测控电路/高等学校教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李刚，林凌 编

图书标签:

• 测控电路
• 电路分析
• 自动控制
• 传感器技术
• 信号处理
• 模拟电子技术
• 高等教育
• 教材
• 电子工程
• 电气工程

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040393835

版次：1

商品编码：11511580

包装：平装

丛书名： 高等学校教材

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数：392

字数：460000

内容简介

　　《测控电路/高等学校教材》介绍了测控系统中电路的分析和设计方法，包括信号的检测、放大、处理、变换、显示、传输和功率驱动等内容。全书共13章，分别为测控电路概论、传感器与接口电路、信号放大、信号滤波、信号运算、信号线性变换、信号非线性处理、模拟一数字转换与数字一模拟转换、信号显示、功率驱动、生物医学信号检测、信号遥传、测控系统实例。本书特别注重反映现代电路的新进展，包括新技术、新器件和新方法。本书重视理论联系实际，全面考虑系统性，注意教材在全面提高学生的素质与能力方面的重要作用。　　本书可以作为测控等机电类专业的本科教材，也可作为高等职业教育教材，还可供从事测控系统研发的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 测控电路概论1．1 测控系统的一般结构1．2 测控系统的设计1．3 测控系统中的噪声、干扰与误差1．4 本课程的学习方法和要求思考题与习题第2章 传感器与接口电路2．1 概述2．2 热电阻的接口电路2．3 电容传感器的接口电路2．4 电涡流式传感器的接口电路2．5 电位器式传感器的接口电路2．6 差分变压器式传感器的接口电路2．7 压阻式压力传感器的接口电路2．8 压电晶体传感器的接口电路2．9 光电二极管（光电池）的接口电路2．10 现代智能型传感器举例思考题与习题第3章 信号放大3．1 概述3．2 同相放大器3．3 反相放大器3．4 基本差分放大器3．5 仪用放大器3．6 可变增益放大器3．7 隔离放大器思考题与习题第4章 信号滤波4．1 引言4．2 滤波器的主要特性指标4．3 滤波器的传递函数与频率特性4．4 有源滤波器的设计思考题与习题第5章 信号运算5．1 引言5．2 加减运算电路5．3 对数与指数运算电路5．4 乘除与乘方、开方运算电路5．5 微分与积分运算电路5．6 特征值运算电路思考题与习题第6章 信号线性变换6．1 概述6．2 电压一电流变换器（Vcc）和电流一电压变换器（cVc）6．3 波形变换6．4 电压一频率变换与频率一电压变换思考题与习题第7章 信号非线性处理7．1 引言7．2 电压比较器7．3 限幅放大器7．4 死区电路思考题与习题第8章 模拟一数字转换与数字一模拟转换8．1 引言8．2 模数转换器（ADc）8．3 数模转换器（DAc）思考题与习题第9章 信号显示9．1 引言9．2 LED显示器9．3 LCD显示器思考题与习题第10章 功率驱动10．1 引言10．2 普通晶闸管10．3 双向晶闸管10．4 晶闸管触发电路……第11章 生物医学信号检测第12章 信号谣传第13章 测控系统实例

