《全國高等院校儀器儀表及自動化類“十二五”規劃教材：測試系統設計原理及應用》以具體的系統設計為例，比較全面地介紹了測試系統的基本分析方法、設計原則和設計方法。以系統設計步驟為序，介紹了系統的方案設計、模塊設計方法、電路的設計和仿真驗證；以系統實現和實踐為主，著重講述了電路原理圖、版圖設計、仿真及可編程邏輯器件設計、仿真方法。以應用為輔，通過幾個不同參數的測試系統設計、應用實例，對之前的內容進行補充和擴展。
《全國高等院校儀器儀表及自動化類“十二五”規劃教材：測試系統設計原理及應用》共14章，第1～4章是測試系統設計的基礎理論，第5～11章是系統設計流程和實現方法，第12～14章是系統設計方法的具體應用。
《全國高等院校儀器儀表及自動化類“十二五”規劃教材：測試系統設計原理及應用》是作者從事測試技術及儀器專業10多年教學經驗的積累和科研結果的體現，內容實踐性強；知識點與實際科研項目相結合；采用先建立知識框架再進行內容填充的介紹方式，便于讀者的學習和理解。有助于讀者建立正確的系統概念，明確系統設計的步驟和基本方法。
測試技術是工科專業的一門技術基礎課，測試系統是實施測試的必備條件，是實現測試的關鍵。隨著人類活動規模、深度的不斷擴大和深入，人類已不可能通過自己的感覺、思維和體能器官直接觀測和操作工具使之達到既定目標，測試系統是擴展人類感知的途徑之一。測試系統的設計和實現是實踐性非常強的技術，本書以瞬態波形記錄儀的設計為例，將此儀器的設計、實現與測試系統設計、實現的基礎理論相結合，重點培養實踐能力。
本書以具體例子為主線，結合瞬態波形記錄儀的設計，詳細介紹了測試系統的設計方法、設計步驟。結合系統性能及特性給出了電路原理圖的設計和實現方法，以及印制電路板（PCB）的設計和實現方法，并針對控制模塊介紹了可編程邏輯器件的設計方法。
本書是作者從事測試技術及儀器專業10多年教學經驗的積累和科研結果的體現，內容實踐性強；知識點與實際科研項目相結合；采用先建立知識框架再進行內容填充的介紹方式，便于讀者的學習和理解。希望通過本書，有助于讀者建立正確的系統概念，明確系統設計的步驟和基本方法，對實踐起到一定的指導作用。
本書共14章。第1章是緒論；第2～4章是對系統研究對象——信號及系統組成、特性的分析，按照信息流的順序著重介紹了一般系統的主要組成環節，以及系統設計原則；第5章以瞬態波形記錄儀的指標要求為例，介紹了系統的總體設計和模塊設計思想；第6～8章是各模塊的電路原理圖設計方法、仿真驗證及版圖設計方法；第9～10章是瞬態波形記錄儀控制模塊的設計，包括可編程邏輯器件的設計方法和仿真驗證；第11章是關于測試數據誤差分析的基礎理論；第12～14章是測試系統設計方法在幾個不同參量的測試系統設計中的應用實例，是對瞬態波形記錄儀設計方法的補充和知識點的強化。
本書在編寫過程中，參閱了大量文獻，在此向這些文獻的作者表示衷心的感謝。中北大學的祖靜教授、馬鐵華教授、鄭賓教授、郝曉劍教授對本書的編寫工作給予了大力幫助和支持，特向他們表示誠摯的感謝。
本書第1章由中北大學裴東興編寫；第2章由中北大學張艷兵編寫；第3、13章由中北大學孟令軍編寫；第4、5、12章由中北大學靳鴻編寫；第6、7、8、10章由中北大學王燕編寫；第9章由中北大學崔敏編寫；第11章由湖南大學郭斯羽編寫；第14章由中北大學沈大偉編寫。靳鴻負責統稿。
全體編者在此書的編寫過程中都盡心盡力，但因水平有限，書中難免存在不足或疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正，不勝感激。
編者
靳鴻，女，副教授，博士，碩士生導師。中北大學儀器科學與動態測試教育部重點實驗室動態測試與信息獲取方向主要成員之一。主要研究方向：惡劣環境的動態參數測試，微型彈載測試儀和智能儀器等；近年來主持承擔國家重點項目4項，橫向科研項目十余項，完成省部級鑒定5項，獲得山西省科學技術二等獎1項，申請發明專利3項。
第1章 緒論
1.1 測試系統概述
1.1.1 測試系統的基本組成環節
1.1.2 測試系統設計的一般要求
1.1.3 存儲測試系統
1.2 測試技術發展歷史、現狀與趨勢
