Книга: Шкуратник В. Л., Вознесенский А. С. «Электроника и измерительная техника»

Приведены основные понятия, термины и определения в области измерительной техники. Рассмотрены виды; особенности временного и спектрального представления, а также преобразований и искажений сигналов, характеристики и свойства пассивных электрических цепей, электровакуумных, газоразрядных и полупроводниковых приборов. Описаны принципы действия аналоговых и цифровых электронных схем для различных преобразований сигналов. Изложены базовые сведения о микропроцессорах и однокристальных микроЭВМ, а также о первичных преобразователях электронной аппаратуры геоконтроля, рассмотрены примеры ее построения.
А. С. Вознесенский — проф., д-р техн. наук, ВЛ. Шкуратник — проф., д-р техн. наук, зав. кафедрой (кафедра «Физико-технический контроль процессов горного производства» Московского государственного горного университета).
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки «Горное дело». Может быть полезен студентам других неэлектротехнических специальностей, а также аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам, сфера деятельности которых связана с использованием электронной измерительной техники.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ...... 5 Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ...... 11 1. 1. Физические величины и их измерения...... 13 1. 2. Средства измеренийи их характеристики...... 16 1. 3. Погрешность средств измерений...... 21 1. 4. Классы точности средств измерений...... 24 1. 5. Информационные характеристики средств измерений...... 27 1. 6. Обработка результатов измерений...... 31 Вопросы для самопроверки...... 36 Глава 2. СИГНАЛЫ И ИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ...... 39 2. 1. Понятие сигнала; детерминированная и случайная модели сигналов...... 41 2. 2. Детерминированные сигналы и их параметры...... 42 2. 3. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики...... 47 2. 4. Спектры сигналов...... 51 2. 5. Энергетический спектр сигнала...... 59 2. 6. Дискретный Фурье-анализ и быстрое преобразование Фурье...... 61 2. 7. Оконное преобразование Фурье...... 65 2. 8. Преобразования и искажения сигналов; помехи...... 67 2. 9. Модулированные сигналы и их спектры...... 72 2. 10. Импульсная модуляция...... 80 2. 11. Дискретизация, квантование и кодирование непрерывных сигналов...... 82 Вопросы для самопроверки...... 87 Глава 3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕПЕЙ. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ...... 91 3. 1. Классификация электронных цепей и составляющих их элементов...... 93 3. 2. Пассивные элементы цепи...... 94 3. 3. Активные элементы цепи (генераторы напряжения и тока)...... 101 3. 4. Частотные характеристики и параметры цепей...... 105 3. 5. Частотные и временные методы анализа прохождения сигналов через линейные цепи...... 109 3. 6. Свойства и характеристики простейших линейных цепей...... 112 3. 7. Пассивные частотные электрические фильтры...... 127 Вопросы для самопроверки...... 132 Глава 4. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ, ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ И ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ...... 135 4. 1. Собственная и примесная проводимость полупроводников...... 137 4. 2. Электронно-дырочный переход...... 141 4. 3. Классификация и характеристики полупроводниковых диодов...... 146 4. 4. Биполярные транзисторы...... 150 4. 5. Характеристики и параметры биполярных транзисторов...... 156 4. 6. Полевые транзисторы...... 159 4. 7. Тиристоры...... 163 4. 8. Оптоэлектронные приборы...... 165 4. 9. Интегральная микроэлектроника...... 169 4. 10. Электровакуумные приборы...... 172 4. 11. Газоразрядные приборы...... 177 4. 12. Индикаторы...... 179 Вопросы для самопроверки...... 182 Глава 5. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА...... 185 5. 1. Принципы и виды усилителей...... 187 5. 2. Виды, параметры и характеристики усилителей...... 190 5. 3. Резистивно-емкостный усилительный каскад на транзисторе...... 193 5. 4. Режимы работы усилительных каскадов...... 200 5. 5. Обратная связь в усилителях...... 202 5. 6. Избирательные усилители...... 209 5. 7. Усилители постоянного тока...... 212 5. 8. Операционные усилители...... 215 5. 9. Аналоговые компараторы...... 218 5. 10. Активные фильтры...... 221 Вопросы для самопроверки...... 225 Глава 6. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ...... 227 6. 1. Общие сведения и классификация генераторов...... 229 6. 2. Условия самовозбуждения автогенератора (баланс амплитуд и баланс фаз)...... 231 6. 3. Высокочастотные генераторы с колебательным контуром...... 233 6. 4. Синусоидальные низкочастотные генераторы...... 236 6. 5. Мультивибраторы...... 240 Вопросы для самопроверки...... 245 Глава 7. ИМПУЛЬСНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА...... 247 7. 1. Схема цифровой части измерительной аппаратуры...... 249 7. 2. Основные логические операции и элементы...... 251 7. 3. Схемная реализация цифровых элементов...... 254 7. 4. Комбинационные логические схемы...... 260 7. 5. Арифметические и арифметико-логические устройства...... 263 7. 6. Триггеры...... 265 7. 7. Последовательностные цифровые устройства...... 271 Вопросы для самопроверки...... 278 Глава 8. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ И ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА...... 281 8. 1. Двоичные коды, используемые в ЦАП и АЦП...... 283 8. 2. Цифроаналоговые преобразователи...... 285 8. 3. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)...... 294 8. 4. Коммутаторы сигналов и устройства выборки-хранения...... 301 Вопросы для самопроверким 305 Глава 9. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОЭВМ...... 307 9. 1. Аппаратная база для построения современных измерительных устройств...... 309 9. 2. Микропроцессоры и микропроцессорные системы...... 313 9. 3. Запоминающие устройства...... 321 9. 4. Устройства ввода-вывода и другие вспомогательные интегральные схемы...... 325 9. 5. Однокристальные микроЭВМ...... 331 9. 6. Сигнальные процессоры и однокристальные системы сбора данных...... 334 Вопросы для самопроверки...... 338 Глава 10. ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В АППАРАТУРЕ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО, ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО И НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ...... 341 10. 1. Обобщенная структурная схема аппаратуры геоконтроля...... 343 10. 2. Основные типы и классификация первичных измерительных преобразователей...... 346 10. 3. Общие принципы построения и основные типы преобразователей, используемых для измерения физических величин...... 353 10. 4. Преобразователи для сейсмометрических наблюдений...... 385 10. 5. Интегральные первичные преобразователи...... 416 10. 6. Основные принципы согласования первичных преобразователей с каналами связи, вторичными измерительными приборами и регистраторами...... 426 Вопросы для самопроверки...... 431 Глава 11. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ...... 433 11. 1. Источники питания, выпрямители и детекторы...... 435 11. 2. Тензометрический усилитель...... 441 11. 3. Электронный цифровой термометр...... 445 11. 4. Усилители переменного тока для электрометрических, сейсмических и акустических измерений...... 447 11. 5. Измерительные приборы и системы для изучения взрывных и ударных процессов...... 450 11. 6. Устройство для измерения ускорений с интегральными преобразователями...... 458 Вопросы для самопроверки...... 464 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ...... 466 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...... 472

Издательство: "Горная книга" (2008)

ISBN: 9785986720753