数字化测量技术与应用PDF电子书下载

前言 1

第一章 数字化测量概述 1

第一节 集成电路发展的新趋势 1

一、集成电路发展概况 1

目录 1

二、集成电路发展的新趋势 2

第二节 数字集成电路的分类 5

一、我国集成电路型号命名法 5

二、数字集成电路的分类 5

二、CMOS与晶体管接口 7

第三节 数字IC的接口电路 7

一、TTL与CMOS接口 7

三、利用驱动器阵列作接口 8

四、利用施密特触发器作接口 9

五、利用固态继电器作接口 9

六、串行通信接口 10

七、网络通信接口 11

第四节 智能传感器及传感器系统 11

一、智能传感器的定义及特点 11

二、智能传感器的发展趋势及应用 13

三、智能传感器的产品分类及技术指标 16

第五节 新型数字仪表的发展趋向 17

一、广泛采用新技术，不断开发新产品 17

二、广泛采用新工艺 18

三、多重显示仪表 18

四、安全性 18

五、操作简单化 19

第六节 VXI总线仪器系统 19

一、VXI——21世纪的仪器总线 19

三、VXI总线仪器系统集成 20

二、VXI总线系统的发展史 20

第七节 标准源与电子测量仪器的标准条件 21

一、标准源与量值传递 21

二、电子测量仪表的标准测试条件 22

习题一 23

第二章 CMOS门电路的特殊应用 24

第一节 方波发生器 24

一、两级反相式阻容振荡器 24

二、三级反相频率可调式阻容振荡器 25

三、方波信号发生器的特殊应用 26

一、由门电路构成的矩形波发生器 27

二、由定时器构成的矩形波发生器 27

第二节 占空比可调的矩形波发生器 27

第三节 石英晶体振荡器及秒基准信号发生器 28

一、石英晶体振荡器 28

二、几种秒基准信号发生器 29

第四节 CMOS门电路的使用技巧 32

一、电压放大器 32

二、门控振荡器 33

三、声、光报警器 33

四、开机自动复位电路 34

五、负电源发生器 34

习题二 35

第三章 一位及多位计数／锁存／译码／驱动器 36

第一节 典型产品分类 36

第二节 双BCD同步加法计数器 37

一、CD4518的工作原理 37

二、CD4518的应用 37

第三节 可编程计数器 38

一、MC14522的工作原理 38

二、可编程分频器的电路设计 39

第四节 锁存／译码／驱动器与无效零自动消隐电路 41

一、BCD码锁存／译码／驱动器 41

二、无效零消隐电路的设计 42

第五节 单片多位计数／锁存／译码／驱动器 43

一、ICM7217A的性能特点 44

二、ICM7217A的工作原理 44

三、ICM7217A的典型应用 45

第六节 单片10MHz数字频率计 48

一、产品分类及性能特点 48

二、ICM7216D的工作原理 48

三、由ICM7216D构成的10MHz数字频率计 49

习题三 51

第一节 显示器简介 53

第四章 数字显示与大屏幕智能显示技术 53

第二节 LED数字及点阵显示器 54

一、LED数码管及字符管 54

二、LED点阵显示器 55

第三节 LCD数字及点阵显示器 59

一、液晶显示器的性能特点与工作原理 59

二、液晶点阵显示器 60

第四节 数字仪器的动态扫描显示技术 61

一、能消隐无效零的动态扫描显示电路 61

二、多位LED显示组件的动态扫描显示电路 62

第五节 大屏幕智能显示技术 63

二、扫描方式与显示方式的设计 64

一、大屏幕智能显示屏 64

三、灰度屏、彩色屏及多媒体彩色屏 65

四、汉字点阵芯片 66

第六节 大屏幕LED智能显示屏的设计 66

一、主机电路设计 67

二、主机程序及计算机控制程序的设计 70

第七节 由像元管或磁翻板构成的大屏幕智能显示屏 70

一、像元管智能显示屏 70

习题四 72

二、磁翻板智能显示屏 72

第五章 集成锁相环 74

第一节 锁相环简介 74

第二节 集成锁相环的工作原理 75

一、相位比较器 75

二、压控振荡器 76

三、线性放大及整形电路 77

第三节 集成锁相环的典型应用 77

一、电压／频率（U/f）转换器 77

二、频率／电压（f/U）转换器 78

三、频率合成器 78

一、锁相技术在流量测控系统中的应用 80

第四节 锁相技术在电子测量领域中的应用 80

二、利用锁相时钟抑制串模干扰 82

习题五 84

第六章 通用集成电源 85

第一节 集成稳压器的分类 85

一、集成稳压器的分类 85

二、稳压电源的主要参数 86

第二节 三端固定式集成稳压器的原理与应用 87

一、三端固定式集成稳压器的产品分类 87

二、三端固定式集成稳压器的工作原理 87

三、三端固定式集成稳压器的应用 88

一、三端可调式集成稳压器的产品分类 91

第三节 三端可调式集成稳压器的原理与应用 91

二、三端可调式集成稳压器的工作原理 92

三、三端可调式集成稳压器的应用 92

第四节 低压差集成稳压器的性能特点与应用 93

一、低压差集成稳压器的性能特点 93

二、低压差集成稳压器的应用 94

第五节 由脉宽调制器构成的开关电源 96

一、脉宽调制器的产品分类 96

二、脉宽调制器的基本工作原理 96

三、由UC3842构成的开关电源 97

