測量電路及儀器 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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程玉華 著

圖書標籤:

• 測量技術
• 電路分析
• 儀器儀錶
• 電子測量
• 模擬電路
• 傳感器
• 信號處理
• 電工學
• 實驗教學
• 測試技術

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121225154

版次：01

商品編碼：11467061

包裝：平裝

叢書名： 電子信息科學與工程類專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-05-01

頁數：160

正文語種：中文

內容簡介

本書以現代精密電子儀器綜閤實踐為應用背景，是模擬電子技術和單片機技術相結閤的新型實驗類教材。本書通過大量且多層次的實驗項目，由淺入深、循序漸進地介紹精密測控電路設計，以及精密儀器係統綜閤應用設計的流程、方法和開發技能，並介紹針對精密儀器的綜閤設計性實驗項目。全書共10章，主要內容包括：緒論、集成運算放大器基礎、濾波器、模擬多路開關、集成基準電壓源、數模轉換器、模數轉換器、信號波形發生器、精密儀器抗乾擾技術和典型儀器電路分析等。本書提供配套電子課件和習題參考答案等。

作者簡介

程玉華，博士，副教授。2013.01-2014.01加拿大多倫多大學機械與工業工程學院訪問學者，2014.01-至今，電子科技大學自動化工程學院副院長。緻力於先進傳感與精密測量、電磁無損檢測與評估、故障診斷、預測與健康狀態管理等方嚮的研究，主持國傢自然科學青年基金、總裝國防預研基金重點、教育部博士點基金、廣東省産學研重點等20餘項科研項目。

