定 價：54.8 元
叢書名：全國高等院校儀器儀表及自動化類"十三五"規(guī)劃教材
- 作者：郝曉劍 主編
- 出版時間：2017/3/1
- ISBN：9787121307157
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM930.111
- 頁碼：376
- 紙張：膠版紙
- 版次：3
- 開本：16開
本書以測控電路設計為重點，較全面地介紹測控電路中典型單元電路的基本概念、原理、設計方法及應用實例等。重點講述電路的外部特性，按照基本元器件級、電路級、系統(tǒng)級循序漸進的思路，提出系統(tǒng)級實用電路設計步驟和實現(xiàn)過程，使讀者學會如何與傳感器、計算機緊密結(jié)合，圍繞精、快、靈和測控系統(tǒng)的要求來選用電路、設計電路、調(diào)試電路，提高讀者的電路綜合設計能力和創(chuàng)新能力。本書體系完整，概念清楚，理論聯(lián)系實際，敘述淺顯易懂，對測控電路設計有較強的指導和參考作用。全書共12章，第1章介紹測控電路的組成、功用及設計方法；第2章介紹傳感器的基本概念和典型傳感器的接口電路；第3～8章以模擬電路、集成電路為重點，介紹測控電路的典型單元電路設計方法，包括信號的放大、濾波、運算、轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)和振蕩電路；第9章介紹典型執(zhí)行器件的驅(qū)動電路；第10章介紹電路設計中的抗干擾技術；第11章介紹測控電路與計算機接口電路及應用，第12章提供多種測控系統(tǒng)電路設計實例，以供讀者借鑒。
緊密結(jié)合大量應用實例，提高讀者測控系統(tǒng)電路設計的總體能力。
測控電路是一個整機電路，本身就構成一個獨立的電子電路系統(tǒng)（包括光、機、電、控制和計算機五部分），其源頭傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測模擬量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。如何根據(jù)科學技術的飛速發(fā)展，補充和更新本課程的教學內(nèi)容，將測控電路的發(fā)展趨勢及前沿技術融入教學內(nèi)容，是測控領域高校教師和科技工作者義不容辭的責任。
本書從第1版到第2版已使用10年，編者在綜合考慮國內(nèi)外電子技術新的發(fā)展成果與趨勢的基礎上，編寫了第3版。綜合國、內(nèi)外測控領域教材的優(yōu)缺點，使測控系統(tǒng)設計總體思想和測控電路的分析、設計與應用緊密結(jié)合。本書注重電路的外部特性，與前期側(cè)重內(nèi)部特性的基礎專業(yè)課前后銜接，與同期專業(yè)課互相滲透，按照基本元器件級、電路級、系統(tǒng)級循序漸進的思路，結(jié)合編者在科研成果中采用的新器件、新技術、新軟件，提出較為前沿的系統(tǒng)級實用電路設計步驟和實現(xiàn)過程，為提高學生的實踐能力與創(chuàng)新能力提供電路分析、設計與應用平臺，這樣對于鞏固所學知識，提高測控系統(tǒng)電路設計的總體能力和工程估算能力是有實用價值的。本書內(nèi)容豐富，系統(tǒng)性強，深入淺出，難易結(jié)合，適用面廣。
本書的緒論、第1、3、5、10章及12.1、12.2、12.4節(jié)由中北大學郝曉劍編寫，第4、6章及12.3節(jié)由中北大學杜紅棉編寫，第7章由中北大學戴蕭嫣編寫，第2、9章及12.5節(jié)由中北大學高麗珍編寫，第8章由中北大學文豐編寫，第11章由中北大學馬游春編寫，郝曉劍負責統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中，參閱了相關文獻，在此向這些文獻的作者表示謝意。中北大學的潘德恒教授、周漢昌教授和祖靜教授對本書的編寫工作給予了幫助和支持，本書中應用了他們的科研成果，特向三位德高望重的老先生表示敬意和謝意。同時，要感謝電子工業(yè)出版社編輯郭穗娟及電子工業(yè)出版社工業(yè)技術分社其他編輯的辛勤工作和熱情幫助。
盡管全體編者都盡心盡力，但終因水平有限，書中難免有不足或疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。
