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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 测量电路的基本组成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20

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134

5.3.5 乘方和开方运算电路135

5.4 常用特征值运算电路137

5.4.1 绝对值运算电路137

5.4.2 峰值检测电路137

5.4.3 平均值运算电路138

5.5 函数型运算电路138

5.6 微分积分运算电路140

5.6.1 常用积分电路140

5.6.2 常用微分电路141

5.6.3 PID运算电路142

5.7 过程调节器电路分析145

5.7.1 电平移动电路147

5.7.2 PD运算电路147

5.7.3 PI运算电路148

5.7.4 调节器的传递函数149

5.7.5 输出电路150

思考题与习题151

第6章 信号转换电路153

6.1 模拟开关153

6.1.1 模拟开关及其主要参数153

6.1.2 增强型MOSFET开关电路153

6.1.3 集成模拟开关154

6.1.4 模拟多路开关电路155

6.2 采样保持电路156

6.2.1 基本原理156

6.2.2 单片集成采样保持电路157

6.3 电压比较电路159

6.3.1 电平比较电路160

6.3.2 滞回比较电路160

6.3.3 窗口比较电路161

6.4 电压频率转换电路162

6.4.1 V/f转换器162

6.4.2 f/V转换器166

6.5 电压电流转换电路168

6.5.1 I/V转换器168

6.5.2 V/I转换器169

6.6 模拟数字转换电路172

6.6.1 D/A转换器172

6.6.2 A/D转换器176

思考题与习题185

第7章 信号细分与辨向电路186

7.1 直传式细分电路186

7.1.1 四细分辨向电路187

7.1.2 电阻链分相细分189

7.1.3 微型计算机细分192

7.2 平衡补偿式细分197

7.2.1 相位跟踪细分198

7.2.2 幅值跟踪细分202

7.2.3 脉冲调宽型幅值跟踪细分206

7.2.4 频率跟踪细分——锁相倍频细分209

思考题与习题210

第8章 连续信号控制电路212

8.1 脉宽调制控制电路212

8.1.1 脉宽调制控制电路的工作原理212

8.1.2 典型脉宽调制电路213

8.1.3 脉宽调制功率转换电路218

8.1.4 同步式与异步式脉宽调制控制电路222

8.2 导电角控制逆变器224

8.2.1 逆变器基本原理224

8.2.2 120°导电角控制逆变器225

8.2.3 180°导电角控制逆变器227

8.3 变频控制电路230

8.3.1 基本原理和分类230

8.3.2 控制方式和特性232

8.3.3 AC-AC变频器233

8.3.4 AC-DC-AC变频器234

8.3.5 脉宽调制型变频控制电路236

思考题与习题241

第9章 逻辑与数字控制电路242

9.1 二值逻辑控制与驱动电路242

9.1.1 功率开关驱动电路242

9.1.2 继电器与电磁阀驱动电路245

9.2 异步与步进电动机驱动电路246

9.2.1 异步电动机的二值控制电路246

9.2.2 步进电动机驱动电路247

9.3 可编程逻辑器件249

9.3.1 可编程阵列逻辑PAL250

9.3.2 通用阵列逻辑GAL252

9.3.3 高集成度可编程逻辑器件介绍257

9.4 数控机床的位移与速度测控系统258

9.4.1 数控立式铣床的基本构成259

9.4.2 数控立式铣床的检测装置259

9.4.3 数控立式铣床的控制装置259

9.4.4 运动的测量与控制电路261

9.4.5 数控立式铣床整体运行控制266

思考题与习题266

第10章 测控电路设计实例267

10.1 动力调谐陀螺仪再平衡回路267

10.1.1 再平衡回路结构268

10.1.2 再平衡回路方案比较与选择268

10.2 系统建模270

10.2.1 陀螺模型270

10.2.2 解耦网络模型271

10.2.3 校正网络设计及系统仿真276

10.3 电路设计279

10.3.1 预处理电路279

10.3.2 校正电路283

10.3.3 控制解耦网络284

10.3.4 功率放大电路285

10.4 测试实验286

10.4.1 动力调谐陀螺仪实验测试平台286

10.4.2 陀螺仪漂移测试286

10.4.3 陀螺仪高动态测试286

思考题与习题287

参考文献288