目錄

目 錄

第1章 緒論 1
1．1 測量儀器簡介 1
1．2 儀器分類 2
1．3 儀器的發展趨勢 2
1．4 課程的性質、內容和學習方法 3
習題1 3
第2章 集成運算放大器基礎 4
2．1 概述 4
2．2 集成運算放大器基礎知識 4
2．2．1 集成運算放大器構成 4
2．2．2 集成運算放大器錶示符號 5
2．2．3 集成運算放大器主要參數 5
2．2．4 集成運算放大器種類 7
2．3 理想運算放大器及其分析依據 8
2．4 信號運算電路 9
2．4．1 比例運算電路 9
2．4．2 加減運算電路 11
2．4．3 對數、指數及乘除運算電路 13
2．4．4 微分、積分運算電路 15
2．4．5 常用特徵值運算電路 16
2．5 信號放大電路 17
2．5．1 測量放大電路 17
2．5．2 增益調整電路 18
2．5．3 隔離放大電路 19
2．5．4 功率放大電路 22
習題2 22
第3章 濾波器 25
3．1 概述 25
3．2 濾波器基礎知識 25
3．2．1 濾波器的種類 25
3．2．2 濾波器的傳遞函數與頻率特性 26
3．2．3 濾波器的主要特性指標 27
3．2．4 基本濾波器 29
3．2．5 濾波器特性的逼近 34
3．2．6 無源濾波器和有源濾波器 37
3．3 RC有源濾波器 39
3．3．1 壓控電壓源型濾波器 39
3．3．2 無限增益多路反饋型濾波器 41
3．3．3 雙二階環濾波器 42
3．3．4 有源濾波器設計 44
3．4 集成有源濾波器 47
3．4．1 開關電容濾波原理 47
3．4．2 典型集成有源濾波器芯片 48
3．5 跟蹤濾波器 51
3．5．1 壓控跟蹤濾波器 51
3．5．2 變頻跟蹤濾波器 51
3．6 數字濾波器 52
3．6．1 數字係統頻域分析 52
3．6．2 數字濾波原理 54
3．6．3 數字濾波器實現 54
習題3 55
第4章 多路模擬開關 57
4．1 概述 57
4．2 半導體模擬開關 58
4．2．1 結型場效應管模擬開關 58
4．2．2 MOS場效應管模擬開關 59
4．3 典型集成多路模擬開關 60
4．3．1 無譯碼器的多路模擬開關 61
4．3．2 有譯碼器的多路模擬開關 61
4．4 多路模擬開關的應用 66
4．4．1 在數據采集中實現通道擴展 66
4．4．2 在采樣係統中完成采樣/保持 68
4．4．3 在量程轉換電路中的應用 69
習題4 69
第5章 集成基準電壓源 71
5．1 概述 71
5．1．1 基準電壓源技術指標 71
5．1．2 基準電壓源分類 73
5．2 典型集成基準電壓源 75
5．3 集成基準電壓源應用 76
習題5 78
第6章 數模轉換器 79
6．1 概述 79
6．2 D/A轉換器工作原理 80
6．2．1 權電阻網絡D/A轉換器 80
6．2．2 T形電阻網絡D/A轉換器 81
6．2．3 倒T形電阻網絡D/A轉換器 83
6．3 典型D/A轉換器及應用 84
6．3．1 DAC7615 簡介 84
6．3．2 DAC7615 數字接口 84
6．3．3 使用DAC7615 進行數字模擬轉換的硬件和軟件設計 85
習題6 86
第7章 模數轉換器 88
7．1 概述 88
7．2 A/D轉換器工作原理 89
7．2．1 雙積分型A/D轉換器 89
7．2．2 逐次逼近型A/D轉換器 90
7．2．3 其他類型的A/D轉換器 92
7．3 典型A/D轉換器及應用 92
7．3．1 ADS7841 簡介 92
7．3．2 ADS7841數字接口 93
7．3．3 使用ADS7841 進行模數轉換的硬件和軟件設計 94
習題7 95
第8章 信號波形發生器 96
8．1 概述 96
8．2 正弦波發生器 96
8．2．1 正弦波振蕩電路的振蕩條件 96
8．2．2 RC正弦振蕩電路 97
8．2．3 自動振幅控製 99
8．3 方波和三角波發生器 100
8．3．1 方波發生器 100
8．3．2 三角波發生器 101
8．3．3 壓控振蕩器VCO 102
8．4 鋸齒波發生器 103
8．5 函數發生器 105
8．5．1 函數發生器的分類 105
8．5．2 函數發生器MAX038 105
習題8 110
第9章 精密儀器抗乾擾技術 112
9．1 概述 112
9．2 電磁乾擾 112
9．3 抗乾擾技術 113
9．3．1 閤理接地 113
9．3．2 屏蔽技術 117
9．3．3 隔離技術 119
9．4 電源乾擾的抑製 122
9．4．1 電源係統的抗乾擾設計 122
9．4．2 電源淨化技術 123
習題9 124
第10章 典型儀器電路分析 125
10．1 吸波塗層測厚儀 125
10．1．1 設計原理 125
10．1．2 實驗與結果分析 129
10．1．3 結論 130
10．2 太陽能光伏並網發電係統核心測控電路 131
10．2．1 信號采樣 131
10．2．2 信號調理 134
10．2．3 結論 136
實驗一 簡易波形發生器 137
實驗二 濾波器傳遞函數模型測試實驗指導書 141
附錄A Matlab擬閤步驟（以一階低通濾波器為例） 145
參考文獻 146

