測控電路

內(nèi)容概要

　　《測控電路（第4版）》為普通高等教育“十一五”國家規(guī)劃教材，主要作為測控技術(shù)與儀器專業(yè)本科生教材，同時(shí)可供相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)和研究人員及相鄰專業(yè)研究生參考。與第3版相比主要增加了測控電路設(shè)計(jì)實(shí)例一章，旨在增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維與解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。《測控電路（第4版）》主要介紹工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中常用的測量與控制電路的各個(gè)功能塊和總體連接，使讀者熟悉怎樣運(yùn)用電子技術(shù)來解決測量與控制中的任務(wù)。在電子技術(shù)與測量、控制間架起一座橋梁，合理地進(jìn)行電路總體設(shè)計(jì)和功能塊的選用。內(nèi)容包括：測控電路的功用、類型、組成、發(fā)展趨勢和對它的主要要求；低漂移、高性能測量放大器，隔離和可控放大電路；精密測量中為了將信號與噪聲分離、提高信噪比而采用的各種調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)寬和解調(diào)電路，以及各種RC有源濾波電路、集成濾波器、跟蹤濾波器；為了完成復(fù)雜的測量與控制任務(wù)而采用的代數(shù)、微積分（含PID）、特征值運(yùn)算電路，以及采樣保持、電壓與電流、頻率轉(zhuǎn)換電路和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；增量式數(shù)字測量中常用的細(xì)分與辨向電路；數(shù)字和模擬系統(tǒng)中應(yīng)用的連續(xù)信號的脈寬控制和變頻控制電路，二值和可編程邏輯控制電路，以及數(shù)字控制電路；并通過幾個(gè)典型的測控系統(tǒng)的剖析，使讀者對測控系統(tǒng)整體及測控電路在其中的作用有進(jìn)一步的了解?！稖y控電路（第4版）》圍繞精度、靈活性、快速響應(yīng)、可靠性等主要要求對電路進(jìn)行分析，為測控電路設(shè)計(jì)提供思路。

