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第1章 概述1

1.1现代电子信息系统1

1.1.1电量测量技术1

1.1.2非电量测量技术2

1.1.3现代电子信息系统组成3

1.2信号及其描述4

1.2.1概述4

1.2.2信号的定义与分类5

1.2.3信号的描述方法7

1.2.4随机信号的描述8

1.2.5信号特征对系统的基本要求13

1.3信号的获取及传输15

1.3.1信号的获取15

1.3.2信号的传输17

1.4信号调理概念及传感器18

1.4.1信号调理的概念与内容18

1.4.2传感器的输出信号类型及调理20

第2章 噪声及干扰24

2.1噪声类型24

2.1.1白噪声24

2.1.2限带白噪声25

2.1.3窄带白噪声26

2.1.4色噪声27

2.2信号噪声比及信噪改善比28

2.3元器件噪声源及其噪声特性29

2.3.1热噪声29

2.3.2散弹噪声32

2.3.3低频噪声32

2.3.4分配噪声34

2.4噪声系数和噪声因数35

2.4.1噪声系数35

2.4.2噪声因数36

2.4.3级联放大器的噪声系数36

2.4.4可检测的最小信号36

2.5放大器的噪声特性37

2.5.1放大器的噪声模型37

2.5.2放大器的噪声性能38

2.5.3最佳源电阻与噪声系数39

2.5.4噪声因数等值图40

2.6半导体分立元件的噪声特性41

2.6.1半导体二极管的噪声特性41

2.6.2双极型晶体管的噪声特性42

2.6.3场效应管的噪声特性47

2.7运算放大器的噪声特性51

2.7.1运算放大器的等效输入噪声模型51

2.7.2运算放大器的噪声性能52

2.8干扰噪声54

2.8.1干扰噪声源54

2.8.2干扰噪声的频谱分布58

2.9干扰噪声的耦合途径59

2.9.1传导耦合与公共阻抗耦合59

2.9.2电源耦合60

2.9.3电场耦合61

2.9.4磁场耦合63

2.9.5电磁辐射耦合67

2.10屏蔽68

2.10.1场传播与波阻抗68

2.10.2屏蔽层的吸收损耗70

2.10.3屏蔽层的反射损耗71

2.10.4屏蔽效果74

2.11接地77

2.11.1电子信息系统的接地种类77

2.11.2屏蔽电缆的接地78

2.11.3电磁波辐射屏蔽84

2.11.4接地方式85

2.11.5放大器输入信号回路接地87

2.12隔离及其他降噪技术91

2.12.1隔离91

2.12.2纵向扼流变压器92

2.12.3其他措施94

2.13常用干扰抑制措施95

第3章 测量转换电路设计96

3.1电桥96

3.1.1直流电桥96

3.1.2交流电桥99

3.1.3变压器式电桥102

3.1.4电桥电路设计与信号调理103

3.2传感器激励111

3.2.1激励方式112

3.2.2工作方式112

3.2.3布线方式113

3.2.4交流激励116

3.2.5传感器激励电路119

3.3电流/电压变换与电压/电流变换122

3.3.1电流/电压变换122

3.3.2电压/电流变换128

3.4电压/频率变换与频率/电压变换132

3.4.1电压/频率变换132

3.4.2频率/电压变换136

3.5交流/直流变换139

3.5.1半波整流器139

3.5.2全波整流器141

3.5.3交流/直流转换142

3.6信号整形143

3.6.1电压比较器143

3.6.2施密特触发器145

3.6.3由运放组成的脉冲波形钳位电路147

3.7峰值及真有效值检测148

3.7.1峰值检测148

3.7.2真有效值检测150

3.8模/数转换与数/模转换151

3.8.1模/数转换151

3.8.2数/模转换159

第4章 信号放大技术165

4.1放大电路概述165

4.2分立元件放大电路的设计166

4.2.1三极管放大电路的设计166

4.2.2场效应管放大电路的设计170

4.3集成运算放大器的基本知识172

4.3.1集成运算放大器的内部框图172

4.3.2集成运算放大器的主要参数172

4.3.3理想集成运放175

4.3.4集成运放的封装及命名方法178

4.3.5常用运算放大器类型179

4.3.6集成运放的选用原则182

4.4比例放大电路的设计185

4.4.1同相比例放大电路185

4.4.2增益可调的反相比例放大电路186

4.4.3单运放差动比例放大电路187

4.5前置放大电路的设计187

