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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.1.1 数字化测试技术的基本概念 1

1.1.2 数字化测试技术的重要地位 2

1.1.3 数字化测试技术的起源和发展 4

1.1.4 数字测试仪表的特点 6

1.2 数字化测试技术的现状和发展趋势 6

1.2.1 现状 6

1.2.2 数字化测试技术的发展趋势 8

1.3 数字化测试系统组建的基本框架 12

1.4 数字化测试技术涉及的核心问题 13

1.4.1 测试中激励信号（信号源）的产生 13

1.4.2 被测信号数字化处理 15

1.5 与被测对象相关的测试信号接口 16

1.5.1 总线和接口简述 16

1.5.2 接口标准分类 17

1.5.3 测试仪器的主要通信接口 17

习题 22

参考文献 22

第2章 数字化测试理论与技术基础 23

2.1 归一化频谱与测试采样 23

2.1.1 信号 23

2.1.2 信号的基本运算 26

2.1.3 连续时间信号采样 28

2.1.4 系统 30

2.2 数字频谱在测试中的应用 32

2.2.1 傅里叶表示 32

2.2.2 卷积 43

2.2.3 快速离散傅里叶变换 46

2.3 数字滤波在测试中的应用 54

2.3.1 简介 54

2.3.2 IIR的设计方法 55

2.3.3 FIR设计 64

2.3.4 滤波器的使用 70

2.3.5 信号滤波技术 72

2.4 测试中的实时信号处理 82

2.4.1 信号分析与处理问题概述 82

2.4.2 动态信号的时域参数提取 82

2.4.3 动态信号的频谱分析 94

2.5 测试中的自适应信号处理 103

习题 105

参考文献 106

第3章 现代数据采集技术及应用 107

3.1 数据采集技术综述 107

3.2 现代数据采集系统 108

3.2.1 概述 108

3.2.2 数据采集原理 109

3.2.3 数据采集系统结构组成 114

3.2.4 数据采集系统的主要性能指标 118

3.2.5 数据采集系统的发展方向 120

3.3 测试信号模拟前端 121

3.3.1 模拟前端的结构组成 121

3.3.2 传感器技术 122

3.3.3 隔离电路 124

3.3.4 模拟多路开关 126

3.3.5 测量放大器 128

3.3.6 模拟滤波器 131

3.4 现代模／数（A/D）转换器 132

3.4.1 A/D转换器分类 133

3.4.2 几种典型A/D转换器的原理和特点 133

3.4.3 评价A/D转换器性能的关键指标 138

3.4.4 A/D转换器的选择和使用 141

3.4.5 A/D转换器与CPU的接口设计问题 143

3.5 存储系统 145

3.5.1 存储器概述 145

3.5.2 半导体存储器 148

3.5.3 存储器与CPU的连接 150

3.5.4 缓存系统 151

3.6 触发与同步系统 153

3.6.1 触发系统 153

3.6.2 时钟与同步系统 155

3.7 测试结果的显示 156

3.7.1 数据显示的方式 156

3.7.2 数字存储示波器波形的显示 158

3.8 采集策略和应用 161

3.8.1 数据采集系统中的一些重要概念 161

3.8.2 断续采集 166

3.8.3 连续无间断采集 167

3.8.4 特征瞬时信号的捕获 168

3.9 欠采样理论 172

3.10 带通采样理论和应用 173

3.10.1 带通采样理论 173

3.10.2 软件无线电基础理论 174

3.10.3 带通采样在软件无线电中的应用 178

3.11 等效采样理论和应用 180

3.11.1 等效采样理论 180

3.11.2 等效采样的应用 183

3.12 过采样理论和应用 183

3.12.1 过采样理论 183

3.12.2 过采样理论的应用 185

3.13 数据采集系统举例 185

习题 188

参考文献 189

第4章 DSP系统设计与应用 190

4.1 数字信号处理技术 190

4.1.1 数字信号处理技术的发展 190

4.1.2 数字信号处理技术的实现方法 191

4.2 数字信号处理器 192

4.2.1 DSP特点和优势 192

4.2.2 DSP的发展及趋势 201

4.2.3 DSP的分类 204

4.2.4 DSP的选择 205

4.2.5 DSP的应用领域 208

4.3 DSP内核 209

4.3.1 总线结构 209

4.3.2 算术逻辑单元 210

