本書在對數(shù)字信號處理的基本理論進行分析的基礎(chǔ)上，對各類數(shù)-模濾波器設計、FFT算法及其實現(xiàn)方法，對模擬集成電路中基本電路單元、基本放大器和多級放大器、開關(guān)電容電路及其組成的濾波器和Sigma-Delta數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以系統(tǒng)分析的方法進行了介紹。
本書適合于從事集成電路設計，特別是模擬集成電路設計、研究的科研工作人員或企業(yè)研發(fā)人員參考，同時可作為該專業(yè)的高校本科生、研究生和教師的參考用書。

現(xiàn)代集成電路在國防科技、消費電子等方面起到非常重要的作用，高性能、微型化的電子系統(tǒng)對集成電路（芯片）的依賴性越來越高。集成電路包括制造、器件、設計與測試等幾個方面，其中，集成電路設計與信號處理方面聯(lián)系緊密，因此，將集成電路設計與信號處理相關(guān)理論結(jié)合起來進行討論具有重要意義。

 

譯者序
原書前言
第一部分綜述1
1模擬、數(shù)字和混合信號處理2
1.1數(shù)字信號處理2
1.2摩爾定律和“機敏”技術(shù)2
1.3片上系統(tǒng)2
1.4模擬和混合信號處理3
1.5知識架構(gòu)4
第二部分模擬（連續(xù)時間）和數(shù)字信號處理5
2模擬連續(xù)時間信號系統(tǒng)6
2.1緒論6
2.2信號分析中的傅里葉級數(shù)和函數(shù)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(xiàn)象8
2.2.6窗口函數(shù)10
2.3傅里葉變換與基本信號10
2.3.1定義與性質(zhì)10
2.3.2帕斯瓦爾定理與能量譜12
2.3.3相關(guān)函數(shù)12
2.3.4單位脈沖與基本信號13
2.3.5沖激響應與系統(tǒng)函數(shù)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(tǒng)15
2.4.1復頻15
2.4.2拉普拉斯變換的性質(zhì)16
2.4.3系統(tǒng)函數(shù)17
2.5基本的信號處理電路模塊19
2.5.1采用運算放大器電路的基本模塊實現(xiàn)19
2.6模擬系統(tǒng)函數(shù)的實現(xiàn)23
2.6.1運算放大器的基本原理與應用23
2.6.2運用OTAs和Gm-C電路實現(xiàn)積分器26
2.7小結(jié)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響應35
3.3.2切比雪夫響應37
3.3.3橢圓函數(shù)響應39
3.4頻率轉(zhuǎn)換40
3.4.1低通向低通轉(zhuǎn)換40
3.4.2低通向高通轉(zhuǎn)換40
3.4.3低通向帶通轉(zhuǎn)換41
3.4.4低通向帶阻轉(zhuǎn)換42
3.5示例42
3.6相位導向型設計44
3.6.1相位及延遲函數(shù)44
3.6.2最大平坦延遲響應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應用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應用的例子54
3.11一個綜合應用：數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿}沖整形57
3.12小結(jié)61
習題61
4離散信號與系統(tǒng)62
4.1緒論62
4.2模擬信號的數(shù)字化62
4.2.1采樣63
4.2.2量化和編碼69
4.3離散信號與系統(tǒng)71
4.4數(shù)字濾波器73
4.5小結(jié)77
習題78
5數(shù)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最大平坦群延遲響應93
5.5FIR濾波器95
5.5.1精確的線性相位特征95
5.5.2傅里葉系數(shù)濾波器設計101
5.5.3最優(yōu)約束數(shù)量下的單調(diào)振幅響應109
5.5.4通帶和阻帶中的最優(yōu)等紋波響應110
5.6IIR和FIR濾波器的比較114
5.7MATLAB在數(shù)字濾波器設計中的應用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(xiàn)120
5.7.5線性相位FIR濾波器121
5.8一個綜合應用：數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿}沖整形122
5.8.1最優(yōu)設計122
5.8.2運用MATLAB設計數(shù)據(jù)傳輸濾波器123
5.9小結(jié)126
習題126
6快速傅里葉變換及其應用128
6.1緒論128
6.2周期信號129
6.3非周期信號132
6.4離散傅里葉變換136
6.5快速傅里葉變換算法138
6.5.1按時間抽取的快速傅里葉變換138
6.5.2按頻率抽取的快速傅里葉變換143
6.5.3基-4快速傅里葉變換144
6.6離散傅里葉變換的性質(zhì)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(guān)150
6.6.7離散傅里葉變換與z變換之間的關(guān)系151
6.7利用FFT進行頻譜分析151
6.7.1傅里葉積分的計算152
6.7.2傅里葉系數(shù)的計算154
6.8頻譜窗155
6.8.1連續(xù)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(guān)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(guān)163
6.10MATLAB軟件的使用164
6.11小結(jié)165
習題165
7隨機信號和功率譜166
7.1緒論166
7.2隨機變量166
7.2.1概率分布函數(shù)166
7.2.2概率密度函數(shù)166
7.2.3聯(lián)合分布167
7.2.4統(tǒng)計參數(shù)168
7.3模擬隨機過程169
7.3.1隨機過程統(tǒng)計170
7.3.2平穩(wěn)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(tǒng)信號178
