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第1章 导论1

1.1 智能仪器的组成及特点1

1.1.1 智能仪器的基本结构1

1.1.2 智能仪器的主要特点2

1.2 智能仪器及测试系统的发展3

1.2.1 独立式智能仪器及自动测试系统3

1.2.2 个人仪器系统及VXI总线仪器系统4

1.2.3 软件技术的高速发展及虚拟仪器5

1.3 智能仪器设计的要点6

1.3.1 设计、研制智能仪器的一般过程6

1.3.2 智能仪器主机电路的选择8

思考题与习题10

第2章 智能仪器模拟量输入／输出通道11

2.1 模拟量输入通道11

2.1.1 A/D转换器概述11

2.1.2 逐次比较式A/D转换器及其接口13

2.1.3 积分式A/D转换器及其接口20

2.1.4 ∑-△型A/D转换器及其接口28

2.2 高速模拟量输入通道32

2.2.1 并行比较式A/D转换器原理概述32

2.2.2 高速A/D转换器及其接口技术32

2.2.3 高速数据采集与数据传输36

2.3 模拟量输出通道41

2.3.1 D/A转换器概述41

2.3.2 D/A转换器与微处理器的接口44

2.3.3 D/A转换器应用举例47

2.4 数据采集系统49

2.4.1 数据采集系统的组成49

2.4.2 模拟多路开关及接口51

2.4.3 模拟信号的采样与保存53

2.4.4 数据采集系统设计举例55

思考题与习题60

第3章 智能仪器人机接口61

3.1 键盘与接口61

3.1.1 键盘输入基础知识61

3.1.2 键盘接口电路及控制程序64

3.1.3 键盘分析程序71

3.2 LED显示及接口78

3.2.1 LED显示原理78

3.2.2 七段LED显示及接口81

3.2.3 点阵LED显示及接口85

3.3 键盘／LED显示器接口设计85

3.3.1 HD 7279A的功能及结构特点85

3.3.2 键盘／LED显示器接口设计举例88

3.4 CRT显示及接口90

3.4.1 光栅扫描字符显示系统90

3.4.2 光栅扫描图形显示系统94

3.4.3 随机扫描图形显示系统96

3.5 微型打印机及接口97

3.5.1 TPμP-401B/C微型打印机及其接口97

3.5.2 汉字打印技术99

3.5.3 微型打印机接口管理程序100

思考题与习题103

第4章 智能仪器通信接口105

4.1 GP-IB通用接口总线105

4.1.1 GP-IB标准接口系统概述105

4.1.2 接口功能与接口消息108

4.1.3 GP-IB标准接口系统的运行110

4.2 GP-IB接口电路的设计111

4.2.1 GP-IB接口芯片简介111

4.2.2 智能仪器的GP-IB接口设计115

4.2.3 控制器的GP-IB接口设计117

4.3 串行通信总线118

4.3.1 串行通信基本方式118

4.3.2 串行通信协议119

4.3.3 RS-232C标准120

4.4 串行通信接口电路的设计121

4.4.1 智能仪器串行通信接口的结构121

4.4.2 MCS-51系统串行通信设计举例124

4.4.3 PC系统与MCS-51系统的通信132

思考题与习题134

第5章 智能仪器典型处理功能135

5.1 硬件故障的自检135

5.1.1 自检方式135

5.1.2 自检算法136

5.1.3 自检软件137

5.2 自动测量功能139

5.2.1 自动量程转换139

5.2.2 自动触发电平调节140

5.2.3 自动零点调整140

5.2.4 自动校准141

5.3 仪器测量精度的提高142

5.3.1 随机误差的处理方法142

5.3.2 系统误差的处理方法142

5.3.3 粗大误差的处理方法147

5.4 干扰与数字滤波149

5.4.1 中值滤波149

5.4.2 平均滤波程序150

5.4.3 低通数字滤波152

5.5 测量数据的标度变换153

