傳感器應用及電路設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 傳感器
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• 嵌入式係統
• 電子工程
• 應用電路
• 傳感器技術
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店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122022370

商品編碼：29692531843

基本信息

書名：傳感器應用及電路設計

定價：35.00元

作者：

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：

ISBN：9787122022370

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版次：1

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編輯推薦

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內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信號鏈的奧秘：從模擬到數字的旅程》 導言 在現代科技飛速發展的浪潮中，我們無時無刻不被各種信息流所包圍。這些信息，無論它們以何種形式存在——溫度的微妙變化，光綫的強弱起伏，機械的震動頻率，還是生物的電信號——都源自於一個共同的源頭：物理世界的真實狀態。而將這些無法直接被計算機理解的物理量轉化為數字世界可識彆的信息，並進一步進行處理、分析和應用，正是“信號鏈”所扮演的關鍵角色。 《信號鏈的奧秘：從模擬到數字的旅程》一書，將帶領讀者踏上一段深入探索信號鏈核心機製的奇妙旅程。它並非一本關於特定類型傳感器硬件的器件手冊，也不是一本側重於某個具體應用領域的解決方案集。相反，它是一本緻力於揭示信號鏈背後通用原理、設計思想和關鍵技術的高階讀物。本書旨在為讀者構建一個清晰、完整的信號鏈認知框架，理解模擬信號如何在真實世界中被捕捉，經曆怎樣的“蛻變”過程，最終成為可供數字係統處理和解讀的語言。 第一篇：模擬世界的脈搏——信號的源頭與采集 物理世界是一個連續的、模擬的領域。溫度、壓力、濕度、光照、聲音、運動……所有這些自然現象和物理過程，都以連續變化的模擬信號形式存在。本書的第一篇將帶領我們深入認識這些模擬信號的本質。 物理量的本質與信號的産生： 我們將從最基礎的物理學概念齣發，理解不同物理量（如熱學、力學、光學、聲學、電磁學等）的特性，以及這些特性如何通過特定的物理效應轉化為可測量的電信號。這部分內容不會過於深入到物理理論的數學推導，而是側重於建立一種“傳感器思維”，理解不同物理現象與電信號之間的內在聯係。 信號的特性與噪聲的睏擾： 模擬信號並非完美無瑕。它們會受到各種因素的影響，如環境乾擾、器件本身的非理想性等，這些都會引入噪聲。我們將詳細探討模擬信號的關鍵特性，例如幅度、頻率、相位、動態範圍、分辨率等，並深入分析噪聲的來源、類型（如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲、1/f噪聲等）及其對信號質量的影響。理解噪聲是進行有效信號采集和處理的前提。 傳感器的基礎原理與分類（非器件詳述）： 本篇將概述各類傳感器背後的基本轉換原理，例如壓阻效應、壓電效應、熱電效應、光電效應、霍爾效應、電容感應、電感感應等。但重點不在於列舉具體的傳感器型號或技術規格，而是讓讀者理解不同原理的傳感器是如何將物理量“翻譯”成電信號的。我們將對傳感器進行宏觀的分類，例如按輸齣信號類型（電壓、電流、阻抗）、按工作原理、按應用領域等，幫助讀者建立對傳感器世界的整體認知，以便在麵對具體應用時，能夠根據信號鏈的整體需求，選擇最閤適的傳感器類型。 信號的初步調理： 傳感器産生的原始信號往往非常微弱，或者不適閤直接進行後續的數字化處理。因此，在進入數字世界之前，信號通常需要進行初步的模擬調理。本篇將介紹幾種基礎的模擬調理技術，例如放大（跨阻放大、儀錶放大器等）、濾波（低通、高通、帶通、帶阻濾波器）、偏置、衰減等。重點在於理解這些調理電路的功能和設計原則，以及它們如何優化信號以應對接下來的轉換過程。 第二篇：模擬的數字之舞——信號的轉換與精煉 將連續的模擬信號轉化為離散的數字信號，是信號鏈中至關重要的一步。這一過程由模數轉換器（ADC）完成，其設計和選擇直接影響到整個係統的性能。本篇將聚焦於模擬信號的數字化過程及其前後的關鍵環節。 模數轉換器（ADC）的核心原理： 本篇將深入剖析ADC的工作原理，包括其基本構成——采樣、量化和編碼。我們將詳細解釋采樣率、量化比特數、精度、分辨率、信噪比（SNR）、無雜散動態範圍（SFDR）等ADC的關鍵性能指標，並討論不同類型的ADC架構（如逐次逼近型、Σ-Δ型、並行型、積分型等）的特點、優勢和局限性。理解這些參數和架構，對於評估和選擇閤適的ADC至關重要，即使不涉及具體的ADC芯片型號。 采樣理論與抗混疊濾波： 尼奎斯特-香農采樣定理是數字信號處理的基石。我們將詳細闡述采樣定理的含義，以及如何根據信號的帶寬來確定閤適的采樣率。同時，我們將深入探討混疊現象的危害，以及如何通過設計有效的抗混疊濾波器來抑製混疊，保證采樣信號的完整性。這部分內容將涉及濾波器設計的基本概念，但不會陷入復雜的濾波器理論公式推導。 數字信號的錶示與編碼： 數字化後的信號以二進製形式錶示，本篇將探討不同的數字編碼方式（如原碼、補碼、反碼等）以及它們在實際應用中的意義。理解數字信號的錶示方式，是後續數字信號處理的基礎。 信號後處理與數字濾波： 即使經過ADC轉換，數字信號也可能仍然存在噪聲或需要進一步的精煉。本篇將介紹常見的數字信號處理技術，例如數字濾波（FIR、IIR濾波器）、均值濾波、中值濾波、信號平均等。我們將強調這些技術在去除噪聲、增強信號、提取有用信息等方麵的作用，並討論不同濾波器的設計思路和權衡。 數據存儲與傳輸： 數字化後的數據需要被存儲和傳輸，以便進行後續的處理和分析。本篇將概述常見的數據存儲方式（如RAM、ROM、Flash）以及不同的數據傳輸協議（如SPI、I2C、UART、USB等）的基本原理和應用場景。重點在於理解數據如何在數字係統中流動和被管理。 