第1章 绪论 1
1.1 测控电路的功用 1
1.2 对测控电路的主要要求与特点 2
1.2.1 精度高 3
1.2.2 动态性能好 4
1.2.3 高的识别和分析能力 4
1.2.4 可靠性高 5
1.2.5 经济性好 5
1.3 测控电路的输入信号与输出信号 5
1.3.1 模拟信号 5
1.3.2 数字信号 7
1.4 测控电路的类型与组成 8
1.4.1 测控电路的基本组成 8
1.4.2 控制电路的基本组成 9
1.5 测控电路的发展趋势 11
1.6 课程的性质、内容与学习方法 12
思考题与习题 13
第2章 信号放大电路 14
2.1 运算放大器的误差及其补偿 14
2.1.1 实际运算放大器及其特性 14
2.1.2 失调及其补偿 15
2.1.3 转换速率和最大不失真频率 17
2.1.4 运算放大器的振荡与相位补偿 18
2.2 噪声的基础知识 21
2.2.1 噪声的种类与性质 21
2.2.2 处理放大器噪声的方法 22
2.3 典型测量放大电路 24
2.3.1 测量放大电路的基本要求与类型 24
2.3.2 反相放大电路 25
2.3.3 同相放大电路 26
2.3.4 基本差动放大电路 27
2.3.5 高共模抑制比放大电路 29
2.3.6 低漂移放大电路 32
2.3.7 高输入阻抗放大电路 36
2.3.8 电荷放大电路 38
2.3.9 电流放大电路 41
2.3.10 电桥放大电路 42
2.3.11 增益调整放大电路 44
2.4 隔离放大电路 49
2.4.1 基本原理 50
2.4.2 通用隔离放大电路 51
2.4.3 增益可调隔离放大电路 54
2.4.4 隔离放大电路应用举例 54
思考题与习题 55
第3章 信号调制解调电路 57
3.1 调幅式测量电路 57
3.1.1 调幅原理与方法 57
3.1.2 包络检波电路 62
3.1.3 相敏检波电路 66
3.2 调频式测量电路 79
3.2.1 调频原理与方法 79
3.2.2 鉴频电路 81
3.3 调相式测量电路 85
3.3.1 调相原理与方法 85
3.3.2 鉴相电路 90
3.4 脉冲调制式测量电路 93
3.4.1 脉冲调制原理与方法 93
3.4.2 脉冲调制信号的解调 95
3.4.3 脉冲调制测量电路应用举例 95
思考题与习题 96
第4章 信号分离电路 98
4.1 滤波器基本知识 98
4.1.1 滤波器的类型 99
4.1.2 模拟滤波器的传递函数与频率特性 100
4.1.3 基本滤波器 103
4.1.4 滤波器特性的逼近 107
4.2 RC滤波电路 110
4.2.1 一阶滤波电路 110
4.2.2 压控电压源型滤波电路 111
4.2.3 无限增益多路反馈型电路 113
4.2.4 双二阶环电路 114
4.2.5 有源滤波器设计 116
4.3 集成有源滤波器 120
4.3.1 开关电容滤波原理 120
4.3.2 集成有源滤波芯片介绍 121
4.4 跟踪滤波器 123
4.4.1 压控跟踪滤波器 123
4.4.2 变频跟踪滤波器 123
思考题与习题 124
第5章 信号运算电路 126
5.1 比例运算放大电路 126
5.1.1 同相比例放大电路 126
5.1.2 反相比例放大电路 126
5.1.3 差分比例放大电路 127
5.2 加法减法运算电路 127
5.2.1 同相加法运算电路 127
5.2.2 反相加法运算电路 128
5.2.3 减法运算电路 128
5.3 对数、指数和乘、除运算电路 129
5.3.1 对数运算电路 129
5.3.2 指数运算电路 131
5.3.3 基于对数／指数运算的乘法／除法运算电路 132
5.3.4 变跨导乘法运算电路 135
5.3.5 乘方和开方运算电路 136
5.3.6 集成乘法运算电路 138
5.4 常用特征值运算电路 139
5.4.1 绝对值运算电路 139
5.4.2 峰值检测电路 139
5.4.3 平均值运算电路 141
5.5 函数型运算电路 141
5.6 微分积分运算电路 143
5.6.1 常用积分电路 143
5.6.2 常用微分电路 144
5.6.3 PID运算电路 145
