武汉大学测控电路复习重点
测控电路考点整理
红色字体是必须要掌握的时间来不及可以先看一、1.测控电路的主要要求：精度高、响应快、可靠性与经济性、转换灵活（填空选择）2.测控电路的组成（概念、流程框图等看课件）3.测量电路的组成模拟式与数字式AB卷4.开闭环控制流程图（重点）二、1.二极管三极管原理特性了解2.放大电路基本要求（背全文背诵必考）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。
反相电路同相电路差动放大（有能力同学背原理图及特点）无时间也可以直接记结论3.高共模抑制比放大电路（必考全文背诵）CMRR公式必考考点可能分散在AB卷推导过程都很重要电路组成要看懂原理自动凋零放大电路各部分组成名称两个周期调零原理（不懂原理就背）5.电荷放大电路原理公式不懂原理就背公式截止频率Uo公式等找到规律很好记6.隔离电路好像没考7.失调电压调整外部内部二选一8.转换速率SR=u/t以及最大变换率（考了填空或者填空好像）9.转折频率10.写出三种噪声类型答：（热噪声、低频噪声、散弹噪声）其他略过不考11.基本加法电路、减法电路要看得出来背结构组成和计算公式12.对数指数我记得是没考了解吧知道长什么样就可以13.基本积分运算电路（重点要考的）电路结构+公式14.PID运算电路（重点要考的大题！！）我们当时考了并联PID电路公式推导这个图很复杂很难看不懂背也要背下来每一部分原理组成（非常重要）一定要弄明白（并联简单一点串联PID难一点求稳的话就都看明白原理自己会推导最好！）15.绝对值运算电路也就是半波整流和全波整理（重点考点）16.峰值、最值、平均值运算电路等了解即可三、1.调制信号、解调信号、载波信号、已调信号定义正弦信号三个特点：幅值、频率、相位（选择填空）2.调幅信号原理：用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。
测控电路复习要点总结
第三章半导体二极管及基本电路3.1 半导体的基本知识3.1.1 半导体材料导体(conductor)：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。
绝缘体(semiconductor)：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体(insulator)：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。
往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。
3.1.2 本征半导体和杂志半导体本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
成分：载流子、自由电子和空穴。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。
杂质半导体：掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。
自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。
包括P型半导体和N型半导体。
3.2 PN结的形成及特性3.2.1 PN结的形成漂移运动：内电场越强，就使漂移(drift)运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。
扩散运动：扩散(diffusion)的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。
PN结的形成：扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。
3.2.2PN结的特性PN 结的单向导电性：PN结(PN junction)正向偏置，内电场减弱，使扩散加强，扩散 飘移，正向电流大，空间电荷区变薄；PN结(PN junction)反向偏置，内电场加强，使扩散停止，有少量飘移，反向电流很小，空间电荷区变厚。
PN 结的电容效应：扩散电容CD和势垒电容CB。
扩散电容，PN结处于正向偏置时，多子的扩散导致在P区（N区）靠近结的边缘有高于正常情况的电子（空穴）浓度，这种超量的浓度可视为电荷存储到PN结的邻域；势垒电容，势垒区是积累空间电荷的区域，当反向偏置电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，类似于平板电容器两极板上电荷的变化。
测控电路知识点总结
测控电路知识点总结近年来，随着电子技术的飞速发展，测控电路越来越成为各行各业中不可或缺的一个关键技术。
测控电路可以用来测量和控制各种电气和非电气量，包括电流、电压、温度、湿度等。
作为一名电子工程师，在处理测控电路方面需要具备相应的知识与技能。
本文将就测控电路方面的知识点进行总结。
一、传感器的种类和原理传感器是一种将非电信号（如压力、温度、湿度等）转换成电信号的电子元件。
不同的传感器根据其测量的物理量可以分为多种类型，例如：1. 压力传感器：用于测量水、气体、油等任何压强。
2. 电位差传感器：用于测量电压信号。
3. 温度传感器：用于测量实际环境的温度。
4. 湿度传感器：用于测量相对湿度。
5. 光电传感器: 用于识别物体的特定位置，能够测量物体的距离、位置、方向等。
二、放大电路对于一些微弱的信号，通过放大电路可以使其变得更容易处理和检测。
其中一个经典例子是基于放大器的心电图监护仪，在该系统中，微弱的电信号将通过放大器进行增强。
常见放大电路包括：1. 非反馈放大器：一种基本的放大器，它由一个晶体管或运放构成。
2. 反馈放大器：一种通过反馈改变增益的电路，在电控系统中应用广泛、且效果显著。
3. 差动放大器：将信号放大器的两个输入端，当两个输入信号不相同时，将输出信号的放大版。
三、多路选择电路在多种模数转换器、自动测量仪器和自动控制系统中，多路选择电路的应用越来越广泛。
通过多路选择电路，可以在多种不同的电压输入信号之间进行切换。
常见的多路选择电路有两种类型：基于模拟开关的多路选择电路和集线器。
1. 模拟开关：通常由多个开关组成，用于将不同的输入信号分别连接到单个输出。
在工业自动化领域中，模拟开关的应用非常广泛。
2. 集线器：一类数字电路，允许将多个设备连接到单个设备上。
在计算机领域中，集线器是网络拓扑中扮演重要角色。
四、计时电路计时电路可以用于测量时间间隔，以实现各种不同的控制功能，在计时器、任务调度和排队等领域中使用广泛。
武汉大学测控电路复习重点详解演示文稿
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。
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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）
