武汉大学测控电路复习重点详解演示文稿
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精度高，动态性能好，转换灵活，可靠性与经济性
2. 影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中哪几个因素是 最基本的？
噪声与干扰；失调与漂移，主要是温漂；线性度与保真度；输入与输 出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
3. 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在 哪些方面？
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。
2020/11/17
7
第二章 信号放大电路
重点掌握：
双运放高共模抑制比放大电路（同相串联结构型）输入输 出关系推导
三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导 自动稳零放大电路特点和工作原理分析 轮换自动校零集成运算放大电路(CAZ)运算放大器的原理 斩波稳零集成运算放大器电路特点及其工作原理分析 自举式高输入阻抗放大电路工作原理分析 差动输入电桥放大电路和线性电桥放大电路的特点和分析 互补式光电耦合隔离放大电路工作原理分析
5. 模拟式测量电路的基本组成 6. 数字式测量电路的基本组成 7. 控制电路的基本组成（开环控制；闭环控制）
2020/11/17
5
第二章 信号放大电路
要掌握的主要内容： 运算放大器的误差及其补偿 典型测量放大电路：
反相放大器、交流放大电路、同相放大器、 基本差动放大器
高共模抑制比放大电路★ 低漂移放大电路★ 高输入阻抗放大电路★ 电桥放大
号。何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ （P24）
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 由传入感阻器抗电应桥与和传运感算器放输大出器阻组抗成相的匹放配大；电②路一或定由的传放感大器倍和数运和算稳放定大的器增构益成；的③ 电桥低都噪称声为；电④桥低放的大输电入路失。调应电用压于和电输参入量失式调传电感流器以，及如低电的感漂式移、；电⑤阻足应够变的式带 、电宽容和式转传换感速器率等（，无经畸常变通的过放电大桥瞬转态换信电号路）输；出⑥电高压输或入电共流模信范号围，（并如用达运几算百 放大伏器）作和进高一共步模放抑大制，比或；由⑦传可感调器的和闭运环算增放益大；器⑧直线接性构好成、电精桥度放高大；电⑨路成，本输低。 出放大了的电压信号。
2020/11/17
8
三运放高共模抑制比放大电路
R3=R4，R5=R6
Kd
R5 R3
R1
R 0
R2
R0
2020/11/17
Kd1
uo2 ui 2
uo1 ui1
R1
R 0
R0
R2
9
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，
具有高共模抑制能力
2020/11/17
u0
(1
Rf R
)uid
Kf
1
Rf R
11
R2绝对不能小于R1，否则输入阻抗为负值，会产生自激。可先选定两个 电阻R2=R1，再在R2上串个小电阻，以防负阻出现。
2020/11/17
12
自举电路
2020/11/17
C2接入前，Ri=R1+R2;
C2接入后，R1两端电压相等， Ri接近无穷
13
10
uo1 (1 R2 / R1)ui1 uo (1 R4 / R3)ui2 (R4 / R3)u01 uo (1 R4 / R3 )ui2 (R4 / R3 )(1 R2 / R1)ui1
同相串联高共模抑制比放大电路
2020/11/17
特点：输入阻抗高。
如果取 R1 R4 Rf , 则 R2 R3 R
武汉大学测控电路复习重点详解 演示文稿
（优选）武汉大学测控电路复习 重点
主要内容
第一章 绪论 第二章 信号放大电路 第三章 信号调制解调电路 第四章 信号分离电路 第五章 信号运算电路 第六章 信号转换电路 第七章 信号细分与辨向电路
2020/11/17
3
第一章 绪论
1. 精密仪器对测控电路的主要要求：
为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所 需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的 能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：模数转换与数模 转换；电量参数的转换；量程的变换；信号的选取；信号处理与 运算
2020/11/17
4
第一章 绪论
4. 测控电路的输入信号与输出信号类型 模拟信号（非调制信号，已调制信号） 数字信号（增量码信号；绝对码信号；开关信号）
2020/11/17
自动调零放大电路
14
K1K2>>1, K1>>1
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
15
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
16
斩波稳零集成运算放大器（ICL7650)
2020/11/17
17
误差检测和寄存阶段：
时钟为高电平，Sa1、Sa2闭 合 ， N2 两 输 入 端 被 短 接 ，只有输入失调电压V0s2 和共模信号vc作用并输出 ，由电容C2寄存，同时反 馈到N2 的侧向输入端 A2 ，此时：
vo2＝K2v0s2+Kc2vc-K2’vo2
即 vc2＝vo2≈(K2v0s2+Kc2vc)/K2＇
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
18
校零和放大阶段：
时钟为低电平，Sb1、Sb2闭合， 输入信号vi 同时作用到N1、N2 的输入端；N2除输入vi、v0s2 和vc外，在侧向端A2还作用着 vc2，此时N2的输出：
什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？
有抑制何传感谓器电输桥出放共模大电电压路（？包应括干用扰于电何压种）场的放合大？电路称为高共模抑制比
放大电何路。谓应自用举于电要求路共？模应抑用制于比大何于种1场00d合B的？场合，例如人体心电测量。
自举电什路么是是利用隔反离馈放使大输电入电路阻？的应两用端于近似何为种等场电合位，？减小向输入回路索取
隔离放大电路★
2020/11/17
6
第二章 信号放大电路 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