精彩书摘

　　③减少电路或敏感部分的环路面积。　　④改变电路或敏感部分的方位，使其环路的方向与干扰磁场的方向平行。　　2．电场干扰及其抑制　　电场的干扰主要来源于交流电源，其中50Hz的工频干扰最普遍，50Hz的交流电场主要通过位移电流引入系统输入端及其引线，如传感器及其引线。交流电馈电线与引线之间都具有电容性质，因此50Hz的电场将通过容性耦合形成电场干扰。　　（1）电场干扰的检测　　由于电场干扰的主要来源是交流电馈电线，因而其频率固定（为50Hz）。改变设备、传感器、输入引线或电路的放置位置，检测电路的输出，如果输出信号（50Hz）的幅值发生变化，即可初步判定存在电场干扰。如果在可能的干扰源与设备、传感器、输入引线或电路之间放置一块合适大小并接到大地的金属板，电路的输出信号（50Hz）的幅值发生变化，即可判定存在电场干扰的来源。　　（2）电场干扰的抑制方法　　抑制电场干扰的方法主要有以下几种：　　①屏蔽或去除干扰源。可能的话，移去已确定的干扰源。　　②输入引线可以采用屏蔽线。将电路或比较敏感的部分（一般是传感器、信号输入部分和前级放大器）用金属材料制成的屏蔽盒屏蔽起来。注意屏蔽线的屏蔽层和屏蔽盒要良好地接地，否则，屏蔽线或屏蔽盒不但不能够抑制电场干扰，反而使干扰更严重。　　③尽量采用差分方式输入。输入引线采用屏蔽的双绞线或多股线。　　④如果电场干扰源在仪器内部，尽可能采用屏蔽线替换原来普通的交流电馈电线。　　⑤采用屏蔽电缆驱动技术。屏蔽电缆驱动技术将在第2章中介绍。　　⑥要求较高时，可采用悬浮电源（或电池）供电。　　⑦采用光电隔离或磁隔离技术。　　3．电磁场干扰及其抑制　　电磁场干扰的主要来源是各类无线电发射装置、各种工业干扰、无线电干扰和设备内部的高频电磁场干扰。电磁场干扰的特点是频率高，频率可以是固定频率，也可以是不固定的，作用距离远，幅值不稳定。　　（1）电磁场干扰的检测　　如果采用检测磁场干扰和电场干扰都不能确定干扰来源，但是改变设备或电路的位置与方向时，输出信号有所变化时，可以确定是外部电磁场干扰。　　……

