电子信息工程专业英语课文翻译(第3版)

v1.0可编辑可修改v1.0可编辑可修改PAGEPAGE9v1.0可编辑可修改PAGE电子信息工程专业英语教程第三版译者：唐亦林p32In1945H.W.Bodepresentedasystemforanalyzingthestabilityoffeedbacksystemsbyusinggraphicalmethods.Untilthistime,feedbackanalysiswasdonebymultiplicationanddivision,socalculationoftransferfunctionswasatimeconsumingandlaborioustask.Remember,engineersdidnothavecalculatorsorcomputersuntilthe'70s.Bodepresentedalogtechniquethattransformedtheintenselymathematicalprocessofcalculatingafeedbacksystem'sstabilityintographicalanalysisthatwassimpleandperceptive.Feedbacksystemdesignwasstillcomplicated,butitnolongerwasanartdominatedbyafewelectricalengineerskeptinasmalldarkroom.AnyelectricalengineercoulduseBode'smethodsfindthestabilityofafeedbackcircuit,sotheapplicationoffeedbacktomachinesbegantogrow.Therereallywasn'tmuchcallforelectronicfeedbackdesignuntilcomputersandtransducersbecomeofage.1945年HW伯德提出了一套系统方法，用图形化方法来分析反馈系统的稳定性。在此之前，反馈分析是通过乘法和除法完成的，所以传递函数的计算是一项费时和费力的任务。请记得工程师们在上个世纪70年代之前是没有计算机或者计算器的。伯德提出了一种日志技术，这种技术将计算反馈系统稳定性这种复杂的数学过程转换为简单和直观的图像分析。反馈系统的设计虽然还是很复杂，但它不再是几个电气工程师待在一个小黑屋里的艺术了。任何电气工程师都可以使用伯德的方法找到一个反馈电路的稳定点，因此反馈电路在机器中的应用开始增加。直到计算机和传感器的时代到来之前，反馈电路的设计真的没有太多的要求。p36Anintegrator(Figure5.1a)isthesimplestfiltermathematically,anditformsthebuildingblockformostmodernintegratedfilters.Considerwhatweknowintuitivelyaboutanintegrator.IfyouapplyaDCsignalattheinput.,zerofrequency),theoutputwilldescribealinearrampthatgrowsinamplitudeuntillimitedbythepowersupplies.Ignoringthatlimitation,theresponseofanintegratoratzerofrequencyisinfinite,whichmeansthatithasapoleatzerofrequency.(Apoleexistsatanyfrequencyforwhichthetransferfunction’svaluebecomesinfinite.)从数学公式上讲，积分器（见图）是最简单的滤波器；它是构成大多数现代集成滤波器的基本模块。我们怎么从直观上理解积分器呢假设在输入端加上一个直流信号（频率为0），那么在输出端将会出现一个线性斜坡信号,其幅度一直增至电源电压。如果不考虑电源电压对输出信号的限制，积分器在零频率上的响应将是无穷大，这意味着它在零频率点上存在一个极点（在任何使传递函数为无穷大值的频率点上都存在一个极点）。p38Whilethecomplexfrequency’simaginarypart(jw)helpsdescribearesponsetoACsignals,therealpart(q)helpsdescribeacircuit’stransientresponse.LookingatFigure,wecanthereforesaysomethingabouttheRClow-passfilter’sresponse.LookingatFigure,wecanthereforesaysomethingabouttheRClow-passfilter’sresponseascomparedtothatoftheintegrator.Thelow-passfilter’stransientresponseismorestable,becauseitspoleisinthenegative-realhalfofthecomplexplane.Thatis,thelow-passfiltermakesadecaying-exponentialresponsetoastep-functioninput;theintegratormakesaninfiniteresponse.Forthelow-passfilter,polepositionsfurtherdownthe-axismeanahigher0,ashortertimeconstant,andthereforeaquickertransientresponse.Conversely,apoleclosertothejaxiscausesalongertransientresponse.复频率的虚部有助于描述电路对交流信号的响应，而其实部有助于描述电路的瞬态响应。从图中可以看出，RC低通滤波器的响应和积分器之间的一些区别。低通滤波器的瞬态响应更加稳定，因为其极点位于复平面的左半部。