Цифровые измерения. Методы и схемотехника: Учебник-монография посвящен описанию современных методов и приборов цифровой измерительной техники. Подробно рассмотрены теоретические и практические способы измерения частоты, временных интервалов, отношений сигналов, которые являются основополагающими для всех остальных цифровых методов.

Дается уникальное по полноте описание АЦП, ЦАП и цифровых схем, работающих под управлением микроконтроллеров, таких как программируемые резисторы, усилители, фильтры, что делает книгу ценным пособием для профессионалов-разработчиков и инженеров-практиков.

СОДЕРЖАНИЕ:

Предисловие редактора перевода - 14
Предисловие ко второму изданию - 15
Глава 1. Введение
1.1. Почему эта книга посвящена цифровым измерениям? - 17
1.2. Философия цифровых измерений - 17
1.3. Программно -управляемые измерительные системы - 20
1.4. Немного информации об остальных главах - 20
Задачи - 21

Глава 2. Методы цифрового измерения интервалов времени
2.1. Введение - 22
2.2. Измерение интервала времени между двумя событиями - 22
2.2.1. Погрешность измерения временного интервала - 23
2.3. Нониусный метод измерения малых интервалов времени - 24
2.3.1. Измерение интервалов времени, меньших длительности периода тактового генератора - 28
2.3.2. Разрешающая способность - 28
2.3.3. Моменты, на которые необходимо обращать внимание при измерении временных интервалов - 31
2.4. Измерение интервала времени при наличии ограничений - 31
2.4.1. Произвольный порядок появления событий - 31
2.4.2. Измерение временного интервала предельной длительности - 33
2.5. Измерение длительности периода - 34
2.5.1. Измерение емкости - 36
2.6. Измерение фазы - 36
2.6.1. Требования к идеальному измерителю фазы - 36
2.6.2. Измерение фазы через измерение времени - 36
2.6.3. Прямое измерение фазы - 37
2.6.4. Автоматический метод измерения фазы - 38
2.6.5. Измерение фазы низкочастотного сигнала - 41
2.6.6. Исключение частотной погрешности при измерении фазы - 45
2.6.7. Измерение фазы при помощи микроконтроллера - 45
2.7. Индикатор чередования фаз в многофазных цепях - 46
2.8. Измерение интервала времени между двумя событиями, определяемыми уровнями напряжения - 47
2.8.1. Измерение постоянной времени - 48
2.8.2. Точные измерения малых значений постоянной времени - 49
2.9. Измерение емкости конденсатора - 50
2.10.Измерение добротности RLC-контура - 55
2.11. Измерение относительного уровня напряжения в децибелах - 56
Задачи - 61
Литература - 67

Глава 3. Цифровые методы измерения частоты
3.1. Введение - 69
3.2. Измерение частоты - 69
3.3. Измерение отношения двух частот - 70
3.4. Измерение произведения двух частот - 71
3.5. Способы повышения точности при измерении частоты - 71
3.5.1. Метод увеличения разности частот - 72
3.6. Измерение разности частот - 72
3.6.1. Практическое применение схем измерения разности частот - 73
3.7. Измерение девиации частоты в энергосистемах - 74
3.8. Быстродействующие системы измерения низких значений частоты - 76
3.9. Измерение низкой частоты в узком диапазоне частот - 79
3.9.1. Метод прямого счета - 79
3.9.2. Метод дополняющих импульсов - 79
3.9.3. Метод обратного счета - 81
3.10. Использование обратной зависимости
от времени для измерения частоты - 82
3.10.1.Частотный диапазон и точность - 86
3.11.Быстродействующий метод измерения низкой частоты синусоидальных сигналов - 86
3.12. Измерение пиковой частоты - 88
3.12.Упрощенная схема индикатора максимального/минимального значения - 88
Задачи - 90
Литература - 92

Глава 4. Программируемые цифровые схемы
4.1. Введение - 94
4.2. Программируемые сопротивления - 94
4.3. Программируемые делители - 103
4.4. Программируемые усилители - 104
4.4.1. Комментарии - 113
4.5. Программируемый триггер Шмитта - 116
4.6. Усилители с программируемой полярностью коэффициента усиления - 118
4.7. Программируемый усилитель с двуполярным выходным сигналом - 122
4.8. Двухстадийные программируемые усилители - 123
4.9. Применение программируемых усилителей - 123
4.10. Схемы с программируемым коэффициентом усиления - 127
4.11. Программируемые режекторные фильтры - 128
4.12. Программируемые биквадратные фильтры - 133
4.13.Программируемые аналоговые ключи и мультиплексоры - 142
Задачи - 145
Литература - 152

Глава 5. Цифроаналоговые преобразователи
5.1. Введение - 155
5.2. Отношение между входными и выходными сигналами ЦАП - 155
5.3. ЦАП на основе программируемого усилителя - 156
5.4. ЦАП с поразрядно взвешенными резисторами - 159
5.4.1. Двухкаскадные ЦАП с поразрядно взвешенными резисторами - 161
5.4.2. Многокаскадные ЦАП с поразрядно взвешенными резисторами - 172
5.5. ЦАП с поразрядно взвешенными токами - 177
5.6. ЦАП с поразрядно взвешенными эталонными напряжениями - 178
5.7. Многозвенные ЦАП лестничного типа - 178
5.7.1. Построение многозвенных {Nx R}ЦАП - 179
5.7.2. Построение многозвенных {Nx L}ЦАП с минимальным диапазоном значений резисторов - 183
5.7.3. Построение ЦАП с минимальным количеством резисторов - 186
5.7.4. Построение ЦАП с минимальным полным сопротивлением - 187
5.7.5. Построение ЦАП с одинаковыми номиналами резисторов - 188
5.8. Электронные ключи - 190
5.9. ЦАП, управляемые током - 192
5.10. Инвертирующий многозвенный ЦАП - 196
5.11.ЦАП с двоично-взвешенными зарядами - 197
5.12.Форматы входных сигналов ЦАП - 199
5.13. Гибридные схемы умножителя и делителя - 201
5.14. Параметры ЦАП - 202
5.14.1. Статические параметры ЦАП - 202
5.14.2. Динамические параметры ЦАП - 207
5.14.3. Измерение статических и динамических параметров ЦАП - 208
Задачи - 210
Литература - 214