《电子技术基础》 书籍简介 本书是面向高等院校电子信息类、自动化类等专业本科生编写的教材，系统地阐述了电子技术的基础理论和基本方法。全书共分八章，内容涵盖了电路分析、半导体器件、模拟电路、数字电路、脉冲电路、信号与系统、电源技术以及简单的电子系统设计等核心领域。本书旨在为读者构建扎实的电子技术知识体系，培养分析问题、解决问题的能力，为后续专业课程的学习和未来的工程实践奠定坚实的基础。 第一章 电路的基本概念与定律 本章是整个电子技术学习的基石。我们将从最基本的概念入手，详细介绍电荷、电流、电压、电阻、电导等物理量及其单位，理解它们之间的物理意义和相互关系。在此基础上，引入电路的基本构成要素，如电源、负载、导线等，并讲解电路图的绘制规范和符号表示，使读者能够准确理解和表达电路的结构。 随后，我们将深入探讨电路分析的核心定律：欧姆定律和基尔霍夫定律。欧姆定律是描述线性电阻电路中最基本的规律，我们会通过各种实例来加深理解，包括电阻的串联和并联计算，以及功率的计算。基尔霍夫定律，即电流定律（KCL）和电压定律（KVL），是分析复杂电路不可或缺的工具。我们将详细讲解如何应用这些定律来列写电路方程，并介绍几种常用的电路分析方法，如节点电压法、支路电流法、叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理。通过这些方法的学习，读者将能够系统地分析各种直流和交流电路的稳态特性。 本章还将初步介绍电路的瞬态响应，特别是RC和RL电路在直流信号激励下的充放电过程，理解时间常数的重要性，为后续学习动态电路打下基础。 第二章 常用电路元件 本章将详细介绍电子电路中最基本、最常用的无源元件和有源元件。 无源元件： 电阻器： 深入探讨电阻的定义、单位、分类（固定电阻、可变电阻），以及不同类型电阻的特性（金属膜、碳膜、线绕等）。讲解电阻的功率额定值、精度、温度系数等重要参数，并介绍在实际电路中的应用场景。 电容器： 介绍电容器的定义、单位、结构和种类（电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等）。详细讲解电容器的充放电特性，以及在电路中的隔直、耦合、滤波等作用。探讨电容器的等效串联电阻（ESR）和漏电流等非理想因素。 电感器： 介绍电感器的定义、单位、结构和种类（空心电感、铁芯电感等）。讲解电感器的储能特性，以及在电路中的阻流、滤波、耦合等作用。介绍自感和互感概念，并探讨电感器的品质因数（Q值）。 有源元件： 二极管： 深入分析二极管的基本结构（PN结）、工作原理、伏安特性曲线。详细介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管（齐纳管）、发光二极管（LED）、光电二极管等，并阐述它们在电路中的典型应用，如整流、稳压、信号指示等。 三极管（BJT）： 详细介绍双极结型晶体管（BJT）的结构、三种工作状态（截止、放大、饱和）、基本工作原理。深入分析BJT的两种结构（NPN和PNP）及其放大作用，介绍三极管放大电路的几种基本组态（共射、共集、共基）的特点和应用。讲解三极管的静态工作点设置以及偏置电路的设计，理解其在信号放大中的重要作用。 场效应管（FET）： 介绍场效应管（FET）的基本原理，包括结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）的结构、工作特性。重点讲解MOSFET的增强型和耗尽型，以及其电压控制特性。比较BJT和FET的优缺点，并介绍它们在开关电路和放大电路中的应用。 第三章 放大电路 本章将重点讨论放大电路的设计与分析。首先，介绍放大电路的基本概念，如电压放大倍数、电流放大倍数、功率放大倍数、输入电阻、输出电阻以及频率响应等关键参数。 我们将详细分析单级放大电路的组成和工作原理，包括共射放大电路的静态分析（确定偏置点）和动态分析（计算放大倍数、输入输出电阻）。在此基础上，引入多级放大电路的概念，介绍耦合方式（直接耦合、阻容耦合、变压器耦合）及其特点，并分析多级放大电路的整体性能。 接着，我们将深入探讨放大电路的频率响应，理解高频和低频效应的产生原因，并介绍改善放大电路频率响应的方法。本章还将讨论功率放大电路，介绍甲类、乙类、甲乙类等不同类别的功率放大器，以及它们的效率和失真问题。最后，我们会简要介绍负反馈和正反馈的概念及其对放大电路性能的影响，为后续更深入的学习打下基础。 第四章 线性集成运算放大器 本章将聚焦于集成运算放大器（Op-Amp），这是现代电子技术中应用最广泛、功能最强大的器件之一。我们将从其理想模型和实际模型入手，理解运算放大器的基本特性，如极高的开环电压增压、极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。 然后，我们将详细讲解运算放大器在负反馈下的各种基本应用电路，包括： 同相比例器和反相比例器： 实现信号的比例放大。 加法器和减法器： 实现信号的线性组合。 积分器和微分器： 实现对信号的积分和微分运算，在信号处理和控制系统中至关重要。 比较器： 用于信号的阈值检测和逻辑判断。 稳压电源电路： 利用运算放大器实现稳定输出电压的电源。 