1.3 測試系統設計工具
本章小結
思考與練習題
第2章 測試技術及設計軟件基礎
2.1 測試及相關概念
2.2 傳感器轉換原理
2.2.1 電阻應變式傳感器
2.2.2 電容式傳感器
2.2.3 壓電式傳感器
2.2.4 熱電式傳感器
2.3 Protel99SE軟件設計方法
2.3.1 Protel99SE主要功能模塊
2.3.2 Protel99SE設計環境
2.3.3 Protel99SE設計環境的基礎操作
2.4 電路原理圖編輯環境設置
2.4.1 原理圖工具欄的設置
2.4.2 圖紙設置
2.4.3 設置文件信息
2.4.4 設置光標和網格
2.4.5 電路原理圖的設計步驟
2.5 印制電路板設計基礎
2.5.1 PCB設計流程
2.5.2 PCB編輯器
本章小結
思考與練習題
第3章 測試系統的基本組成
3.1 非電量電測系統及其基本組成
3.2 傳感器
3.2.1 傳感器的組成及其輸出信號的特點
3.2.2 傳感器的分類與常用技術指標
3.3 信息轉換
3.3.1 信號的放大
3.3.2 濾波器
3.3.3 A/D轉換器
3.4 信息的存儲、顯示和處理
3.4.1 數據存儲
3.4.2 數據顯示
3.4.3 信息處理
3.5 接口與總線
3.5.1 接口
3.5.2 總線
3.6 控制模塊
本章小結
思考與練習題
第4章 測試系統設計方法及特性分析
4.1 測試系統設計的前期準備
4.1.1 使用要求
4.1.2 參數預估
4.2 測試系統的設計原則
4.2.1 總體設計原則
4.2.2 靈敏度分配和誤差分配原則
4.2.3 系統總體設計的一般步驟
4.3 測試系統各環節設計
4.3.1 傳感器選用原則
4.3.2 放大及濾波環節設計
4.3.3 采樣策略
4.3.4 控制模塊設計
4.4 測試系統的狀態設計方法
4.4.1 狀態圖及其組成
4.4.2 等容量隨機間隔采樣策略狀態圖設計
4.5 測試系統的基本特性
4.5.1 測試系統的靜態特性
4.5.2 測試系統的動態特性
本章小結
思考與練習題
第5章 測試方案確定及參數分析
5.1 功能、指標要求及總體方案
5.1.1 功能要求
5.1.2 性能指標
5.1.3 總體方案設計
5.2 模擬板模塊設計及參數分析
5.2.1 模擬板主要模塊功能設計
5.2.2 放大衰減模塊設計及主要參數分析
5.2.3 濾波模塊及主要參數分析
5.3 數字板模塊設計及參數分析
5.3.1 數字板模塊設計
5.3.2 采樣及存儲模塊主要參數分析
5.4 基板模塊設計及主要參數分析
5.4.1 基板的主要模塊設計
5.4.2 通道讀出控制
5.5 控制板設計
5.5.1 控制板整體功能設計
5.5.2 采樣策略的狀態圖設計
5.6 虛擬軟面板設計
5.6.1 虛擬軟面板設計的基本原則
5.6.2 數據處理方法
5.6.3 數據處理軟件
5.6.4 瞬態波形記錄儀軟面板設計
本章小結
思考與練習題
第6章 電路原理圖設計
6.1 瞬態波形記錄儀的層次式電路設計
6.2 瞬態波形記錄儀的主電路圖設計
6.2.1 繪制方塊電路圖
6.2.2 放置方塊電路端口
6.2.3 連接各方塊電路
6.3 模擬板子電路圖設計
6.3.1 模擬板子電路原理圖的建立
6.3.2 放大衰減電路的繪制
6.3.3 濾波電路的繪制
6.4 數字板子電路圖設計
6.4.1 模數轉換電路的繪制
6.4.2 負延遲電路的繪制
6.4.3 多通道設計
6.5 基板及控制板子電路圖設計
6.5.1 電源管理電路的繪制
6.5.2 接口及控制電路的繪制
6.6 報表文件
6.6.1 ERC
6.6.2 網絡表文件
6.6.3 生成層次項目組織列表
本章小結
思考與練習題
第7章 原理圖仿真驗證
7.1 電路仿真功能概述
7.2 電路仿真步驟
7.3 電源和仿真激勵源
7.4 仿真分析類型說明
7.5 仿真實例
本章小結
思考與練習題
第8章 印制電路板設計
8.1 瞬態波形記錄儀的印制電路板設計
8.1.1 瞬態波形記錄儀印制電路板總體設計方案
8.1.2 規劃電路板和電氣定義
8.1.3 設置電路板工作層
