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出版者:电子工业出版社

作者:戚新波,刘宏飞,郑先锋等

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2006-5

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787121026096

丛书系列:

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• 电路分析
• 计算机辅助设计
• CAD
• 电路仿真
• SPICE
• 电子技术
• 模拟电路
• 高等教育
• 工程教育
• 电路理论

《电子测量与仪器》 内容简介 本书旨在为读者构建一个坚实、系统且实用的电子测量与仪器领域知识体系。它不仅涵盖了电子测量最核心的原理、方法和技术，更深入浅出地介绍了各种常用电子仪器的构成、工作原理、性能指标、使用方法以及维护保养。本书力求将理论知识与实际应用紧密结合，帮助读者理解并掌握如何运用现代电子仪器进行精确、高效的测量，从而在电子技术研究、产品开发、生产制造、质量控制以及科学实验等各个环节中发挥重要作用。 第一章 电子测量的基本概念与方法 本章首先从宏观角度引入电子测量的概念，阐述其在现代科技发展中的基础性地位和不可或缺性。我们将探讨测量的基本概念，包括测量对象、测量过程、测量结果的表示等。接着，详细介绍测量误差的来源、分类以及误差的评定方法，这是进行精确测量的关键。读者将学习如何识别、分析和控制系统误差、随机误差以及粗大误差，并通过统计学原理掌握不确定度评定和数据处理的基本技巧，为后续章节的深入学习打下坚实基础。 随后，本章将重点介绍电子测量的基本方法，包括直接测量、间接测量、比较测量等。针对不同类型的被测信号，如直流信号、交流信号、瞬态信号等，介绍相应的测量策略和信号调理技术。信号的放大、衰减、滤波、隔离等基本信号处理技术将在本章得到详细阐述，帮助读者理解如何有效地将待测信号转换为适合测量的形式。此外，本章还会触及一些重要的测量概念，如测量精度、灵敏度、分辨率、线性度、稳定性等，并解释这些参数如何影响测量结果的可靠性和实用性。 第二章 常用电子测量仪器 本章将逐一介绍几种最基本、最常用的电子测量仪器，从其基本原理到实际应用进行深入剖析。 电压表和电流表： 详细介绍直流电压表、直流电流表的内部结构、工作原理（如磁电系、电磁系、电液压系等）及其测量误差。重点讲解交流电压表和交流电流表（如整流式、热电式、电磁系等）的工作原理及适用范围。学习如何正确选择电压表和电流表的量程、档位，以及避免因接入不当而产生的测量误差。 电阻表（欧姆表）： 讲解不同类型的电阻表，如单臂电桥、双臂电桥（开尔文电桥）的工作原理，以及数字万用表中电阻测量电路的构成。重点介绍测量低电阻、高电阻的特殊方法和注意事项。 万用表（数字万用表和模拟万用表）： 作为最基础的通用测量工具，我们将详细讲解万用表的结构、各项功能（电压、电流、电阻、二极管测试、导通性测试等）的工作原理。重点分析数字万用表（DMM）的优势，包括高精度、易读性、自动换挡等，并讲解其内部A/D转换器的基本工作原理。模拟万用表的指示原理和使用技巧也将得到阐述。 示波器： 示波器是观察和测量时域信号波形不可或缺的工具。本章将详细介绍示波器的基本组成（显像管、扫描电路、触发电路、垂直/水平放大电路等），并深入讲解其工作原理，包括扫速、触发模式、垂直灵敏度、水平灵敏度等关键参数的意义和使用。讲解如何利用示波器观察直流、交流信号的幅值、周期、频率、相位差，以及分析复杂波形（如脉冲、调制信号）的特性。数字示波器（DSO）的采样原理、存储功能、触发类型（边沿触发、脉冲宽度触发、逻辑触发等）及其高级测量功能（如FFT分析、光标测量）也将被详细介绍。 信号发生器： 信号发生器是提供各种测试信号的源。本章将介绍不同类型的信号发生器，如函数发生器（提供正弦波、方波、三角波、锯齿波等）、任意波形发生器（AWG）以及射频信号发生器。详细讲解其工作原理、输出信号的参数（频率、幅度、失真度、输出阻抗等）以及如何进行有效的信号发生和控制。 第三章 交流测量与仪器 本章将聚焦于交流信号的测量，这是电子电路分析和测试中非常普遍的需求。 