测控电路课件第二章

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测控电路-2第二章2解读

RS1
ui1 C1
a 差动
ui2 C2
放大器 b
uo
RS2
其共模抑制比的幅值为： CMRR
1
| RS 2C1 RS 2C1 |
高共模抑制比放大电路
共模电压自举（输入保护技术）
∞
ui1 ui2
+ -
+ N1
R1
RP
∞
+
N2+
R2
R4
R0 uc R0
R3 R3
+
∞ N3+
R4
uo
高共模抑制比放大电路
反相放大器
同相放大器
差动放大器
第二章信号放大电路
（五）高共模抑制比放大电路
什么是高共模抑制比放大电路？用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。
应用于何种场合？应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。
高共模抑制比放大电路
1）双运放高共模抑制比放大电路
号与输入信号的比值。共模增益Kc :共模增益指共模信号输入时,其输出信
号与输入信号的比值。
第二章信号放大电路
序号参数名称
1 差模增益
2 共模增益
3 输入阻抗
4 输出阻抗
5
带宽
理想
实际
∞
90~100dB以上
0
0dB以上
∞
100k欧~数兆欧
0
10欧~数百欧
0~∞ 0~10Hz（或0~10kHz）
高输入阻抗,易受干扰共模误差大
R1
i- - ∞
+
uo
i1
+ N1

测控电路信号调制解调电路2讲课文档

测控Байду номын сангаас路信号调制解调电路
第一页，共91页。
3. 信号调制解调电路
调制解调的功用与类型
(3) 在测控系统中为什么要采用信号调制？
在测控系统中，进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功用。
包络检波的基本工作原理是什么？
us
uo'
O
tO
t
a)
b)
由图可见，只要从图a所示的调幅信号中，截去它的下半部，即可获
得图b所示半波检波后的信号 (经全波检波或截去它的上半部也可)，
再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调
。包络检波就是建立在整流的原理基础上的。
第十八页，共91页。
2021/10/16
第二十九页，共91页。
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
3.1.3 相敏检波电路
(3) 相敏检波的基本原理
将输入的调制信号 uxUxm coΩ 乘st以幅值为1的载波信
半波整流器
低通滤波器
O
t
uo
R4 R3
(uA
us ) 2
uo O
t
第二十二页，共91页。
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3. 信号调制解调电路
3.1 调幅式测量电路
VD1 R4
us R1
∞ -
VD2
R2
+
+ N1
u1 R5
uo
VD3

测控电路第二章信号放大电路

例如：电阻应变式传感器——电压放大器
光电池、光敏电阻——电流放大器
一、测量放大电路的基本要求和类型
①阻抗匹配
②增益稳定
③低噪声
④低的输入失调电压和输入失调电流、低温漂
⑤足够的带宽和转换速率（放大瞬态信号、输出电压跟踪输入电压的能力）
⑥高共模输入范围（几百伏）和高共模抑制比
⑦可调的闭环增益
⑧线性好、精度高
抑制能力的大小，常用共模抑制比CMRR来表示
CMRR共差模模增增益益 K Kdc
如何求差动放大电2 R4 R1 R3
工程上为了减少器件品种和提高工艺性
R1=R3 R2=R4
五、高共模抑制比放大电路
测控电路第二章信号放大电路
什么是高共模抑制比放大电路？用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于何种场合？应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。一般的运放共模抑制比80db左右
最基本的方法就是把fo1移到更低的频率处来工作。
相位补偿：在反馈放大电路的适当部分加入RC网络，以改
变AF的频率响应。
很多集成运放都有外接 ui 相位补偿网络端
R1
C1
R3
C2
R2
+
∞ +
N1
防止自激振荡的
uo
2.2 典型测量放大电路
测控电路第二章信号放大电路
❖ 测量放大电路的结构形式是由传感器的类型决定的。
R2
成分。
R2
ui1 R1
R3 ui2
-∞ +
+ N1
ud/2 R1
-∞
uo
R3

