內容簡介
《測量電子電路設計:濾波器篇(從濾波器設計到鎖相放大器的套用)》是“圖解實用電子技術叢書”之一，也是《測量電子電路設計——模擬篇》的姊妹篇，主要介紹如何從放大了的信號中除去有害噪聲，提取有用信號的濾波技術。書中介紹處理低頻信號所必需的RC濾波器、有源濾波器、LC濾波器，以及低頻濾波器中能夠實現極限Q值的鎖相放大器的設計方法等，同時還的提供大量的實驗數據和模擬數據。模擬篇中主要從高精度信號測量的觀點，舉具體的設計和制定例詳解模擬電路的基本電路，即放大電路。《測量電子電路設計:濾波器篇(從濾波器設計到鎖相放大器的套用)》的讀者對象主要是電子工程師技術人員，也可供電子、自動化、儀器儀表等相關專業的師生學參考學習。
作者簡介
作者：(日)遠坂俊昭譯者：彭軍
目錄
第1章 概述
1.1 濾波器的特性與種類
1.1.1 各種濾波器——本書介紹頻率意義上的濾波器
1.1.2 噪聲與濾波器的頻寬
1.1.3 濾波器對白噪聲的濾波效果
1.1.4 防混浠作用的低通濾波器
1.1.5 高通濾波器(HPF)的作用
1.1.6 帶通濾波器(BPF)的作用
1.1.7 帶阻濾波器(BEF)的作用
1.1.8 模擬濾波器與數字濾波器
1.1.9 能夠自製的濾波器
1.1.10 由廠家製作的濾波器
1.2 濾波器的頻率回響與時間回響特性
1.2.1 濾波器的階數與衰減陡度
1.2.2 最大平坦：巴特沃斯特性
1.2.3 快速調整階躍回響的貝塞爾特性
1.2.4 實現陡峭特性的切比雪夫特性
1.2.5 更加陡峭——橢圓(Elliptic)特性
1.2.6 濾波器的副作用——對回響特性的影響
1.2.7 高通濾波器的時間回響特性
1.2.8 帶通濾波器的時間回響特性
第2章 RC濾波器與RC電路網路的設計
2.1 最簡單的RC濾波器
2.1.1 RC低通濾波器的特性
2.1.2 DC前置放大器上附加RC濾波器
2.1.3 RC濾波器的多級連線
2.2 加深對RC電路網路的印象
2.2.1 表現電路網路動作的萬能曲線
2.2.2 設計時利用漸近線
2.2.3 高頻截止/低頻截止的A萬能曲線
2.2.4 描述相位返回特性的B萬能曲線
2.2.5 PLL電路中套用的高頻截止的B萬能曲線
2.2.6 套用於0P放大器相位補償的低頻截止的B萬能曲線
第3章 有源濾波器的設計
3.1 概述
3.1.1 有源濾波器——確定參數值時的自由度高
3.1.2 2階有源濾波器設計基礎
3.2 有源低通濾波器的設計
3.2.1 經常使用的正反饋型2階LPF(增益=1)的構成
3.2.2 5階巴特沃斯LPF的計算例
3.2.3 使LPF具有放大率的濾波電路
3.2.4 正反饋型LPF(增益≠1)的構成
3.2.5 減小元件靈敏度和失真的多重反饋型LPF
3.2.6 有源LPF的高頻特性
3.3 有源高通濾波器的設計
3.3.1 正反饋型2階HPF的構成
3.3.2 5階切比雪夫HPF的計算例
3.3.3 多重反饋型HPF的構成
3.4 狀態可調濾波器的設計
3.4.1 狀態可調濾波器的概念
3.4.2 反轉型與非反轉型在特性上的差別
3.4.3 在可變頻率一可變Q的通用濾波器中的套用
3.4.4 狀態可調濾波器模組
3.4.5 低失真率的雙截型濾波器
3.5 帶通濾波器的設計
3.5.1 將LPF與HPF級聯