前言/序言

追尋失落的星辰：一段關於宇宙奧秘與人類探索的史詩 引子： 在無垠的宇宙深處，隱藏著無數不為人知的秘密。那些遙遠的光芒，是時間洪流中遺落的碎片，是宇宙初生時的低語，是星辰誕生與隕落的壯麗樂章。人類，作為宇宙中的渺小存在，自古以來便仰望星空，渴望觸及那遙遠的未知，理解那浩瀚的規律。本書，將帶領您踏上一段波瀾壯闊的旅程，穿越億萬光年，探尋宇宙的奧秘，追尋那些在黑暗中閃耀的失落星辰。 第一捲：晨曦初現——人類仰望星空的原初衝動 在人類文明的黎明，仰望星空並非僅僅是一種浪漫的遐想，更是生存的智慧與對未知的好奇。我們的祖先，用樸素的眼睛，記錄下星辰的運行軌跡，用神話與傳說，試圖解釋那神秘的夜空。 遠古的星圖與神話： 從美索不達米亞的泥闆，到埃及的象形文字，再到中國古代的觀星颱，文字和圖騰中蘊含著先民們對星座、行星的早期認知。那些神話故事，將星辰與人類的命運、神靈的意誌聯係起來，構成瞭最早的宇宙觀。例如，古希臘人將獵戶座想象成一位強大的獵人，與天上的野獸搏鬥；古埃及人則將某些星星與他們的神祇聯係，用於占蔔與祭祀。這些早期觀察，盡管充滿瞭神秘主義色彩，卻為後來的科學探索奠定瞭基礎，激發瞭人類對天空的持續關注。 哲學傢的思辨與宇宙模型： 隨著文明的發展，哲學傢們開始嘗試用理性去解釋宇宙。古希臘的哲學傢，如泰勒斯、畢達哥拉斯、亞裏士多德，提齣瞭各種宇宙模型。亞裏士多德的地心說模型，將地球置於宇宙中心，太陽、月亮和行星圍繞地球鏇轉，這一觀念主導瞭西方思想近兩韆年。中國的張衡，通過對渾天儀的觀測，提齣瞭“渾天說”，認為天象如同一個巨大的蛋殼，地球是蛋黃，星辰附著在蛋殼上運轉，雖然不是現代意義上的日心說，但已展現瞭中國古代天文學的獨創性。這些早期的模型，雖然存在局限，卻代錶瞭人類理性思維的偉大進步，是人類試圖理解宏觀世界的第一步。 宗教的束縛與科學的萌芽： 在漫長的中世紀，宗教的強大影響力在一定程度上阻礙瞭科學的自由發展，但科學的火種從未熄滅。修道院中的抄寫員默默地保存著古籍，而一些隱秘的學者則在堅持著獨立的思考。在伊斯蘭世界，阿拉伯學者繼承並發展瞭希臘天文學，對恒星位置進行瞭精確測量，並創製瞭許多天文儀器。在中國，宋元時期，郭守敬等天文學傢在天文觀測和曆法製定方麵取得瞭巨大成就，他們不僅改進瞭天文儀器，還以嚴謹的科學態度進行觀測，為後來的科學發展積纍瞭寶貴經驗。 第二捲：黎明的曙光——科學革命的星火燎原 哥白尼的日心說，如同一顆劃破黑暗的晨星，徹底顛覆瞭人類對宇宙的認知。科學革命的浪潮席捲而來，為我們揭開瞭宇宙的真實麵貌。 哥白尼的革命： 尼古拉·哥白尼，這位波蘭天文學傢，通過對大量觀測數據的分析，提齣瞭日心說，將太陽置於宇宙中心，地球和其他行星圍繞太陽公轉。他的著作《天體運行論》，不僅在天文學上是一次劃時代的飛躍，更在哲學和宗教上引發瞭深刻的衝擊，挑戰瞭教會權威，為人類解放思想打開瞭大門。 伽利略的望遠鏡與觀測的革命： 意大利的伽利略，是第一位將望遠鏡用於係統性天文觀測的天文學傢。他觀測到瞭月球錶麵的山脈和隕石坑，發現瞭木星的四顆衛星，看到瞭金星的盈虧變化，並解釋瞭銀河是由無數恒星組成的。這些觀測結果，為日心說提供瞭強有力的證據，也徹底改變瞭人們對宇宙的認識。伽利略不僅是一位偉大的觀測者，更是科學方法的倡導者，他強調實驗和數學的重要性，為科學研究樹立瞭新的典範。 開普勒的軌道與牛頓的萬有引力： 德國的約翰內斯·開普勒，在丹麥天文學傢第榖·布拉赫的觀測數據基礎上，發現瞭行星運動的三大定律，揭示瞭行星運動的精確軌道。艾薩剋·牛頓，這位集大成者，用他的萬有引力定律，統一瞭天上的運動和地上的運動。他解釋瞭行星為何圍繞太陽運轉，月亮為何圍繞地球運轉，以及潮汐現象的成因。牛頓的理論，為經典物理學奠定瞭基礎，也為人類理解宇宙的運行規律提供瞭一個統一而簡潔的框架。 第三捲：群星璀璨——現代天文學的輝煌時代 隨著科學技術的飛速發展，人類對宇宙的探索進入瞭新的紀元。我們不僅能觀測到更遙遠的星係，更能深入理解宇宙的構成與演化。 哈勃的宇宙膨脹與宇宙的年齡： 美國天文學傢埃德溫·哈勃，通過對遙遠星係紅移現象的觀測，發現瞭宇宙正在膨脹的證據。他提齣瞭哈勃定律，將星係的退行速度與其距離聯係起來，這不僅是宇宙學上的一個重大發現，也為我們估算宇宙的年齡提供瞭綫索。哈勃的工作，徹底改變瞭人們對宇宙靜態的舊有認知，揭示瞭一個動態演化的宇宙。 愛因斯坦的相對論與時空的奧秘： 阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論，對我們理解引力、時空以及宇宙的結構産生瞭革命性的影響。它預言瞭黑洞的存在，解釋瞭引力波的傳播，甚至為我們理解宇宙的起源和命運提供瞭理論基礎。愛因斯坦的理論，將時間和空間看作是相互關聯的整體，為我們打開瞭理解宇宙深層奧秘的大門。 射電天文學、X射綫天文學與宇宙的“黑”與“亮”： 隨著技術的進步，我們不再局限於可見光。射電望遠鏡使我們能夠“聽”到宇宙的低語，觀測到脈衝星、類星體等天體。X射綫望遠鏡則將我們帶入瞭一個充滿高溫、高能宇宙現象的世界，讓我們得以窺探黑洞、超新星遺跡等。伽馬射綫暴的發現，更是揭示瞭宇宙中最劇烈、最神秘的能量釋放事件。這些新的觀測窗口，極大地擴展瞭我們對宇宙的認知範圍，讓我們能夠看到曾經“看不見”的宇宙。 粒子物理學與宇宙的起源： 現代粒子物理學的發展，如誇剋、輕子、玻色子等基本粒子的發現，以及標準模型的建立，為我們理解宇宙最基本的組成單元提供瞭框架。而標準宇宙模型（ΛCDM模型），結閤瞭暗物質、暗能量等概念，成功地解釋瞭宇宙的大尺度結構、宇宙微波背景輻射的各項異性以及宇宙的加速膨脹。這些理論，盡管仍然充滿未解之謎，但已勾勒齣瞭宇宙從大爆炸到今天的宏偉畫捲。 第四捲：未知的邊界——人類探索的永恒前沿 盡管我們已經取得瞭巨大的成就，但宇宙仍然充滿瞭未知。那些深邃的黑暗，隱藏著等待我們去揭開的秘密。 暗物質與暗能量的謎團： 現代宇宙學研究發現，我們所能觀測到的普通物質隻占宇宙總能量的很小一部分。絕大多數的宇宙，是由神秘的暗物質和暗能量構成的。它們是什麼？它們是如何影響宇宙的？這是當今宇宙學最核心的問題之一。尋找暗物質的直接證據，理解暗能量的本質，是未來天文學研究的重要方嚮。 係外行星的發現與生命的追尋： 近年來，係外行星的發現如同雨後春筍般湧現。我們發現瞭與地球相似的行星，發現瞭可能存在液態水的“宜居帶”行星，甚至發現瞭具備生命所需基本條件的行星。尋找地外生命，理解生命的起源和演化，是人類探索宇宙的終極目標之一。 黑洞的奧秘與引力波的時代： 黑洞，這個引力極強的天體，長期以來隻是理論上的存在。然而，引力波的探測，如LIGO和Virgo的探測器，直接探測到瞭來自遙遠宇宙的引力波信號，證實瞭黑洞閤並等劇烈事件的存在。引力波天文學的興起，為我們提供瞭一個全新的觀測宇宙的方式，將幫助我們理解黑洞的性質，甚至揭示宇宙大爆炸初期的信息。 下一代望遠鏡與太空探索的未來： 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的成功運行，為我們帶來瞭前所未有的深邃宇宙圖像，讓我們能夠觀測到宇宙最早期形成的星係。而未來，更大、更先進的地麵和太空望遠鏡，以及載人航天和深空探測計劃，將繼續拓展我們探索的邊界。從火星的奧秘，到木星的衛星，再到遙遠的星係，人類的探索永無止境。 結語： 本書，並非一本枯燥的科學教科書，而是一部關於人類好奇心、智慧與勇氣的史詩。它講述瞭我們如何從仰望星空，到理解星辰，再到追尋宇宙深處的奧秘。每一顆閃耀的星辰，都是一個等待被解讀的故事，每一次對宇宙的探索，都是一次對自身存在的深刻反思。在這浩瀚的宇宙中，我們雖渺小，卻擁有著探索未知、理解真理的偉大力量。願這本書能點燃您內心的火種，與我們一同踏上這場永恒的宇宙追尋之旅。

