数据采集系统pdf电子书版本下载

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目录 1

第一章　数据采集系统概述 1

§1-1　数据采集系统的构成 1

§1-2 数据处理 2

第二章　采样与采样／保持器 4

§2-1 概述 4

§2-2　信号的频谱 4

2-2-1　傅里叶变换的定义 5

2-2-2 几个重要函数的傅里叶变换 6

§2-3　采样定理 9

2-3-1 理想采样 9

2-3-2　理想采样的频谱 10

2-3-3　频谱混淆（Aliasing） 11

2-3-4　采样定理 12

§2-4　窄带信号的采样 14

§2-5　孔径时间 16

§2-6　采样／保持器（S/H） 18

2-6-1 S/H的结构原理 19

2-6-2 S/H的主要特性参数 20

2-6-3　采样／保持器集成芯片 21

2-6-4　采样／保持器的选用 23

习题 24

第三章　量化与量化器 26

§3-1 量化的基本概念 26

§3-2　编码 27

§3-3 量化误差 29

§3-4　逐次逼近式A/D转换器 32

3-4-1 基本原理 32

3-4-2 逐次逼近式A/D转换器集成芯片 33

§3-5 双斜积分式A/D转换器（The Dual slope Integrtating ADC） 39

3-5-1　基本原理 39

3-5-2 集成化双斜积分式A/D转换器集成芯片 41

§3-6 电压-频率转换器（VFC或V/F） 42

3-6-1 VFC的原理 42

3-6-2 用VFC作A/D转换 44

3-6-3　VFC集成芯片 45

§3-7　A/D转换器的调整 51

习题 52

第四章　数-模转换 53

§4-1　理想的信号恢复 53

§4-2　实际的恢复方法 55

4-2-1　零阶保持器 55

4-2-2　其他形式的信号恢复法 56

4-2-3　均方根（RMS）恢复误差 58

§4-3　数据采集基本参数设计举例 58

§4-4　数-模转换器（DAC） 60

4-4-1 DAC的原理 60

4-4-2 DAC的有关参数和术语 61

§4-5 DAC集成芯片 63

4-5-2 AD7524 64

4-5-1 AD1408 64

4-5-3 DAC0832 65

4-5-4 AD7543（串行输入的D/A芯片） 66

习题 67

第五章　信号调理 68

§5-1　运算放大器 68

5-1-1　放大器的基本组态及其增益 68

5-1-2　失调与零漂 70

5-1-3　放大器的噪声 70

5-1-4　带宽与摆率 72

§5-2　测量放大器（数据放大器） 74

5-2-1 测量放大器的组成原理 74

5-2-2　单片测量放大器 76

§5-3　低漂移放大器 78

5-3-1 动态校零放大器的原理 78

5-3-2　单片自动稳零运算放大器 79

§5-4　光电耦合器 81

5-4-1 发光二极管-光敏电阻耦合器件 81

5-4-2　二极管-三极管型光电耦合器 83

§5-5　磁耦合隔离放大器 87

5-5-1 调制与解调的基本原理 87

5-5-2　Model 277隔离放大器 88

§5-6　电压比较器 89

5-6-1 电压比较器的原理 89

5-6-2 LM 139系列比较器芯片 90

5-6-3　基本比较电路 91

习题 93

第六章　多路开关 94

§6-1 电气机械式多路开关 94

6-1-1 步进选择器与电驱动换接器 94

6-1-2　舌簧继电器 95

§6-2　半导体开关 96

6-2-1　二极管桥开关 96

6-2-2 结型场效应管（J-FETS） 97

6-2-3　P-和N-MOS场效应管 97

6-2-4　CMOS模拟开关 98

6-3-1 AD7501,AD7503 99

§6-3　多路模拟开关集成芯片 99

6-3-2 AD7502 100

6-3-3 CD4501 100

§6-4 多路开关的电路特性 100

6-4-1 泄漏 101

6-4-2 交流或动态响应 102

6-4-3 源负载效应误差 103

6-4-4 串扰 104

6-4-5　其他特性与问题 104

习题 105

第七章　接口设计 106

§7-1　I/O寻址方式 106

7-1-1 隔离I/O寻址方式 106

7-1-3 两种寻址方式的比较 107

7-1-2 内存映象I/O寻址方式 107

§7-2　I/O数据传送的控制方式 108

7-2-1 定时方式（Timing Mode） 108

7-2-2 查询方式（Polling Mode） 109

