本書對測控系統(tǒng)電子技術(shù)的主要內(nèi)容作了較為全面系統(tǒng)的介紹,全書共分9章,分別介紹了運算放大器基礎(chǔ)知識、信號調(diào)理電路、信號轉(zhuǎn)換電路、微弱信號檢測電路、驅(qū)動與控制電路、射頻電路、電磁兼容設(shè)計和測控電子技術(shù)綜合應(yīng)用等內(nèi)容。在前4章中以單元電路為主線,詳細介紹了測控系統(tǒng)中各種類型電路的基本原理、分析和設(shè)計方法。鑒于測量向微觀領(lǐng)域不斷拓展,無線遙測技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,以及測控一體化趨勢日益明顯,第5、6、7章分別介紹了微弱信號檢測電路、驅(qū)動與控制電路和射頻電路。針對現(xiàn)代測控系統(tǒng)中電磁兼容問題日益突出的實際狀況,第8章專門介紹了電磁兼容設(shè)計技術(shù)。第9章結(jié)合測量對象介紹了多種工程參數(shù)的實際測量電路。
1.適用面寬:內(nèi)容拓展至無線傳感、生物醫(yī)學測量及低噪聲測量領(lǐng)域,具有寬泛的適用性優(yōu)勢。
2.應(yīng)用性強:具有大量的工程設(shè)計實例,注重科研設(shè)計向教學資源的轉(zhuǎn)化。
3.教學理念新:與國際先進教學理念接軌,強化仿真設(shè)計、工程設(shè)計及實驗驗證。
周嚴,南京理工大學機械工程學院儀器系教授周嚴,講授課程:現(xiàn)代測控電子技術(shù)、數(shù)字化測控技術(shù)、遙測遙控技術(shù)等。
主要研究項目及領(lǐng)域:
(1)大型資源勘探儀器研究,屬資源勘探領(lǐng)域。
(2)生物醫(yī)學儀器研究,屬生物醫(yī)學工程領(lǐng)域。
(3)自動測控系統(tǒng)研究,屬儀器科學技術(shù)領(lǐng)域
第1章 緒論 1
1.1 電子技術(shù)在測控系統(tǒng)中的作用和
地位 1
1.2 測控系統(tǒng)對測控電路的要求 2
1.3 測控電路的信號類型 3
1.4 測控電路的類型與組成 3
1.5 測控電路的發(fā)展趨勢 5
思考與練習 5
第2章 運算放大器基礎(chǔ) 6
2.1 運算放大器基礎(chǔ)知識 6
2.1.1 運算放大器的發(fā)展歷程 6
2.1.2 運算放大器的組成與分類 7
2.1.3 運算放大器的參數(shù) 9
2.1.4 運算放大器的等效模型 15
2.2 基本放大電路 17
2.2.1 反相放大器 17
2.2.2 同相放大器 27
2.2.3 基本差動放大器 32
思考與練習 37
第3章 信號調(diào)理電路 38
3.1 信號運算電路 38
3.1.1 積分和微分放大器 38
3.1.2 對數(shù)和反對數(shù)放大器 52
3.1.3 乘法與除法放大器 58
3.2 測量放大器 64
3.2.1 儀用放大器 64
3.2.2 電荷放大器 72
3.2.3 電橋放大器 74
3.2.4 隔離放大器 76
3.3 傳感器線性化電路 82
3.3.1 多項式近似法線性化
電路 82
3.3.2 對數(shù)線性化電路 84
3.4 有源濾波器 86
3.4.1 有源濾波器的基本知識 86
3.4.2 有源濾波器的設(shè)計 93
3.4.3 集成有源濾波器 97
3.5 信號調(diào)制解調(diào)電路 103
3.5.1 幅度調(diào)制與解調(diào)電路 103
3.5.2 頻率調(diào)制與解調(diào)電路 107
3.5.3 脈沖寬度調(diào)制與解調(diào)電路 110
思考與練習 112
第4章 信號轉(zhuǎn)換電路 113
4.1 信號轉(zhuǎn)換輔助電路 113
4.1.1 電壓比較電路 113
4.1.2 采樣/保持電路 118
4.1.3 精密檢波電路 121
4.2 電壓/電流相互轉(zhuǎn)換電路 126
4.2.1 電流/電壓轉(zhuǎn)換器 126
4.2.2 電壓/電流轉(zhuǎn)換器 127
4.3 電壓/頻率相互轉(zhuǎn)換電路 128
4.3.1 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路 128
4.3.2 頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路 130
4.4 信號的交流/直流轉(zhuǎn)換 132
4.5 數(shù)/模轉(zhuǎn)換技術(shù) 137
4.5.1 D/A轉(zhuǎn)換器的基本表達式 137
