров семейства ADSP-21xx
Сравнение арифметики с плавающей и фиксированной точкой
Цифровые сигнальные процессоры с плавающей точкой SHARC® компании Analog Devices
Архитектура ядра процессора семейства ADSP-2116х, построенного по принципу «одна инструкция - двойной набор данных»
Построение многопроцессорных систем на основепроцессоров семейства SHARC
ADSP-TS001 - TigerSHARC™: статический суперскалярный цифровой сигнальный процессор.
Средства для отладки и проектирования систем на цифровых сигнальных процессорах
VisualDSP и VisualDSP++
Список литературы
ГЛАВА 8. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА С DSP-ПРОЦЕССОРАМИ
Введение
Организация параллельного интерфейса с DSP-процессорами: чтение данных из АЦП, подключенного с отображением в адресное пространство памяти
Организация параллельного интерфейса с DSP-процессорами: запись данных в ЦАЛ, подключенный с отображением в адресное пространство памяти
Организация последовательного интерфейса с DSP-процессорами
Организация последовательного интерфейса между DSP-процессором и АЦП
Организация последовательного интерфейса между DSP-процессором и ЦАП
Организация интерфейса между портами ввода-вывода, микросхемами со смешанными сигналами, кодеками DSP-процессорами
Организация высокоскоростного интерфейса
Системный интерфейс процессора DSP
Список литературы
ГЛАВА 9. ПРИМЕНЕНИЕ DSP
Высокопроизводительные модемы для передачи данных (POTS) по традиционным телефонным линиям
Модемы удаленного доступа (RAS)
Многоканальная интернет-телефония (VoIP)
Цифровые сотовые телефоны
Система GSM
Телефоны стандарта GSM, использующие процессор обработки SoftFone™ и комплект микросхем радиоканала Othello™
Аналоговые базовые станции сотовой телефонии
Цифровые сотовые базовые станции
Управление электродвигателями
Кодеки и процессоры обработки сигналов в голосовых приложениях и аудиосистемах
Сигма-дельта-АЦП с программируемым цифровым фильтром
Резюме
ГЛАВА 10. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Низковольтные интерфейсы
Устойчивость к повышенному напряжению и совместимость по напряжению
Соединение 5-вольтовой и 3,3-вольтовой логики с помощью шинных переключателей на МОП-транзисторах
Устойчивость и совместимость по напряжению, обеспечиваемая средствами самой интегральной схемы
Интерфейсы между системами с напряжениями питания 3,3 и 2,5 В
Литература по интерфейсам низкого напряжения
Заземление в системах со смешанными сигналами
Поверхности заземления и питания
Двухсторонняя или многослойная печатная плата
Многоплатные системы со смешанными сигналами
Разделение аналогового и цифрового заземления
Заземление и развязка ИС со смешанными сигналами и небольшими цифровыми токами
Внимательно отнеситесь к цифровому выходу АЦП
О генераторе тактовых импульсов
Источники неудач при заземлении системы со смешанными сигналами: применение одноплатной схемы заземления к многоплатной системе
Выводы: заземление устройств со смешанными сигналами и маленькими цифровыми токами в многоплатных системах.
Выводы: заземление устройств со смешанными сигналами и большими цифровыми токами в многоплатной системе
Заземление цифровых процессоров обработки сигналов (DSP) с внутренними системами ФАПЧ
Выводы по заземлению
Некоторые общие правила компоновки платы для систем со смешанными сигналами
Список литературы по заземлению
Методы изоляции цифровых сигналов
Снижение шумов и фильтрация напряжения источника питания
Эксперименты с импульсным источником питания
Локальная высокочастотная фильтрация напряжения питания
Локальная развязка процессоров DSP с высокой плотностью выводов
Список литературы: шумопонижение и фильтрация
Работа с высокоскоростной логикой
Литература по работе с высокоскоростной логикой
Скачать Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов
