电子系统设计与实践

电子系统设计与实践王建校张虹金印彬编写

西安交通大学电气工程学院

2004-8-27

目录

1电子系统设计基础 (1)

1.1概论 (1)

1.1.1 电子系统 (1)

1.1.1.1模拟电子系统 (1)

1.1.1.2 数字电子系统 (2)

1.1.1.3 模拟—数字混合型电子系统 (2)

1.1.2 现代电子系统设计的新特点 (3)

1.1.2.1 中、大规模集成电路和专用芯片设计电路 (3)

1.1.2.2 现代电子系统设计方法 (3)

1.1.2.3 系统设计模式的开放化和对象化 (4)

1.2 电子系统设计教学环节 (4)

1.2.1 目的与要求 (4)

1.2.2系统设计的教学过程 (5)

1.2.2.1 方案设计与参数计算阶段 (5)

1.2.2.2 系统安装与调试阶段 (5)

1.2.2.3 撰写总结报告阶段 (5)

1.3 电子系统设计的一般方法与步骤 (6)

1.3.1 电子系统设计基本方法 (6)

1.3.2 电子系统设计一般步骤 (7)

1.3.2.1 总体方案设计与论证 (8)

1.3.2.2 单元电路设计与参数计算 (10)

1.3.2.3 绘制电路图和相关设计文件 (14)

1.4 电子系统的安装与调试 (15)

1.4.1 电子系统的安装 (15)

1.4.1.1 插接方式 (16)

1.4.1.2 焊接方式 (16)

1.4.2 电子系统的调试 (17)

1.4.2.1 调试方法 (17)

1.4.2.2 常用调试仪器 (18)

1.4.2.3 调试步骤 (18)

1.4.2.4 注意事项 (19)

1.5 电子系统的故障分析与排除 (20)

1.5.1 常见故障原因 (20)

1.5.2 常用故障诊断方法 (21)

1.5.3 常见故障及其排除 (23)

1.6 电子系统的抗干扰技术 (28)

1.6.1 常见干扰源 (28)

1.6.2 常见的抗干扰措施 (29)

1.6.2.1 正确选择元器件 (29)

1.6.2.2 合理分布元器件 (29)

1.6.2.3 施加屏蔽措施 (29)

1.6.2.4 抑制电网高频噪声 (30)

1.6.2.5 采用合理的接地方式 (30)

2传感器及其应用 (33)

2.1概论 (33)

2.1.1 传感器的分类 (33)

2.1.2 传感器的基本性能参数 (34)

2.1.3 传感器输出信号的特点 (35)

2.2 传感器电子电路 (36)

2.2.1 传感器电子电路的设计要求 (36)

2.2.2典型传感器电子电路的组成 (36)

2.2.2.1 传感器输出电压信号或电荷量 (37)

2.2.2.2 传感器输出电阻、电容、电感变化量 (37)

2.2.2.3 带有温度补偿的电子电路 (38)

2.3 常用传感器及其应用实例 (39)

2.3.1 温度传感器 (39)

2.3.1.1 热敏电阻温度传感器 (39)

2.3.1.2 热电阻温度传感器 (42)

2.3.1.3 集成温度传感器AD590 (44)

2.3.1.4 数字式温度传感器DS18B20 (46)

2.3.2 霍尔元件及霍尔传感器 (49)

2.3.2.1 霍尔元件 (49)

2.3.2.2 集成霍尔传感器 (52)

2.3.2.3 霍尔元件和霍尔传感器的应用 (54)

2.3.3 光电传感器 (55)

2.3.3.1 光敏电阻 (55)

2.3.3.2 光电池 (57)

2.3.3.3 光电断路器 (59)

2.3.4 压阻式压力传感器 (61)

2.3.4.1 压阻式压力传感器原理 (61)

2.3.4.2 压阻式压力传感器供电方式 (62)

2.3.4.3 压阻式压力传感器的应用 (63)

3电子系统设计中常用的数值处理方法 (65)

3.1 非线性补偿技术 (65)

3.1.1 非线性函数补偿法 (65)

3.1.2 线性差值法（多段折线逼近法） (66)

3.1.3 曲线拟合的最小二乘法（二次抛物线差值法） (67)

3.1.4 三次样条函数差值法 (69)

3.1.5 查表法 (71)

3.1.5.1 顺序查表法 (72)

3.1.5.2 对分查表法 (72)

3.2 数值积分与数值微分 (73)

3.2.1 数值微分 (73)

3.2.2 数值积分 (75)

3.3 标度变换 (76)

3.3.1 标度变换原理 (76)

3.3.2 线性信号的标度变换 (77)

3.3.3 非线性信号的标度变换 (77)

3.4 数字滤波技术 (79)

3.4.1虑波器的原理与分类 (79)

3.4.1.1 数字滤波器的基本原理 (79)

3.4.1.2 数字滤波器的分类 (81)

3.4.1.3 数字滤波器的技术要求 (83)

3.4.2 数字滤波器的设计方法 (84)

3.4.3 IIR与FIR滤波器的比较 (88)

3.4.4 整系数数字虑器 (89)

3.4.5 常用简单数字虑波方法 (98)

3.5 数据压缩技术简介 (104)

4PID控制技术 (106)

4.1 引言 (106)

4.1.1 位（或开关）控制 (106)

4.1.2 比例控制 (106)

4.1.3 积分控制 (106)

4.1.4比例—积分控制 (106)