二、L4960/4962的工作原理 99

第六节 单片开关式稳压器的原理与应用 99

一、单片开关式稳压器的产品分类 99

三、由L4960构成的单片开关电源 101

第七节 单片开关电源的原理与应用 102

一、TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的性能特点 103

二、TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的工作原理 103

三、TOPSwitch—Ⅱ系列单片开关电源的典型应用 105

第八节 散热器的设计 107

一、散热器的设计原理 108

二、散热器的设计方法 108

三、注意事项 110

习题六 111

第七章 特种集成电源 112

第一节 基准电压源的工作原理与应用 112

一、基准电压源的特点与产品分类 112

二、带隙基准电压源的基本工作原理 113

三、基准电压源的应用 113

第二节 集成恒流源的工作原理与应用 115

一、恒流源的特点与产品分类 115

二、恒流二极管的工作原理与应用 116

三、恒流晶体管的工作原理与应用 117

四、可调精密集成恒流源的工作原理与应用 118

二、ICL7660型极性反转式DC/DC电源变换器 119

第三节 单片DC/DC电源变换器的工作原理与应用 119

一、单片DC/DC电源变换器的产品分类 119

三、MAX770型升压式DC/DC电源变换器 121

四、MAX639型降压式DC/DC电源变换器 122

第四节 Pentium 4处理器散热控制电路的设计 123

一、ADT7460的性能特点 123

二、ADT7460的工作原理 123

三、ADT7460的典型应用 124

习题七 126

第一节 智能传感器的产品分类 127

第八章 智能传感器及传感器系统的工作原理与应用 127

第二节 单片智能温度传感器 129

一、DS18B20的性能特点 129

二、DS18B20的工作原理 130

三、由DS18B20构成的电脑温控系统 131

第三节 单片集成温度控制器 133

一、TMP01型集成温度控制器的工作原理 133

二、TMP01的外部驱动电路 134

第四节 单片热电偶冷端温度补偿器 136

一、热电偶的测温原理 136

二、基于SPI总线的数字式K型热电偶冷端温度补偿及转换器 137

三、隔离式热电偶冷端温度补偿及信号调理器 138

第五节 单片智能化湿度／温度传感器系统 140

一、SHT11/15的性能特点 140

二、SHT11/15的工作原理 141

三、相对湿度／温度测试系统的设计 142

第六节 单片加速度传感器 144

一、ADXL05型单片加速度传感器的性能特点 145

二、ADXL05型单片加速度传感器的工作原理 145

三、ADXL05型单片加速度传感器的典型应用 146

第七节 单片压力传感器及信号调理器 147

一、集成硅压力传感器 147

二、集成压力信号调理器及微机接口电路 149

第八节 智能混浊度传感器系统 152

一、APMS-10G的性能特点 152

二、APMS-10G的测量原理 153

三、使用注意事项 154

第九节 单片指纹传感器 155

一、生物识别技术简介 155

二、指纹图像的特点及获取方法 155

三、FPS100型单片指纹传感器的工作原理 157

四、FPS200型单片指纹传感器的特点及应用 160

习题八 161

二、网络化测控系统的体系结构 162

一、网络测控系统发展概述 162

第九章 基于网络的智能传感器系统的设计 162

第一节 网络测控系统发展概述 162

第二节 网络化智能压力传感器的工作原理与应用 164

一、PPT、PPTR系列智能压力传感器的性能特点 164

二、PPT、PPTR系列智能压力传感器的工作原理 165

三、PPT、PPTR系列智能压力传感器的应用 166

第三节 基于以太网的嵌入式单片机网络系统的设计 168

一、嵌入式单片机网络系统的设计方案 168

二、嵌入式单片机网络系统的电路设计 169

四、系统参数的自定义设置 171

三、网卡的配置 171

第四节 网络传感系统的程序设计及应用 173

一、程序设计 173

二、应用实例 175

习题九 175

第十章 数据采集及语音处理技术 176

第一节 多路模拟开关的工作原理与应用 176

一、CMOS集成模拟开关的工作原理 176

二、多路模拟开关的应用技巧 177

第二节 高精度单片数据采集系统 180

二、ADμC824的工作原理 181

一、ADμC824的性能特点 181

三、精密测温系统的电路设计 184

第三节 HP34970A型16通道高速数据采集系统 186

一、HP34970A型数据采集系统的性能特点 186

二、软件的汉化 187

三、HP34970A型数据采集系统的应用 188

第四节 语音处理技术及其应用 190

一、语音处理技术 190

二、语音处理器典型产品及语音电路开发系统 192

三、语音处理器的应用实例 193

一、TAS3004型数字音频处理器 194

第五节 数字音频电压放大器 194

二、TAS3001C型数字音频处理器 195