編 者
2017年1月
郝曉劍教授，中北大學儀器與電子學院副院長，研究方向為光電儀器與動態(tài)測試技術；山西省高校工委、省教育廳黨組聯(lián)系的高級專家，中國計量測試學會會員；出版過多部著作和教材。
緒論1
第1章 測控電路概述4
1.1 測控系統(tǒng)組成4
1.2 測試系統(tǒng)設計要求6
1.3 測控電路的功用及要求8
1.3.1 測控電路的功能8
1.3.2 測控電路的主要要求9
1.3.3 測控電路的發(fā)展趨勢11
1.4 測控電路設計及優(yōu)化13
1.5 部件之間的連接與匹配16
1.5.1 電器性能相互匹配問題16
1.5.2 信號耦合方式和時序配合18
思考與練習19
第2章 傳感器與接口電路20
2.1 傳感器技術基礎20
2.1.1 傳感器的分類20
2.1.2 傳感器的主要技術特性指標21
2.1.3 傳感器的接口電路25
2.1.4 傳感器的選擇30
2.2 阻性傳感器的接口電路31
2.2.1 電壓驅(qū)動方式31
2.2.2 電流驅(qū)動方式34
2.2.3 振蕩器驅(qū)動方式34
2.3 容性傳感器的接口電路35
2.4 電壓輸出型傳感器的接口電路36
2.5 電荷輸出型傳感器的接口電路36
2.6 電流輸出型傳感器的接口電路38
2.7 新型傳感器的接口電路38
2.7.1 ICP傳感器的接口電路38
2.7.2 光纖傳感器的接口電路40
2.7.3 數(shù)字輸出傳感器的接口電路40
思考與練習41
第3章 集成運算放大器電路設計42
3.1 運算放大器基本原理和主要性能指標43
3.1.1 集成運算放大器基礎43
3.1.2 集成運算放大器的主要參數(shù)及分類44
3.2 集成運放的分析方法47
3.2.1 基本分析方法47
3.2.2 典型電路設計48
3.3 測量放大電路設計58
3.3.1 低漂移直流放大器設計58
3.3.2 高輸入阻抗放大器和低輸入阻抗放大器設計61
3.3.3 儀用放大器64
3.3.4 可編程增益放大電路66
3.3.5 隔離放大電路70
3.3.6 前置放大電路的設計75
3.3.8 鎖相放大電路的應用77
本章附錄：電阻電容值的E系列值80
思考與練習80
第4章 信號的濾波82
4.1 濾波器的基本知識82
4.1.1 濾波器的分類82
4.1.2 濾波器的主要特性指標85
4.2 濾波器特性的逼近86
4.2.1 巴特沃茲逼近86
4.2.2 切比雪夫逼近87
4.2.3 貝塞爾逼近89
4.3 常用濾波電路結(jié)構90
4.3.1 一階濾波器電路90
4.3.2 二階濾波器電路94
4.4 有源濾波器的設計97
4.4.1 公式法98
4.4.2 濾波器輔助設計軟件102
4.5 集成濾波器106
4.5.1 開關電容濾波器106
4.5.2 狀態(tài)變量濾波器107
4.6 濾波器設計實例：沖擊波超壓 測試系統(tǒng)抗混疊濾波器設計107
4.6.1 被處理信號的分析107
4.6.2 濾波器的設計110
思考與練習111
第5章 信號運算電路112
5.1 差分運算電路112
5.2 加法運算電路113
5.3 減法運算電路114
5.4 積分、微分運算電路115
5.5 對數(shù)、反對數(shù)運算電路117
5.6 模擬乘法器組成的運算電路118
5.7 信號運算電路典型應用124
5.8 集成運算放大器的應用技術132
思考與練習134
第6章 信號轉(zhuǎn)換電路136
6.1 采樣保持（S/H）電路136
6.2 電壓比較電路141
6.2.1 過零比鉸器141
6.2.2 單限比較器142
6.2.3 滯回比較器143
6.2.4 雙限比較器144
6.2.5 集成電壓比較器144
6.2.6 比較器的主要參數(shù)145
6.3 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路145
6.4 電壓電流轉(zhuǎn)換電路148
6.5 波形變換151
6.6 比較器應用實例：電壓比較器LM339的常用方法152
思考與練習154
第7章 信號調(diào)制與解調(diào)電路155
7.1 調(diào)制解調(diào)的功用與類型155
