《測控電路設計與套用（第3版）》是2017年電子工業出版社出版的圖書，作者是郝曉劍。
基本介紹
- 書名：測控電路設計與套用（第3版）
- 作者：郝曉劍
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2017年03月
- 頁數：376 頁
- 開本：16 開
- ISBN：9787121307157
- 叢書名：全國高等院校儀器儀表及自動化類"十三五"規劃教材
- 千字數：610
- 版次：1-1
內容簡介,目錄,
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、設計方法及套用實例等。重點講述電路的外部特性，按照基本元器件級、電路級、系統級循序漸進的思路，提出系統級實用電路設計步驟和實現過程，使讀者學會如何與感測器、計算機緊密結合，圍繞“精、快、靈”和測控系統的要求來選用電路、設計電路、調試電路，提高讀者的電路綜合設計能力和創新能力。本書體系完整，概念清楚，理論聯繫實際，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章介紹感測器的基本概念和典型感測器的接口電路；第3～8章以模擬電路、積體電路為重點，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、轉換、調製請棄解調和振盪電路；第9章介紹典型執行器件的驅動電路；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套用，第12章提供多種測控系統電路設計實例，以供讀者借鑑。
緒論 1
第1章 測控電辨埋和路概述 4
1.1 測控系統組成 4
1.2 測試系統設計要求 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 測控電路的發展趨勢 11
1.4 測控電路設計及最佳化 13
1.5 部件之間的連線與匹配 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 感測器與接口電路 20
2.1 感測器技術基礎 20
2.1.1 感測器的分類 20
2.1.2 感測器的主要技術特性指標 21
2.1.3 感測器的接口電路 25
2.1.4 感測器的選擇 30
2.2 阻性感測器的接口電路 31
2.2.1 電壓驅動方式 31
2.2.2 電流驅動方式 34
2.2.3 振盪器驅動方式 34
2.3 容性感測器的接口電路 35
2.4 電壓輸出型感測器的接口電路 36
2.5 電荷輸出型感測器的接口電路 36
2.6 電流輸出型感測器的接口電路 38
2.7 新型感測器的接口電路 38
2.7.1 ICP感測器的接口電路 38
2.7.2 光纖感測器的接口電路 40
2.7.3 數字輸出感測器的接口電路 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蒸詢記葛低輸入阻抗放大器設計 61
3.3.3 儀用放大器 64
3.3.4 可程式增益放大電路 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 鎖相放大電路的套用 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 有源濾波奔定墓器的設計 97
4.4.1 公式法 98
4.4.2 濾波器輔助設計軟體 102
4.5 集成濾波器 106
4.5.1 開關電容濾波器 106
4.5.2 狀態變數濾波器 107
4.6 濾波器設計實例：衝擊波超壓辣套乃 測試系統抗混疊濾波器設計 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 信夜槓設號運算電路 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、反對數運算電路 117
5.6 模擬乘法器組成的運算電路 118
5.7 信號運算電路典型套用 124
5.8 集成運算放大器的套用技術 132
思考與練習 134
第6章 信號轉換電路 136
6.1 採樣保持（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 雙限比較堡燥燥立器 144
6.2.5 集成電壓比較器 144
6.2.6 比較器的主要參數 145
6.3 電壓頻率轉換電路 145
6.4 電壓電流轉換電路 148
6.5 波形變換 151
6.6 比較器套用實例：電壓比較器LM339的常用方法 152
思考與練習 154
第7章 信號調製與解調電路 155
7.1 調製解調的功用與類型 155
7.2 調幅式測量電路 156
7.2.1 幅值調製與解調概念 156
7.2.2 調幅原理與方法 156
7.2.3 調幅波的解調 161
7.3 調頻式測量電路 174
7.3.1 調頻原理和方法 175
7.3.2 鑒頻電路 176
7.4 相位調製與解調 181
7.4.1 相位調製 181
7.4.2 相位調製的解調 182
7.5 集成鎖相環 183
7.6 脈衝寬度調製 187
思考與練習 189
第8章 振盪電路與信號源 191
8.1 振盪電路的作用和分類 191
8.2 正弦波振盪電路的基本原理 192
8.2.1 RC串並聯電路的選頻特性 193
8.2.2 文氏電橋振盪器 194
8.3 非正弦波振盪器的組成 195
8.4 晶體振盪器 197
8.5 集成波形發生器 200
思考與練習 205
第9章 執行器件的驅動電路 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 禁止技術 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 電網干擾抑制技術 245
10.3.2 電源穩定淨化技術 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 串列通信接口 254
11.1.2 UART簡介 255
11.1.3 UART的基本特點 255
11.1.4 基於FPGA的UART接口電路 256
11.1.5 UART接收傳送模組VHDL編程實例 257