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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。
测控电路知识点
一、简答题1、影响测控电路精度的主要因素有哪些？1)噪声与干扰；2)失调与漂移，主要是温漂；3)线性度与保真度；4)输入与输出阻抗的影响。
2.什么是电磁兼容性，抑制电磁干扰的措施有哪些。
写出电磁兼容不等式。
简称EMC，装置或系统在其设置的预定场所投入实际运行时，既不受用围电磁环境的影响，又不影响周围的环境，也不发生性能恶化和误动作，而能按设计要求正常工作的能力。
1、抑制噪声源，直接消除干扰原因；2、消除噪声源和受扰设备之间的噪声耦合和辐射；3、加强受扰设备抵抗电磁干扰的能力，降低其对噪声的敏感度。
3.什么是隔离放大电路,画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。
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。
光电耦合隔离放大电路是将输入被测信号放大（也可载波调制），并由耦合器中的发光二极管LED转换成光信号，再通过光耦合器中的光电器件（如光敏二极管、三极管等）变换成电压或电流信号，最后由输出放大器放大输出。
4. 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。
5. 举一例(画出电路原理图)说明何谓自举电路，应用于何种场合？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。
6.相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与电路构成上主要有哪些区别？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。
测控电路_复习
第一章 绪论
第一节 第二节 第三节 第四节 测控电路的功用 对测控电路的主要要求 测控电路的输入信号与输出信号 测控电路的类型与组成
第五节
测控电路的发展趋势
本章基本概念
1.
对测控电路的主要要求（精度高；高的输入阻抗和低的输出阻抗； 响应速度快和动态失真小；转换灵活；可靠性与经济性）； 影响测控电路精度的主要因素（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）；
基本微分电路的微分方程、微分器的阶跃相应；
二、推导、分析和计算
练习：5-1，5-2，5-3，5-4
第五章
信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-2.试设计一个能实现加减混合运算的电路。
1 1 U o U i1 U i 2 U i 5 U i1 U i2 U i3 5 5
6-1 常用的信号转换电路有哪些种类？试举例说明其功能。
答：常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、 V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流 ）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/ 模）转换器等。 采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据 需要保持并输出采集的电压数值的功能。 模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电 路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。 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。 V/I（电压/电流）转换器的作用是将电压转换为电流信号。 模/数转换器在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必 须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转 换器（简称A/D转换器或ADC）。
测控电路复习重点共132页
测控电路复习重点
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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即 vc2＝vo2≈(K2v0s2+Kc2vc)/K2＇
2.3 典型测量放大电路
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
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。
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
第三章 信号调制解调电路
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）
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）
测控电路复习重点
A/D转换器
选用适当的模数转换器，将模拟信号 转换为数字信号，便于微控制器或计
算机处理。
信号调理电路
设计信号调理电路，将压力传感器输 出的模拟信号转换为适合后续处理的 数字信号。
控制策略
根据实际需求，设计相应的控制策略， 如PID控制算法，实现对压力的精确 控制。
位移测控电路设计
滤波器类型
滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等，根据信号处理需求选择合适的滤波器类型。
滤波器特性
滤波器的特性包括通带、阻带、过渡带等，这些特性决定了滤波器对信号的通过和抑制能力。
信号转换器及其特性
信号转换器类型
信号转换器包括模数转换器和数模转换器，用于实现模拟信号和数字信号之间的相互转换。
应用领域
广泛应用于压力、位移、液位等物理量的测 量与控制。
压电式传感器
要点一
工作原理
压电式传感器利用压电效应，通过测量压电元件的电压或 电荷变化来感知物理量变化，其工作原理基于压电材料的 压电效应和逆压电效应。
要点二
应用领域
广泛应用于冲击、振动、压力等物理量的测量与控制。
04 测控电路中的执行器
测控电路的应用领域
工业自动化
用于生产线的控制、监测和数据采集。
医疗电子
用于医疗设备的信号处理和控制，如监护仪、 心电图机等。
航空航天
用于飞行器的导航、控制和监测。
环境监测
用于气象、水文、地质等方面的监测和数据 采集。
测控电路的基本组成
信号调理电路
用于对传感器输出的电信号进 行放大、滤波、线性化等处理。
执行器
用于将控制信号转换为实际的 控制动作。
测控电路设计与应用期末复习资料
