测控电路-第2套试题-答案版

《测控电路》试题(A 卷)答案-第2套

考试说明：本课程为闭卷考试，答案一律答在后面得答题纸上，答在其它地方无效，可携带 计算器 。

一、填空题：（每题1分，共25分，将答案写在答题纸上）

1、测控系统由 传感器 、 测量和控制电路 和 执行机构 三部分组成。

2、对测控电路的主要要求是 精度高 、 响应快 、 转换灵活 和 可靠性与经济性 。

3、反相放大电路的优点是 性能稳定 ，缺点是 输入阻抗低 。

4、电荷放大电路是一种 输出电压 与 输入电荷 成比例关系的测量放大电路。

5、为了使检波电路具有判别信号 相位 和 频率 的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏

检波电路。

6、调频就是用 调制信号x 去控制 高频载波 信号的频率。

7、脉冲调制是指用脉冲作为 载波信号 的调制方法。

8、测控系统中信号滤波常用的三种逼近方法为： 巴特沃斯逼近 、切比雪夫逼近 、贝赛 尔逼近 。

9、电压比较器是一种 电压 - 开关信号 转换器。

10、V/f (电压/频率)转换器能把 输入信号电压 转换成相应的 频率信号 ，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。

11、继电器是 控制 和 保护 线路中广泛应用的一种自动控制电器。

二、概念题（每题3分，共15分）

1. 测量放大电路：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。

2. 隔离放大电路：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。

3. 信号调制及解调：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。

4.包络检波：从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。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。

5. PWM调速：将变压与变频集中于逆变器一起完成，即交流电整流为直流电时电压恒定，然后由逆变器既完成变频又完成变压的控制方式称为PWM调速。

三、问答题（每题4分，共20分）

1、信号放大电路的基本要求是什么？

答：

①低噪声；

②低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；

③高共模输入范围和高共模抑制比；

④一定的放大倍数和稳定的增益；

⑤线性好；

⑥输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；

⑦足够的带宽和转换速率

2、典型测控电路有哪十一种？

答：

反相放大电路、同相放大电路、差动放大电路、高共模抑制比电路、高输入阻抗电路、低零漂电路、电桥放大电路、电荷放大电路、电流放大电路、增益调整放大电路、隔离放大电路。

3、在测控系统中为什么要采用信号调制？

答：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

调制还有利于减小漂移的影响，是提高测控系统精度的重要手段。

4、在测控系统中被测信号的变化频率为0-100Hz，应怎样选取载波信号的频率？应怎样选取调幅信号放大器的通频带？信号解调后，怎样选取滤波器的通频带？

答：为了正确进行信号调制必须要求ω

c >>Ω，通常至少要求ω

c

>10Ω。这样，解调时滤波器

能较好地将调制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号的变化频率为0-100Hz，则载波信号的频率ω

c

>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900-1100 Hz。

5、为什么要采用相敏检波？

答：包络检波有两个问题：一是解调是对调幅信号进行半波或全波整流，无法鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。

四、画图题。（每题5分，共25分）

1、画出模拟式测量电路的基本组成原理框图。

答：

模拟式测量电路的基本组成

2、画出三运放高共模抑制比放大电路的电路图。 答：

3、画出调幅式信号相加调制电路的电路图。 答：

4、画出微分鉴频电路电路图。 答：

uo ie

5、画出可获得1、10、100十进制增益的电路原理图。 答：

五、计算题（共15分）

（注意：答题时要列出详细运算步骤并计算出中间运算数值和最终计算结果。）

1、（8分）下图是指数运算电路图，I s —— PN 结的反向饱和电流；U T ——热电压。 试求反馈电流i f 和输出电压u 0 ；并说明如何通过指数、对数运算完成乘、除法的运算。

答：

BE i T

T

f

s s e

e

u u U U i i I I =≈≈ .....................................2分

T

i f s o e

U u R I u -= .....................................2分

21)

ln (ln 0

21u u e u u u ==+ .....................................2分 1

)

ln (ln 0

21u e

u u u ==-