測控電路設(shè)計與應用

內(nèi)容概要

　　《測控電路設(shè)計與應用》由課程授課部分與實驗部分構(gòu)成。其中課程授課部分主要向?qū)W生講授測控電路設(shè)計的基礎(chǔ)理論與應用范例。共分13章：第1章測控電路概論，第2章傳感器與接口電路，第3章信號放大，第4章信號濾波，第5章 信號運算，第6章信號轉(zhuǎn)換電路，第7章振蕩器與信號源，第8章信號調(diào)制與解調(diào)電路，第9章測控系統(tǒng)的的抗干擾措施，第10章 信號的顯示與執(zhí)行，第11章測控電路與計算機接口電路，第12章測控電路設(shè)計實例，附錄A測控電路實驗與仿真

書籍目錄

緒論 第1章測控電路概述 1.1測控系統(tǒng)組成 1.2測控系統(tǒng)設(shè)計要求 1.3測控電路的功能及要求 1.3.1測控電路的功能 1.3.2測控電路的主要要求 1.4測控電路設(shè)計及優(yōu)化 1.5部件之間的連接與匹配 1.5.1電氣性能相互匹配問題 1.5.2信號耦合方式和時序配合 第2章傳感器與接口電路 2.1傳感器技術(shù)基礎(chǔ) 2.1.1傳感器的分類 2.1.2傳感器的主要技術(shù)特性指標 2.1.3傳感器的選擇 2.2阻性傳感器的接口電路 2.2.1電壓驅(qū)動方式 2.2.2電流驅(qū)動方式 2.2.3振蕩器驅(qū)動方式 2.3容性傳感器的接口電路 2.4電壓輸出型傳感器的接口電路 2.5電荷輸出型傳感器的接口電路 2.6電流輸出型傳感器的接口電路 2.7新型傳感器的接口電路 2.7.1ICP傳感器的接口電路 2.7.2光纖傳感器的接口電路 2.7.3數(shù)字輸出傳感器的接口電路 第3章運算放大器的特性及各種連接 3.1運算放大器基本原理和主要性能指標 3.1.1集成運算放大器基礎(chǔ) 3.1.2集成運算放大器的主要參數(shù)及分類 3.2集成運算放大器的基本分析方法和典型電路 3.2.1基本分析方法 3.2.2典型電路 3.3測量放大電路 3.3.1低漂移直流放大器設(shè)計 3.3.2高輸入阻抗放大器和低輸入阻抗放大器設(shè)計 3.3.3儀用放大器 3.3.4可編程增益放大器 3.3.5隔離放大電路 3.4電阻或電容值的E系列值 第4章信號的濾波 4.1濾波器的基本知識 4.1.1濾波器的分類 4.1.2濾波器的主要特性指標 4.2濾波器特性的逼近 4.2.1巴特沃斯逼近 4.2.2切比雪夫逼近 4.2.3貝塞爾逼近 4.2.4橢圓形響應頻率 4.3常用濾波電路結(jié)構(gòu) 4.3.1一階濾波器電路 4.3.2二階濾波器電路 4.4有源濾波器的設(shè)計 4.4.1公式法 4.4.2濾波器輔助設(shè)計軟件 4.5數(shù)字濾波器簡介 第5章信號運算電路 5.1差分放大電路 5.2加法放大器 5.3減法運算電路 5.4微分積分運算電路 5.5對數(shù)反對數(shù)運算電路 5.6模擬乘法器組成的運算電路 第6章信號轉(zhuǎn)換電路 6.1采樣／保持（S/H）電路 6.2電壓比較電路 6.2.1過零比較器 6.2.2單限比較器 6.2.3滯回比較器 6.2.4雙限比較器 6.2.5集成電壓比較器 6.2.6主要參數(shù) 6.3電壓／頻率轉(zhuǎn)換電路 6.4電壓／電流轉(zhuǎn)換電路 6.5波形變換電路 第7章信號調(diào)制與解調(diào)電路 7.1調(diào)制與解調(diào)的功用與類型 7.2調(diào)幅式測量電路 7.2.1幅值調(diào)制與解調(diào)概念 7.2.2調(diào)幅原理與方法 7.2.3調(diào)幅波的解調(diào) 7.3調(diào)頻式測量電路 7.3.1調(diào)頻原理和方法 7.3.2鑒頻電路 7.4集成鎖相環(huán) 7.5脈沖寬度調(diào)制 第8章振蕩器與信號源 8.1振蕩電路的作用和分類 8.2正弦波振蕩電路的基本原理 8.2.1RC串并聯(lián)電路的選頻特性 8.2.2文氏電橋振蕩器 8.3非正弦波振蕩器的組成 8.4晶體振蕩器 8.5集成波形發(fā)生器 第9章電子測試儀器儀表的抗干擾措施 9.1干擾源簡介 9.1.1干擾與噪聲源 9.1.2干擾與噪聲的耦合方式 9.1.3干擾與噪聲抑制的一般措施 9.2干擾抑制技術(shù)的基礎(chǔ)知識 9.2.1屏蔽技術(shù) 9.2.2接地技術(shù) 9.2.3隔離技術(shù) 9.2.4布線技術(shù) 9.2.5滅弧技術(shù) 9.2.6其他抗干擾技術(shù) 9.3電源干擾的抑制 9.3.1電網(wǎng)干擾抑制技術(shù) 9.3.2電源穩(wěn)定凈化技術(shù) 第10章信號的執(zhí)行 10.1繼電器 10.2電動機 10.3數(shù)字式顯示電路 10.3.1輝光數(shù)碼管 10.3.2熒光數(shù)碼管 10.3.3LED數(shù)碼管 10.3.4LCD顯示器 10.3.5DVM顯示器 10.3.6CRT顯示器 10.3.7數(shù)字存儲示波器 第11章測控電路與計算機接口電路 11.1串行通信接口 11.1.1同步串行通信與異步串行通信的區(qū)別 