对测控电路的主要要求①精度高；②高的输入阻抗和低的输出阻抗；③响应速度快和动态失真小；④转换灵活；⑤可靠性与经济性影响测控电路精度的主要因素，其中哪些是最基本的？①噪声与干扰；②失调与漂移，主要是温漂；③线性度与保真度；④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。
SR是指单位时间内最大输出电压的变化。
反映了运放对高速变化的输入信号的响应情况。
差模Uid=Ui1-Ui2共模Uic=1/2（Ui1+Ui2）差模输入电阻Rid是指输入差模型号时运放的输入电阻。
过大的输入电压将会使输出呈正饱和或负饱和，饱和电压的极限略小于电源电压。
理想运放的性能指标：判断方法：负反馈2.非线性区：判断方法：比较和限幅反相放大器提高输入电阻方法二：自举电路当R1=R时，输入回路阻抗无穷大，达到了提高放大器输入阻抗的目的。
缺点：放大倍数受到和比值的限制方法三：高输入电阻高增益反相放大器缺点：匹配电阻要求严格测量放大电路消除温漂的方法：1.用温度补偿电路或差动放大电路2.采用调制方法，即把直流信号变为交流信号3.采用自稳零方法斩波稳零放大电路：又称调制式放大电路，它是利用同步调制-解调，并用隔直电容隔离失调和干扰电压来实现自动稳零的。
自动调零放大电路优点：性能优于斩波稳零放大电路。
输出电压较为稳定。
波动小。
成本低。
适用于毫伏级的低电平放大。
放大电路设计中，提高输入阻抗方法：采用串联反馈电路；用场效应管设计输入级；采用自举电路；采用场效应管差分对设计差分电路。
通常采用屏蔽方法抗干扰，即在运放的高阻抗输入端周围用导体围住构成屏蔽层，并把屏蔽层接到低阻抗处。
低输入阻抗放大电路：适用范围：源电阻Rs很小时常用电路：变压器耦合的前置放大器；并联运放前置放大器；共基-共极放大电路仪用放大器(测量放大电路)滤波器的功能、分类滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。
按所处理信号形式可分为模拟和数字滤波器；按功能可分低通、高通、带通和带阻四类。
武汉大学测控电路复习重点综述
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
隔离放大电路★
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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 重点掌握： 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 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ （P24） 号。 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 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 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 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 、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 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 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 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。 出放大了的电压信号。
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第三章 信号调制解调电路
9.开关式相敏检波电路。 10.相加式相敏检波电路图（3-18a）Us与Uc之间的关系， 工作曲线，电路原理。 11.相敏检波电路的选频与鉴相特性：作用和原理？ 12.鉴相电路的原理，相加式相敏检波电路用于鉴相时Us与 Uc之间的关系。 13.窄脉冲鉴频的基本原理和相应波形。 14. 斜率鉴频电路的基本结构、基本原理和相应波形。
测控电路第一章复习重点
第一章绪论1-1 为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。
例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。
为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。
为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。
为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。
这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。
生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。
为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。
要做到这两点，还是离不开测量与控制。
产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。
特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。
越是柔性的系统就越需要检测。
没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。
自适应控制就是要使机器和系统能自动地去适应变化了的内外部环境与条件，按最佳的方案运行，这里首先需要的是对外部环境条件的检测，检测是控制的基础。
智能化是能在复杂的、变化的环境条件下自行决策的自动化，决策的基础是对内部因素和外部环境条件的掌握，它同样离不开检测。
1-3试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。
为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。
为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。
测控电路重点内容复习
uo2
R2 R2 (1 )ui2 ui1 R0 R0
R5 R R R6 R 5 uo1 (1 5 ) )uo2 uo2 5 uo1 R3 R3 R3 R4 R6 R3 R5 uo ( uo2 uo1 ) K d2 ( uo2 uo1 ) 取 R3=R4，R5=R6， R3 uo (1
高共模抑制比放大电路
自动调零放大电路 高输入阻抗放大电路
隔离放大电路.
