全国大学生电子设计竞赛培训教程第5分册——电子仪器仪表与测量系统设计

作者: 高吉祥

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2019-04

版次: 1

ISBN: 9787121295263

定价: 59.80

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 328页

字数: 577千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书是全国大学生电子设计竞赛培训教程第5分册，是针对全国大学生电子设计竞赛的特点和需求编写的。全书共7章，内容包括：时频测量仪设计、电气参数测量仪、时域测量仪、元件参数测量仪、频域测量仪、数据域测量仪和其他测量仪的工作原理、设计基础、设计方法及大量设计举例。本书内容丰富实用、叙述条理清晰、工程性强，可作为高等学校电子信息类、自动化类、电气类、计算机类专业的大学生参加全国及省级电子设计竞赛、课程设计与制作、毕业设计的参考书，以及电子工程各类技术人员的参考书。高吉祥，男，国防科技大学教授，长期从事电子和通信专业领域教学和科研工作，辅导全国大学生电子设计竞赛，成绩突出，是我社资深作者。第1章  时频测量仪设计1

1.1　时频测量仪设计基础1

1.1.1　概述1

1.1.2　电子计数法测量频率3

1.1.3　电子计数法测量时间8

1.1.4　通用计数器14

1.2　低频数字式相位测量仪设计

［2003年全国大学生电子设计竞赛（C题）］19

1.2.1　题目分析20

1.2.2　方案论证21

1.2.3　硬件设计27

1.2.4　软件设计33

1.2.5　性能测试37

1.2.6　设计改进39

1.3  数字频率计

［2015年全国大学生电子设计竞赛（F题）（本科组）］40

1.3.1  题目分析41

1.3.2  方案论证42

1.3.3  理论分析与计算44

1.3.4  电路与程序设计45

1.3.5  测试方案与测试结果47

1.3.6  结论49

1.4  简易数字信号传输性能分析仪

［2011年全国大学生电子设计竞赛（E题）］49

1.4.1  题目分析51

1.4.2  方案论证52

1.4.3  系统设计与实现55

1.4.4  测试方案及结果61

第2章  电气参数测量仪设计66

2.1  电气参数测量仪设计基础66

2.1.1  概述66

2.1.2  模拟式直流电压的测量67

2.1.3　交流电压的测量70

2.1.4　数字电压表简介83

2.1.5　数字多用表86

2.2　积分式直流数字电压表

［2007年全国大学生电子设计竞赛（G题）（高职高专组）］91

2.2.1　题目分析91

2.2.2　方案论证92

2.2.3　系统硬件与软件设计93

2.2.4　系统测试96

第3章  时域测量仪设计98

3.1　时域测量仪设计基础98

3.1.1　时域测量引论98

3.1.2　示波管介绍99

3.1.3　波形显示原理103

3.2　简易数字存储示波器设计

［2001年全国大学生电子设计竞赛（B题）］111

3.2.1　题目分析112

3.2.2　方案论证114

3.2.3　硬件设计122

3.2.4　系统测试125

3.2.5　结论127

3.3　数字示波器

［2007年全国大学生电子设计竞赛（C题）（本科组）］128

3.3.1　题目分析129

3.3.2　系统方案131

3.3.3　理论分析与计算134

3.3.4　电路与程序设计136

3.3.5　测试方案与测试结果141

第4章  元器件参数测量仪设计144

4.1  元器件参数测量仪设计基础144

4.1.1  概述144

4.1.2  电阻的测量147

4.1.3  电感、电容的测量150

4.1.4  晶体管特性图示仪162

4.2  简易电阻、电容和电感测量仪设计

［1995年全国大学生电子设计竞赛（D题）］164

4.2.1  电阻、电容和电感测量原理164

4.2.2  系统设计167

4.2.3  测量系统误差的消除172

4.3  集成运算放大器参数测量仪设计

［2005年全国大学生电子设计竞赛（B题）］174

4.3.1  集成运算放大器参数测量原理176