交流电压表和电流表： 再次深入探讨交流电压表和电流表的原理，重点分析不同类型（整流式、热敏式、电磁感应式、峰值式、真有效值式）的优缺点，以及它们在不同应用场景下的选择依据。 LCR电桥： 介绍电感（L）、电容（C）、电阻（R）的交流参数测量仪器。详细讲解电桥的基本原理，如电容电桥、电感电桥、阻抗电桥等，以及如何通过平衡条件来测量电感、电容的电感量、容量、损耗角正切、品质因数等参数。数字LCR测量仪的自动测量功能和高级测量选项也将被介绍。 频谱分析仪： 频谱分析仪是分析信号频谱特性的强大工具。本章将详细介绍其基本工作原理，包括超外差原理、扫频过程、显示方式（幅度-频率曲线）等。讲解如何利用频谱分析仪分析信号的频率成分、带宽、功率谱密度，以及识别干扰和噪声。对于射频和微波领域的应用，频谱分析仪更是不可或缺。 失真度测量仪： 介绍用于测量信号失真的仪器，包括谐波失真度测量仪和互调失真度测量仪。讲解失真度的概念、产生原因以及对信号质量的影响。介绍这些仪器的基本工作原理和测量方法。 第四章 测量中的数字技术与接口 随着电子技术的发展，数字技术在测量仪器中的应用越来越广泛，数字接口也成为仪器之间互联互通的关键。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）： 详细讲解ADC和DAC的基本原理、类型（如逐次逼近型、Σ-Δ型、并行型等）及其关键参数（分辨率、采样率、线性度）。这对于理解数字示波器、数字万用表等数字仪器的内部工作至关重要。 数字采样与数据采集： 深入探讨数字采样理论，包括奈奎斯特采样定理，以及过采样、欠采样等概念。讲解数据采集系统（DAQ）的组成和工作流程，以及如何进行实时数据采集和处理。 仪器总线与通信接口： 介绍现代测量仪器常用的通信接口和总线，如GPIB（IEEE 488）、USB、Ethernet（LAN）、RS-232等。讲解这些接口的特点、协议以及在仪器自动化控制和数据传输中的应用。学习如何利用这些接口实现仪器之间的互联互通，构建自动测试系统。 第五章 传感器与信号调理 传感器是连接物理世界与电子测量系统的桥梁，而信号调理则是将传感器输出的微弱信号转换为适合测量和处理的信号的过程。 常用传感器原理与应用： 介绍各种类型的传感器，包括温度传感器（热电偶、热敏电阻、RTD、集成温度传感器）、压力传感器（压阻式、电容式、压电式）、位移传感器（ LVDT、光电编码器、超声波传感器）、力传感器（应变片式）、流量传感器、光传感器等。重点讲解这些传感器的基本工作原理、选择依据、性能指标和典型应用。 信号调理电路： 详细介绍各种信号调理电路的设计与应用，包括放大电路（仪表放大器、跨阻放大器）、滤波电路（有源滤波器、无源滤波器）、隔离电路（光耦隔离、隔离放大器）、偏置电路、线性化电路等。讲解这些电路如何解决信号的微弱、噪声大、阻抗不匹配等问题，为后续的测量打下基础。 第六章 测量结果的表示与分析 本章将进一步探讨如何有效地表示和分析测量结果，以确保其准确性和可信度。 数据表示与可视化： 讲解如何采用表格、图表（如折线图、散点图、柱状图）等多种形式清晰地表示测量数据。重点介绍如何使用曲线拟合、数据平滑等技术来揭示数据中的趋势和规律。 测量不确定度分析： 再次强调测量不确定度的重要性，并结合实例讲解如何进行详细的不确定度评定，包括对各影响量的评估、组合不确定度的计算以及扩展不确定度的确定。 统计分析方法： 介绍一些基本的统计分析方法，如均方差、方差、置信区间、假设检验等，并说明它们在数据分析和结果验证中的应用。 仪器校准与溯源： 讲解仪器校准的概念、目的、方法和频率。介绍计量溯源体系，以及为何需要将测量结果与国家或国际计量标准进行比对，以确保测量结果的准确性和可比性。 第七章 仪器维护与安全 本章将提供关于电子测量仪器日常维护和操作安全的指导。 仪器日常维护： 讲解仪器的清洁、外观检查、连接线缆的检查、接地情况的检查等。 仪器故障诊断与排除： 提供一些基本的故障诊断思路和方法，以及常见的仪器故障现象和处理建议。 安全操作规程： 强调电气安全的重要性，讲解安全用电的注意事项，如正确接地、避免潮湿环境、防止触电等。提示读者在使用高压仪器或进行危险操作时的安全防护措施。 本书内容丰富，涵盖了电子测量与仪器领域的核心知识。通过对本书的学习，读者将能够深入理解各种测量原理和仪器的工作方式，熟练掌握仪器的操作使用技巧，并能够科学地处理和分析测量结果，从而在实际工作中得心应手，不断提升工作效率和测量精度。