测控电路课件

运放的电源：
＋ Vcc ＋ Vcc A － Vcc 单电源供电对称双电源供电＋ Vcc1 A － Vcc2 非对称双电源供电
电桥放大电路高输入阻抗放大电路可调增益放大电路隔离放大电路
A
输出电压与电源的关系？
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测控电路
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测控电路
二、放大电路的几个重要参数:
− u R2
a
+
o
a
= 0
由节点电流法知：I1+I2+Ia=0 由虚短知： ua=ub 由虚断知：Ia＝ 0, Ib=0 u0=ui
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ui − ua uo − ua + + Ia = 0 R 2R
又 ua=0（虚短）， 2、用叠加原理求：
uo = −(
R
R1
u1 +
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测控电路
测控电路
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第二章信号放大电路
第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节思考题
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基本放大电路调零放大电路高共模抑制比放大电路
一、集成运放
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测控电路
例题2、求出下图电路中输出与输入的关系
例题1、求出下图电路中输出与输入的关系
2R R
I1 I2
u2 u1
R2 R1
Rf
ua
－

电路课件第二章(第四版邱关源高等教育出版社)

B
i
+ u -
等效 C
i
+ u -
对A电路中的电流、电压和功率而言，满足
B
A （1）电路等效变换的条件
C
A
两电路具有相同的VCR 未变化的外电路A中的电压、电流和功率化简电路，方便计算
明确
（2）电路等效变换的对象（3）电路等效变换的目的
2.3 电阻的串联、并联和串并联
1. 电阻串联( Series Connection of Resistors )
（4）功率
p1=G1u2， p2=G2u2，， pn=Gnu2 p1: p2 : : pn= G1 : G2 : :Gn
总功率
p=Gequ2 = (G1+ G2+ …+Gn ) u2
=G1u2+G2u2+ +Gnu2
=p1+ p2++ pn 表明
（1）电阻并连时，各电阻消耗的功率与电阻大小成反比（2）等效电阻消耗的功率等于各串连电阻消耗功率的总和
第2章电阻电路的等效变换
重点： 1. 电路等效的概念； 2. 电阻的串、并联； 3. Y— 变换; 4. 电压源和电流源的等效变换；
2.1 引言
电阻电路分析方法（1）欧姆定律和基尔霍夫定律是分析电阻电路的依据；（2）等效变换的方法,也称化简的方法仅由电源和线性电阻构成的电路
2. 电阻并联 (Parallel Connection)
(1) 电路特点
i + u _
R1
i1 R2
i2 Rk
ik Rn
in
(a) 各电阻两端分别接在一起，两端为同一电压 (KVL)； (b) 总电流等于流过各并联电阻的电流之和 (KCL)。

测控电路(第5版) 第2章信号放大电路

第2章信号放大电路
13
2. 低频噪声
与晶体管表面的状态以及PN结的漏电流有关的噪声
U
2 f
(t)
k1I
a
f
b
式中 k1 —— 与材料有关的常量，其量纲与a、b有关； I —— 工作电流(A)； a、b —— 由实验确定的常数，对各种半导体，b=0.8~1.5，a通常为1； f —— 工作频率(Hz)。
A 1、Ri 、Ro 0
• 该跟随器起到一个阻抗变换器或缓冲器的作用：
∞
ui
+
+ -N
uo
第2章信号放大电路
21
2.3.4基本差动放大电路
ui1作用时电路的输出uo1
uo1
R2 R1
u i1
ui2作用时电路的输出uo2
uo2
1
R2 R1
R4 R3 R4
ui2
R2
ui1
R1
∞ -
+
ui2
19
2.3.2 同相放大电路
输出：
uo
1
R2 R1
ui
输入阻抗及输出阻抗：
Ri , Ro 0
第2章信号放大电路
RP
∞
ui
，+
+ -N
uo
R1
R2
20
电压跟随器
在同向放大器中，如果将放大器输出完全反馈到输入端，就构成了一个电压跟随器。又称为单位增益放大器。
• 该放大电路的闭环参数是：
参数名称差模增益共模增益输入阻抗输出阻抗带宽动态范围输入失调电压输入失调电流噪声
理想值 ∞ 0 ∞ 0
0～∞ 0～供电电压