專欄A 狀態可調濾波器在低失真率振盪器中的套用
3.5.2 Q-10以下的1個OP放大器的多重反饋型BPF
3.5.3 中心頻率為1kHz，Q=5的帶通濾波器
3.5.4 2個放大器的高Q值BPF
3.5.5 能夠用於評價OP放大器噪聲的頻寬100Hz的BPF
3.6 帶阻濾波器的設計
3.6.1 使用BPF的帶阻濾波器
3.6.2 測量失真用的雙T陷波濾波器
附錄 有源濾波器設計用的歸一化表
第4章 LC濾波器的設計
4.1 LC濾波器概述
4.1.1 LC濾波器在10kHz以上的使用價值高
4.1.2 利用歸一化表和模擬器使設計變得簡單
4.1.3 LC濾波器的兩種類型
4.2 LC濾波器的設計
4.2.1 低通LC濾波器的設計
4.2.2 歸一化表的使用方法
4.2.3 由低通濾波器(LPF)變換為高通濾波器(HPF)
4.2.4 變換為帶通濾波器(BPF)
專欄B 函式台式計算機的套用
4.2.5 BPF的頻寬越窄回響越慢
4.3 LC濾波器的實驗製作
4.3.1 附有5階低通濾波器的前置放大器
4.3.2 巴特沃斯BPF的試製
第5章 模擬LC型有源濾波器的設計
5.1 模擬LC的概念
5.1.1 不希望使用線圈
5.1.2 實現FDNR的電路
5.2 實用的FDNR濾波器的設計
5.2.1 5階LPF的設計
5.2.2 特點——不受OP放大器直流漂移的影響
5.2.3 注意最大輸入電平
5.2.4 信號源電阻為0Ω的FDNR濾波器
5.2.5 信號源電阻為0Ω的FDNR 5階低通濾波器的試製
5.2.6 抗誤差用7階切比雪夫濾波器的設計
5.2.7 特性的檢驗
5.2.8 利用高速A/D轉換器減輕濾波器的負擔
5.2.9 將電容變換為電感的GIC
第6章 濾波器使用的RLC
6.1 濾波器使用的電阻器
6.1.1 各種電阻器
6.1.2 濾波器電路中的金屬膜電阻器
6.1.3 電阻的頻率特性
6.2 濾波器使用的電容器
6.2.1 電容器要注意等效串聯電阻Rs
6.2.2 精密濾波器中不使用鋁電解電容器
6.2.3疊層陶瓷電容器
6.2.4 薄膜電容器
6.2.5 苯乙烯電容器
6.2.6 雲母電容器
6.3 濾波器使用的線圈
6.3.1 線圈的種類和等效電路
6.3.2 微型電感(圓筒形)
6.3.3 壺形鐵心
6.3.4 用壺形鐵心製作電感器的要點
6.3.5 基於壺形鐵心的：1OOmH電感器的設計
6.3.6 方形金屬外殼電感器
6.3.7 環形鐵心
6.3.8 環形鐵心電感器的設計例
專欄C 關於E系列標準值
第7章 變壓器對噪聲的阻斷/抑制作用
7.1 變壓器概述
7.1.1 不可輕視變壓器的作用
7.1.2 變壓器的基本動作
7.1.3 變壓器的等效電路
7.1.4 決定低頻特性的激磁電感和線圈電阻
7.1.5 決定高頻特性的泄漏電感和線圈電容
7.2 利用輸入變壓器改善測量放大器的噪聲特性
7.2.1 利用輸入變壓器使信號升壓
7.2.2 進一步改善低噪聲OP放大器電路的噪聲特性
7.2.3 輸入變壓器也有除去共模噪聲作用
7.2.4 輸入變壓器的參數
7.2.5 將變壓器輸出開路求激磁電感
7.2.6 將變壓器輸出短路求泄漏電感
7.2.7 輸入變壓器的典型參數
7.2.8 輸入變壓器的模擬
7.2.9 高頻範圍凸峰的補償
7.3 除去來自電源的噪聲