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我花了大量时间仔细研读了本书关于非线性电路和大规模系统建模的部分。坦白讲，这部分内容对读者的预备知识要求较高，但一旦消化吸收，其带来的认知提升是巨大的。作者对SPICE模型的建立逻辑，以及如何优化求解算法以适应日益增长的电路规模，进行了极其精辟的阐述。我尤其欣赏作者在讨论误差分析时的审慎态度。他没有一味鼓吹计算机仿真的绝对精确性，而是清晰地指出了离散化误差、收敛性问题以及模型简化带来的局限。这种辩证的思维，使得读者在应用这些工具时，能保持一种科学的怀疑和审视。书中的图表和流程图设计得非常直观，成功地将抽象的算法流程可视化，这对于理解那些涉及迭代和收敛判断的复杂章节，起到了至关重要的辅助作用。它不是一本让你盲目敲击键盘的书，而是一本教你如何“思考”仿真的指南。

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这本《电**路的计算机辅助分析》的阅读体验，简直是一次从基础理论到前沿应用的华丽探险。初读时，我以为它会像许多教科书那样，堆砌着枯燥的公式和难以理解的抽象概念。然而，作者以一种近乎叙事的手法，将复杂的电路系统分解成了可以被现代计算工具有效处理的模块。特别是关于数值方法在电路仿真中的应用，讲解得尤为深入和透彻。它不仅告诉你“如何做”，更让你明白“为什么这样做更有效”。书中的案例选取非常贴合实际工程需求，比如高频信号完整性分析和大规模集成电路的瞬态响应模拟，这些内容在国内相关书籍中往往是浅尝辄止的。这里却提供了详尽的步骤和背后的数学原理支撑。对于一个希望从理论研究者转向实际工程应用的人来说，这本书无疑架起了一座坚实的桥梁，它教我们如何利用强大的计算能力，去驾驭那些在传统手工计算面前显得束手无策的复杂网络。

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这本书的结构安排，体现了作者深厚的教学功底和对学科发展脉络的精准把握。从最初的线性系统状态空间表示，逐步过渡到更具挑战性的时域和频域分析工具的计算机实现，整个学习路径设计得极为平滑自然。最让我感到惊喜的是，书中对面向对象编程思想在电路元件抽象化中的应用进行了探讨，这在传统电路分析教材中是极为罕见的视角。它预示了未来电路设计和验证工具的发展方向。阅读过程中，我时常停下来，思考书中所展示的算法，并尝试用自己熟悉的编程语言进行复现。这种实践性的启发是无价的。如果说市面上大部分书籍都在教你“使用”一个软件，那么这本书更像是教你“创造”那个软件背后的核心逻辑。对于想要深入理解底层仿真引擎的工程师来说，这本书的价值难以估量。

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说实话，刚拿到这本厚重的书籍时，我有点被其内容的密度吓到。但随着阅读的深入，我发现作者有着一套独特的方法来化解这种技术密集带来的压迫感。他巧妙地穿插了一些历史回顾和方法论的演进，使得理论不再是孤立的知识点，而是在解决实际问题中一步步被发明和完善的过程。例如，在讲解如何高效求解大型稀疏矩阵系统时，作者没有直接跳到最先进的迭代法，而是先回顾了高斯消元法在电路仿真中的局限性，这种对比极大地增强了对新方法的接受度。书中对计算资源消耗的讨论也相当实在，没有回避在大型仿真任务中遇到的内存限制和计算时间瓶颈。这种务实精神，让这本书超越了纯粹的学术探讨，更像是一位经验丰富的前辈在为你指点迷津，让你少走弯路，直击核心难点。

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这本书最让我赞叹的一点，是其对新兴计算范式在电路分析中应用的远见卓识。我指的是其中关于并行计算和GPU加速在电路仿真中潜力挖掘的章节。这些内容在当前主流的教材中通常只能作为脚注提及，但在这里却被提升到了一个核心讨论的地位。作者不仅分析了并行化带来的理论加速比，更重要的是，他深入剖析了如何将电路图的拓扑结构映射到并行处理器架构上，这是一个极具挑战性的工程问题。阅读这些章节时，我清晰地感受到了作者对技术前沿的敏锐嗅觉和深厚积累。它迫使我跳出传统的串行思维定式，去思考如何利用现代硬件的超强算力来革新传统的仿真流程。这本书读完之后，不仅仅是电路知识的增加，更是一种思维方式的升级，它让你对“计算”在工程科学中的角色有了全新的认识。

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