电桥放大电路
线性化电路
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2.2 典型测量放大电路 一、 高共模抑制比放大电路
■
作用：用来抑制传感器输出的共模电压 (包括干扰电压) ，
提高共模抑制比 。
■
应用场合：要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体 心电测量，信号很微弱，而干扰很大。
R1 R2 uo2 uo1 (1 )( ui2 ui1 ) K d1 ( ui2 ui1 ) R0
差模增益：K d K d1 K d2
R1 R2 R5 (1 ) R0 R3
通常取：R1=R2，R3=R4，R5=R6 —— 外接电阻平衡对称。
电路特点：输入阻抗高；增益调整方便；对于理想运放， 共模抑制比趋向无限大。
第三节
第四节
测控电路的输入信号与输出信号
测控电路的类型与组成
第五节
测控电路的发展趋势
2
第一章 绪论
（1）什么是测控系统？
测量与控制系统的简称。 广义上：测量系统、控制系统和测控系统。
（2）测控系统的构成
笼统地讲
传感器 测控电路 执行机构
第一章 绪论
本章基本概念
1.
2.
3.
对测控电路的主要要求（精度高；响应速度快和动态失 真小；转换灵活；可靠性与经济性）； 影响测控电路精度的主要因素（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）； 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？（模数转换与数模转换；信号形式的转换； 量程的变换；信号的选取；信号处理与运算等）；
《测控电路》课后答案+复习重点归纳+3套考题
第一章绪论1、测控系统主要由传感器（测量装置）、测量控制电路（测控电路）、执行机构组成2、测控电路的主要要求：精、快、灵、可靠3、测控电路的特点：精度高、动态性能好、高的识别和分析能力、可靠性高、经济性好4、为了提高信号的抗干扰能力，往往需要对信号进行调制。
在紧密测量中希望从信号一形成就成为已调制信号，因此常在传感器中进行调制。
5用电感传感器测量工件轮廓形状时—这是一个幅值按被测轮廓调制的已调制信号---称为调幅信号6、用应变片测量梁的变形，并将应变片接入交流电桥。
这时电桥的输出也是调幅信号，载波信号的频率为电桥供电频率，电桥输出信号的幅值为应变片的变形所调制。
7、采用光栅、激光干涉法等测量位移时时传感器的输出为增量码信号。
8、增量码信号是一种反映过程的信号，或者说是一种反映变化增量的信号。
它与被测对象的状态并无一一对应的关系。
9、绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
10、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。
开关信号只有0和1两个状态。
11、控制方式可分为开环控制与闭环控制。
12、闭环控制的特点：它的主要特点是用传感器直接测量输出量，将它反馈到输入端与设定电路的输出相比较，当发现他们之间有差异时，进行调节补充:1、信息时代的标志——高性能计算机的发展，速度和容量为其主要标志2、影响测控电路精度的主要因素有哪些？其中那几个因素是最基本的？（1）、噪声与干扰★（2）、失调与漂移，主要是温漂★（3）、线性度与保真度（4）、输入与输出阻抗的影响第二章信号放大电路1、输入失调电压u0s：对于理想运算放大器，输入电压为零，输出电压也必然为零。
然而，实际运算放大器中，前置级的差动放大器并不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零，这一直流电压称之。
2、零点漂移：失调电压随时间和温度而变化，即零点在变动，称之3、输出失调电压u0=(1+R2/R1)u0s4、输出端产生的失调电压u02=-R2I b1+(1+R2/R1)R3I b2若取R3=R1//R2,则u02=R2(I b2-I b1)=R2I0s I0s称为输入失调电流5、绝大部分的运算放大器都是用于反馈状态6、由于运算放大器通常使用在负反馈状态，本来就有1800的相位差，再加上外接和内部电路的RC网络，有可能出现3600的相位差，使电路振荡。
测控电路复习
1、测控系统主要有传感器、测量控制电路、和执行机构三部分组成。
2、对测控电路的主要要求概括为精、快、灵、可靠。
3、测控电路的输入信号与输出信号分为模拟信号（非调制信号、已调制信号）与数字信号？（增量码信号、绝对码信号、开关信号）。
4、实际运算放大器中，前置级的差动放大器并不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能是输出为零，之一直流电压变成为输入失调电压。
这种失调电压随时间和温度而变化，即零点在变动，常称零点漂移。
当输入为零时输出不为零，这是输出端的电压成为输出失调电压。
普通运算放大器的输入端子，由于是晶体管的基极，始终有直流偏置电流流过，其差即为输入失调电流。
5、补偿方法可分为内部调整和外部调整（由外部把调整电压接到运算放大器的某一输入端） 若调整范围在10mV 以内，则可取6、转换速率SR 指运算放大器的输入信号为高频正弦波，而输出呈三角波时，其三角波的斜率，用V/表示，输出电压能够跟踪输入电压的能力。
若输出信号位正弦波，最大不失真频率7、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成为测量放大电路或仪用放大电路。
