模擬信號調(diào)理技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)中模擬信號調(diào)理的概念、功能及技術(shù)途徑，并且重點介紹了傳感器激勵、信號變換、信號放大、信號濾波、調(diào)整與補償、集成模擬信號調(diào)理及調(diào)制與解調(diào)等模擬信號調(diào)理常見技術(shù)的實現(xiàn)手段。全書理論與實踐相結(jié)合，通過具體的分析和詳細的實例，可讓讀者對模擬信號調(diào)理技術(shù)有全面深入的理解。
　　本書結(jié)構(gòu)清晰，體系完整，實例豐富，敘述淺顯易懂，可作為電子設(shè)計工程師的培訓(xùn)和參考用書，也可作為電子信息工程、通信工程、測試技術(shù)與儀器、自動控制、電氣控制、機電一體化等相關(guān)專業(yè)研究生、本科生的教材或參考書。

書籍目錄

第1章 概述
1.1 現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)
1.1.1 電量測量技術(shù)
1.1.2 非電量測量技術(shù)
1.1.3 現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)組成
1.2 信號及其描述
1.2.1 概述
1.2.2 信號的定義與分類
1.2.3 信號的描述方法
1.2.4 隨機信號的描述
1.2.5 信號特征對系統(tǒng)的基本要求
1.3 信號的獲取及傳輸
1.3.1 信號的獲取
1.3.2 信號的傳輸
1.4 信號調(diào)理概念及傳感器
1.4.1 信號調(diào)理的概念與內(nèi)容
1.4.2 傳感器的輸出信號類型及調(diào)理
第2章 噪聲及干擾
2.1 噪聲類型
2.1.1 白噪聲
2.1.2 限帶白噪聲
2.1.3 窄帶白噪聲
2.1.4 色噪聲
2.2 信號噪聲比及信噪改善比
2.3 元器件噪聲源及其噪聲特性
2.3.1 熱噪聲
2.3.2 散彈噪聲
2.3.3 低頻噪聲
2.3.4 分配噪聲
2.4 噪聲系數(shù)和噪聲因數(shù)
2.4.1 噪聲系數(shù)
2.4.2 噪聲因數(shù)
2.4.3 級聯(lián)放大器的噪聲系數(shù)
2.4.4 可檢測的最小信號
2.5 放大器的噪聲特性
2.5.1 放大器的噪聲模型
2.5.2 放大器的噪聲性能
2.5.3 最佳源電阻與噪聲系數(shù)
2.5.4 噪聲因數(shù)等值圖
2.6 半導(dǎo)體分立元件的噪聲特性
2.6.1 半導(dǎo)體二極管的噪聲特性
2.6.2 雙極型晶體管的噪聲特性
2.6.3 場效應(yīng)管的噪聲特性
2.7 運算放大器的噪聲特性
2.7.1 運算放大器的等效輸入噪聲模型
2.7.2 運算放大器的噪聲性能
2.8 干擾噪聲
2.8.1 干擾噪聲源
2.8.2 干擾噪聲的頻譜分布
2.9 干擾噪聲的耦合途徑
2.9.1 傳導(dǎo)耦合與公共阻抗耦合
2.9.2 電源耦合
2.9.3 電場耦合
2.9.4 磁場耦合
2.9.5 電磁輻射耦合
2.10 屏蔽
2.10.1 場傳播與波阻抗
2.10.2 屏蔽層的吸收損耗
2.10.3 屏蔽層的反射損耗
2.10.4 屏蔽效果
2.11 接地
2.11.1 電子信息系統(tǒng)的接地種類
2.11.2 屏蔽電纜的接地
2.11.3 電磁波輻射屏蔽
2.11.4 接地方式
2.11.5 放大器輸入信號回路接地
2.12 隔離及其他降噪技術(shù)
2.12.1 隔離
2.12.2 縱向扼流變壓器
2.12.3 其他措施
2.13 常用干擾抑制措施
第3章 測量轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
3.1 電橋
3.1.1 直流電橋
3.1.2 交流電橋
3.1.3 變壓器式電橋
3.1.4 電橋電路設(shè)計與信號調(diào)理
3.2 傳感器激勵
3.2.1 激勵方式
3.2.2 工作方式
3.2.3 布線方式
3.2.4 交流激勵
3.2.5 傳感器激勵電路
3.3 電流/電壓變換與電壓/電流變換
3.3.1 電流/電壓變換
3.3.2 電壓/電流變換
3.4 電壓/頻率變換與頻率/電壓變換
3.4.1 電壓/頻率變換
3.4.2 頻率/電壓變換
3.5 交流/直流變換
3.5.1 半波整流器
3.5.2 全波整流器
3.5.3 交流/直流轉(zhuǎn)換
3.6 信號整形
3.6.1 電壓比較器
3.6.2 施密特觸發(fā)器
3.6.3 由運放組成的脈沖波形鉗位電路
3.7 峰值及真有效值檢測
3.7.1 峰值檢測
3.7.2 真有效值檢測