本章还将介绍差分放大电路，理解其共模抑制比的意义。最后，我们会探讨运算放大器的一些实际应用中的非理想特性，以及如何选择合适的运算放大器芯片。 第五章 脉冲电路与振荡器 本章将转向非正弦信号的电路分析与设计。 脉冲电路： 基本波形： 介绍矩形脉冲、锯齿波、三角波等常见脉冲信号的特性。 波形变换电路： 讲解微分电路和积分电路在脉冲信号处理中的应用，如何通过它们改变脉冲的形状。 典型集成电路： 介绍常用的脉冲产生和整形电路，如多谐振荡器（如555定时器）、单稳态触发器、施密特触发器等。重点讲解它们的电路结构、工作原理和应用。 逻辑门电路： 引入数字电路中的基本逻辑门（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门），理解它们的逻辑功能和真值表。 振荡器： 振荡器基本原理： 讲解振荡器产生周期性信号的条件——正反馈和增益满足条件。 RC振荡器： 介绍相移振荡器和维恩桥振荡器的原理和应用。 LC振荡器： 介绍哈特利振荡器和科皮兹振荡器的原理和应用，理解电感和电容在振荡电路中的作用。 石英晶体振荡器： 介绍石英晶体的压电效应，以及石英晶体振荡器的优点（频率稳定度高）和应用。 第六章 数字电路基础 本章将引导读者进入数字电子技术的世界，学习数字信号的特点和数字电路的设计方法。 数制与编码： 介绍二进制、十进制、十六进制等常用数制，以及二进制编码（BCD码、ASCII码等）。 逻辑代数基础： 讲解布尔代数的基本定理、定律和公式，以及逻辑函数的表示方法（真值表、逻辑图、逻辑表达式）。 组合逻辑电路： 介绍如何设计和分析组合逻辑电路，包括译码器、编码器、多路选择器、数据分配器等。重点讲解全加器、半加器的设计原理。 时序逻辑电路： 介绍触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）的基本原理和状态转移。讲解寄存器、计数器等时序逻辑电路的设计和应用。 存储器： 简要介绍RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）的基本概念和工作原理。 第七章 信号与系统 本章将从更宏观的角度审视电子电路的功能，着重于信号的传输、处理和系统分析。 信号的分类： 介绍模拟信号和数字信号、周期信号和非周期信号、连续信号和离散信号等。 傅里叶分析： 介绍傅里叶级数和傅里叶变换，理解如何将一个信号分解为不同频率的正弦信号的叠加，从而分析信号的频谱特性。 系统响应： 介绍线性时不变（LTI）系统的概念，以及系统的冲激响应和阶跃响应。 滤波： 详细介绍各种滤波器（低通、高通、带通、带阻滤波器）的原理和特性，理解它们在信号去除噪声、提取有用信息方面的作用。 调制与解调： 简要介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的基本原理，理解它们在通信系统中的应用。 第八章 电源技术与简单电子系统设计 本章将把前面学到的知识融会贯通，介绍实际应用中的电源设计以及简单的系统集成。 直流稳压电源： 详细介绍整流电路（半波、全波、桥式整流）、滤波电路（电感滤波、电容滤波、LC滤波）和稳压电路（稳压二极管稳压、集成稳压器）。讲解如何设计一个性能良好的直流稳压电源。 开关电源： 简要介绍开关电源的基本工作原理和优势（效率高）。 传感器与信号调理： 介绍几种常见的传感器（如温度传感器、光敏传感器、压力传感器）的工作原理，以及信号调理电路（放大、滤波、线性化）的设计。 简单的电子系统设计实例： 结合前面章节的知识，介绍一些简单的电子系统设计，例如： 光控开关： 利用光敏电阻、晶体管和继电器实现。 定时器： 利用555定时器等集成电路实现。 简易音频放大器： 利用运算放大器或晶体管实现。 数字显示电路： 利用数码管驱动电路等。 通过本书的学习，读者将能够掌握电子技术的基本理论知识，理解各种电子元器件的工作原理，并具备分析和设计简单电子电路的能力，为将来在电子、通信、自动化等领域的深入学习和职业发展打下坚实的基础。本书内容丰富，理论与实践相结合，旨在培养学生的工程实践能力和创新思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在讲解一些复杂的模拟电路概念时，似乎刻意避开了那些深入的理论推导，转而强调实际的应用和电路的搭建。比如，在谈到运算放大器的使用时，并没有花太多篇幅去深入剖析其内部的晶体管级联和偏置电路，而是直接给出了常见的几种应用电路，如加法器、减法器、积分器等，并详细解释了它们如何工作以及在实际测量系统中的作用。这对于初学者来说，无疑是一种福音，可以让他们快速上手，理解电路的功能，而不是被那些晦涩的数学公式和半导体物理知识所困扰。但是，我总觉得少了点什么，就像是学习一门语言，只学会了日常对话，却不懂其语法规则，这样在遇到一些特殊情况或者需要自主创新设计时，就会显得力不从心。书中对一些关键元件的选型也显得比较笼统，比如在设计某个放大电路时，只是泛泛地说要选择“高精度”、“低噪声”的运放，却没有给出具体的参考标准或者选择的依据，这让我在实际操作中，面对市场上琳琅满目的元器件时，感到无从下手。