基本要求：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6）高共模输入范围和高共模抑制比7）可调的闭环增益8）线性好、精度高9）成本低 类型：按结构原理分差动直接偶合式(单端输入运算放大电路，电桥放大电路，电荷放大电路),调制式(斩波稳零放大电路),自动稳定式(自动调零放大电路)。
按元件的制造方式分为分立元件结构、通用集成电路组合、单片集成运算放大电路。
8、反相放大推导1-=uf A 成反相器 同相放大推导1=uf A 称为电压跟随器 差动放大推导9、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。
双运放高共模抑制比放大电路（P26）反相串联：R2/R1=R4/R5时uo=( R6/ R5)(ui1-ui2)同相串联：uo=(1-R2R4/R1R3)uic+(1/2)(1+2R4/R3+R2R4/R1R3)uid 当R1/R2=R4/R3时uo=(1+ R4/R3)uid 三运放高共模抑制比放大电路（P27） 由此可得，/=10、低漂移放大电路：减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移轮换自动校零集成运算放大器（简称CAZ 运算放大）：特点，输出稳定。
武汉大学《电路》考试大纲
相平面，相迹，奇点和极限环的概念，等倾线法。
非线性电路中的某些特殊现象：自激振荡，跳跃现象。稳定性的概念。
二、教材与参考书
教 材： [1] 《电路》，武汉大学出版社，作者：李裕能、夏长征，2004年。
[2] 《Fundamentals of Electric Circuits》，Charles K.Alexander、Matthew N.O.Sadiku，
McGraw-Hill Companies，2000。
参考书：[1] 《电路》，高等教育出版社，作者：邱关源，1999年；
[2] 《电路原理》，高等教育出版社，作者：周守昌，1999年。
[3] 《电习题精解》，中国科技大学出版社，作者：胡钋，2004年；
的关系，幅频响应和相频响应与极点、零点间的关系。
卷积和卷积定理。
7、网络图论和网络方程
（1）网络的图（线图），支路，节点，子图，路径，回路。连通图和非连通图，树，
树支和连支，树支数和连支数，割集。
关联矩阵，（基本）回路矩阵，（基本）割集矩阵，三个矩阵间的关系。
武汉大学《电路》考试大纲
一、主要考试内容，重点
1、电路模型和电路定律
电路和电路模型，网络。电流和电压的参考方向。电路元件。电阻元件及其电压电流关
系。电容元件及其电压电流关系和电荷电压关系。电感元件及其电压电流关系和磁链电流关系。互感，互感磁链，互感电压与电流的关系。独立电压源和独立电流源。受控源。
基尔霍夫定律的矩阵形式，支路电压电流关系的矩阵形式。
（2）节点分析，改进的节点分析，回路分析，割集分析。
（3）网络的状态和状态变量，状态方程和输出方程，状态方程的编写（不包括系统法）。
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30
R
R∞
us
Uc
R V
-+N+
uo
a) Uc
O
t
us Uc
R6
R1 R2 R3
V1
V2 R4 Uc
+-∞N+ R5
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b)
Uc
O
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usOtO来自tuoO
t
c)
uo
O
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d)
开关式相敏检波电路
2020/9/21
31
a
c
+
T1
us1
VD1
R1
C1
us
–
+
RP
d
uo
us2 – b
VD2 + uc –
C2 R2 e
低通滤波器
全波精密检波电路之一
2020/9/21
27
VD1
R4
R1 us
∞
-
VD2
+
R2
+ N1
R5
uo
VD3
∞
R3
-
VD4
+
+ N2
全波精密检波电路之一
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高输入阻抗全波精密检波电路之三
2020/9/21
29
相敏检波
乘法器相敏检波 开关式相敏检波 相加式相敏检波
2020/9/21
2020/9/21
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
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Kd1uuoi2 2 u uio11
R1R0 R2 R0
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，不产生影响，
具有高共模抑制能力
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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
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。
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。