7.3.1 電源噪聲的混入由變壓器的參數規格所決定
7.3.2 電源變壓器的形狀
7.3.3 阻斷共模噪聲的靜電禁止
7.3.4 抑制泄漏磁通的電磁禁止
附錄 針對電源噪聲的噪聲濾波變壓器
第8章 共模扼流圈的套用
8.1 複習——電子設備的外來噪聲
8.1.1 外來噪聲有共模型和簡正型
8.1.2簡正模噪聲及措施
8.1.3 由於共同接地發生的共模噪聲
8.1.4 設備內部的共模噪聲
8.2 共模扼流圈的套用
8.2.1 共模扼流圈的作用
8.2.2 共模扼流圈的等效電路
8.2.3 共模扼流圈的繞制
8.2.4 選擇泄漏電感小的扼流圈
8.3 電源用傳輸濾波器
8.3.1 傳輸濾波器的動作
8.3.2 傳輸濾波器的選用
8.3.3 傳輸濾波器的數據與使用狀態下不同
8.3.4 傳輸濾波器的安裝方法
8.3.5 注意脈衝電流使鐵心飽和的問題
8.3.6 注意傳輸濾波器漏電流引起的觸電
8.3.7 意外情況下的共模扼流圈鐵心
第9章 鎖相放大器的原理與實驗
9.1 鎖相放大器概述
9.1.1 通頻帶變窄與Q值的提高
9.1.2 鎖相放大器的結構
9.1.3 相敏檢測器PSD
9.1.4 乘法運算中轉換——同步檢波
9.1.5 不需相位調整的雙相位鎖相放大器
9.1.6 動態餘量表征能夠允許的噪聲量
9.1.7 相位噪聲決定測量極限
9.1.8 用時間常數表征低通濾波器的特性
9.1.9 噪聲密度的測量
9.2 鎖相放大器的實驗
9.2.1 試製的鎖相放大器概況
9.2.2 使用74HC4046的PLL
9.2.3 VCO特性的改善
9.2.4 利用相位頻率型比較器進行相位比較
9.2.5 參考信號電路的具體構成
9.2.6 產生準確的參考信號
9.2.7 PLL低通濾波器參數的計算
9.2.8 相位調整電路
9.2.9 PLL電路回響特性的確認
9.2.10 相位調整電路的設計要點
9.2.11 PSD的設計要點
9.2.12 時間常數電路的設計要點
9.2.13 DC增益與動態餘量
專欄D 相位檢波器模組
9.2.14 矢量運算求振幅和相位
9.2.15 鎖相放大器的調整
第10章 鎖相放大器的使用方法
10.1 熟練使用鎖相放大器
10.1.1 鎖相放大器產品的結構
10.1.2 鎖相放大器的使用環境
10.1.3 關於參考信號
10.1.4 輸入信號的連線方法很重要
10.1.5 輸入端的差動平衡
10.1.6 設定動態餘量的方法
10.2 鎖相放大器套用範圍的擴大
10.2.1 檢測微小變化
10.2.2 輸出信號有跳動時的觀測方法
10.2.3 截光器的套用——光測量
10.2.4 光源特性變化的補償——使用截光器的雙光束法
10.3 利用鎖相放大器的套用測量
10.3.1 廣闊的微小信號測量領域
10.3.2 在紅外分光光度計中的套用
10.3.3 在2次量子光分光分析中的套用
10.3.4 在光聲光譜儀中的套用
10.3.5 在超導材料評價中的套用
10.3.6 在金屬材料張力試驗中的套用
10.3.7 俄歇電子能譜分析技術(augerElectron Spectroscopy，AES)
10.3.8 在金屬探測器中的套用
103.9 在渦流探傷儀中的套用
10.3.10 在RLC測量儀中的套用
10.3.11 在測定化學阻抗中的套用
10.3.12 在電子束測量中的套用