3.8 模/數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)/模轉(zhuǎn)換
3.8.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換
3.8.2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換
第4章 信號放大技術(shù)
4.1 放大電路概述
4.2 分立元件放大電路的設(shè)計
4.2.1 三極管放大電路的設(shè)計
4.2.2 場效應(yīng)管放大電路的設(shè)計
4.3 集成運算放大器的基本知識
4.3.1 集成運算放大器的內(nèi)部框圖
4.3.2 集成運算放大器的主要參數(shù)
4.3.3 理想集成運放
4.3.4 集成運放的封裝及命名方法
4.3.5 常用運算放大器類型
4.3.6 集成運放的選用原則
4.4 比例放大電路的設(shè)計
4.4.1 同相比例放大電路
4.4.2 增益可調(diào)的反相比例放大電路
4.4.3 單運放差動比例放大電路
4.5 前置放大電路的設(shè)計
4.5.1 前置放大電路的設(shè)計原則
4.5.2 音頻前置放大電路的設(shè)計
4.5.3 基于NE5532的前置放大電路的設(shè)計
4.5.4 寬帶前置放大電路的設(shè)計
4.5.5 微弱光信號前置放大電路的設(shè)計
4.6 儀用放大電路的設(shè)計
4.6.1 概述
4.6.2 三運放儀用放大器
4.6.3 雙運放儀用放大器
4.6.4 單片集成儀用放大器
4.7 隔離放大電路的設(shè)計
4.7.1 概述
4.7.2 光電耦合隔離放大電路的設(shè)計
4.7.3 變壓器耦合隔離放大器
4.8 采樣保持放大電路的設(shè)計
4.8.1 概述
4.8.2 SHC5320高速雙極性采樣/保持器
4.9 增益可控放大電路的設(shè)計
4.9.1 概述
4.9.2 單片集成增益可控放大器
4.9.3 自動增益控制電路
4.10 電荷放大電路的設(shè)計
4.10.1 基本原理
4.10.2 電荷放大電路的特性
4.10.3 電荷放大電路
4.11 鎖相放大電路的設(shè)計
4.11.1 鎖相放大器的基本組成
4.11.2 鎖相放大器應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
4.11.3 鎖相放大器的應(yīng)用實例
4.11.4 多通道鎖相放大器的設(shè)計
第5章 信號濾波技術(shù)
5.1 概述
5.2 低通濾波器（LPF）
5.2.1 低通濾波器的一般特性及特征參數(shù)
5.2.2 低通濾波器的傳遞函數(shù)
5.2.3 低通濾波器的設(shè)計
5.2.4 有源低通濾波器
5.3 高通濾波器（HPF）
5.4 帶通濾波器（BPF）
5.5 帶阻濾波器（BEF）
5.6 狀態(tài)變量濾波器
5.6.1 狀態(tài)變量濾波器的原理及類型
5.6.2 集成狀態(tài)變量濾波器
5.7 開關(guān)電容濾波器
5.7.1 開關(guān)電容濾波器的原理
5.7.2 開關(guān)電容濾波器的設(shè)計
5.7.3 集成開關(guān)電容濾波器
5.8 相關(guān)濾波器及統(tǒng)計平均濾波器
5.8.1 相關(guān)濾波器
5.8.2 統(tǒng)計平均濾波器
5.9 濾波器的綜合運用
5.9.1 無源RC濾波器的串聯(lián)
5.9.2 濾波器的并聯(lián)
5.9.3 帶通濾波器在信號頻率分析中的應(yīng)用
第6章 調(diào)整與補償技術(shù)
6.1 電平調(diào)整技術(shù)
6.1.1 無源電平調(diào)整電路
6.1.2 有源電平調(diào)整電路
6.1.3 壓力傳感器有源電平調(diào)整電路
6.2 溫度補償技術(shù)
6.2.1 零點溫度補償
6.2.2 靈敏度溫度補償
6.3 信號的非線性補償技術(shù)
6.3.1 開環(huán)非線性補償
6.3.2 閉環(huán)非線性反饋補償
6.3.3 增益控制式非線性補償
6.3.4 實現(xiàn)非線性補償?shù)木唧w方法
6.3.5 非線性補償實例
第7章 調(diào)制與解調(diào)技術(shù)
7.1 幅值調(diào)制與解調(diào)
7.1.1 幅值調(diào)制
7.1.2 幅值調(diào)制的解調(diào)
7.1.3 常用解調(diào)電路
7.2 頻率調(diào)制與解調(diào)
7.2.1 頻率調(diào)制
7.2.2 頻率調(diào)制的解調(diào)
7.3 相位調(diào)制與解調(diào)
7.3.1 相位調(diào)制