测控技术第二章优秀课件

T0 / 2 T0 / 2
x
(t
)
co
s
n
0td
t
4 T0
T0 / 2 ( A
0
2A T0
t) cos
n 0tdt
4A n 2 2
n 1, 3, 5
4A n 2 2
sin 2
n 2
0
n 2,4,6
奇函数关于原点对称
奇函数
b n
2 T0
T0 / 2 T0 / 2
x(t) sin
n 0tdt
0
T0 /2
a n
2 T0
T0 /2 T0 /2
x
(t)
co
s
n
0td
t;
b n
2 T0
T0 /2 T0 /2
x (t) sin
n
0td t;
T0 周期
0圆频率，
0
2 T0
常值分量余弦分量幅值正弦分量幅值
变形为：x (t )
a0 2
n 1
An
co s( n 0t
n)
An
a
2 n
第三节周期信号和离散频谱
一、周期信号的分解
1、傅立叶级数的三角函数展开式：
Dirichlet条件
要将一周期信号分解为三角级数应当满足下列条件：
在一周期内，函数是绝对可积的，即应为有限值；
| t1 T t1
f t| dt
在一周期内，函数的极值数目为有限；
在一周期内，函数f(t)或者为连续的，或者具有有限
个这样的间断点，即当t从较大的时间值和较小的时间
值分别趋向间断点时，函数具有两个不同的有限的函

测控电路与器件课件

由于基本差分放大器的输入阻抗较低，它的应用受到很大的限制，通常它用于构成下面要介绍的仪用放大器。集成化的差分放大器具有更好的性能，主要是共模抑制比和温度性能。这类芯片也有很多，如INAl05，INAl06，INAll7。
1.1.2 仪用放大器
仪用放大器是一种在传感器接口电路中，经常要用到的差分放大器。这类放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比，精度高、稳定性好，经常用于精密仪器电路和测控电路中，故称为仪用放大器。图1-8所示为并联差分输入仪用放大器（三运放电路）。
1.2.2 电压/频率变换与频率/电压变换
电压/频率变换电路（VFC）：也称为频率调制（FM）、压控振荡器（VCO）、准模/数转换电路。频率/电压变换电路（FVC）：也称为鉴频器、准数/模转换电路。
1. 电压/频率变换电路
绝大多数的电压／频率变换电路都可采用图1-26的原理框图来说明。
图中模拟开关在比较器输出的控制下将输入信号输入到积分器，积分器通常采用线性积分电路，积分器的输出与参考电压UR相比较，当积分器的输出达到时，比较器翻转，其输出控制模拟开关切换到uF，是与uI相反的电压,且幅值较高；或者模拟开关把积分器短路，使积分器的输出迅速回零。
1.1.3 隔离放大器
所谓隔离放大器，是指前级放大器与后级放大器之间没有电的联系，而是利用光或磁来耦合信号。它可以提高系统的抗干扰性能、安全性能和可靠性，现代测控系统经常采用隔离放大器。目前用得较多的是利用光来耦合信号。用光来耦合信号的器件叫光电耦合器，其内部有作为光源的半导体二极管和作为光接收的光敏二极管和三极管。如图1-9给出了常见的几种光电耦合器的内部电路。
若将电流源接人运算放大器的反相输入端，并忽略运算放大器本身的输入电流，则有

测控电路课件(完整)

（三）、开关信号
开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。只有0和1两个状态。
与行程开关、光电开关、触发式测头相连接的测控电路，其输入信号为开关信号。
当执行机构只有两种状态时，如电磁铁、开关等，要求测控电路输出开关信号。
第四节测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成 (一)开环控制 (二)闭环控制
传感器
量程切换
放大器
解调器
电
路
振荡器
信号分离
运算电
模数转换
计算机
电路电
路
路
电源
显示执行机构电路
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
传感器
细脉转分冲换电当电路量路辨向电路
（二）、绝对码信号
1111 0000
1110
0001
1101
0010
1100
0011
1011
0100
1010
0101
1001
0110
1000 0111
绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
绝对码信号在显示与打印机机构中有广泛的应用。显示与打印机构根据测控电路的译码器输出的编码，显示或打印相应的数字或符号。在一些随动系统中，执行机构根据测控电路输出的编码，使受控对象进入相应状态。
以磁电式电表、示波器、笔式记录器作为显示机构，以直流电动机为执行机构时，要求测控电路的输出信号为非调制模拟信号。
第三节测控电路的输入信号与输出信号