5.7 过程调节器电路分析 148
5.7.1 电平移动电路 150
5.7.2 PD运算电路 151
5.7.3 PI运算电路 152
5.7.4 调节器的传递函数 153
5.7.5 输出电路 153
思考题与习题 154
第6章 信号转换电路 159
6.1 模拟开关 159
6.1.1 模拟开关及其主要参数 159
6.1.2 增强型MOSFET开关电路 159
6.1.3 集成模拟开关 160
6.1.4 模拟多路开关电路 161
6.2 采样保持电路 162
6.2.1 基本原理 162
6.2.2 单片集成采样保持电路 163
6.3 电压比较电路 165
6.3.1 电平比较器 166
6.3.2 滞回比较器 167
6.3.3 窗口比较器 168
6.3.4 多阈值比较器 169
6.4 电压频率转换电路 170
6.4.1 V/f转换器 170
6.4.2 f/V转换器 174
6.5 电压电流转换电路 177
6.5.1 I/V转换器 177
6.5.2 V/I转换器 178
6.6 模拟数字转换电路 182
6.6.1 D-A转换器 182
6.6.2 A-D转换器 185
思考题与习题 194
第7章 信号细分与辨向电路 197
7.1 直传式细分电路 197
7.1.1 四细分辨向电路 198
7.1.2 电阻链分相细分 200
7.1.3 微型计算机细分 203
7.2 平衡补偿式细分 208
7.2.1 相位跟踪细分 209
7.2.2 幅值跟踪细分 213
7.2.3 脉冲调宽型幅值跟踪细分 217
7.2.4 频率跟踪细分——锁相倍频细分 220
思考题与习题 221
第8章 连续信号控制电路 223
8.1 脉宽调制控制电路 223
8.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理 223
8.1.2 典型脉宽调制电路 224
8.1.3 脉宽调制功率转换电路 229
8.1.4 同步式与异步式脉宽调制控制电路 233
8.2 导电角控制逆变器 235
8.2.1 逆变器基本原理 235
8.2.2 120°导电角控制逆变器 236
8.2.3 180°导电角控制逆变器 238
8.3 变频控制电路 241
8.3.1 基本原理和分类 241
8.3.2 控制方式和特性 243
8.3.3 AC-AC变频器 244
8.3.4 AC-DC-AC变频器 245
8.3.5 脉宽调制型变频控制电路 247
思考题与习题 252
第9章 逻辑与数字控制电路 253
9.1 二值逻辑控制与驱动电路 253
9.1.1 功率开关驱动电路 253
9.1.2 继电器与电磁阀驱动电路 256
9.2 异步与步进电动机驱动电路 257
9.2.1 异步电动机的二值控制电路 257
9.2.2 步进电动机驱动电路 258
9.3 可编程逻辑器件 260
9.3.1 可编程阵列逻辑PAL 261
9.3.2 通用阵列逻辑GAL 263
9.3.3 高集成度可编程逻辑器件介绍 268
9.4 数控机床的位移与速度测控系统 269
9.4.1 数控立式铣床的基本构成 270
9.4.2 数控立式铣床的检测装置 270
9.4.3 数控立式铣床的控制装置 270
9.4.4 运动的测量与控制电路 272
9.4.5 数控立式铣床整体运行控制 277
思考题与习题 277
第10章 测控电路设计实例 278
10.1 动力调谐陀螺仪再平衡回路 278
10.1.1 再平衡回路结构 279
10.1.2 再平衡回路方案比较与选择 279
10.2 系统建模 281
10.2.1 陀螺模型 281
10.2.2 解耦网络模型 282
10.2.3 校正网络设计及系统仿真 287
10.3 电路设计 290
10.3.1 预处理电路 290
10.3.2 校正电路 294
10.3.3 控制解耦网络 295
10.3.4 功率放大电路 296
10.4 测试实验 297
10.4.1 动力调谐陀螺仪实验测试平台 297
10.4.2 陀螺仪漂移测试 297
10.4.3 陀螺仪高动态测试 297
思考题与习题 298
参考文献 299