第三篇：信號鏈的設計考量與係統整閤 將各個環節有機地組閤成一個完整的信號鏈，需要綜閤考慮諸多因素。本書的第三篇將從係統設計的角度齣發，探討如何進行閤理的信號鏈設計，並將其整閤到更廣泛的係統中。 信號鏈的整體設計流程： 從需求分析到最終實現，一個完整的信號鏈設計需要經曆多個階段。本篇將梳理信號鏈設計的典型流程，包括需求定義、技術選型、原型設計、仿真驗證、實際測試和優化等。我們將強調係統性思維，即任何一個環節的改進都可能對整個鏈條産生影響。 關鍵設計考量與權衡： 在實際設計中，工程師需要麵對一係列的權衡，例如：精度與速度的權衡、功耗與性能的權衡、成本與功能的權衡、噪聲抑製與信號失真的權衡等。本篇將深入分析這些常見的權衡問題，並提供解決這些矛盾的通用設計策略和方法。 噪聲與乾擾的係統性抑製： 噪聲和乾擾是信號鏈設計中永恒的挑戰。除瞭在模擬和數字域進行處理外，本書還將探討係統層麵的噪聲抑製方法，例如接地和布綫技術、屏蔽和隔離技術、電源管理策略、差分信號傳輸等。目標是構建一個對外部乾擾具有魯棒性的信號鏈。 信號鏈的校準與補償： 即使設計精良的信號鏈，在實際應用中也可能齣現係統性的誤差。本篇將介紹信號鏈的校準技術，包括零點校準、增益校準、溫度補償等，以及這些技術如何提高係統的整體精度和穩定性。 信號鏈與嵌入式係統的融閤： 信號鏈往往是嵌入式係統的重要組成部分。本篇將探討信號鏈如何與微控製器（MCU）、數字信號處理器（DSP）、現場可編程門陣列（FPGA）等嵌入式處理單元進行高效的集成。我們將討論數據在信號鏈和處理單元之間的交互方式，以及如何利用嵌入式軟件來控製和優化信號鏈的性能。 信號鏈的未來趨勢展望： 隨著科技的不斷進步，信號鏈技術也在持續演進。本篇將對信號鏈的未來發展趨勢進行展望，例如低功耗設計、智能化信號處理、物聯網（IoT）中的信號鏈應用、新興的傳感器技術等，為讀者提供一個前瞻性的視角。 結語 《信號鏈的奧秘：從模擬到數字的旅程》旨在為讀者提供一個深刻而全麵的信號鏈認知體係。它不拘泥於某一特定的硬件技術或應用場景，而是著眼於信號鏈背後的普適性原理和設計思想。通過本書的學習，讀者將能夠理解模擬信號如何被捕捉、調理、轉換，最終進入數字世界，並被有效地處理和利用。無論您是電子工程領域的初學者，還是尋求係統性知識更新的資深工程師，本書都將為您打開一扇通往信號處理核心世界的窗戶，助您在未來的設計與創新之路上，更加遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買這本書的時候，其實是抱著試試看的心態，因為我更偏嚮於嵌入式軟件開發，對底層的模擬電路和傳感器物理特性瞭解有限。但我發現這本書在“打通軟硬件接口”方麵做得非常齣色。它沒有將軟件和硬件割裂開來，而是在介紹每一個傳感器接口（比如SPI、I2C）時，都會緊密結閤數據手冊中的寄存器映射和時序圖，然後直接過渡到如何用僞代碼或C語言來讀取和配置這些設備。這種“硬件配置即軟件驅動”的教學思路，極大地彌補瞭我過去在項目集成時常遇到的兼容性問題。我最近完成的一個項目，需要從一個復雜的環境光傳感器中提取多個參數，書中關於“多路數據同步采集與時間戳校準”的那個小節，提供瞭一個非常簡潔高效的軟件框架，讓我少走瞭很多彎路。這本書成功地扮演瞭一個優秀的“中間人”角色，它用硬件的語言解釋瞭物理世界，又用軟件的邏輯來控製和解讀這個世界，非常適閤需要跨界協作的現代工程師閱讀。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個非常緊張的項目周期內接觸到這本《傳感器應用及電路設計》的，當時急需快速掌握某類MEMS傳感器的接口和驅動技術，時間緊任務重，傳統的教材根本來不及啃。這本書的結構優勢在那時候體現得淋灕盡緻——它沒有冗餘的背景介紹，而是直奔主題，用一種極其務實的態度去講解如何將理論轉化為可工作的硬件。我特彆欣賞作者在介紹不同傳感器類型時，會附帶上標準的電氣參數錶格和典型的最小應用電路圖，這極大地縮短瞭我查找Datasheet的時間。比如，關於抗乾擾和噪聲抑製的部分，書中給齣的幾條黃金法則，我直接套用到項目中，立竿見影地解決瞭信號漂移的問題。如果要說有什麼遺憾，可能就是對特定微控製器（如某些最新的低功耗MCU）的直接編程示例不夠深入，但考慮到這是一本偏嚮通用原理和硬件設計的書，這個瑕疵可以忽略不計。總的來說，對於需要快速形成工程化思維的工程師來說，這本書的價值體現在它的“即插即用”式的知識點組織上，效率極高。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖設計，可以說是近年來我看到的電子技術書籍中最舒服的一本瞭。很多技術書籍都是黑白印刷，密密麻麻的文字和電路圖讓人望而生畏，讀起來像是在啃石頭。但《傳感器應用及電路設計》使用瞭大量的彩色圖示，特彆是對物理場與電信號轉換過程的可視化處理，簡直是藝術品級彆的。我印象最深的是它對“橋式電路”的講解，傳統的教材總是用枯燥的數學推導，而這本書則通過三維動態的圖示，清晰地展示瞭四個應變片在受力時電阻變化如何協同作用，使得輸齣電壓的微小變化一目瞭然。這種對視覺學習者的友好度，使得學習過程充滿瞭樂趣，而不是負擔。我甚至把它帶到瞭一次對外交流研討會上，僅僅是翻閱其中的幾張彩色原理圖，就引來瞭不少同行駐足稱贊其清晰度。如果你是那種對抽象概念有畏難情緒的讀者，這本書的視覺呈現絕對能幫你打開一扇新的大門。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在實驗室研究新型材料的老手，我通常對市麵上那些“入門級”的讀物嗤之以鼻，因為它們往往過度簡化瞭物理模型，忽略瞭實際應用中的非綫性誤差和環境漂移。然而，《傳感器應用及電路設計》卻給瞭我一個有趣的例外。這本書的高階章節，尤其是在討論傳感器標定（Calibration）和非綫性補償算法時，展現齣瞭相當的深度和嚴謹性。作者並沒有停留在理想化的綫性模型上，而是探討瞭如何使用多項式擬閤或查錶法來校正實際器件的響應麯綫，這一點對於需要高精度測量的科研工作者來說至關重要。我尤其喜歡其中關於“漂移分析”的章節，它不僅描述瞭漂移現象，還從器件結構層麵分析瞭其成因，這比單純教你如何濾波要深刻得多。唯一的改進空間在於，如果能增加一些關於高級數字信號處理（如卡爾曼濾波在傳感器融閤中的應用）的實戰案例，那就更加完美瞭，但以其現有的廣度和深度，它已經遠遠超齣瞭我對一本“應用與設計”類書籍的期待。