评分☆☆☆☆☆

这本书在关于数据采集和信号处理的章节，呈现出一种“拿来就用”的风格。作者并没有深入探讨模数转换（ADC）和数模转换（DAC）的内部工作原理，比如差分、逐次逼近等转换方式，也没有详细介绍信号处理算法的数学推导过程，比如FFT（快速傅里叶变换）的原理。取而代之的是，它直接介绍了常用的数据采集卡和相关的软件接口，并演示了如何利用这些工具获取模拟信号，进行初步的数据处理，比如去噪、平滑等。书中给出的代码示例，也是直接可运行的，这对于希望快速搭建一个数据采集系统的读者来说，是非常友好的。然而，对于那些想要理解ADC/DAC的精度、分辨率、采样率等关键参数是如何影响数据质量，或者想要自己开发更复杂的信号处理算法的读者，这本书提供的理论深度是远远不够的。我感觉，这本书更侧重于教会读者如何“使用”现有的工具链来完成任务，而非“创造”新的工具或算法。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是它更像一本“实战手册”，而非严谨的理论教材。作者似乎把重点放在了“怎么用”而非“为什么能用”。在讲解数字滤波器的章节，并没有对Z变换、离散傅里叶变换等核心数学工具进行详细的介绍，而是直接给出了几种常用的滤波器类型（如巴特沃斯、切比雪夫）的传递函数和设计步骤。这种方法的好处是，读者可以很快地学会设计和实现一个滤波器，并了解其在信号处理中的具体应用，例如在抑制噪声、提取特定频率信号等方面。然而，对于那些希望深入理解滤波器工作原理、掌握更高级设计技巧的读者来说，这本书显然是不够的。我尤其注意到，在讨论采样率和奈奎斯特定理时，作者只是简单提及了“采样率要大于信号最高频率的两倍”，却没有深入解释其中的数学原理，例如信号频谱的周期延拓和混叠现象。这让我感觉，这本书更适合工程技术人员快速解决实际问题，但对于想要进行理论研究或开发创新算法的学生来说，可能需要另外补充更深入的理论知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书在描述一些自动化控制系统的组成和工作流程时，显得非常清晰直观。作者善于使用流程图和方框图来展示整个系统的架构，比如在介绍PID控制器时，它详细地描绘了传感器获取信息、控制器进行计算、执行器进行调整的闭环反馈过程。对于我这样对控制理论还不太熟悉的读者来说，这种可视化的讲解方式非常有帮助，让我能够快速建立起对控制系统整体的认识。书中的例子也多是从实际工程项目中提取出来的，比如工业生产线上的温度控制、液位控制等，这些贴近实际的案例，让我更容易理解抽象的控制概念。但是，在对PID参数（Kp, Ki, Kd）的讲解上，我个人觉得稍显不足。书中虽然介绍了它们各自的作用，比如比例项响应速度快但可能超调，积分项消除稳态误差但可能降低稳定性，微分项预测未来但对噪声敏感，但对于如何根据具体系统特性来整定这些参数，并没有提供系统性的方法论。更多的是一些经验性的建议，比如“可以先整定P，再整定I，最后整定D”，这对于一些复杂的、高阶的系统，其有效性还有待商榷。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解仪器仪表的工作原理和选型方面，做得相当到位。它没有过多地纠缠于基础的电子元件特性，而是直接聚焦于各种常用测量仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等的实际操作和应用场景。作者花了大量篇幅介绍如何利用这些仪器进行信号的测量、分析和调试，并给出了很多实用的小技巧，比如如何正确地设置示波器的时基和垂直灵敏度，如何使用触发功能捕捉瞬态信号，如何利用信号发生器产生各种标准波形等。这些内容对于初学者来说，非常有指导意义，能够帮助他们快速熟悉仪器的使用，并避免一些常见的误区。此外，书中还涉及到了一些传感器的工作原理，例如压电传感器、霍尔传感器等，并说明了它们在不同测量任务中的适用性。然而，在对这些传感器进行深入的原理分析，比如它们的内部结构、物理效应以及影响测量精度的因素等方面，这本书的篇幅就显得比较有限了。