11.1.2UART簡介 11.1.3UART的基本特點 11.1.4基于FPGA的UART接口電路 11.1.5UART接收發(fā)送模塊VHDL編程實例 11.1.6串行通信接口 11.2PCI總線 11.2.1PCI總線概述 11.2.2PCI內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外圍信號 11.2.3基于PCI9054從模式的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計與應用 11.3USB接口 11.3.1USB接口簡介 11.3.2FT245BM與FPGA的接口設(shè)計 11.3.3基于PL2303的USB接口設(shè)計 11.3.4基于CY7C68013的USB接口設(shè)計 11.4Internet接口 11.4.1基本概念 11.4.2目前常用以太網(wǎng)接口芯片 11.4.3DM9000A與FPGA的接口 11.4.4網(wǎng)絡接口常用調(diào)試工具 11.4.5基于網(wǎng)絡接口的光柵解調(diào)儀實例 11.4.6UDP與ARP數(shù)據(jù)包設(shè)計 第12章測控電路設(shè)計實例 12.1瞬態(tài)高溫測量及校準儀 12.1.1藍寶石光纖瞬態(tài)表面高溫儀 12.1.2瞬態(tài)表面溫度動態(tài)校準儀 12.2運動物體速度測試儀 12.2.1創(chuàng)傷彈道研究專用激光測速靶 12.2.2激光光幕原向反射觸發(fā)信號源 12.2.3定距測速法的應用探索 12.3爆炸沖擊波超壓測試系統(tǒng) 12.3.1測試方法 12.3.2無線沖擊波場超壓測試系統(tǒng)原理 12.3.3測試電路 12.3.4測試結(jié)果 12.4NDVI測量儀 附錄A測控電路實驗與仿真 第一部分實驗部分 實驗一運算放大器 實驗二非線性放大器 實驗三直流穩(wěn)壓電源 實驗四光電耦合放大器 實驗五有源濾波電路 實驗六鎖相環(huán) 實驗七多諧振蕩器 實驗八光電報警 第二部分電子電路仿真技術(shù)的應用 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   雙絞線是由電流相等但方向相反的兩根導線互相擰合構(gòu)成。由于外界干擾噪聲在兩根導線中的感應電流大小與方向相同，故可相互抵消。雙絞線擰合的節(jié)距越短，對干擾與噪聲衰減率越大。實用中一般取5 cm左右，擰合的節(jié)距進一步縮短，對干擾與噪聲衰減率的提高不再顯著。另外，擰合在一起的兩根導線很難保證其長度嚴格相等，由此導致線路阻抗不同而無法完全抑制干擾與噪聲的影響。 3.電氣設(shè)備柜內(nèi)外的布線 電氣設(shè)備柜內(nèi)外的布線應從兩個方面予以考慮，一是希望對外來的干擾與噪聲有較強的抑制能力，二是避免內(nèi)部電路產(chǎn)生有害的干擾與噪聲。電氣設(shè)備柜應采用鐵或鐵銅疊合的材料構(gòu)成，以達到較好的電磁屏蔽效果。一般不宜采用薄鋁板，因為其對低頻信號的屏蔽作用較差。整個柜體應保持可靠連接，以保持等電位。對因表面噴漆、銹蝕，柜門鉸鏈等造成的接觸不良，應采用專門的連接線將這些部分可靠的連接在一起。柜體的接地不能靠機柜金屬底腳與地面接觸來實現(xiàn)，必須用專門的導線連接至埋人地的金屬接地件上。 電氣設(shè)備柜的布局應遵循強電、弱電分開并隔離的原則，以避免可能產(chǎn)生的干擾與噪聲影響。對小信號高增益的模擬電路，要用專門的電源供電，并且要采用可靠的內(nèi)部屏蔽措施。對可能產(chǎn)生對外干擾與噪聲的部分要加金屬屏蔽罩。 從機柜連接到外部設(shè)備的導線與電纜，應注意將動力電源、強信號線與弱信號線分別布設(shè)，采用相互隔離的走線槽布線等原則。在條件允許情況下，應盡量采用金屬走線槽。 4.一防止線間串擾措施 防止線間串擾的具體方法有，強電信號線與弱電信號線分開；高頻信號線與低頻信號線分開；交流和直流分開；電源線和信號線分開；經(jīng)過噪聲處理后的信號線與未經(jīng)處理的信號線分開；傳輸線應盡量遠離變壓器及電源等大功率器件；傳輸線要盡量短；采用雙絞線傳輸。 9.2.5 滅弧技術(shù) 當接通或斷開電動機繞組、繼電器線圈、電磁閥線圈、空載變壓器等電感性負載時，由于磁場能量的突然釋放會在電路中產(chǎn)生比正常電壓（或電流）高出許多倍的瞬時電壓（或電流），并在切斷處產(chǎn)生電弧或火花放電。這種瞬時高電壓（或高電流）稱為浪涌電壓（或浪涌電流），會直接對電路器件造成損害。另外，同時出現(xiàn)的電弧或火花放電，產(chǎn)生寬頻譜高幅度的電磁波向外輻射，對電子電路造成極其嚴重的干擾。為消除或減小這種干擾，需在電感性負載上并聯(lián)各種吸收浪涌電壓（或浪涌電流）并抑制電弧或火花放電的元器件。通常將這些元器件稱為滅弧元件，將與此有關(guān)的技術(shù)稱為滅弧技術(shù)。 常用的滅弧元件有RC電路、泄流二極管、硅堆整流器、充氣放電管、壓敏電阻器、雪崩二極管等。

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