4.5.2 D/A轉(zhuǎn)換器的基本構(gòu)成及工作原理 138
4.5.3 集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 139
4.6 模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) 150
4.6.1 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器 151
4.6.2 積分式A/D轉(zhuǎn)換器 153
4.6.3 并行式高速A/D轉(zhuǎn)換器 157
4.6.4 新型(Σ-Δ)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 158
4.6.5 集成A/D轉(zhuǎn)換器及應(yīng)用 162
思考與練習 177
第5章 微弱信號檢測電路 178
5.1 低噪聲放大器 178
5.1.1 電子系統(tǒng)內(nèi)部固有噪聲源 178
5.1.2 放大器的噪聲指標與噪聲
特性 184
5.1.3 低噪聲放大器設(shè)計 191
5.2 鎖定放大器 196
5.2.1 概述 196
5.2.2 鎖定放大器的構(gòu)成及工作
原理 197
5.2.3 鎖定放大器及應(yīng)用 205
思考與練習 208
第6章 驅(qū)動與控制電路 210
6.1 開關(guān)量控制電路 210
6.1.1 開關(guān)元件驅(qū)動電路 210
6.1.2 步進電動機驅(qū)動電路 213
6.2 導電角控制逆變器 214
6.3 脈寬調(diào)制(PWM)控制電路 217
6.3.1 脈寬調(diào)制控制電路的工作
原理 218
6.3.2 典型脈寬調(diào)制電路 219
6.3.3 PWM功率轉(zhuǎn)換電路 220
6.3.4 同步式與異步式脈寬調(diào)制控制電路 223
6.4 變頻控制電路 225
6.4.1 變頻調(diào)速的基本原理和
分類 225
6.4.2 變頻調(diào)速的控制方式和
特性 226
6.4.3 AC-AC變頻器 227
6.4.4 AC-DC-AC變頻器 229
思考與練習 233
第7章 射頻電路 234
7.1 概述 234
7.1.1 射頻電路的分類 234
7.1.2 射頻電路的基本概念 234
7.2 射頻電路常用元件 236
7.3 射頻基本電路 238
7.3.1 發(fā)射電路 238
7.3.2 接收電路 240
7.4 射頻電路設(shè)計與典型實例 244
7.4.1 射頻電路設(shè)計的常見問題 244
7.4.2 典型實例——WiFi產(chǎn)品的
一般射頻電路設(shè)計 245
思考與練習 250
第8章 電磁兼容設(shè)計 252
8.1 電磁兼容三要素 252
8.2 干擾源及耦合途徑 253
8.3 抗干擾技術(shù) 256
8.3.1 合理接地與屏蔽 256
8.3.2 隔離技術(shù) 260
8.3.3 布線技術(shù) 263
8.3.4 瞬態(tài)干擾抑制技術(shù) 265
8.4 電源干擾的抑制 269
8.4.1 電網(wǎng)干擾抑制技術(shù) 269
8.4.2 電源穩(wěn)定凈化技術(shù) 271
思考與練習 272
第9章 測控電子技術(shù)綜合應(yīng)用 273
9.1 壓力測量應(yīng)用電路 273
9.1.1 壓阻式壓力傳感器的
應(yīng)用電路 273
9.1.2 4~20mA壓力變送電路 274
9.2 溫度測量應(yīng)用電路 275
9.2.1 熱電偶測量溫度的應(yīng)用
電路 275
9.2.2 鉑電阻測量溫度的應(yīng)用
電路 277
9.3 氣敏傳感器應(yīng)用電路 280
9.4 加速度與振動測量應(yīng)用電路 281
9.4.1 微振動測量電路 281
9.4.2 MEMS加速度傳感器應(yīng)用
電路 282
9.5 距離、位移測量應(yīng)用電路 284
9.5.1 PSD距離測量應(yīng)用電路 284
9.5.2 超聲傳感器測距應(yīng)用電路 286
9.6 光纖渦輪流量傳感器測量
電路 288
9.7 濕度測量電路 290
9.8 生物醫(yī)學測量電路 291
9.8.1 分光光度計測量電路 292
9.8.2 光電心率檢測器測量電路 294
9.8.3 閃爍甲狀腺功能測定儀測量
電路 295
9.8.4 心電監(jiān)護中的QRS波識別
電路 297
思考與練習 299
參考文獻 300