武汉大学2016测控电路期末试题及答案

天大期末试题一答案
一、选择题（每小题2分，共20分）
1． 右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i
为 A. 0 B. u i /10kΩ
C. u i /20kΩ
D. u i /30kΩ （ C ） 2． 右图所示电路的输出电压为 A. )1/(δδ+=i o u u B. )1/(δδ+-=i o u u C. )1/(δδ-=i o u u
D. )1/(δδ--=i o u u （ D ）
3．右图所示电路中的R 为电感传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为（ B ）
A. 调幅信号
B. 调相信号
C. 调频信号
D. 调宽信号
D ） A. 二阶有源低通滤波器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数
C. 二阶有源带通滤波器的传递函数
D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 5．右图所示电路的输入信号u i 是代表测量振动幅值的交变信号，该电路可实现
u i
A. 负峰值运算
B. 正峰值运算
C. 峰峰值运算
D. 绝对值运算 （ A ） 7．在相位跟踪细分电路中，相位基准
A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数
B. 是反馈环节，但不是细分机构
C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节
D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍 ( A ) 二、简答题（30分）
1． 什么是隔离放大电路画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。

答：隔离放大电路是指电源、输入放大器及输出放大器没有公共端，即不共地。

光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示，它是通过中间的一个光电隔离器将输入与输出放大器隔开的，这样可提高抗干扰能力。

2． 什么是双边带调幅请写出其数学表达式，并画出其波形。

答：双边带调幅是在调幅信号中，将载波信号幅值Um 取0，从而得到频带在Ω±c ω范围内的调幅信号。

数学表达式：t t U t t mX U c xm c m s ωωcos cos cos cos Ω=Ω=
m X —调制信号幅度，Ω—调制信号角频率，c ω—载波角频率，m —调制度
3． 如图所示电路为无限增益多路反馈型二阶滤波电路还是压控电压源型二阶滤
波电路如果想构成二阶高通滤波电路，Y 1~Y 5的RC 元件该如何选取 答：此电路为无限增益多路反馈二阶滤波电路，若要构成高通滤波电路，Y 1，Y 2，Y 3应为电容，Y 4，Y 5应为电阻。

4． 如图所示，是一采样保持电路，简述电容C 1的作用及该电路的优缺点
t )
答：此电路中C1为反馈校正电容。

在电路的保持阶段，V2的漏电流及N2的偏置电流在C1上产生的电压与V的漏电流和N2偏置电流在C上产生的电压数值相等，方向相反，这样就大大减弱了V的漏电流和N2偏置电流对输出的影响，保持精度提高。

此电路的精度很高，但由于电容C1、C等的存在，引入了多个时间常数，故而转换速率下降。

即此电路的精度是靠牺牲速度实现的。

5．简述A/D转换电路中分辨率和精度的区别。

A/D转换电路的分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定幅度的电压范围，当超过这一幅度的电压时，输出的数字信号将发生变化。

这样能分辨的电压范围即为分辨率。

而精度是指：理想的ADC指不含量化误差的误差，如元器件的误差和噪声等引起的误差。

精度指包含误差的比例，常用量程的百分比或pp/n表示。

三、利用4个性能相同的传感器测量一个轴在4个截面上的直径，得到的信号电
压为u1、u2、u3、u4，要想求其平均直径，可采用什么电路请画出电路图，并写出电路输出电压公式。

（7分）
解：要求平均直径，可采用平均值运算电路。

此题要求四个电压的平均值，即为求加权平均值，可利用加法电路实现。

电路图如下：
取R1=R2=R3=R4=4R5就有：U0=-(U1+U2+U3+U4)/4
只要再通过一个反向电路，就可得到真正的四个电压的平均值了。

四、如图所示电路为何种电路当输入信号u s 与U c 的波形如图所示时，画出u o 在加
电容C 前后的波形。

（8分）
答：此电路为整流型精密相敏检波电路。

波形如图：
图1为不接电容C 的情况下U O 的波形；图2为接电容C 的情况下U O 的波形
C 10k
Ω u o
10k Ω 10k Ω
10k Ω 5k Ω
U c
∞ - + +
N
∞ - + +
N 10k Ω V 1
V 2
u A + u s
U c
五、如图所示电路为何种放大电路写出输出电压u o 与输入电压u i1、u i2之间的关系
式，并说明该电路的主要特点。

（10分）
此电路为高共模抑制比放大电路。

P
i i i o o i R R u u K u u K u u I 1
22211100100-=-=-=
211100
100i P
i P P o u R u R R u -+=
Θ 122100
100i P i P P o u R u R R u -+=
)(2002121i i P
P o o u u R R u u -+=-∴
i i o o d u u u u k 2121=--=
Θ若：K R P 10= )(105210i i u u u --= 特点：1、电阻对称，增益可调
2、共模电压，飘移，失调电压均在RP 两端自动消除，不产生影响，具有高共模抑制能力
六、下图是LM131用作电路转换的简化电路图，电流源输出电流S i 由内部基准电压源供给的参考电压和外接电阻S R 决定（S S R V i /9.1=）。

1．简述该电路的工作原理；
2．当i u 为某一正值时，画出电压6u 和输出0u 的波形；
3．若Ω===470t L S R R R ，uF C t 01.0=, 当输入电压为1V 时，求输出电压的频率。

（10分）
-1 +1 #
单稳 态定 时器 Q
i S u o 4
3
5
7
6 1
2
8 R L
C L u i R S
S
R t
C t
+U
u 6
u 5 +E
V
#
Q 器
输入 比较
解：1、此电路为V/f 转换电路。

当U 6<U i 时，输出为低电平，Q=0，U 0为高电平， S 接1，i s 给C L 充电，且U 通过Rt 给Ct 充电。

当Us 达到单稳态触发电压时，使单稳翻转，Q=1，V 导通，U 0输出低电平，Ct 通过Rt 及V 放电，C L 通过R L 放电。

C L
充电时间Rt ，Ct 由决定，放电时间U 6，U i 由大小决定。

U 0就可输出频率与U i 有关的脉冲信号了。

2、 3、由
T Ri
Ui
RtCt R S =⨯3ln 9.1
得MHz Ui
f 1.001
.04701.19.1=⨯⨯⨯=
七、下图是微机细分原理框图，两路原始正交信号为θsin 1A u ＝和θcos 2A u ＝。

1．简述该电路的细分原理；
2．若想对输入信号实现400细分，如何实现写出相位角对应的细分数的表达式。

(9分)
过零
解：1、U 1，U 2经比较器后整形为方波。

在一个周期内，根据U 1，U 2的正负以及大小关系可以实现8细分，然后通过计算机内部软件细分可以达到更高的细分精度，实现更高的细分。

2、若要实现400细分，则每一卦限要400/8=50细分，即将45度角进行50细分，存入计算机，表达式为：θο45
50=
k。