模拟信号调理技术PDF电子书下载

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