第234568章作业答案[1]

是否降低？为什么？
由图2-14和题设可得uo = (uo2–uo1) R5 / R3 =3(uo2–uo1 ), uo1 = ui1 (1 + R1 /Rp)–ui2 R1/Rp=11ui1, uo2= ui2(1+R2/Rp)–ui1 R2/Rp=– 10ui1, 即uo=3（–10ui1–11ui1）=–63ui1，因此，电路的差模增益为63。 电路的共模抑制能力将降低，因N2同相输入端接地，即ui2=0，ui1的共模电 压无法与ui2的共模电压相抵消。
隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号 在传输过程中没有公共的接地端。隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和 某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统 等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。
第3章作业答案
3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信 号调制？什么是解调？在测控系统中常用的调制方法 有哪几种？
在精密测量中，进入测量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量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声， 往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个 信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让 后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离， 放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号， 这一过程称为解调。 在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。 一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制， 分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲 信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉 冲调宽。
它包含三个不同频率的信号: 角频率为ωc的载波信号Umcosωct和角频 率分别为ωc±Ω的上下边频信号。载波信号中不含调制信号，即不含被测量 x的信息，因此可以取Um=0，即只保留两个边频信号，这种调制称为双边 带调制。
3-13 什么是包络检波？试述包络检波的基本工作原理。
幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的 包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解 调。这种方法称为包络检波。
相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要的区别是相敏检波电路 能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向。在性能上最主 要的区别是相敏检波电路具有判别信号相位和频率的能力，从而提高 测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点 是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考 信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。参考信号应与所需解 调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这 一条件。
由图2-13b和题设可得u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2 ui1=2(ui2-ui1)，所以其闭环电压放大倍数 Kf=2。
2-4 图2-14所示电路，N1、N2、N3工作在理想状态，
R1=R2=100k，R0=10k，R3=R4=20k，R5=R6=60k， N2同相输入端接地，试求电路的差模增益？电路的共模抑制能力
第2章作业答案
2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？
在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放 大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻 抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声； ④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速 率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模 抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低。
2-11 何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。
自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索 取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容 式，压电式传感器的输出阻抗可达108Ω以上）的测量放大电路中。图2-7所 示电路就是它的例子。
2-15 什么是隔离放大电路？应用于何种场合？
2-2 什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？
有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。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。
2-3 图2-13b所示电路，N1、N2为理想运算放大器，
R4=R2=R1=R3=R，试求其闭环电压放大倍数。
3-11 什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，画出它的波形。
可以假设调制信号x为角频率为Ω的余弦信号x=XmcosΩt，当调制信号x
不符合余弦规律时，可将它分解为一些不同频率的余弦信号之和。在信号调 制中必须要求载波信号的频率远高于调制信号的变化频率。由式（3-1）调 幅信号可写为：
us U mco ctsmmX co Ω tc s o cts U mco ctsm 2mX co csΩ ()tm 2mX co csΩ ()t
us
uo可见，只要从图a所示的调幅信号中，采用适当的单向导电器件取 出其上半部波形（截去它的下半部），即可获得图b示半波检波后的信 号，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。
3-16 相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成 上最主要的区别是什么？
2-6 何谓电桥放大电路？应用于何种场合？
由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成 的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变 式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运 算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路， 输出放大了的电压信号。