11.1.6 串列通信接口 262
11.2 PCI匯流排 265
11.2.1 PCI匯流排概述 265
11.2.2 PCI內部結構及外圍信號 265
11.2.3 基於PCI9054從模式的數據採集卡設計與套用 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 基於PL2303的USB接口設計 272
11.3.4 基於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 目前常用乙太網接口晶片 278
11.4.3 DM9000A與FPGA的接口 279
11.4.4 網路接口常用調試工具 281
11.4.5 基於網路接口的光柵解調儀實例 281
11.4.6 UDP與ARP數據包設計 282
思考與練習 286
第12章 測控電路設計實例 287
12.1 瞬態高溫測量及校準儀 287
12.1.1 藍寶石光纖瞬態表面高溫儀 287
12.1.2 瞬態表面溫度動態校準儀 291
12.2 運動物體速度測試儀 295
12.2.1 創傷彈道研究專用雷射測速靶 295
12.2.2 雷射光幕原向反射觸發信號源 301
12.2.3 定距測速法的套用探索 305
12.3 爆炸衝擊波超壓測試系統 312
12.3.1 測試方法 313
12.3.2 無線衝擊波場超壓測試系統原理 313
12.3.3 測試電路 314
12.3.4 測試結果 320
12.4 NDVI測量儀 321
12.5 電子磁羅盤定向測試系統 323
附錄 測控電路設計與套用實驗 333
參考文獻 363
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 可程式增益放大電路 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 鎖相放大電路的套用 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 濾波器輔助設計軟體 102
4.5 集成濾波器 106
4.5.1 開關電容濾波器 106
4.5.2 狀態變數濾波器 107
4.6 濾波器設計實例：衝擊波超壓 測試系統抗混疊濾波器設計 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、反對數運算電路 117
5.6 模擬乘法器組成的運算電路 118
5.7 信號運算電路典型套用 124
5.8 集成運算放大器的套用技術 132
思考與練習 134
第6章 信號轉換電路 136
6.1 採樣保持（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 145
6.3 電壓頻率轉換電路 145
6.4 電壓電流轉換電路 148
6.5 波形變換 151
6.6 比較器套用實例：電壓比較器LM339的常用方法 152
思考與練習 154
第7章 信號調製與解調電路 155
7.1 調製解調的功用與類型 155
7.2 調幅式測量電路 156
7.2.1 幅值調製與解調概念 156
7.2.2 調幅原理與方法 156
7.2.3 調幅波的解調 161
7.3 調頻式測量電路 174
7.3.1 調頻原理和方法 175
7.3.2 鑒頻電路 176
7.4 相位調製與解調 181
7.4.1 相位調製 181
7.4.2 相位調製的解調 182
7.5 集成鎖相環 183
7.6 脈衝寬度調製 187
思考與練習 189
第8章 振盪電路與信號源 191
8.1 振盪電路的作用和分類 191
8.2 正弦波振盪電路的基本原理 192
8.2.1 RC串並聯電路的選頻特性 193
8.2.2 文氏電橋振盪器 194
8.3 非正弦波振盪器的組成 195
8.4 晶體振盪器 197
8.5 集成波形發生器 200
思考與練習 205
第9章 執行器件的驅動電路 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 禁止技術 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 電網干擾抑制技術 245
10.3.2 電源穩定淨化技術 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 串列通信接口 254
11.1.2 UART簡介 255
11.1.3 UART的基本特點 255
11.1.4 基於FPGA的UART接口電路 256
11.1.5 UART接收傳送模組VHDL編程實例 257
11.1.6 串列通信接口 262
11.2 PCI匯流排 265
11.2.1 PCI匯流排概述 265
11.2.2 PCI內部結構及外圍信號 265
11.2.3 基於PCI9054從模式的數據採集卡設計與套用 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 基於PL2303的USB接口設計 272
11.3.4 基於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 目前常用乙太網接口晶片 278
11.4.3 DM9000A與FPGA的接口 279
11.4.4 網路接口常用調試工具 281
11.4.5 基於網路接口的光柵解調儀實例 281
11.4.6 UDP與ARP數據包設計 282
思考與練習 286
第12章 測控電路設計實例 287
12.1 瞬態高溫測量及校準儀 287
12.1.1 藍寶石光纖瞬態表面高溫儀 287
12.1.2 瞬態表面溫度動態校準儀 291
12.2 運動物體速度測試儀 295
12.2.1 創傷彈道研究專用雷射測速靶 295
12.2.2 雷射光幕原向反射觸發信號源 301
12.2.3 定距測速法的套用探索 305
12.3 爆炸衝擊波超壓測試系統 312
12.3.1 測試方法 313
12.3.2 無線衝擊波場超壓測試系統原理 313
12.3.3 測試電路 314
12.3.4 測試結果 320
12.4 NDVI測量儀 321
12.5 電子磁羅盤定向測試系統 323
附錄 測控電路設計與套用實驗 333
參考文獻 363