評分☆☆☆☆☆

通過閱讀這本書，我仿佛進入瞭一個全新的世界——一個由各種精密儀器構成的、無聲但至關重要的工程領域。我一直認為，現代科技的飛速發展離不開基礎科學的支撐，而測量正是基礎科學的基石。這本書讓我看到瞭，在工業生産、醫療診斷、環境監測、航空航天等各個領域，精確的測量儀器是如何在幕後默默工作的。比如，在介紹半導體器件特性測量時，我纔瞭解到，那些我們日常使用的電子産品背後，有著多麼復雜的測試環節；在談到生物醫學傳感器的應用時，我看到瞭科技如何直接與人類健康息息相關，而這一切都離不開精準的測量。書中對各種傳感器的介紹，從原理到應用，都寫得非常透徹，讓我驚嘆於人類智慧的結晶。它讓我明白，科技的進步並非一蹴而就，而是無數科學傢和工程師在無數次精密測量和反復驗證中取得的成果。這本書不僅僅是關於儀器本身，更是關於儀器背後的科學原理、工程技術以及它們對人類社會産生的巨大影響。它極大地拓展瞭我的視野，讓我對科技的認識上升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對“電”這個看不見摸不著的概念有瞭全新認識的書。我一直以為測量電路和儀器離我很遙遠，大概是大學裏電子工程專業的學生纔需要接觸的枯燥玩意兒。然而，這本書的引入部分就打破瞭我的刻闆印象。作者用非常生動形象的比喻，將抽象的電壓、電流、電阻等基本概念解釋得清晰易懂。比如，他將電流比作水流，電壓比作水壓，電阻比作管道的粗細，一下子就讓我在腦海中構建起瞭一個直觀的模型。接著，書中深入淺齣地介紹瞭各種測量儀器的工作原理，從最基礎的萬用錶，到更復雜的示波器、信號發生器，每一個儀器的介紹都伴隨著實際的應用場景，讓我看到瞭這些“大傢夥”在現實生活中是如何發揮作用的，比如在維修傢電、調試電子設備，甚至是參與科學研究中的關鍵角色。書中的圖示也非常精美，清晰地展示瞭儀器的內部結構和測量時的連接方式，使得理論知識與實踐操作緊密結閤，即便我之前沒有任何電子學基礎，也能逐步理解。更難能可貴的是，這本書並沒有止步於介紹儀器本身，而是花瞭不少篇幅講解如何正確地使用這些儀器進行精確測量，以及如何分析測量結果，這對於我這樣的初學者來說，無疑是寶貴的指導。它讓我明白，測量不僅僅是“看個數字”，更是一門需要嚴謹態度和專業知識的學問，它直接關係到工程的可靠性和科學研究的準確性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容讓我對“精度”這個概念有瞭全新的、更加深刻的理解。在此之前，我總覺得測量隻要能讀齣個大概就行瞭，但這本書完全顛覆瞭我的這種想法。它詳細闡述瞭影響測量精度的各種因素，從儀器本身的固有誤差，到環境因素（比如溫度、濕度、電磁乾擾）的影響，再到操作者自身的主觀因素，幾乎無所不包。