Глава 6. АЦП и способы сопряжения цифровых устройств с микропроцессорными системами
6.1. Введение - 217
6.2. Аналого-цифровые преобразователи косвенного типа - 217
6.2.1. Преобразователи напряжение—время - 218
6.2.2. Преобразователи напряжение-частота - 227
6.3. Процесс преобразования аналогового сигнала
в цифровой при помощи АЦП прямого действия - 230
6.3.1. Теорема о дискретизации - 230
6.3.2. Мультиплексирование с разделением времени - 231
6.3.3. Квантование - 232
6.4. Аналого-цифровые преобразователи прямого действия - 237
6.4.1. Интегрирующий АЦП - 237
6.4.2. Следящий АЦП - 238
6.4.3. АЦП последовательного приближения - 239
6.4.4. Параллельные АЦП - 243
6.4.5. Сравнение АЦП - 250
6.5. Параметры АЦП - 251
6.5.1. Статические параметры АЦП - 251
6.5.2. Динамические параметры АЦП - 252
6.5.3. Определение статических параметров АЦП - 253
6.5.4. Определение динамических параметров АЦП - 256
6.6. Входной интерфейс измерительных систем - 257
6.6.1. Особенности некоторых типов датчиков - 258
6.6.2. Гальваническая развязка и заземление - 259
6.6.3. Защита входов АЦП - 261
6.6.4. Фильтрация входных сигналов - 263
6.6.5. Предварительное усиление входных сигналов - 264
6.6.6. Работа с биполярными сигналами - 266
6.6.7. Управление работой цифрового вольтметра - 267
6.6.8. Автоматический выбор диапазона измерений - 268
6.6.9. Схема выборки и хранения - 276
6.6.10. Защита от шумов цифровых схем - 278
6.6.11. Стандартные модули входных интерфейсов - 278
6.7. Способы сопряжения измерительных плат с процессорными системами - 279
6.7.1. Аппаратные средства сопряжения - 279
6.7.2. Программные средства сопряжения - 281
6.8. Стандартные интерфейсы - 282
6.8.1. Системные шины для подключения интерфейсных плат периферийных устройств - 283
6.8.2. Стандартный интерфейс параллельной передачи данных (GPIB) - 288
6.8.3. Стандартный интерфейс последовательной передачи данных (RS-232, RS-422, RS-423, RS-449) - 292
6.8.4. Приборная шина USB - 296
6.8.5. Интерфейсная шина MXI - 297
6.9. Универсальные платы АЦП - 298
6.10. Многоканальные системы сбора данных - 299
6.10.1. Стандарт построения магистрально-модульных систем сбора данных VXI - 300
6.10.2. Стандарт PXI для построения мини измерительных систем - 315
6.10.3. Мезонинные измерительные системы - 316
Задачи - 317
Литература - 322

Глава 7. Цифровые методы измерения отношения напряжений
7.1. Введение - 325
7.2. Методы измерения отношения напряжений - 325
7.2.1. Измерители отношения напряжений - 325
7.3. Практическое применение - 327
7.3.1. Измерение частоты синусоидальных сигналов - 327
7.3.2. Измерение коэффициента модуляции - 328
7.3.3. Измерение добротности - 329
7.3.4. Измерение тангенса утла потерь в эквивалентной последовательной RC цепи - 340
7.3.5. Измерение тангенса угла потерь в эквивалентной параллельной RC цепи - 341
7.3.6. Измерение импеданса в комплексном виде - 344
7.3.7. Цифровой омметр - 347
7.3.8. Цифровой измеритель емкости - 347
Задачи - 348
Литература - 349

Глава 8. Дальнейшее развитие теории дискретизации
8.1. Введение - 351
8.2. Две основные теоремы - 351
8.2.1. Условия, при которых число является нецелым - 351
8.2.2. Условия, при которых сумма ряда равна нулю - 352
8.2.3. Дискретизация - 352
8.3. Теорема о несовпадении моментов дискретизации - 355
8.4. Теорема об совпадающих множествах выборок - 356
8.5. Соответствие между отсчетами - 358
8.6. Теорема о среднем и среднеквадратичном значении - 359
8.7. Теорема об определении мощности - 360
8.7.1. Частный случай - 361
8.8. Практическое применение - 362
8.8.1. Измерение мощности переменного тока - 363
8.8.2. Измерение энергии - 366
8.8.3. Измерение напряжения - 366
8.8.4. Измерение тока - 367
8.8.5. Другие измерения - 367
Задачи - 367
Литература - 369
Предметный указатель - 371

Автор: Т. С. Ратхор (пер.с англ.)
Издательство: ТЕХНОСФЕРА
Серия: МИР Электроники
Год издания: 2004
Страниц: 376
Формат: DJVU/rar
Размер: 3.73 Mb

http://letitbit.net/download/2144.2e26687cf5535be693a7fdfe3c47/ratxor.rar.html