7.2 調(diào)幅式測量電路156
7.2.1 幅值調(diào)制與解調(diào)概念156
7.2.2 調(diào)幅原理與方法156
7.2.3 調(diào)幅波的解調(diào)161
7.3 調(diào)頻式測量電路174
7.3.1 調(diào)頻原理和方法175
7.3.2 鑒頻電路176
7.4 相位調(diào)制與解調(diào)181
7.4.1 相位調(diào)制181
7.4.2 相位調(diào)制的解調(diào)182
7.5 集成鎖相環(huán)183
7.6 脈沖寬度調(diào)制187
思考與練習189
第8章 振蕩電路與信號源191
8.1 振蕩電路的作用和分類191
8.2 正弦波振蕩電路的基本原理192
8.2.1 RC串并聯(lián)電路的選頻特性193
8.2.2 文氏電橋振蕩器194
8.3 非正弦波振蕩器的組成195
8.4 晶體振蕩器197
8.5 集成波形發(fā)生器200
思考與練習205
第9章 執(zhí)行器件的驅(qū)動電路206
9.1 繼電器206
9.2 直流電動機212
9.3 無刷直流電動機218
9.4 步進電動機223
思考與練習232
第10章 測控電路的抗干擾措施233
10.1 干擾源簡介233
10.1.1 干擾與噪聲源234
10.1.2 干擾與噪聲的耦合方式234
10.1.3 干擾與噪聲抑制的一般措施237
10.2 干擾抑制技術的基礎知識237
10.2.1 屏蔽技術237
10.2.2 接地技術239
10.2.3 隔離技術241
10.2.4 布線技術242
10.2.5 滅弧技術243
10.2.6 其他抗干擾技術244
10.3 電源干擾的抑制244
10.3.1 電網(wǎng)干擾抑制技術245
10.3.2 電源穩(wěn)定凈化技術246
10.4 干擾抑制常用方法250
思考與練習252
第11章 測控電路與計算機接口電路254
11.1 串行通信接口254
11.1.1 同步串行通信與異步串行通信的區(qū)別254
11.1.2 UART簡介255
11.1.3 UART的基本特點255
11.1.4 基于FPGA的UART接口電路256
11.1.5 UART接收發(fā)送模塊VHDL編程實例257
11.1.6 串行通信接口262
11.2 PCI總線265
11.2.1 PCI總線概述265
11.2.2 PCI內(nèi)部結(jié)構及外圍信號265
11.2.3 基于PCI9054從模式的數(shù)據(jù)采集卡設計與應用266
11.3 USB接口269
11.3.1 USB接口簡介269
11.3.2 FT245BM與FPGA的接口設計269
11.3.3 基于PL2303的USB接口設計272
11.3.4 基于CY7C68013的USB接口設計274
11.4 Internet接口278
11.4.1 基本概念278
11.4.2 目前常用以太網(wǎng)接口芯片278
11.4.3 DM9000A與FPGA的接口279
11.4.4 網(wǎng)絡接口常用調(diào)試工具281
11.4.5 基于網(wǎng)絡接口的光柵解調(diào)儀實例281
11.4.6 UDP與ARP數(shù)據(jù)包設計282
思考與練習286
第12章 測控電路設計實例287
12.1 瞬態(tài)高溫測量及校準儀287
12.1.1 藍寶石光纖瞬態(tài)表面高溫儀287
12.1.2 瞬態(tài)表面溫度動態(tài)校準儀291
12.2 運動物體速度測試儀295
12.2.1 創(chuàng)傷彈道研究專用激光測速靶295
12.2.2 激光光幕原向反射觸發(fā)信號源301
12.2.3 定距測速法的應用探索305
12.3 爆炸沖擊波超壓測試系統(tǒng)312
12.3.1 測試方法313
12.3.2 無線沖擊波場超壓測試系統(tǒng)原理313
12.3.3 測試電路314
12.3.4 測試結(jié)果320
12.4 NDVI測量儀321
12.5 電子磁羅盤定向測試系統(tǒng)323
附錄 測控電路設計與應用實驗333
參考文獻363
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