4.3.3 乘法累加器（MAC） 213

4.3.4 桶形移位器（Shiner） 218

4.3.5 数据地址产生器（DAG） 219

4.3.6 程序控制器 223

4.4 DSP的最小系统设计 226

4.4.1 电源电路 226

4.4.2 时钟电路 229

4.4.3 复位电路 230

4.4.4 JTAG电路 230

4.5 DSP存储体设计 231

4.5.1 DSP芯片的存储器 231

4.5.2 定点DSP芯片存储区的组织 232

4.5.3 浮点DSP芯片存储区的组织 236

4.6 DSP的外设 242

4.6.1 定时器 242

4.6.2 DNA控制器 245

4.6.3 接口模块概述 250

4.6.4 串口 251

4.6.5 主机接口 257

4.7 DSP的中断系统设计 261

4.7.1 DSP中断概述 262

4.7.2 中断响应控制 264

4.7.3 中断矢量 264

4.7.4 中断处理过程 264

4.7.5 中断程序实现（ISR） 266

4.7.6 使用中断的注意事项 266

4.8 DSP系统的开发 267

4.8.1 DSP系统概述 267

4.8.2 DSP系统的开发流程和仿真调试手段 268

4.8.3 DSP的硬件开发 275

4.8.4 DSP的软件开发 282

4.9 DSP程序的引导 288

4.9.1 引导概述 288

4.9.2 引导的分类 289

4.9.3 引导的方式 291

4.9.4 引导表的结构和生成方法 293

4.9.5 二次引导 294

4.10 DSP典型测试系统应用实例 294

4.10.1 引言 295

4.10.2 硬件设计 295

4.10.3 DSP串口通信例程设计 296

4.10.4 微机端串口通信程序设计 297

4.10.5 应用软件设计及应用实例 298

4.10.6 结语 300

习题 300

参考文献 301

第5章 数字化测试系统EDA设计 302

5.1 EDA设计基础 302

5.1.1 EDA简介 302

5.1.2 PLD概述 303

5.1.3 FPGA与CPLD 304

5.1.4 EDA软件简介 306

5.2 FPGA基础 308

5.2.1 FPGA简介 308

5.2.2 FPGA的基本结构 308

5.2.3 FPGA的特点、应用及发展趋势 312

5.3 VHDL语言和软件设计 314

5.3.1 VHDL概述 314

5.3.2 VHDL程序结构 314

5.3.3 VHDL语言要素 321

5.3.4 VHDL描述语句 325

5.4 FPGA的程序设计和输入 329

5.4.1 FPGA设计概述 329

5.4.2 FPGA设计输入 331

5.4.3 FPGA引脚分配 340

5.5 FPGA编译与仿真调试 342

5.5.1 FPGA编译 342

5.5.2 FPGA仿真 344

5.5.3 FPGA编程、配置与调试 346

5.6 测试系统PCB设计简介 352

5.6.1 PCB软件 353

5.6.2 PCB设计方法和流程 354

5.6.3 PCB设计原则 357

5.6.4 高速PCB设计概述 360

习题 363

参考文献 364

第6章 测试信号接入、传输与总线技术 365

6.1 引言 365

6.2 测试信号的有线传输与接入技术 368

6.2.1 有线接入技术概述 368

6.2.2 光纤通信技术 369

6.3 测试信号的无线传输与接入技术 380

6.3.1 无线接入技术概述 380

6.3.2 无线局域网 383

6.3.3 蓝牙技术 391

6.4 工程遥测技术 397

6.4.1 遥测技术简介 397

6.4.2 遥测系统的组成 398

6.4.3 遥测系统的技术要求 400

6.4.4 遥测的分类和特征 401

6.4.5 遥测系统应用实例——PCM-FSK-FM混合制遥测系统 403

6.5 数字测试系统的总线支持技术 406

6.5.1 总线技术简介 406

6.5.2 Fire Wire总线 410

6.5.3 USB总线 419

6.5.4 现场总线 427

6.5.5 CAN总线 433

6.6 网络化测控概述 437

6.6.1 现代网络化测控概述 437

6.6.2 网络化测控技术的发展过程 438

6.6.3 网络化测控系统的定义和组成 440

6.6.4 网络化测控技术的基本内容 441

6.6.5 网络化测控需要解决的关键技术 441

6.6.6 网络化测控的特点 442

6.6.7 网络化测控系统的结构 442

6.6.8 网络化测控系统结构的典型应用 445

习题 447

参考文献 448