4.3.2  系统设计178

4.3.3  电路的抗干扰措施及调试185

第5章  频域测量仪设计189

5.1  频域测量仪设计基础189

5.1.1  线性系统幅频特性的测量189

5.1.2  频谱分析仪概述195

5.1.3  外差式频谱分析仪198

5.2  简易频率特性测试仪

［2013年全国大学生电子设计竞赛试题（E题）］203

5.2.1  题目分析205

5.2.2  方案论证206

5.2.3  理论分析与计算207

5.2.4  电路与程序设计209

5.2.5  测试方案与测试结果212

5.3　简易频谱分析仪设计

［2005年全国大学生电子设计竞赛（C题）］214

5.3.1　题目分析216

5.3.2　方案论证216

5.3.3　系统组成及工作原理218

5.3.4　硬件设计219

5.3.5　软件设计223

5.3.6  测试结果224

5.4  音频信号分析仪

［2007年全国大学生电子设计竞赛（A题）（本科组）］225

5.4.1  题目分析227

5.4.2  系统方案228

5.4.3  理论分析与计算229

5.4.4  电路与程序设计232

5.4.5  测试方案与测试结果234

附录A：三角波、锯齿波及方波的傅里叶级数系数MATLAB仿真236

5.5  80～100MHz频谱分析仪

［2015年全国大学生电子设计竞赛（本科组）（E题）］240

5.5.1  题目分析241

5.5.2  系统方案242

5.5.3  理论分析与计算243

5.5.4  电路与程序设计245

5.5.5  测试方案与测试结果250

5.6  远程幅频特性测试仪

［2017年全国大学生电子设计竞赛（H题）］252

5.6.1  题目分析254

5.6.2  系统方案论证与选择255

5.6.3  系统理论分析与硬件电路设计256

5.6.4  软件设计260

5.6.5  测试结果261

5.6.6  测试结果分析262

第6章  数据域测试仪设计263

6.1  数据域测试仪设计基础263

6.1.1  数据域测试概述263

6.1.2  逻辑分析仪的组成原理270

6.2  简易逻辑分析仪设计

［2003年全国大学生电子设计竞赛（D题）］282

6.2.1  题目分析284

6.2.2  方案论证284

6.2.3  系统设计与原理框图285

6.2.4  电路设计与说明286

6.2.5  软件设计292

6.2.6  系统测试293

6.2.7  结论294

第7章  其他测量仪器295

7.1  直流电动机测速装置

［2017年全国大学生电子设计竞赛（O题）（高职高专组）］295

7.1.1  题目分析296

7.1.2  系统方案297

7.1.3  系统理论分析与计算298

7.1.4  硬件电路与程序设计298

7.2  简易水情检测系统

［2017全国大学生电子设计竞赛（P题）（高职高专组）］301

7.2.1  题目分析303

7.2.2  系统设计方案307

7.2.3  系统设计与论证308

7.2.4  电路与程序设计308

7.2.5  测试方法、结果及分析310

7.3  单相用电器分析监测装置

［2017年全国大学生电子设计竞赛（K题）］312

7.3.1  题目分析313

7.3.2  系统方案315

7.3.3  理论分析与计算316

7.3.4  电路设计317

7.3.5  程序设计319

7.3.6  测试方案与测试结果319

参考文献321
内容简介:
本书是全国大学生电子设计竞赛培训教程第5分册，是针对全国大学生电子设计竞赛的特点和需求编写的。全书共7章，内容包括：时频测量仪设计、电气参数测量仪、时域测量仪、元件参数测量仪、频域测量仪、数据域测量仪和其他测量仪的工作原理、设计基础、设计方法及大量设计举例。本书内容丰富实用、叙述条理清晰、工程性强，可作为高等学校电子信息类、自动化类、电气类、计算机类专业的大学生参加全国及省级电子设计竞赛、课程设计与制作、毕业设计的参考书，以及电子工程各类技术人员的参考书。
作者简介:
高吉祥，男，国防科技大学教授，长期从事电子和通信专业领域教学和科研工作，辅导全国大学生电子设计竞赛，成绩突出，是我社资深作者。
目录:
第1章  时频测量仪设计1