8.1.4 PCB工作參數設置
8.1.5 載入元件封裝及網絡表
8.2 記錄儀PCB圖的布局設計
8.2.1 設置布局設計規則
8.2.2 自動布局
8.2.3 手工調整元件布局
8.3 記錄儀PCB圖的布線設計
8.3.1 設置自動布線規則
8.3.2 運行自動布線
8.3.3 手工調整布線
本章小結
思考與練習題
第9章 可編程邏輯器件的設計方法與流程
9.1 可編程邏輯器件設計的基本方法
9.2 圖形輸入設計方法
9.2.1 圖形輸入設計的文件組成
9.2.2 圖形輸入的元件
9.2.3 元件特點
9.3 文本輸入設計方法
9.4 設計流程
9.4.1 設計輸入
9.4.2 項目編譯
9.4.3 設計校驗
9.4.4 編程與配置
本章小結
思考與練習題
第10章 控制模塊的VHDL設計及仿真
10.1 瞬態波形記錄儀控制模塊的功能
10.2 VHDL的特點及程序結構
10.2.1 VHDL的特點
10.2.2 VHDL程序結構
10.3 順序語句及并行語句
10.3.1 順序語句
10.3.2 并行語句
10.4 采樣策略的設計實現
10.4.1 定頻率采樣策略
10.4.2 變頻率采樣策略
10.5 內觸發類型的判斷與觸發
10.6 基板的數據轉換模塊
本章小結
思考與練習題
第11章 誤差分析及數據處理
11.1 實驗數據的表示
11.1.1 表示方法
11.1.2 數據修約與有效數字
11.2 誤差的定義與表示方法
11.2.1 誤差的定義
11.2.2 誤差的基本表示方法
11.3 測量誤差的來源
11.4 測量誤差的分類
11.4.1 系統誤差
11.4.2 粗大誤差
11.4.3 隨機誤差
11.5 測量數據處理
11.5.1 算術平均值原理
11.5.2 測量標準差及其估計
11.5.3 算術平均值與實驗標準差的標準差
11.5.4 測量不確定度的基本概念
11.5.5 最小二乘法
11.5.6 回歸分析
本章小結
思考與練習題
第12章 基于SoC的系統設計
12.1 測試系統的微型化
12.2 模、數及混合集成技術
12.2.1 高集成度數字器件
12.2.2 模擬集成技術的發展
12.2.3 混合集成技術
12.3 SoC概述
12.3.1 SoC及其IP特點
12.3.2 SoC單片機與DSP系統級集成電路
12.4 系統設計方法與對象的變化
12.4.1 系統設計方法的變化
12.4.2 系統設計對象的變化
12.5 SoC的設計流程與步驟
12.5.1 傳統的SoC設計流程
12.5.2 基于IP模塊的SoC設計流程
12.5.3 軟硬件協同設計流程
12.5.4 SoC單片機的設計流程
12.6 設計舉例
12.6.1 基于ispPAC20的放大模塊設計
12.6.2 基于SoC單片機的應變測試儀設計
本章小結
思考與練習題
第13章 雙通道數據記錄儀的設計與實現
13.1 系統總體設計
13.1.1 主要技術指標
13.1.2 系統組成分析
13.2 供電單元設計
13.2.1 供電電路設計
13.2.2 RS-422數據接收單元設計
13.3 LVDS數據接收單元設計
13.3.1 LVDS接口設計
13.3.2 LVDS數據接收
13.3.3 片內FIFO設計
13.4 Flash存儲器高速存儲技術
13.4.1 存儲介質選擇
13.4.2 內部尋址方式
13.4.3 交叉雙平面操作時的無效塊檢測
13.4.4 交叉雙平面頁編程
13.4.5 Flash存儲器數據讀取
13.4.6 Flash存儲器高速擦除
13.5 PCB布局布線設計
13.5.1 PCB設計的一般原則
13.5.2 信號完整性
13.5.3 PCB設計
13.6 上位機軟件
本章小結
思考與練習題
第14章 壓力測試系統的設計
14.1 壓力與壓力測量
14.1.1 基于壓力測量的傳感器技術
14.1.2 壓力傳感器簡介
14.2 壓力測試系統設計
14.2.1 基于壓電式壓力傳感器的壓力信號采集的實現
14.2.2 基于壓阻式壓力傳感器的壓力信號采集的實現
本章小結
思考與練習題
參考文獻
新書資訊