即对于阶跃函数输入，滤波器的响应是衰减指数形式的；积分器的响应是无穷大的。对于低通滤波器而言，极点沿坐标轴离原点越远，意味着0越大，时间常数越短，瞬态响应越快。相反的情况是：极点离j坐标轴越近，瞬态响应越慢。p47Theconverterisessentiallyahighlyover-sampling1-bitADC(thecomparator)followedbydigitalfilteringanddecimationtorealizetheprocessinggain.Theeffectiveperformanceoftheconverterisgreatlyenhancedbytheadditionofcircuitrytoshapethequantizationnoisesuchthat,insteadofbeinguniformlyspreadthroughoutthe0tofs/2band,itisminimizedinthebandofinterest(Figure.这个转换器实质上是一个后跟数字滤波和抽取、高过采样率的1位模数转换器（即比较器），用来实现处理增益。通过另外增加一个噪声整形电路去整型量化噪声，该转换器的有效性能获得了极大的提高。噪声整形电路将原来在0~1/2sf频带内均匀分布的噪声最大限度地从有用频带中去除（见图）。p62Thebuckconverteriscapableofkilowattsofoutputpower,butsuffersfromoneseriousshortcomingwhichwouldoccurifthepowerswitchweretofailshort-circuited,theinputpowersourceisconnecteddirectlytotheloadcircuitrywithusuallyproducescatastrophicresults.Toavoidthissituation,acrowbarisplacedacrosstheoutput.AcrowbarisalatchingSCRwhichisfiredwhentheoutputissensedasenteringanovervoltagecondition.Thebuckconvertershouldonlybeusedforboard-levelregulation.降压变压器可以产生上千瓦的输出功率，但它有个致命的缺陷，当开关电源发生短路时，输入电源会直接连接到负载电路上，这会导致可怕的后果。为了避免这种情况，要在输出端加上一个断路器。这个电路是一个闭合的可控硅整流器，当输出端被检测到一个过高的电压时，它就被触发工作了。降压型变换器只适合于板级调节。p70ClockDriverSkew(IntrinsicSkew)istheamountofskewcausedbytheclockdriveritself.Therearetwokindsofclockdriverdevices;bufferdevicesandPLL-baseddevices.Skewoccursontheoutputofthebufferdevicesbecauseofthedifferencesinpropagationdelayoftheinputsignalthroughthedevice.Amajorityofthisdifferenceisattributedtodifferencesinoutputloading.SkewinPLL-baseddevicescanbeverysmall,sinceaPLL-baseddevicecanbeadjustedtocompensatefordifferencesinoutputloading.时钟驱动器偏移（固有偏移）是由时钟驱动器自己引起的偏移。有两种类型的时钟驱动设备，缓存器件和基于锁相环的器件。偏移发生在缓冲器件的输出端，因为输入信号通过器件时，其传播延迟有差异。造成这种差异的主要原有是输出负载的不同。基于锁相环的器件的偏斜可以是非常小的，因为锁相环器件可以被调节，以补偿输出负载的差异。p71WhyisskewimportantInhigh-speedsystems,clockskewformsanimportantcomponentoftimingmargin.Askewof1nsisasignificantportionofa15-nscycletime.Ifthetimingbudgetdoesnotallowforskew,itishighlylikelythatthesystemwillperformunreliably.为什么偏移这么重要在高速系统中，时钟偏移是时序富裕量的重要组成部分。在一个以15纳秒为周期的时间里，1纳秒的偏移都是很显著的部分。如果时序预算不允许偏移，系统很可能无法稳定运行。p75Intoday'sdesigns,withclockratesover100MHzandrisetimescommonly1nanosecond(ns)orless,designerscannotignoretheroleinterconnectionsplayinalogicdesign.Interconnecteffectscanplayasignificantpartinthetimingandnoisecharacteristicsofacircuit.Thefasterclockratesandrisetimesincreasebothcapacitiveandinductivecouplingeffects,whichmakescrosstalkproblemsgreater.Theyalsomeanshortertimeforreflectionstodecaybeforethedataisclockedandread,whichdecreasesthemaximumlinelengththatcanbeusedforunterminatedsystems.Thisallmeansthatoneofthemajorinterconnectchallengesistoensuresignalintegrityasthehigh-speedpulsesmovealongthetotalinterconnectpath,fromdevicetoPCB,throughthePCBtothebackplane,andonouttoanynetworkconnectionswhichmaybepresent.