三、数字音频系统的电路设计 197

第六节 数字音频功率放大器 199

一、TAS5000和TAS5100的性能特点 199

二、数字音频功率放大器的工作原理 200

三、数字音频功率放大器的电路设计 202

习题十 204

第十一章 数字电压表 205

第一节 数字电压表的特点 205

第二节 单片A/D转换器产品分类 206

二、单片数字多用表专用集成电路 207

一、单片A/D转换器 207

三、多重显示仪表专用集成电路 208

第三节 3？位LCD数字电压表 208

一、ICL7106的性能特点和工作原理 208

二、由ICL7106构成的3？位数字电压表 213

第四节 3？位LED显示数字电压表 214

一、MC14433的性能特点 214

二、MC14433的引脚功能工作原理 214

三、由MC14433构成的3？位数字电压表 217

一、HI7159A的性能特点 218

第五节 5？位智能数字电压表 218

二、HI7159A的工作原理 219

三、由HI7159A构成的5？位智能数字电压表 223

习题十一 224

第十二章 数字仪表中的新颖检测电路 226

第一节 数字仪表的在线测量电路 226

一、在线测量直流电流 226

二、在线测量电阻 228

三、在线测量晶体管的hFE 230

第二节 平均值AC/DC转换电路 231

一、真有效值数字仪表的基本工作原理 232

第三节 真有效值电压及电平转换电路 232

三、多量程真有效值数字电压表 234

二、单片真有效值／直流转换器的产品分类 234

四、多量程真有效值数字电压／电平表 235

第四节 测量电阻的电路 236

一、用比例法测量常规电阻 236

二、测量高阻的电路 238

第五节 测量电导的电路 239

一、测量电导的基本工作原理 239

二、数字电导表的电路工作原理 240

一、用容抗法测量电容 241

第六节 测量电容及电感的电路 241

二、测量电感 242

第七节 测量频率及占空比的电路 243

一、测量频率的工作原理 243

二、测量占空比的电路 245

第八节 测量温度的电路 246

一、测温电桥的工作原理 246

二、设计要点 248

第九节 检测二极管和晶体管的电路 248

一、测量二极管正向压降的电路 248

二、测量晶体管hFE的电路 249

第十节 自动关机及蜂鸣器电路 250

一、自动关机电路 250

二、具有声、光指示的蜂鸣器电路 251

习题十二 252

第十三章 数字仪表及测控系统的电路设计 253

第一节 数字照度计 253

一、性能特点 253

二、LX101型数字照度计的整机电路工作原理 254

一、VC890D型数字多用表的性能特点 255

第二节 VC890D型3？位数字多用表 255

二、VC890D型数字多用表的整机电路工作原理 256

第三节 4？位智能数字多用表 260

一、MAX134的性能特点 260

二、MAX134的工作原理 261

三、4？位智能数字多用表的电路设计 263

第四节 能源自动检测系统 265

一、性能简介 265

二、接口板的设计 265

三、能源自动测控系统的电路设计及主程序流程图 266

一、设计方案 270

二、系统框图 270

第五节 低频数字式相位测量仪 270

三、电路及程序设计 271

四、测量数据及测试结果分析 274

习题十三 275

第十四章 智能仪表专用集成电路 276

第一节 高精度实时日历时钟电路 276

一、产品分类及性能特点 276

二、SD2001系列产品的工作原理 277

三、SD2001系列产品的典型应用 279

二、U/f转换器的原理与应用 280

第二节 单片精密U/f、f/U转换器 280

一、AD650的性能特点 280

第三节 带串行接口的多位译码／驱动器 283

一、MAX7219的性能特点 283

二、MAX7219的工作原理 283

三、MAX7219的典型应用及多片级联方法 285

第四节 LED条图显示仪表集成电路 286

一、LM3914型LED条图驱动器的工作原理 286

二、LED条图显示温度计的电路设计 287

一、数字电位器的主要特点 290

二、数字电位器的产品分类及工作原理 290

第五节 数字电位器 290

三、数字电位器的误差分析 293

四、数字电位器的典型应用 294

习题十四 294

第十五章 测试系统的抗干扰设计 295

第一节 电磁兼容性的设计与测量 295

一、电磁兼容性的研究领域 295

二、电磁兼容性的设计与测量 297

第二节 电磁干扰滤波器的构造原理与应用 299

一、电磁干扰滤波器的构造原理及典型应用 299

二、电磁干扰滤波器的技术参数及测试方法 300

一、干扰的成因及后果 302

第三节 测试系统中常用的抗干扰措施 302

二、电路设计中的抗干扰措施 303

第四节 利用软件提高测试系统的抗干扰能力 306

一、数字滤波器 307

二、其他软件抗干扰技术 308

第五节 高频噪声模拟发生器的构造原理与应用 309

一、高频噪声模拟器的性能特点 309

二、高频噪声模拟器的工作原理 310

三、高频噪声模拟器的应用 312

习题十五 314

参考文献 315