《電子系統設計:專題篇》是2009年北京航空航天大學出版社出版的圖書，作者是黃虎、奚大順。
基本介紹
- 書名：電子系統設計:專題篇
- 出版社：北京航空航天大學出版社
- 頁數：331頁
- 開本：16
- 定價：38.00
- 作者：黃虎 奚大順
- 出版日期：2009年2月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：781124585X, 9787811245851
- 品牌：北京航空航天大學出版社
內容簡介,圖書目錄,文摘,序言,
內容簡介
《電子系統設計:專題篇》既可以作為高等院校電子信息專業本科和碩士研究生的教材或者電子設計競賽的培訓教材，也適合廣大電子系統設計者使用。《電子系統設計:專題篇》為《電子系統設計:基礎篇》的續篇，以專題的形式介紹了測量技術、控制技術、無線電技術、數位化語音技術等領域以及系統可靠性設計技術（含電磁兼容、抗干擾）的相關知識和設計方法。內容上力求新穎，緊密結合工程實際，簡化工作原理與計算，講述由淺入深、循序漸進。各章後均附有小結與設計練習，以利於自學。
圖書目錄
第1章 測量技術
1.1 阻抗測量1
1.1.1 阻抗的基本概念1
1.1.2 電阻測量3
1.1.3 電容測量8
1.1.4 電感測量10
1.1.5 Q表11
1.2 交直流電壓、交直流電流測量21
1.2.1 直流電壓測量21
1.2.2 交流電壓測量22
1.2.3 直流電流測量28
1.2.4 交流電流測量31
1.2.5 頻率、時間、相位差測量32
1.2.6 功率測量40
1.2.7 設計實例41
1.3 信號源47
1.3.1 正弦信號發生器48
1.3.2 脈衝信號發生器53
1.3.3 其他信號發生器56
1.3.4 設計實例73
1.4 數字示波器84
1.4.1 數據採集方法與電路90
1.4.2 數據存儲與顯示105
1.4.3 設計實例115
1.5 失真度測量126
1.5.1 失真度測量的基本原理126
1.5.2 基於數控濾波器的失真度測量127
1.5.3 基於FFT的失真度測量132
1.5.4 設計實例134
小結137
設計練習137
第2章 控制技術
2.1 常用感測器139
2.1.1 光電感測器139
2.1.2 溫度感測器154
2.1.3 其他感測器162
2.2 信號調理電路163
2.2.1 儀表放大器164
2.2.2 差分ADC及其驅動169
2.3 電機177
2.3.1 直流電機及其驅動178
2.3.2 步進電機及其驅動188
2.3.3 舵機及其驅動195
2.4 控制算法199
2.4.1 PID控制算法原理及程式200
2.4.2 模糊控制算法原理及程式205
2.4.3 設計實例210
小結212
設計練習213
第3章 無線電技術
3.1 無線電信號215
3.1.1 非正弦周期信號215
3.1.2 非正弦周期信號的頻譜219
3.1.3 非周期性信號及頻譜219
3.2 傳輸線220
3.2.1 傳輸線的類型220
3.2.2 傳輸線的特性阻抗221
3.2.3 均勻傳輸線上的波222
3.2.4 微帶線223
3.3 諧振電路224
3.3.1 LC串聯諧振迴路的特性224
3.3.2 LC並聯諧振迴路的特性225
3.3.3 串聯電路和並聯電路的互相轉換225
3.3.4 串聯諧振迴路的通頻帶227
3.3.5 並聯諧振迴路的通頻帶229
3.3.6 電感線圈Q值的測量229
3.4 天線230
3.4.1 天線的基本參數230
3.4.2 電波在平面地上的傳播特徵232
3.5 無線電技術套用233
3.5.1 MF RC522非接觸式讀寫卡晶片233
3.5.2 MF RC522的引腳及功能233
3.5.3 MF RC522的工作原理235
3.5.4 MF RC522套用237
小結237
設計練習238
第4章 數位化語音信號處理
4.1 語音編碼239
4.1.1 語音編碼簡介239
4.1.2 語音編碼套用舉例242
4.1.3 語音錄放套用舉例247
4.2 語音合成257
4.2.1 語音合成簡介257
4.2.2 語音合成套用實例258
4.3 語音識別262
4.3.1 語音識別技術簡介262
4.3.2 語音識別積體電路HL7003及其套用263
4.4 說話人識別266
4.4.1 說話人識別技術簡介266
4.4.2 RSC4128信號處理器簡介267
小結268
設計練習268
第5章 可靠性設計
5.1 可靠性基本概念269
5.1.1 可靠性特徵量參數269