7.4離散時間隨機過程179
7.4.1統(tǒng)計參數(shù)180
7.4.2平穩(wěn)過程180
7.5功率譜估計183
7.5.1連續(xù)時間信號183
7.5.2離散時間信號186
7.6小結(jié)187
習題187
8數(shù)字信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量化系數(shù)的影響195
8.4舍入累積的影響196
8.4.1忽略量化誤差的舍入累積197
8.4.2考慮量化誤差的舍入累積203
8.5自激：溢出和極限周期206
8.5.1溢出振蕩206
8.5.2極限周期和死區(qū)效應209
8.6小結(jié)211
習題211
9線性估計、系統(tǒng)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(tǒng)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采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(tǒng)建模228
9.8自適應濾波器的一個應用：衛(wèi)星語音傳播信號的回聲消除器231
9.9小結(jié)232
第三部分應用于信號處理的模擬MOS集成電路233
10MOS晶體管與集成電路工藝234
10.1緒論234
10.2MOS晶體管234
10.2.1工作條件234
10.2.2跨導239
10.2.3溝道長度調(diào)制效應240
10.2.4PMOS晶體管和CMOS電路241
10.2.5耗盡型MOSFET242
10.3集成電路制造工藝242
10.3.1晶圓制備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化學氣相淀積247
10.3.6金屬化248
10.3.7MOSFET的制備步驟248
10.4集成電路的MOS場效應晶體管的布局與面積考慮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集成電路基本單元電路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采用增強型負載的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基于高頻應用的設計考慮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(jié)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(shù)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頻率響應278
12.5.3調(diào)零電阻279
12.5.4壓擺率和建立時間280
12.5.5輸入共模范圍和共模抑制比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(diào)電壓287
12.7.3噪聲特性287
12.8小結(jié)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折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(guān)雙采樣降低噪聲295
13.4.3斬波穩(wěn)定運算放大器295
13.5高頻運算放大器297
13.5.1基于建立時間的設計考慮297
13.6全差分平衡拓撲結(jié)構(gòu)299
13.7跨導運算放大器304
13.8小結(jié)306
習題306
14電容、開關(guān)和無源電阻308
14.1緒論308
14.2MOS電容308
14.2.1電容結(jié)構(gòu)308
14.2.2寄生電容310
14.2.3電容比誤差310
14.3MOS開關(guān)312
14.3.1一種簡單的開關(guān)電路312
14.3.2時鐘饋通313
14.3.3CMOS開關(guān)：傳輸門314
14.4MOS無源電阻315
14.5小結(jié)316
第四部分開關(guān)電容和混合信號處理317
15微電子開關(guān)電容濾波器的設計318
15.1緒論318
15.2采樣信號和保持信號320
15.3振幅導向無損離散積分型濾波器322
15.3.1狀態(tài)變量梯型濾波器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基于無源集總原型的濾波器設計335
15.5級聯(lián)設計342
15.6移動通信中的應用：語音編解碼器和數(shù)字調(diào)制解調(diào)器344
15.6.1語音編解碼器344
15.6.2數(shù)字調(diào)制解調(diào)器345
15.7小結(jié)346
習題346
16微電子開關(guān)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運算放大器的有限帶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(tài)范圍縮放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(guān)于寄生電容和開關(guān)噪聲的討論354
16.9預濾波和后置濾波的設計要求356
16.10可編程濾波器358
16.11基于濾波器版圖的設計考慮359
16.12小結(jié)360
17集成Sigma-Delta數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：模擬和數(shù)字信號處理的拓展及綜合應用361
17.1研究動機和綜合考慮361
17.2一階轉(zhuǎn)換器362
17.3二階轉(zhuǎn)換器366
17.4抽取和數(shù)字濾波370
17.4.1原理370
17.4.2抽取數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)373
17.5仿真和性能評估376
17.6實例分析：四階Sigma-Delta轉(zhuǎn)換器設計378
17.7小結(jié)381
部分習題答案382
參考文獻389