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35
从相敏检波器的工作机理说明为什么相敏检波器与调幅电路 在结构上有许多相似之处？它们又有哪些区别？
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。
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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
2020/9/21
3
第一章 绪论
1. 精密仪器对测控电路的主要要求：
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。
–
∞ -
+ + N1
VD1
VD2 A R3
++ u – +
u΄A
uA
–
–
半波整流器
∞
-
+
+ N2
uo
低通滤波器
半波精密检波电路
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R2
R4
R΄2 i
C
R1
∞ VD1
R’3
∞
+
+-
VD2 A
-
us –
ii u΄s –
+++u– + N1 u΄A
–
+ uA R3 –
+ + N2
uo
半波整流器
10
uo1(1R2/R1)ui1
如果取R1 R4 Rf , R2 R3 R
uo(1R4/R3)ui2(R4/R3)u01 u o ( 1 R 4 / R 3 ) u i 2 ( R 4 / R 3 ) ( 1 R 2 / R 1 ) u i 1
u0
(1
Rf R
)u id
同相串联高共模抑制比放大电路
vo2=K2 (vi +v0s2) +Kc2vc-K2’vc2
=K2vi
N2的失调电压v0s2和共模电压 vc全部被消除，达到稳零目的。
此时N1的输出为：
vo= K1 (vi +v0s1) +Kc1vc
+
K1’vo2
=(K1+
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K1’K2)
vi
+2K.31典v型0s测1+量K放c大1v电c路
测控电路复习课
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1
题型： 填空题、简答题、分析题、计算题
内容包括概念、原理、电路分析、计算等 答题要求：
简答题只需要写清要点。 对推导和计算题要求写清楚过程和步骤。
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2
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
13
2020/9/21
自动调零放大电路
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K1K2>>1, K1>>1
2020/9/21
2.3 典型测量放大电路
15
2020/9/21
2.3 典型测量放大电路
16
斩波稳零集成运算放大器（ICL7650)
2020/9/21
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：
的波形。
3、什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，画出它的波形 4、(P61)信号相加调制原理。 5、什么是包络检波？包络检波电路的基本工作原理。 6、为何采用精密检波电路？ 7、什么是相敏检波，为何采用？ 8、相敏检波、包络检波在电路性能、功能上的区别。
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第三章 信号调制解调电路
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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）
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）
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5
第二章 信号放大电路
T2
相加式半波相敏检波电路
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精密整流型相敏检波电路
2020/9/21
-33-
• 例、在测控系统中被测信号的变化频率为0100Hz，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？
• 为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常 至少要求ωc>10Ω。这样，解调时滤波器能较好地
只要将输入的调制信号乘以幅值为1的载波信号就可以得到双 边频调幅信号。若将再乘以载波信号，就得到
uouscosctU xmcosΩ tcos2ct1 2U xm cosΩ t1 2U xm cosΩ tcos2ct
1 2U xm cosΩ t1 4U xm [cos(2c Ω )tcos(2cΩ )t]
vo2＝K2v0s2+Kc2vc-K2’vo2