5.1.2 失效率曲線272
5.1.3 失效分布類型273
5.1.4 電子系統可靠性估算274
5.2 可靠性設計方法288
5.2.1 硬體電路的綜合與最佳化290
5.2.2 合理選擇元器件291
5.2.3 減額設計292
5.2.4 容錯設計297
5.2.5 耐環境設計300
5.2.6 冗餘設計303
5.3 抗干擾設計303
5.3.1 有關干擾的基本概念304
5.3.2 電子系統硬體抗干擾措施305
5.3.3 軟體可靠性設計與抗干擾技術323
小結331
設計練習331
參考文獻332
1.1 阻抗測量1
1.1.1 阻抗的基本概念1
1.1.2 電阻測量3
1.1.3 電容測量8
1.1.4 電感測量10
1.1.5 Q表11
1.2 交直流電壓、交直流電流測量21
1.2.1 直流電壓測量21
1.2.2 交流電壓測量22
1.2.3 直流電流測量28
1.2.4 交流電流測量31
1.2.5 頻率、時間、相位差測量32
1.2.6 功率測量40
1.2.7 設計實例41
1.3 信號源47
1.3.1 正弦信號發生器48
1.3.2 脈衝信號發生器53
1.3.3 其他信號發生器56
1.3.4 設計實例73
1.4 數字示波器84
1.4.1 數據採集方法與電路90
1.4.2 數據存儲與顯示105
1.4.3 設計實例115
1.5 失真度測量126
1.5.1 失真度測量的基本原理126
1.5.2 基於數控濾波器的失真度測量127
1.5.3 基於FFT的失真度測量132
1.5.4 設計實例134
小結137
設計練習137
第2章 控制技術
2.1 常用感測器139
2.1.1 光電感測器139
2.1.2 溫度感測器154
2.1.3 其他感測器162
2.2 信號調理電路163
2.2.1 儀表放大器164
2.2.2 差分ADC及其驅動169
2.3 電機177
2.3.1 直流電機及其驅動178
2.3.2 步進電機及其驅動188
2.3.3 舵機及其驅動195
2.4 控制算法199
2.4.1 PID控制算法原理及程式200
2.4.2 模糊控制算法原理及程式205
2.4.3 設計實例210
小結212
設計練習213
第3章 無線電技術
3.1 無線電信號215
3.1.1 非正弦周期信號215
3.1.2 非正弦周期信號的頻譜219
3.1.3 非周期性信號及頻譜219
3.2 傳輸線220
3.2.1 傳輸線的類型220
3.2.2 傳輸線的特性阻抗221
3.2.3 均勻傳輸線上的波222
3.2.4 微帶線223
3.3 諧振電路224
3.3.1 LC串聯諧振迴路的特性224
3.3.2 LC並聯諧振迴路的特性225
3.3.3 串聯電路和並聯電路的互相轉換225
3.3.4 串聯諧振迴路的通頻帶227
3.3.5 並聯諧振迴路的通頻帶229
3.3.6 電感線圈Q值的測量229
3.4 天線230
3.4.1 天線的基本參數230
3.4.2 電波在平面地上的傳播特徵232
3.5 無線電技術套用233
3.5.1 MF RC522非接觸式讀寫卡晶片233
3.5.2 MF RC522的引腳及功能233
3.5.3 MF RC522的工作原理235
3.5.4 MF RC522套用237
小結237
設計練習238
第4章 數位化語音信號處理
4.1 語音編碼239
4.1.1 語音編碼簡介239
4.1.2 語音編碼套用舉例242
4.1.3 語音錄放套用舉例247
4.2 語音合成257
4.2.1 語音合成簡介257
4.2.2 語音合成套用實例258
4.3 語音識別262
4.3.1 語音識別技術簡介262
4.3.2 語音識別積體電路HL7003及其套用263
4.4 說話人識別266
4.4.1 說話人識別技術簡介266
4.4.2 RSC4128信號處理器簡介267
小結268
設計練習268
第5章 可靠性設計
5.1 可靠性基本概念269
5.1.1 可靠性特徵量參數269
5.1.2 失效率曲線272
5.1.3 失效分布類型273
5.1.4 電子系統可靠性估算274
5.2 可靠性設計方法288
5.2.1 硬體電路的綜合與最佳化290
5.2.2 合理選擇元器件291
5.2.3 減額設計292
5.2.4 容錯設計297
5.2.5 耐環境設計300
5.2.6 冗餘設計303
5.3 抗干擾設計303
5.3.1 有關干擾的基本概念304
5.3.2 電子系統硬體抗干擾措施305
5.3.3 軟體可靠性設計與抗干擾技術323
小結331
設計練習331