書中的一些章節，例如關於“誤差分析”和“不確定度評定”的部分，雖然初看之下有些挑戰性，但作者的講解非常係統化，一步步引導讀者理解這些看似復雜的概念。我尤其欣賞作者在介紹不同測量方法的章節，他不僅列舉瞭各自的優缺點，還根據不同的測量對象和精度要求，給齣瞭詳盡的建議。比如，在測量微弱信號時，需要考慮哪些因素纔能避免被噪聲淹沒，以及如何利用濾波技術來提高信噪比。這本書讓我意識到，在科學研究和工程實踐中，任何微小的誤差都可能導緻最終結果的巨大偏差，而精確的測量則是保證一切工作有效進行的基礎。它教會我如何去“質疑”測量結果，並學會用科學的方法去評估其可靠性，而不是盲目地接受。這種對“精確”的追求，滲透在書的每一個角落，讓我對嚴謹的科學態度有瞭更深的敬畏。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於那些希望提升動手能力和解決實際工程問題的讀者來說，簡直是一座寶庫。雖然我不是專業的工程師，但書中提供的許多實用技巧和案例分析，都讓我受益匪淺。例如，在關於“儀器校準與維護”的部分，作者詳細介紹瞭如何對儀器進行日常檢查和定期校準，以及一些常見故障的排除方法。這些內容非常具有指導意義，讓我明白瞭即使是最先進的儀器，也需要精心的嗬護和維護纔能發揮其最佳性能。書中的一些“疑難解答”章節，更是直接迴應瞭讀者在實際操作中可能遇到的各種問題，並給齣瞭切實可行的解決方案。我特彆喜歡作者在講解一些復雜測量電路時，會結閤大量的實驗數據和圖錶來輔助說明，這使得原本抽象的理論變得具體而生動，也讓我更容易地將所學知識應用到實際的“模擬”操作中。它讓我不再懼怕那些復雜的儀器和電路圖，而是能夠更自信地去分析和理解它們。總而言之，這本書不僅傳授瞭知識，更培養瞭一種解決問題的思維方式，讓我覺得即使麵對未知的技術難題，也能找到切入點，一步步去攻剋。

評分☆☆☆☆☆

我發現，這本書的獨特之處在於它將測量技術置於一個更廣闊的背景下進行闡述，並不僅僅局限於技術層麵，而是更多地探討瞭測量背後的哲學和工程倫理。作者在書中反復強調“測量是認識世界的第一步”，這句話道齣瞭測量在科學探索中的核心地位。我從中領悟到，任何科學理論的建立，任何工程項目的實施，都離不開對客觀世界的準確把握，而測量正是實現這一把握的關鍵手段。書中還涉及到瞭關於“測量數據的可靠性”以及“如何避免數據造假”等話題，這讓我深刻地認識到，作為一名工程師或科學傢，不僅要有紮實的專業知識，更要具備高度的職業道德和責任感。測量數據的真實性和準確性，直接關係到決策的科學性、産品的安全性，甚至會影響到人類的福祉。這本書不僅僅是教授我如何使用儀器，更是引導我思考測量技術的意義和價值，以及在應用測量技術時所應承擔的責任。它讓我明白，技術本身是中立的，但掌握技術的人，卻可以通過他們的行為，賦予技術以不同的意義和方嚮，而精確、誠實的測量，是所有積極意義的源泉。