4.5.1前置放大电路的设计原则188

4.5.2音频前置放大电路的设计188

4.5.3基于NE5532的前置放大电路的设计191

4.5.4宽带前置放大电路的设计193

4.5.5微弱光信号前置放大电路的设计198

4.6仪用放大电路的设计203

4.6.1概述203

4.6.2三运放仪用放大器204

4.6.3双运放仪用放大器206

4.6.4单片集成仪用放大器207

4.7隔离放大电路的设计215

4.7.1概述215

4.7.2光电耦合隔离放大电路的设计216

4.7.3变压器耦合隔离放大器218

4.8采样保持放大电路的设计220

4.8.1概述220

4.8.2 SHC5320高速双极性采样/保持器221

4.9增益可控放大电路的设计222

4.9.1概述222

4.9.2单片集成增益可控放大器223

4.9.3自动增益控制电路225

4.10电荷放大电路的设计230

4.10.1基本原理230

4.10.2电荷放大电路的特性231

4.10.3电荷放大电路231

4.11锁相放大电路的设计233

4.11.1锁相放大器的基本组成233

4.11.2锁相放大器应用中应注意的问题235

4.11.3锁相放大器的应用实例236

4.11.4多通道锁相放大器的设计237

第5章 信号滤波技术240

5.1概述240

5.2低通滤波器（LPF）241

5.2.1低通滤波器的一般特性及特征参数241

5.2.2低通滤波器的传递函数244

5.2.3低通滤波器的设计245

5.2.4有源低通滤波器248

5.3高通滤波器（HPF）252

5.4带通滤波器（BPF）254

5.5带阻滤波器（BEF）258

5.6状态变量滤波器260

5.6.1状态变量滤波器的原理及类型260

5.6.2集成状态变量滤波器262

5.7开关电容滤波器267

5.7.1开关电容滤波器的原理267

5.7.2开关电容滤波器的设计268

5.7.3集成开关电容滤波器270

5.8相关滤波器及统计平均滤波器280

5.8.1相关滤波器280

5.8.2统计平均滤波器281

5.9滤波器的综合运用281

5.9.1无源RC滤波器的串联281

5.9.2滤波器的并联282

5.9.3带通滤波器在信号频率分析中的应用285

第6章 调整与补偿技术289

6.1电平调整技术289

6.1.1无源电平调整电路289

6.1.2有源电平调整电路290

6.1.3压力传感器有源电平调整电路291

6.2温度补偿技术295

6.2.1零点温度补偿295

6.2.2灵敏度温度补偿296

6.3信号的非线性补偿技术297

6.3.1开环非线性补偿297

6.3.2闭环非线性反馈补偿300

6.3.3增益控制式非线性补偿301

6.3.4实现非线性补偿的具体方法303

6.3.5非线性补偿实例307

第7章 调制与解调技术312

7.1幅值调制与解调312

7.1.1幅值调制312

7.1.2幅值调制的解调316

7.1.3常用解调电路321

7.2频率调制与解调323

7.2.1频率调制323

7.2.2频率调制的解调328

7.3相位调制与解调328

7.3.1相位调制328

7.3.2相位调制的解调329

7.4脉宽调制与解调330

7.4.1脉宽调制330

7.4.2脉宽调制的解调331

7.5调制与解调电路设计实例332

7.5.1设计要求332

7.5.2方案设计332

7.5.3调制与解调电路设计333

第8章 集成模拟信号调理336

8.1模拟信号调理技术的发展趋势336

8.1.1高分辨力模/数转换器337

8.1.2 SoC技术338

8.1.3在系统可编程技术339

8.1.4高速运算339

8.1.5非易失性大容量存储器339

8.2基于在系统可编程的模拟信号调理技术340

8.2.1内部结构与基本原理340

8.2.2基本开发流程341

8.2.3主流器件与核心技术342

8.3 ispPAC系列器件的应用与设计343

8.3.1 ispPAC简介343

8.3.2在系统可编程模拟电路的结构345

8.3.3 ispPAC接口的设计352

8.3.4 ispPAC增益的调整方法354

8.3.5 ispPAC滤波器的设计358

8.3.6 PAC-Designer软件及开发实例360

8.3.7基于ispPAC系列芯片的温度测量与监控系统367

8.4 AD693型多功能传感信号调理器369

8.4.1 AD693的工作原理369

8.4.2典型应用372

参考文献377