評分☆☆☆☆☆

這本《傳感器應用及電路設計》的書籍，簡直是為我這種剛入門的電子愛好者量身定製的寶典！我之前對傳感器這塊總是感覺雲裏霧裏，市麵上的書要麼過於理論化，要麼就是零散的技術手冊，根本沒法係統地建立起知識體係。這本書的編排非常巧妙，它沒有一上來就堆砌復雜的公式，而是從最基礎的傳感器原理講起，比如溫度、壓力、光敏這些我們日常能接觸到的，然後循序漸進地過渡到更高級的應用。特彆是電路設計那一塊，作者的講解非常直觀，很多抽象的電路圖配上瞭詳細的分析和實際案例，讓我一下子就明白瞭為什麼要在某個環節使用特定的運算放大器或者濾波器。我記得我嘗試自己搭建一個簡單的光照控製電路時，就是參考瞭書裏的一個章節，結果一次性就成功瞭，那種成就感真是無與倫比。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭現代物聯網（IoT）中傳感器數據的采集和初步處理，這對於我希望未來能做一些智能傢居項目來說，簡直是提供瞭路綫圖。讀完這本書，我感覺自己不再是那個對著元器件發愁的新手，而是對整個傳感器係統的設計和實現有瞭一個清晰的認知和信心。