仪重器和点某掌些握测控：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
2. 影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中哪几个因素是 最基本的？
噪声与干扰；失调与漂移，主要是温漂；线性度与保真度；输入与输 出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
3. 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在 哪些方面？
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。
2020/11/17
7
第二章 信号放大电路
重点掌握：
双运放高共模抑制比放大电路（同相串联结构型）输入输 出关系推导
三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导 自动稳零放大电路特点和工作原理分析 轮换自动校零集成运算放大电路(CAZ)运算放大器的原理 斩波稳零集成运算放大器电路特点及其工作原理分析 自举式高输入阻抗放大电路工作原理分析 差动输入电桥放大电路和线性电桥放大电路的特点和分析 互补式光电耦合隔离放大电路工作原理分析
5. 模拟式测量电路的基本组成 6. 数字式测量电路的基本组成 7. 控制电路的基本组成（开环控制；闭环控制）
2020/11/17
5
第二章 信号放大电路
要掌握的主要内容： 运算放大器的误差及其补偿 典型测量放大电路：
反相放大器、交流放大电路、同相放大器、 基本差动放大器
高共模抑制比放大电路★ 低漂移放大电路★ 高输入阻抗放大电路★ 电桥放大
号。何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ （P24）
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 由传入感阻器抗电应桥与和传运感算器放输大出器阻组抗成相的匹放配大；电②路一或定由的传放感大器倍和数运和算稳放定大的器增构益成；的③ 电桥低都噪称声为；电④桥低放的大输电入路失。调应电用压于和电输参入量失式调传电感流器以，及如低电的感漂式移、；电⑤阻足应够变的式带 、电宽容和式转传换感速器率等（，无经畸常变通的过放电大桥瞬转态换信电号路）输；出⑥电高压输或入电共流模信范号围，（并如用达运几算百 放大伏器）作和进高一共步模放抑大制，比或；由⑦传可感调器的和闭运环算增放益大；器⑧直线接性构好成、电精桥度放高大；电⑨路成，本输低。 出放大了的电压信号。
2020/11/17
8
三运放高共模抑制比放大电路
R3=R4，R5=R6
Kd
R5 R3
R1
R 0
R2
R0
2020/11/17
Kd1
uo2 ui 2
uo1 ui1
R1
R 0
R0
R2
9
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，
具有高共模抑制能力
2020/11/17
u0
(1
Rf R
)uid
Kf
1
Rf R
11
R2绝对不能小于R1，否则输入阻抗为负值，会产生自激。可先选定两个 电阻R2=R1，再在R2上串个小电阻，以防负阻出现。
2020/11/17
12
自举电路
2020/11/17
C2接入前，Ri=R1+R2;
C2接入后，R1两端电压相等， Ri接近无穷
13
10
uo1 (1 R2 / R1)ui1 uo (1 R4 / R3)ui2 (R4 / R3)u01 uo (1 R4 / R3 )ui2 (R4 / R3 )(1 R2 / R1)ui1
同相串联高共模抑制比放大电路
2020/11/17
特点：输入阻抗高。
如果取 R1 R4 Rf , 则 R2 R3 R
武汉大学测控电路复习重点详解 演示文稿
（优选）武汉大学测控电路复习 重点
主要内容
第一章 绪论 第二章 信号放大电路 第三章 信号调制解调电路 第四章 信号分离电路 第五章 信号运算电路 第六章 信号转换电路 第七章 信号细分与辨向电路
2020/11/17
3
第一章 绪论
1. 精密仪器对测控电路的主要要求：
为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所 需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的 能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：模数转换与数模 转换；电量参数的转换；量程的变换；信号的选取；信号处理与 运算
2020/11/17
4
第一章 绪论
4. 测控电路的输入信号与输出信号类型 模拟信号（非调制信号，已调制信号） 数字信号（增量码信号；绝对码信号；开关信号）
2020/11/17
自动调零放大电路
14
K1K2>>1, K1>>1
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
15
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
16
斩波稳零集成运算放大器（ICL7650)
2020/11/17
17
误差检测和寄存阶段：
时钟为高电平，Sa1、Sa2闭 合 ， N2 两 输 入 端 被 短 接 ，只有输入失调电压V0s2 和共模信号vc作用并输出 ，由电容C2寄存，同时反 馈到N2 的侧向输入端 A2 ，此时：
vo2＝K2v0s2+Kc2vc-K2’vo2
即 vc2＝vo2≈(K2v0s2+Kc2vc)/K2＇
2020/11/17
2.3 典型测量放大电路
18
校零和放大阶段：
时钟为低电平，Sb1、Sb2闭合， 输入信号vi 同时作用到N1、N2 的输入端；N2除输入vi、v0s2 和vc外，在侧向端A2还作用着 vc2，此时N2的输出：
什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？
有抑制何传感谓器电输桥出放共模大电电压路（？包应括干用扰于电何压种）场的放合大？电路称为高共模抑制比
放大电何路。谓应自用举于电要求路共？模应抑用制于比大何于种1场00d合B的？场合，例如人体心电测量。
自举电什路么是是利用隔反离馈放使大输电入电路阻？的应两用端于近似何为种等场电合位，？减小向输入回路索取
隔离放大电路★
2020/11/17
6
第二章 信号放大电路 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
仪重器和点某掌些握测控：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