7-2-3 中断方式（Interrupt Mode） 111

7-2-4 直接存储器存取方式（DMA Mode） 111

7-2-5　传送方式的选择 112

§7-3 总线 113

7-3-1　S100总线 114

7-3-2 IBM-PC总线 114

7-3-3 STD总线 122

7-3-4 MCS51单片机总线结构 126

7-3-5 外部总线 128

§7-4 I/O端口地址译码 131

7-4-1 固定地址译码 131

7-4-2　开关可选译码电路 133

7-4-3　线选法译码 133

§7-5 ADC与微机系统接口 133

7-5-1　接口设计要求 135

7-5-2 内含三态缓冲器ADC的接口电路 138

7-5-3 不带三态门或带有无片外控制端的ADC接口电路 141

7-5-4 V-F转换器与微机的接口电路 144

§7-6　数字量输入接口电路 145

7-6-1 频率检测接口 145

7-6-2　开关量检测接口 146

§7-7 DAC与微机接口 148

7-6-3 BCD码拨盘接口电路 148

7-7-1 不具有输入锁存器的DAC与微机的接口 149

7-7-2　具有输入锁存器的DAC与微机的接口 152

习题 155

第八章　采集系统的抗干扰 160

§8-1　干扰源及其传播途径 160

§8-2　采集系统抗干扰的一般措施 161

8-2-1　在干扰源处抑制干扰 162

8-2-2　在干扰传播途径中抑制干扰 163

§8-3　数字电路的抗干扰 168

8-3-1 几种逻辑电路干扰的抑制 168

8-3-2　总线的抗干扰 170

8-4-2 印刷线路板设计注意事项 172

§8-4 系统安装及印刷线路设计中的抗干扰 172

8-4-1 系统各部件的安排与连接 172

习题 173

第九章　测量数据的分类与处理 174

§9-1　确定性测量数据 174

9-1-1　周期性信号 174

9-1-2　准周期信号 175

9-1-3　非周期信号 176

§9-2 随机信号 177

9-2-1 随机信号的分类 177

9-2-2　均值与均方值的估计 178

9-2-3　概率密度的估计 179

§9-3　测量数据的预处理 180

9-3-2　去除或提取测量数据的趋势项 181

9-3-1 剔除原始数据中的奇异项 181

§9-4　数字滤波 183

9-4-1 数字滤波器的结构与表达 184

9-4-2 非递归数字滤波器的设计 185

9-4-3 平滑滤波 187

习题 188

第十章　数字控制系统 189

§10-1　计算机控制的一般概念 189

10-1-1 自动控制系统的结构 189

10-1-2　计算机控制系统的特点 189

§10-2　简单控制系统的实现 190

10-3-2　二阶伺服机构 192

§10-3　简单伺服机构的分析 192

10-3-1　一阶伺服机构 192

§10-4 控制算法 194

10-4-1 PID控制规律 194

10-4-2 数字PID控制算法 195

10-4-3　PID参数的整定 197

习题 198

第十一章　数据采集系统的设计 200

§11-1 系统设计的一般原则 200

11-1-1 系统总体方案设计 200

11-1-2　硬件设计中应注意的问题 201

11-1-3　软件设计中的注意事项 201

11-2-1 A/D通道的结构方案 203

§11-2 系统通道的结构方案 203

11-2-2　D/A通道的结构方案 205

§11-3 系统的误差分配及速度估算 207

11-3-1 系统的误差分配 207

11-3-2　速度估算 211

§11-4　程序设计 211

11-4-1　软件设计过程 211

11-4-2　混合语言编程技术 212

11-4-3　建立文件 221

§11-5　板级产品的数据采集系统 222

11-5-1　基于MS1214A接口板的数据采集系统 222

11-5-2　基于IEEE488接口卡的自动测试系统 228

11-6-1 采用DMA技术的数据采集系统 230

§11-6　高速数据采集系统 230

11-6-2 采用双端口RAM技术的高速数据采集 232

§11-7　综合应用实例 233

11-7-1　MCS51数据采集系统 233

11-7-2 多通道DMA方式高速采集系统 237

附录 240

一、S100总线 240

二、STD总线 243

三、IEEE-488总线 244

四、RS232串行总线 245

五、典型的I/O通用集成芯片 246

参考文献 248