在当今的设计中，时钟速率都超过了100MHz，并且上升沿通常只有1纳秒或者更少，设计者不能忽视在逻辑设计中互连的重要性。互连的效果对于一个电路的时序和噪声特性都能够起到很显著的影响。更快的时钟速率和上升沿都将增加电容耦合及电感耦合效应，这使得串扰问题更加严重。这也意味着在数据被写入和读取之前的反射衰减时间更短，它减少了无终端系统中最大的可用线路长度。这一切都意味着，主要的互连挑战之一是确保高速脉冲通过整个互连路径时的信号完整性，从器件到PCB板，再从PCB板到底板，最后到任何可能出现的网络连接。p98AthirdissuethathashadalargeimpactonadoptionisthewidespreaduseofprepaidmobilephonesinEurope(upto75%insomeareas).Thesecanbepurchasedinmanystoreswithnomoreformalitythanbuyingaradio.Youpayandyougo.Theyarepreloadedwith,forexample,20or50euroandcanberechargedwhenthebalancedropstozero.Asaconsequence,practicallyeveryteenagerandmanysmallchildreninEuropehave(usuallyprepaid)mobilephonesotheirparentscanlocatethem,withoutthedangerofthechildrunningupahugebill.Ifthemobilephoneisusedonlyoccasionally,itsuseisessentiallyfreesincethereisnomonthlychargeorchargeforincomingcalls.被采纳的第三个已经产生很大影响的问题是，预付费移动电话在欧洲的广泛使用（有些地区达到了75%）。这些移动电话可以在许多商店里购买，购买手续不会比买一个收音机复杂。一手交钱，一手交货。这些电话被预充值了20或50欧元，当余额为0时，可以再充值。其结果是，几乎所有欧洲的少年和小孩子都持有移动电话（通常是预付费的），所以他们的家长可以找到他们，而不用承担孩子会欠巨额账单这样的风险。如果你只是偶尔使用移动电话，它用起来几乎是免费的，因为没有月租费，接听也不需要收费。p107Animplicitassumptioninourdiscussionisthatthepowerlevelsofallstationsarethesameasperceivedbythereceiver.CDMAittypicallyusedforwirelesssystemswithafixedbasestationandmanymobilestationsatvaryingdistancesfromit.Thepowerlevelsreceivedatthebasestationdependonhowfarawaythetransmittersare.Agoodheuristichereisforeachmobilestationtotransmittothebasestationattheinverseofthepowerlevelitreceivesfromthebasestation.Inotherwords,amobilestationreceivingaweaksignalfromthebasestationwillusemorepowerthanonegettingastrongsignal.Thebasestationcanalsogiveexplicitcommandstothemobilestationstoincreaseordecreasetheirtransmissionpower.在我们的讨论中隐含着一个假设是，所有基站的功率水平在接收器看来都是一样的。CDMA通常用于无线系统，系统中包含一个固定站和许多与它距离不同的移动站。基站收到的功率水平取决于发射机与它的距离。这里有一个很好的启发，对于每个移动站来说，它们所发射到基站的功率与它们从基站接收到的功率相反。换句话说，一个从基站收到弱信号的移动台，将比一个收到强信号的移动台发射更高的功率。基站还可以向移动台发送明确的指令，让它们增加或者减少其发射功率。p113TheBIOSlooksatthesequenceofstoragedevicesidentifiedasbootdevicesintheCMOSSetup."Boot"isshortfor"bootstrap",asintheoldphrase"Liftyourselfupbyyourbootstraps".Bootreferstotheprocessoflaunchingtheoperatingsystem.TheBIOStriestoinitiatethebootsequencefromthefirstdeviceusingthebootstraploader.BIOS查看一系列在CMOS设置中被确定为引导设备的存储设备。Boot是bootstrap的缩写，就好像那句老话“通过你的靴带把你自己提起来。”Boot指的是启动操作系统的过程。BIOS使用引导加载程序尝试在第一个设备中确定启动顺序。p133Thedesignofahigh-performance,full-customintegratedcircuit(IC)is,ofcourse,adifficulttask.Infull-customICdesign,everything,downtoandincludingindividualtransistorsmaybedesigned(althoughlibrariesofpartsare,ofcou