天津大学测控电路基础-第二章

RL V 0 AR 0 I i RL R0

RL AR AR 0 RL R0 Ii
RS Ii IS RS Ri

V0

输出开路（RL= ∞）时的互阻增益

R0 = 0
∴R0 应尽量<< RL，以减小信号的衰减。 Ri = 0
∴当Ri<<RS时，才能减小信号的衰减。
电阻
无量纲
vbe h11ib h12 vce ic h21ib h22 vce
无量纲电导
交流等效模型（按式子画模型）
ib
+
ic
h11
h21ib
+
+
vbe
-
h12 vce
1
-
h22
vce
-
组态一：共射电路
（3）小信号模型分析法
h参数的物理意义
vBE iB
h11
vCE
RL=∞
组态一：共射电路
（3）小信号模型分析法
输入、输出电阻
iC + Rb vs VBB + + iB vCE RL Rc VCC +
ib
Rb
ic
ib
rbe
Rc
RL
+
vi
-
vi
vo
-
输入电阻输出电阻
Ri Rb rbe
Ro Rc
组态一：共射电路
（3）小信号模型分析法阻容耦合共射放大电路的动态分析
（1）放大电路的主要性能
放大的概念VCC至少一路直流 Nhomakorabea电源供电

第二章--电力系统测控装置的基本原理PPT课件可修改全文

TA 直流采样测控单元
直流采样的特点是:
(1)直流采样对A/D转换器的转换速率要求不高，软件算法
简单。只要将采样结果乘上相应的标度系数便可得到电流、电压的有效值，因此采样程序简单，软件的可靠性较好。 (2)直流采样因经过整流和滤波环节，转换成直流信号，因此抗干扰能力较强。 (3)直流采样输入回路，往往采用R-C滤波电路，其时间常数较大(一般几十毫秒--几百毫秒) ，因此采样实时性差，而且无法反映被测模拟量的波形，尤其不适合用于微机保护和故障录波中。
第二章电力系统测控装置的基本原理
第一节概述
电力系统是一个动态大系统，系统的负荷随时都在变化，系统的各类故障，无论是自然的还是人为的也随时可能发生，系统中的设备和运行状态、参数是大量的、多变的。
这就要求运行人员时刻掌握系统的运行状态，根据实际情况调整运行方式。因此实时地获取系统运行的各种参数及状态，对运行人员及时准确地了解系统的运行状态以及进一步的决策是至关重要的。
如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。
一、基本测控单元
为了减少系统的负担，目前的测控装置，都做成了智能式的，测控装置与系统的联系，由数据通信来完成。
这样，不但减少了系统的负担，而且还大量地减少了现场至控制室之间的电缆。主机负责系统管理、决策、统计等任务，而测控装置负责测控及将采集的数据上送主机。
第二节模拟量信息采集的硬件构成(遥测量)
一、测控装置直流采样与交流采样有些模拟量是快速变化的交流量，如交流电压、交流电流
等，有些模拟量是变化缓慢的直流量，如控制母线直流电压和操作母线直流电压，针对不同类型的模拟量可采用不同的采样方式。
1、直流采样
直流采样是指将现场不断连续变化的模拟量通过变送器转换成和被测量成线性关系的直流电压信号，再送至测控单元，测控单元对此直流量进行采样。