作者簡介

　　張國雄，1959年畢業(yè)于蘇聯(lián)莫斯科機(jī)床工具學(xué)院，1996年獲莫斯科國家工業(yè)大學(xué)名譽(yù)博士稱號?，F(xiàn)任天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。全國模范教師、天津市勞動(dòng)模范、天津市榮譽(yù)計(jì)量測試技術(shù)及儀器專家。1981～84，1991、1998、2003、2007年曾五次到美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院，北卡羅萊納大學(xué)作訪問教授?，F(xiàn)任中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)生產(chǎn)工程分會(huì)榮譽(yù)主任委員、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)微納制造技術(shù)分會(huì)執(zhí)行副主任委員、中國儀器儀表學(xué)會(huì)機(jī)械量測試儀器學(xué)會(huì)副主任委員和三個(gè)國際學(xué)術(shù)刊物和4個(gè)全國性刊物編委會(huì)主任或編委等職務(wù)。并歷任國際生產(chǎn)工程科學(xué)院（ClRP）精密工程專業(yè)委員會(huì)主席、全國儀器儀表專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)生產(chǎn)工程分會(huì)主任委員等。近年來完成重要科學(xué)研究50余項(xiàng)，其中包括國際項(xiàng)目11項(xiàng)，國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等14項(xiàng)獲國家發(fā)明獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級獎(jiǎng)6項(xiàng)，一項(xiàng)成果獲美國政府獎(jiǎng)獲教學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)1項(xiàng)、優(yōu)秀教材和圖書獎(jiǎng)6項(xiàng)、全國精品課程《測控電路》負(fù)責(zé)人 有在國內(nèi)外正式出版的著作14部，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文500余篇，其中46篇為SCI檢索，160篇為EI檢索。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 測控電路的功用1.2 對測控電路的主要要求與特點(diǎn)1.2.1 精度高1.2.2 動(dòng)態(tài)性能好1.2.3 高的識別和分析能力1.2.4 可靠性高1.2.5 經(jīng)濟(jì)性好1.3 測控電路的輸入信號與輸出信號1.3.1 模擬信號1.3.2 數(shù)字信號1.4 測控電路的類型與組成1.4.1 測量電路的基本組成1.4.2 控制電路的基本組成1.5 測控電路的發(fā)展趨勢1.6 課程的性質(zhì)、內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法思考題與習(xí)題第2章 信號放大電路2.1 運(yùn)算放大器的誤差及其補(bǔ)償2.1.I實(shí)際運(yùn)算放大器及其特性2.1.2 失調(diào)及其補(bǔ)償2.1.3 轉(zhuǎn)換速率和最大不失真頻率2.1.4 運(yùn)算放大器的振蕩與相位補(bǔ)償2.2 噪聲的基礎(chǔ)知識2.2.1 噪聲的種類與性質(zhì)2.2.2 處理放大器噪聲的方法2.3 典型測量放大電路2.3.1 測量放大電路的基本要求與類型2.3.2 反相放大電路2.3.3 同相放大電路2.3.4 基本差動(dòng)放大電路2.3.5 高共模抑制比放大電路2.3.6 低漂移放大電路2.3.7 高輸入阻抗放大電路2.3.8 電荷放大電路2.3.9 電流放大電路2.3.10 電橋放大電路2.3.11 增益調(diào)整放大電路2.4 隔離放大電路2.4.1 基本原理2.4.2 通用隔離放大電路2.4.3 增益可調(diào)隔離放大電路2.4.4 隔離放大電路應(yīng)用舉例思考題與習(xí)題第3章 信號調(diào)制解調(diào)電路3.1 調(diào)幅式測量電路3.1.1 調(diào)幅原理與方法3.1.2 包絡(luò)檢波電路3.1.3 相敏檢波電路3.2 調(diào)頻式測量電路3.2.1 調(diào)頻原理與方法3.2.2 鑒頻電路3.3 調(diào)相式測量電路3.3.1 調(diào)相原理與方法3.3.2 鑒相電路3.4 脈沖調(diào)制式測量電路3.4.1 脈沖調(diào)制原理與方法3.4.2 脈沖調(diào)制信號的解調(diào)3.4.3 脈沖調(diào)制測量電路應(yīng)用舉例思考題與習(xí)題第4章 信號分離電路4.1 濾波器基本知識4.1.1 濾波器的類型4.1.2 模擬濾波器的傳遞函數(shù)與頻率特性4.1.3 基本濾波器4.1.4 濾波器特性的逼近4.2 RC濾波電路4.2.1 一階濾波電路4.2.2 壓控電壓源型濾波電路4.2.3 無限增益多路反饋型電路4.2.4 雙二階環(huán)電路4.2.5 有源濾波器設(shè)計(jì)4.3 集成有源濾波器4.3.1 開關(guān)電容濾波原理4.3.2 集成有源濾波芯片介紹4.4 跟蹤濾波器4.4.1 壓控跟蹤濾波器4.4.2 變頻跟蹤濾波器思考題與習(xí)題第5章 信號運(yùn)算電路5.1 比例運(yùn)算放大電路5.1.1 同相比例放大電路5.1.2 反相比例放大電路5.1.3 差分比例放大電路5.2 加法／減法運(yùn)算電路5.2.1 同相加法運(yùn)算電路5.2.2 反相加法運(yùn)算電路5.2.3 減法運(yùn)算電路5.3 對數(shù)、指數(shù)和乘、除運(yùn)算電路5.3.1 對數(shù)運(yùn)算電路5.3.2 指數(shù)運(yùn)算電路5.3.3 基于對數(shù)／指數(shù)運(yùn)算的乘法／除法運(yùn)算電路5.3.4 變跨導(dǎo)乘法運(yùn)算電路5.3.5 乘方和開方運(yùn)算電路5.4 