1.1　时频测量仪设计基础1

1.1.1　概述1

1.1.2　电子计数法测量频率3

1.1.3　电子计数法测量时间8

1.1.4　通用计数器14

1.2　低频数字式相位测量仪设计

［2003年全国大学生电子设计竞赛（C题）］19

1.2.1　题目分析20

1.2.2　方案论证21

1.2.3　硬件设计27

1.2.4　软件设计33

1.2.5　性能测试37

1.2.6　设计改进39

1.3  数字频率计

［2015年全国大学生电子设计竞赛（F题）（本科组）］40

1.3.1  题目分析41

1.3.2  方案论证42

1.3.3  理论分析与计算44

1.3.4  电路与程序设计45

1.3.5  测试方案与测试结果47

1.3.6  结论49

1.4  简易数字信号传输性能分析仪

［2011年全国大学生电子设计竞赛（E题）］49

1.4.1  题目分析51

1.4.2  方案论证52

1.4.3  系统设计与实现55

1.4.4  测试方案及结果61

第2章  电气参数测量仪设计66

2.1  电气参数测量仪设计基础66

2.1.1  概述66

2.1.2  模拟式直流电压的测量67

2.1.3　交流电压的测量70

2.1.4　数字电压表简介83

2.1.5　数字多用表86

2.2　积分式直流数字电压表

［2007年全国大学生电子设计竞赛（G题）（高职高专组）］91

2.2.1　题目分析91

2.2.2　方案论证92

2.2.3　系统硬件与软件设计93

2.2.4　系统测试96

第3章  时域测量仪设计98

3.1　时域测量仪设计基础98

3.1.1　时域测量引论98

3.1.2　示波管介绍99

3.1.3　波形显示原理103

3.2　简易数字存储示波器设计

［2001年全国大学生电子设计竞赛（B题）］111

3.2.1　题目分析112

3.2.2　方案论证114

3.2.3　硬件设计122

3.2.4　系统测试125

3.2.5　结论127

3.3　数字示波器

［2007年全国大学生电子设计竞赛（C题）（本科组）］128

3.3.1　题目分析129

3.3.2　系统方案131

3.3.3　理论分析与计算134

3.3.4　电路与程序设计136

3.3.5　测试方案与测试结果141

第4章  元器件参数测量仪设计144

4.1  元器件参数测量仪设计基础144

4.1.1  概述144

4.1.2  电阻的测量147

4.1.3  电感、电容的测量150

4.1.4  晶体管特性图示仪162

4.2  简易电阻、电容和电感测量仪设计

［1995年全国大学生电子设计竞赛（D题）］164

4.2.1  电阻、电容和电感测量原理164

4.2.2  系统设计167

4.2.3  测量系统误差的消除172

4.3  集成运算放大器参数测量仪设计

［2005年全国大学生电子设计竞赛（B题）］174

4.3.1  集成运算放大器参数测量原理176

4.3.2  系统设计178

4.3.3  电路的抗干扰措施及调试185

第5章  频域测量仪设计189

5.1  频域测量仪设计基础189

5.1.1  线性系统幅频特性的测量189

5.1.2  频谱分析仪概述195

5.1.3  外差式频谱分析仪198

5.2  简易频率特性测试仪

［2013年全国大学生电子设计竞赛试题（E题）］203

5.2.1  题目分析205

5.2.2  方案论证206

5.2.3  理论分析与计算207

5.2.4  电路与程序设计209

5.2.5  测试方案与测试结果212

5.3　简易频谱分析仪设计

［2005年全国大学生电子设计竞赛（C题）］214

5.3.1　题目分析216

5.3.2　方案论证216

5.3.3　系统组成及工作原理218

5.3.4　硬件设计219

5.3.5　软件设计223

5.3.6  测试结果224

5.4  音频信号分析仪

［2007年全国大学生电子设计竞赛（A题）（本科组）］225

5.4.1  题目分析227

5.4.2  系统方案228

5.4.3  理论分析与计算229

5.4.4  电路与程序设计232

5.4.5  测试方案与测试结果234

附录A：三角波、锯齿波及方波的傅里叶级数系数MATLAB仿真236

5.5  80～100MHz频谱分析仪

［2015年全国大学生电子设计竞赛（本科组）（E题）］240

5.5.1  题目分析241

5.5.2  系统方案242

5.5.3  理论分析与计算243

5.5.4  电路与程序设计245

5.5.5  测试方案与测试结果250

5.6  远程幅频特性测试仪

［2017年全国大学生电子设计竞赛（H题）］252

5.6.1  题目分析254

5.6.2  系统方案论证与选择255

5.6.3  系统理论分析与硬件电路设计256

5.6.4  软件设计260

5.6.5  测试结果261

5.6.6  测试结果分析262

第6章  数据域测试仪设计263

6.1  数据域测试仪设计基础263

6.1.1  数据域测试概述263

6.1.2  逻辑分析仪的组成原理270

6.2  简易逻辑分析仪设计

［2003年全国大学生电子设计竞赛（D题）］282

6.2.1  题目分析284

6.2.2  方案论证284

6.2.3  系统设计与原理框图285

6.2.4  电路设计与说明286

6.2.5  软件设计292

6.2.6  系统测试293

6.2.7  结论294

第7章  其他测量仪器295

7.1  直流电动机测速装置

［2017年全国大学生电子设计竞赛（O题）（高职高专组）］295

7.1.1  题目分析296

7.1.2  系统方案297

7.1.3  系统理论分析与计算298

7.1.4  硬件电路与程序设计298

7.2  简易水情检测系统

［2017全国大学生电子设计竞赛（P题）（高职高专组）］301

7.2.1  题目分析303

7.2.2  系统设计方案307

7.2.3  系统设计与论证308

7.2.4  电路与程序设计308

7.2.5  测试方法、结果及分析310

7.3  单相用电器分析监测装置

［2017年全国大学生电子设计竞赛（K题）］312

7.3.1  题目分析313

7.3.2  系统方案315

7.3.3  理论分析与计算316

7.3.4  电路设计317

7.3.5  程序设计319

7.3.6  测试方案与测试结果319

参考文献321

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