Микроэлектронные измерительные преобразователи, Топильский В.Б., 2020

Микроэлектронные измерительные преобразователи, Топильский В.Б., 2020.
 
   В учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с аналоговой и аналого-цифровой схемотехникой информационно-измерительных систем (ИИС) и систем управления. Подробно описаны компоненты таких систем (микроэлектронные сенсоры, усилители сигналов, аналого-цифровые преобразователи и устройства отображения информации). Приведены схемы включения элементов ИИС и систем сбора данных (ССД), анализ их погрешностей, программы схемотехнического моделирования элементов ССД в пакете Multisim фирмы National Instruments.
Студентам и аспирантам, обучающимся по направлению «Информатика и вычислительная техника», преподавателям соответствующих дисциплин, практическим специалистам, занимающимся разработкой и эксплуатацией ИИС различного назначения.




Мосты переменного тока.
Помимо мостов постоянного тока для измерений применяются и мосты переменного тока. Простейшей разновидностью моста переменного тока является рассмотренная ранее (см. п. 1.3.1) потенциометрическая схема с симметричным питанием.

Мосты переменного тока могут работать с датчиками, которые имеют реактивное выходное сопротивление (импеданс), например с индуктивными датчиками. Точностные характеристики мостов переменного тока выше, чем мостов постоянного тока, поскольку в них отсутствуют напряжение смещения нуля и паразитные термо-ЭДС. Однако мосты переменного тока намного сложнее, так как требуют детектирования и фильтрации выходного сигнала.

Оглавление.
Предисловие.
Введение.
Список основных сокращений.
Глава 1. Общие сведения о датчиках физических величин и измерительных схемах.
1.1. Классификация датчиков.
1.2. Генераторные датчики сигналов.
1.2.1. Датчики напряжения.
1.2.2. Датчики тока.
1.2.3. Датчики заряда.
1.3. Параметрические датчики сигналов.
1.3.1. Последовательные цепи и делители напряжения.
1.3.2. Мостовые измерительные схемы.
1.3.3. Мосты переменного тока.
1.3.4. Подключение датчиков к измерительным схемам.
1.3.5. Термокомпенсация резистивного моста.
1.3.6. Аналоговый интерфейс «токовая петля».
1.4. Датчики с импульсным выходом.
Глава 2. Усилители сигналов сенсоров.
2.1. Параметры интегральных операционных усилителей.
2.2. Классификация интегральных операционных усилителей.
2.3. Анализ погрешностей усилителей.
2.3.1. Методы анализа усилителей.
2.3.2. Структура погрешностей усилителей.
2.4. Разновидности специализированных ОУ.
2.4.1. Измерительные усилители.
2.4.2. Усилители с модуляцией и демодуляцией сигнала.
2.4.3. Двухканальные ОУ.
2.4.4. Усилители с периодической компенсацией дрейфа нуля (ПКД-усилители).
2.4.5. Программируемые ОУ.
2.4.6. Токоразностные ОУ(усилители Нортона).
2.4.7. Изолирующие ОУ.
2.5. Однополярное питание ОУ.
2.6. Шумыусилительных схем.
Глава 3. Датчики физических величин.
3.1. Оптоэлектронные датчики.
3.1.1. Фоторезисторы.
3.1.2. Фотодиоды.
3.1.3. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью.
3.1.4. Аналоговые координатно-чувствительные фотоприемники.
3.1.5. Пироэлектрические фотоприемники.
3.1.6. Полупроводниковые ИК-излучатели.
3.1.7. Полупроводниковые лазеры.
3.2. Датчики температуры.
3.2.1. Металлические термометры сопротивлений.
3.2.2. Терморезисторы.
3.2.3. Термопары.
3.2.4. Полупроводниковые датчики температуры.
3.3. Датчики деформации и смещения.
3.3.1. Металлические тензодатчики.
3.3.2. Полупроводниковые тензодатчики.
3.3.3. Пьезоэлектрические датчики.
3.3.4. Емкостные датчики.
3.4. Датчики магнитного поля.
3.4.1. Датчики на эффекте Холла.
3.4.2. Магниторезисторы.
3.5. Ультразвуковые датчики.
Глава 4. Устройства отображения информации (УОИ).
4.1. Классификация и характеристики УОИ.
4.2. Светоиндикаторные диоды (СИД).
4.3. Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ).
4.4. Газоразрядные индикаторы.
4.5. Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ).
Глава 5. Системы сбора данных (ССД) измерительных преобразователей.
5.1. Общие сведения об интегральных ССД.
5.1.1. Архитектура ССД.
5.1.2. Процессы дискретизации функций.
5.1.2.1. Квантование во времени.
5.1.2.2. Квантование по уровню.
5.1.2.3. Влияние погрешности квантования на полную погрешность преобразования.
5.1.3. Основные характеристики ЦАП/АЦП.
5.1.3.1. Статические параметры ЦАП/АЦП.
5.1.3.2. Динамические параметры ЦАП/АЦП.
5.1.4. Подключение датчиков к ССД.
5.2. Цифро-аналоговые преобразователи.
5.2.1. Параллельный ЦАП с весовыми резисторами.
5.2.2. Параллельный ЦАП на матрице R-2R.
5.2.3. Параллельные ЦАП с токовыми ключами.
5.2.4. Сегментированные резистивные ЦАП.
5.2.5. ЦАП на коммутируемых конденсаторах.
5.2.6. Биполярные ЦАП.
5.3. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
5.3.1. Классификация АЦП.
5.3.2. Быстродействующие АЦП.
5.3.2.1. Параллельные АЦП.
5.3.2.2. Конвейерные АЦП.
5.3.3. Неинтегрирующие АЦП уравновешивания.
5.3.3.1. АЦП развертывающего уравновешивания.
5.3.3.2. АЦП следящего уравновешивания.
5.3.3.3. АЦП поразрядного уравновешивания.
5.3.3.4. Оценка характеристик АЦП уравновешивания.
5.3.4. Интегрирующие АЦП.
5.3.4.1. АЦП двухтактного интегрирования.
5.3.4.2. АЦП с промежуточным преобразованием в частоту (АЦП-ППЧ).
5.3.4.3. Сигма-дельта АЦП.
5.4. Функциональные устройства ЦАП-АЦП.
5.4.1. Источники опорных напряжений.
5.4.1.1. Стабилитронные ИОН.
5.4.1.2. ИОН на биполярных транзисторах (bandgap).
5.4.1.3. Источники опорного напряжения на униполярных транзисторах (XFET).
5.4.2. Аналоговые устройства выборки и хранения.
Приложения.
Приложение 1. Моделирование измерительных усилителей.
П1.1. Моделирование ИОУ на одном ОУ.
П1.2. Моделирование ИОУ на двух ОУ.
П1.3. Моделирование ИОУ на трех ОУ.
Приложение 2. Моделирование МДМ-усилителей.
Приложение 3. Моделирование усилителей с периодическо компенсацией дрейфа нуля.
П3.1. Исследование работы схемы одноканального ПКД-усилителя.
П3.2. Исследование работы схемы двухканального ПКД-усилителя.
Приложение 4. Моделирование интегрального тензомоста.
П4.1. Моделирование температурной чувствительности тензомоста.
П4.2. Методика и пример расчета параметров модели.
Приложение 5. Моделирование интегральных емкостных датчиков.
П5.1. Однополярный емкостной датчик.
П5.2. Дифференциальный емкостной датчик.
Приложение 6. Краткое руководство пользователя Multisim.
П6.1. Основы работы с программой Multisim.
П6.2. Использование измерительных инструментов.
Список литературы.

Купить .





Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Топильский :: микроэлектроника