常用特征值運(yùn)算電路5.4.1 絕對值運(yùn)算電路5.4.2 峰值檢測電路5.4.3 F均值運(yùn)算電路5.5 函數(shù)型運(yùn)算電路5.6 微分積分運(yùn)算電路5.6.1 常用積分電路5.6.2 常用微分電路5.6.3 PID運(yùn)算電路5.7 過程調(diào)節(jié)器電路分析5.7.1 電平移動(dòng)電路5.7.2 PD運(yùn)算電路5.7.3 PI運(yùn)算電路5.7.4 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)5.7.5 輸出電路思考題與習(xí)題第6章 信號轉(zhuǎn)換電路6.1 模擬開關(guān)6.1.1 模擬開關(guān)及其主要參數(shù)6.1.2 增強(qiáng)型MOSFE'I'開關(guān)電路6.1.3 集成模擬開關(guān)6.1.4 模擬多路開關(guān)電路6.2 采樣保持電路6.2.1 基本原理6.2.2 單片集成采樣保持電路6.3 電壓比較電路6.3.1 電平比較電路6.3.2 滯回比較電路6.3.3 窗口比較電路6.4 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路6.4.1 V／f轉(zhuǎn)換器6.4.2 f／V轉(zhuǎn)換器6.5 電壓電流轉(zhuǎn)換電路6.5.1 I／V轉(zhuǎn)換器6.5.2 VJ，I轉(zhuǎn)換器6.6 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路6.6.1 D／A轉(zhuǎn)換器6.6.2 A／D轉(zhuǎn)換器思考題與習(xí)題第7章 信號細(xì)分與辨向電路7.1 直傳式細(xì)分電路7.1.1 四細(xì)分辨向電路7.1.2 電阻鏈分相細(xì)分7.1.3 微型計(jì)算機(jī)細(xì)分7.2.qF衡補(bǔ)償式細(xì)分7.2.1 相位跟蹤細(xì)分7.2.2 幅值跟蹤細(xì)分7.2.3 脈沖調(diào)寬型幅值跟蹤細(xì)分7.2.4 頻率跟蹤細(xì)分——鎖相倍頻細(xì)分思考題與習(xí)題第8章 連續(xù)信號控制電路8.1 脈寬調(diào)制控制電路8.1.1 脈寬調(diào)制控制電路的工作原理8.1.2 典型脈寬調(diào)制電路8.1.3 脈寬調(diào)制功率轉(zhuǎn)換電路8.1.4 同步式與異步式脈寬調(diào)制控制電路8.2 導(dǎo)電角控制逆變器8.2.1 逆變器基本原理8.2.2 120導(dǎo)電角控制逆變器8.2.3 180導(dǎo)電角控制逆變器……第9章 邏輯數(shù)字控制電路第10章 測控電路設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　產(chǎn)品的質(zhì)量和效率是衡量一切生產(chǎn)過程優(yōu)劣的兩項(xiàng)主要指標(biāo)。為了獲得高質(zhì)量和高效率，測量和控制都是必不可少的。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須對產(chǎn)品進(jìn)行檢測，把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。測控的目的不僅僅是了解產(chǎn)品質(zhì)量，更主要是提高產(chǎn)品的質(zhì)量。為此，要求機(jī)器在測控系統(tǒng)控制下按照給定的規(guī)程運(yùn)行。例如，為了加工出所需尺寸、形狀的高精度零件，機(jī)床的刀架與主軸必須精確地按所要求的軌跡作相對運(yùn)動(dòng)。為了煉出所需規(guī)格的鋼材，除了嚴(yán)格按配方配料外，還必須嚴(yán)格控制爐溫、送風(fēng)、冶煉時(shí)間等運(yùn)行規(guī)程。為了做到這些，必須對機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)它偏離規(guī)定要求，或有偏離規(guī)定要求的傾向時(shí)，要對它進(jìn)行控制，使它按規(guī)定的要求運(yùn)行。除了對生產(chǎn)過程的檢測與控制外，通過對成品進(jìn)行檢測，還可以檢測機(jī)器與生產(chǎn)過程的模型是否準(zhǔn)確，是否在按正確的模型對機(jī)器與生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，進(jìn)一步完善對生產(chǎn)過程的控制。生產(chǎn)效率一方面與機(jī)器的運(yùn)行速度有關(guān)，另一方面取決于機(jī)器或生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。為了使機(jī)器能在高速下可靠運(yùn)行，必須要求機(jī)器本身的質(zhì)量高，其控制系統(tǒng)性能優(yōu)異。要做到這兩點(diǎn)，還是離不開測量與控制。產(chǎn)品的質(zhì)量離不開測量與控制，生產(chǎn)自動(dòng)化同樣也離不開測量與控制。特別是當(dāng)今時(shí)代的自動(dòng)化已不是20世紀(jì)初主要靠凸輪、機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的剛性自動(dòng)化，而是以電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的柔性自動(dòng)化、自適應(yīng)控制與智能化。越是柔性的系統(tǒng)就越需要檢測。沒有檢測，機(jī)器和生產(chǎn)系統(tǒng)就不可能按正確的規(guī)程自動(dòng)運(yùn)行。自適應(yīng)控制就是要使機(jī)器和系統(tǒng)能自動(dòng)地去適應(yīng)變化了的內(nèi)外部環(huán)境與條件，按最佳的方案運(yùn)行，這里首先需要的是對內(nèi)外部環(huán)境與條件的檢測，檢測是控制的基礎(chǔ)。智能化是能在復(fù)雜的、變化的環(huán)境條件下自行決策的自動(dòng)化，決策的基礎(chǔ)是對內(nèi)部因素和外部環(huán)境條件的掌握，它同樣離不開檢測。 　　……

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