测控电路(第7版)课件：传感器接口

测控电路
传感器接口电路
2.1传感器类型
2.2信号调理电路
2.3线性化
2.4传感器接口实例
本章知识点
无源传感器及有源传感器的基本原理及组成形式
电桥信号调理电路及调频信号调理电路
电压源信号调理电路及电流源信号调理电路
传感器接口电路的线性化技术
传感器接口电路
3
2.1传感器类型
2.1.1典型无源传感器
场阻力达到平衡时，接触热电势就会达到一个稳定值，电势由如下式子得出：
k—玻尔兹曼常数，k=1.381×10-23J/K；
kT nA T

e AB T
ln
e
nB T
e—电子电荷量，e=1.602×10-19C；
T—结点处的绝对温度（K）；
nA(T) ，nB(T) —材料A，B在温度T时的自由电子浓度。
传感器接口电路
13
1. 热电效应传感器
将A，B两种不同导体材料两端相互紧密连接在一起，组成一个闭合回路，
这样就构成了一个热电偶。当两节点温度不同时，回路中就会产生电势。热
电偶温度保持不变一端成为自由端或冷端，另一端成为测量端或热端。通过
测量接触电势的大小推算测量端的温度。
A
T0
T
e AB T
Ra Rb
1/ Rn jwCn
LX Ra Rb Rn
Rb
RX
Ra
Rn
传感器接口电路
27
2.2.2.2调频信号调理电路
调频信号调理电路可以将无源传感器的阻抗变化量转换为基于振荡电路的频
率变化量。
• 振荡器电路通常根据其电路设计的不同产生特定频率的信号。低频振荡

测控电路——电压放大电路课件

测控电路第二章信号放大电路特殊放大器 lixf@测控电路2010/4/21放大器的应用差分放大器差分放大器仪用放大器仪用放大器隔离放大器隔离放大器电荷放大器电荷放大器斩波放大器斩波放大器可编程放大器可编程放大器测控电路 2010/4/2121差分放大器1 差分输入放大器输入阻抗和带宽 BWda = β f c = fc(Gda + 1)GBWda = Gda输入阻抗fc(Gda + 1)eo = R2 (e2 e1 ) R1R1 , R1 + R2测控电路2010/4/213差分放大器差分输入放大器的CMRReicm =e1 + e2 2 e1d = e1 eicme2 d = e2 eicmeicm CMRROACMRRDA =1 1 1 δR + CMRROA n(1 + n) RCMRRDA = CMRRDA CMRRR测控电路2010/4/2142差分放大器2 差分输出放大器同相增益R2 e1 + + A1 +eo1 = (1 +R2 R )e1 2 e2 RG RGei = e1 e2RG R2eo = (1 + 2R2 )ei RGe2 A2 + -eo 2 = (1 +R2 R )e2 2 e1 RG RGeocm = eicm = (e1 + e2 ) / 2测控电路2010/4/215差分放大器2 差分输出放大器 CMRR 与差分输入放大器相比, 差分同相输出放大器通过消除电阻不平衡产生的共模信号和两个运算放大器共模抑制误差信号的相互抵消而大大提高了共模抑制能力。

e2 + eicm + RG eG R2 A2 + e1 + -eicm CMRROA1A1 R2+δR+eo1eoeicm CMRROA1+-eo 2CMRRDN =1 1 1 CMRROA 2 CMRROA1测控电路2010/4/2163差分放大器2 差分输出放大器带宽eo1 A eo1AD ( f ) =ADi 1 + ADi / AADi AD ( f ) = 1 + j ( ADi f / f c )当 AD = 0.707 ADi = ADi /eo2eo 2 Afc f = c 2 R2 ADi RGeo 2(1)2 + ADi f fc测控电路 = 2 2BWDN =1+2010/4/217差分放大器2 差分输出放大器连接线的共模抑制由于将放大器的共模输出信号的一部分转化为差分误差信号，连接线的阻抗不匹配，降低了系统的共模抑制能力CMRRL =eo1' eo1Cp' eoCp + δ Cp' eo 21 + R p C ps R pδ C ps测控电路2010/4/2184差分放大器2 差分输出放大器共模反馈和共模范围e1 + + R2 Rcm + R2 e2 A2 + Rcm A1 + eo1共模反馈使共模输出信号变为零。