7.3.2 相位調(diào)制的解調(diào)
7.4 脈寬調(diào)制與解調(diào)
7.4.1 脈寬調(diào)制
7.4.2 脈寬調(diào)制的解調(diào)
7.5 調(diào)制與解調(diào)電路設(shè)計實例
7.5.1 設(shè)計要求
7.5.2 方案設(shè)計
7.5.3 調(diào)制與解調(diào)電路設(shè)計
第8章 集成模擬信號調(diào)理
8.1 模擬信號調(diào)理技術(shù)的發(fā)展趨勢
8.1.1 高分辨力模/數(shù)轉(zhuǎn)換器
8.1.2 SoC技術(shù)
8.1.3 在系統(tǒng)可編程技術(shù)
8.1.4 高速運算
8.1.5 非易失性大容量存儲器
8.2 基于在系統(tǒng)可編程的模擬信號調(diào)理技術(shù)
8.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與基本原理
8.2.2 基本開發(fā)流程
8.2.3 主流器件與核心技術(shù)
8.3 ispPAC系列器件的應(yīng)用與設(shè)計
8.3.1 ispPAC簡介
8.3.2 在系統(tǒng)可編程模擬電路的結(jié)構(gòu)
8.3.3 ispPAC接口的設(shè)計
8.3.4 ispPAC增益的調(diào)整方法
8.3.5 ispPAC濾波器的設(shè)計
8.3.6 PAC-Designer軟件及開發(fā)實例
8.3.7 基于ispPAC系列芯片的溫度測量與監(jiān)控系統(tǒng)
8.4 AD693型多功能傳感信號調(diào)理器
8.4.1 AD693的工作原理
8.4.2 典型應(yīng)用
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　傳感器用于從被測對象獲取有用的信息，它是一種能感應(yīng)被測參量功能的轉(zhuǎn)換元件（或裝置），能將光、磁、熱、力、超聲、氣體、射線和酶等物理學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)的非電量轉(zhuǎn)換成與之有對應(yīng)關(guān)系或容易精確處理的電量和其他形式的信號。對于一個測量任務(wù)來說，第一步便是能夠有效地從被測對象取得能用于測量的信息，因此傳感器在整個現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)中的作用十分重要?！　τ诓煌谋粶y物理量要采用不同的傳感器。例如，在測量物體的振動時，可以采用磁電式傳感器，將物體振動的位移或振動速度通過電磁感應(yīng)原理轉(zhuǎn)換成電壓變化量。從傳感器出來的信號往往具有光、機、電等多種形式，而且混雜有各種有害的干擾和噪聲。信號調(diào)理就是對從傳感器所輸出的信號進行轉(zhuǎn)換、匹配、放大、濾波、隔離屏蔽、重放、調(diào)制解調(diào)、模擬和數(shù)字計算等進一步的加工和處理，最終希望獲取能便于傳輸、顯示和記錄，以及可做后續(xù)處理的信號。例如，傳感器為電參量式的，即被測信號的變化引起傳感器的電阻、電感或電容等參數(shù)的變化，傳感器輸出為電路參數(shù)R、L、C，則應(yīng)通過基本轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為容易測量的電量（如電壓、電流或電荷等）。如果被測模擬量要通過計算機處理，則必須把模擬量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量，此工作由模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換電路來完成。若需推動控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件或模擬顯示、記錄儀器，則要將計算機處理輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，即進行必要的數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換，此工作由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路來完成。數(shù)據(jù)顯示和記錄是指將經(jīng)信號調(diào)理部分處理過的信號用便于人們觀察和分析的介質(zhì)和手段進行記錄或顯示。　　……

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