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绪论1

第1章 测控电路概述4

1.1测控系统组成4

1.2测控系统设计要求6

1.3测控电路的功能及要求9

1.3.1测控电路的功能9

1.3.2测控电路的主要要求10

1.4测控电路设计及优化11

1.5部件之间的连接与匹配15

1.5.1电气性能相互匹配问题15

1.5.2信号耦合方式和时序配合16

第2章 传感器与接口电路18

2.1传感器技术基础18

2.1.1传感器的分类18

2.1.2传感器的主要技术特性指标19

2.1.3传感器的选择24

2.2阻性传感器的接口电路25

2.2.1电压驱动方式25

2.2.2电流驱动方式28

2.2.3振荡器驱动方式29

2.3容性传感器的接口电路29

2.4电压输出型传感器的接口电路30

2.5电荷输出型传感器的接口电路31

2.6电流输出型传感器的接口电路32

2.7新型传感器的接口电路33

2.7.1 ICP传感器的接口电路33

2.7.2光纤传感器的接口电路35

2.7.3数字输出传感器的接口电路36

第3章 运算放大器的特性及各种连接38

3.1运算放大器基本原理和主要性能指标39

3.1.1集成运算放大器基础39

3.1.2集成运算放大器的主要参数及分类41

3.2集成运算放大器的基本分析方法和典型电路44

3.2.1基本分析方法44

3.2.2典型电路45

3.3测量放大电路56

3.3.1低漂移直流放大器设计56

3.3.2高输入阻抗放大器和低输入阻抗放大器设计58

3.3.3仪用放大器61

3.3.4可编程增益放大器63

3.3.5隔离放大电路67

3.4电阻或电容值的E系列值72

第4章 信号的滤波74

4.1滤波器的基本知识74

4.1.1滤波器的分类74

4.1.2滤波器的主要特性指标78

4.2滤波器特性的逼近78

4.2.1巴特沃斯逼近79

4.2.2切比雪夫逼近79

4.2.3贝塞尔逼近81

4.2.4椭圆形响应频率82

4.3常用滤波电路结构82

4.3.1一阶滤波器电路82

4.3.2二阶滤波器电路86

4.4有源滤波器的设计91

4.4.1公式法91

4.4.2滤波器辅助设计软件96

4.5数字滤波器简介101

第5章 信号运算电路106

5.1差分放大电路106

5.2加法放大器107

5.3减法运算电路108

5.4微分积分运算电路109

5.5对数反对数运算电路111

5.6模拟乘法器组成的运算电路112

第6章 信号转换电路120

6.1采样／保持（S/H）电路121

6.2电压比较电路125

6.2.1过零比较器126

6.2.2单限比较器127

6.2.3滞回比较器128

6.2.4双限比较器129

6.2.5集成电压比较器129

6.2.6主要参数130

6.3电压／频率转换电路131

6.4电压／电流转换电路133

6.5波形变换电路137

第7章 信号调制与解调电路139

7.1调制与解调的功用与类型139

7.2调幅式测量电路140

7.2.1幅值调制与解调概念140

7.2.2调幅原理与方法140

7.2.3调幅波的解调144

7.3调频式测量电路157

7.3.1调频原理和方法158

7.3.2鉴频电路159

7.4集成锁相环165

7.5脉冲宽度调制169

第8章 振荡器与信号源173

8.1振荡电路的作用和分类173

8.2正弦波振荡电路的基本原理174

8.2.1 RC串并联电路的选频特性175

8.2.2文氏电桥振荡器176

8.3非正弦波振荡器的组成178

8.4晶体振荡器180

8.5集成波形发生器183

第9章 电子测试仪器仪表的抗干扰措施187

9.1干扰源简介187

9.1.1干扰与噪声源188

9.1.2干扰与噪声的耦合方式188

9.1.3干扰与噪声抑制的一般措施191

9.2干扰抑制技术的基础知识191

9.2.1屏蔽技术191

9.2.2接地技术193

9.2.3隔离技术196

9.2.4布线技术196

9.2.5灭弧技术198

9.2.6其他抗干扰技术198

9.3电源干扰的抑制199

9.3.1电网干扰抑制技术200

9.3.2电源稳定净化技术201

第10章 信号的执行207

10.1继电器207

10.2电动机209

10.3数字式显示电路211

10.3.1辉光数码管212

10.3.2荧光数码管212

10.3.3 LED数码管214

10.3.4 LCD显示器218

10.3.5 DVM显示器220

10.3.6 CRT显示器220

10.3.7数字存储示波器223

第11章 测控电路与计算机接口电路226

11.1串行通信接口226

11.1.1同步串行通信与异步串行通信的区别227

11.1.2 UART简介227

11.1.3 UART的基本特点228

11.1.4基于FPGA的UART接口电路228

11.1.5 UART接收发送模块VHDL编程实例230

11.1.6串行通信接口235

11.2 PCI总线239

11.2.1 PCI总线概述239

11.2.2 PCI内部结构及外围信号239

11.2.3基于PCI9054从模式的数据采集卡设计与应用240

11.3 USB接口243

11.3.1 USB接口简介243

11.3.2 FT245BM与FPGA的接口设计243

11.3.3基于PL2303的USB接口设计247

11.3.4基于CY7C68013的USB接口设计249

11.4 Internet接口253

11.4.1基本概念253

11.4.2目前常用以太网接口芯片253

11.4.3 DM9000A与FPGA的接口254

11.4.4网络接口常用调试工具256

11.4.5基于网络接口的光栅解调仪实例256

11.4.6 UDP与ARP数据包设计258

第12章 测控电路设计实例263

12.1瞬态高温测量及校准仪263

12.1.1蓝宝石光纤瞬态表面高温仪263

12.1.2瞬态表面温度动态校准仪268

12.2运动物体速度测试仪272

12.2.1创伤弹道研究专用激光测速靶272

12.2.2激光光幕原向反射触发信号源278

12.2.3定距测速法的应用探索283

12.3爆炸冲击波超压测试系统290

12.3.1测试方法290

12.3.2无线冲击波场超压测试系统原理291

12.3.3测试电路292

12.3.4测试结果298

12.4 NDVI测量仪298

附录A测控电路实验与仿真301

第一部分 实验部分301

实验一 运算放大器301

实验二 非线性放大器303

实验三 直流稳压电源306

实验四 光电耦合放大器309

实验五 有源滤波电路311

实验六 锁相环314

实验七 多谐振荡器316

实验八 光电报警318

第二部分 电子电路仿真技术的应用320

参考文献327