參考文獻332
文摘
對於高電壓測量，一般用電阻分壓器來對被測電壓進行分壓採樣。分壓器後用一個跟隨器電路進行隔離，減小後級電路對輸入電路的影響。對於弱電壓測量，可直接用儀表放大器進行採樣輸入，以儘量減小測量電路對被測對象的影響。輸入電路必須注意的一個問題是參考地線的選擇。如果選用單端輸入，則接地點應當在測量電路的輸入端位置。如果選用雙端浮地輸入，則第一級放大器的共模輸入電壓範圍必須要大於現場地電平差異的最大值，否則就一定要採用光電隔離等措施以保證系統正常工作。A/D轉換器的輸入模擬電壓範圍一般是幾百毫伏到幾伏，而被測電壓則在數微伏到數百伏的範圍變化。要有效地利用好A/D轉換器的精度，在輸入電路中，使被測電壓值轉換為與A/D轉換器輸入範圍相匹配的電壓值。對於比較大的被測電壓信號，一般採用電阻分壓的方法使其衰減到所需的範圍內。衰減器設計主要應考慮電阻的精度、溫度係數、切換控制方式等。在電阻值的選擇上也要兼顧對被測信號源的負載效應和A/D轉換器輸入端的驅動能力，必要時可以採用跟隨器對電路進行隔離。
插圖
插圖序言
當面對一個電子系統設計課題時，應該具備哪些知識與技能方能成功地設計並製作出符合其功能與可靠性要求的產品呢？就知識而言，應當具有較為深厚的理論基礎與設計知識；就技能而言，必須掌握電子EDA、測試工具的使用等等。前者依靠相應的基礎學科，如數字電子技術等以及本書基礎篇所介紹的設計知識；後者則依靠實踐的鍛鍊。但是，僅有上述的知識與技能還不夠，許多課題還涉及很多專業知識。例如，即使設計一個比較簡單的溫控系統，還必須了解感測器知識、控制算法、電力電子器件等知識，而為了達到系統“耐用”的目的，還必須在設計的全過程貫穿可靠性設計的思想。本書正是補充這方面的知識。
本書具有以下特點：
1.內容選取上，擷取了涉及電路基礎、模電、數電、高頻、MCU、FPGA等廣闊知識的測量技術；電子技術在各領域廣泛套用的控制技術；歷史悠久、已成為IT業基石的無線電技術；方興未艾的數位化語音處理技術以及作為電子系統質量保證的可靠性設計技術。由於時至今日，電子技術的知識已浩若瀚海，本書只介紹了以上幾個常見的專業領域，可謂“掛一漏萬”。
2.儘量採擷新技術、新成果、新器件，例如在模糊控制算法、數位化Q測量等新知識上著墨較多。
3.在編寫上力求緊密結合工程實際，例如系統可靠性估算介紹了工程上最常用、最簡便的元器件計數法，並且每一小節均附有可實現的設計實例。
4.原理知識的講述以能滿足設計的要求為限，並避免繁瑣的數學推導。注意了基礎知識與各專門知識的綜合，強化了設計理念。
5.注意了知識的系統與完整。例如在第2章“控制技術”，從常用感測器講起，直到驅動和控制算法。
6.敘述簡明扼要、由淺入深、循序漸進,每章均附有小結和設計練習，以利於自學。
本書既可以作為高等院校電子信息專業本科和碩士研究生的教材或者電子設計競賽的培訓教材，也適合廣大電子系統設計者使用。
黃虎、奚大順為本書統稿。黃虎編寫了第1章，曾國強編寫了第2章、薛濱傑編寫了第3章，余小平編寫了第4章，奚大順編寫了第5章和1.1節。
在編寫的過程中，作者參閱了大量的文獻與參考資料（書末所附文獻可供讀者進一步了解相關內容），在此也一併致謝。
本書具有以下特點：
1.內容選取上，擷取了涉及電路基礎、模電、數電、高頻、MCU、FPGA等廣闊知識的測量技術；電子技術在各領域廣泛套用的控制技術；歷史悠久、已成為IT業基石的無線電技術；方興未艾的數位化語音處理技術以及作為電子系統質量保證的可靠性設計技術。由於時至今日，電子技術的知識已浩若瀚海，本書只介紹了以上幾個常見的專業領域，可謂“掛一漏萬”。
2.儘量採擷新技術、新成果、新器件，例如在模糊控制算法、數位化Q測量等新知識上著墨較多。
3.在編寫上力求緊密結合工程實際，例如系統可靠性估算介紹了工程上最常用、最簡便的元器件計數法，並且每一小節均附有可實現的設計實例。
4.原理知識的講述以能滿足設計的要求為限，並避免繁瑣的數學推導。注意了基礎知識與各專門知識的綜合，強化了設計理念。
5.注意了知識的系統與完整。例如在第2章“控制技術”，從常用感測器講起，直到驅動和控制算法。
6.敘述簡明扼要、由淺入深、循序漸進,每章均附有小結和設計練習，以利於自學。
本書既可以作為高等院校電子信息專業本科和碩士研究生的教材或者電子設計競賽的培訓教材，也適合廣大電子系統設計者使用。
黃虎、奚大順為本書統稿。黃虎編寫了第1章，曾國強編寫了第2章、薛濱傑編寫了第3章，余小平編寫了第4章，奚大順編寫了第5章和1.1節。
在編寫的過程中，作者參閱了大量的文獻與參考資料（書末所附文獻可供讀者進一步了解相關內容），在此也一併致謝。