5.5.1 线性标度变换153

5.5.2 智能仪表中采用的线性标度变换公式154

5.5.3 非线性参数的标度变换155

思考题与习题156

第6章 基于电压测量的智能仪器157

6.1 智能DVM原理157

6.1.1 概述157

6.1.2 输入电路159

6.1.3 智能DVM中的A/D转换技术162

6.1.4 典型智能DVM介绍167

6.2 智能DMM原理172

6.2.1 概述172

6.2.2 交直流转换器172

6.2.3 其他模拟转换技术175

6.2.4 典型智能DMM介绍178

6.3 智能化LCR测量仪器原理182

6.3.1 概述182

6.3.2 自由轴法测量原理185

6.3.3 LCR测量仪电路分析186

6.3.4 典型智能LCR测量仪介绍191

思考题与习题199

第7章 信号发生器201

7.1 信号发生器的分类、性能和组成201

7.1.1 信号发生器的分类及性能201

7.1.2 通用信号发生器的组成205

7.1.3 合成信号发生器的组成210

7.2 锁相频率合成信号发生器213

7.2.1 锁相环的基本形式213

7.2.2 通用型集成锁相环频率合成器217

7.2.3 合成信号发生器频率合成单元的组成220

7.2.4 典型合成信号发生器分析225

7.3 直接数字频率合成信号发生器229

7.3.1 直接数字频率合成技术概述229

7.3.2 基于DDS芯片的频率合成信号发生器的设计234

7.3.3 典型DDS合成信号发生器简介238

思考题与习题239

第8章 智能电子计数器241

8.1 概述241

8.1.1 电子计数器组成及测量原理241

8.1.2 通用计数器测量误差245

8.1.3 多周期同步测量技术248

8.1.4 模拟内插扩展技术250

8.2 典型部件的分析251

8.2.1 输入通道251

8.2.2 计数器电路254

8.2.3 单片通用计数器256

8.3 智能电子计数器的设计259

8.3.1 以ICM 7226为基础的智能频率计259

8.3.2 等精度频率计的设计实例261

8.4 典型智能计数器产品介绍265

8.4.1 仪器的原理与组成265

8.4.2 仪器键盘操作与分析268

8.4.3 仪器的软件系统270

思考题与习题274

第9章 数字示波器276

9.1 概述276

9.1.1 数字示波器的组成原理276

9.1.2 数字示波器的主要技术指标及分析277

9.1.3 数字示波器的特点282

9.2 数字示波器的采样方式283

9.2.1 实时采样方式原理及实现283

9.2.2 顺序采样方式原理及实现287

9.2.3 随机采样方式原理及实现289

9.3 数字示波器组成原理292

9.3.1 现代数字示波器的一般组成292

9.3.2 输入通道电路293

9.3.3 数据采集与存储电路296

9.3.4 触发电路系统299

9.3.5 显示系统302

9.3.6 波形参数的测量与处理306

9.4 数字示波器的设计310

9.4.1 简易数字示波器的设计310

9.4.2 顺序采样方式数字示波器的设计315

9.4.3 智能超声波测厚仪介绍319

思考题与习题322

第10章 智能仪器的新发展324

10.1 个人仪器及系统324

10.1.1 个人仪器及发展324

10.1.2 PC-DAQ形式个人仪器的组成原理325

10.1.3 DVM个人仪器的设计实例327

10.1.4 HP-PC仪器系统介绍334

10.2 VXI总线仪器系统338

10.2.1 VXI总线仪器系统概述338

10.2.2 VXI总线仪器系统软件340

10.2.3 VXI总线仪器系统的组建341

10.3 虚拟仪器及系统343

10.3.1 虚拟仪器及系统概述343

10.3.2 LabVIEW虚拟仪器开发系统介绍345

10.3.3 虚拟仪器系统设计的实例349

10.3.4 虚拟仪器的发展355

思考题与习题357

参考文献358