武汉大学测控电路复习重点

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
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。 15. 试述p.83图3-33所示双失谐回路鉴频电路的工作原理， 工作点应怎么选取？ 16.脉冲调宽信号的解调方式。
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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？
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。
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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
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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。
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
ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为
900-1100 Hz。信号解调后，滤波器的通频带应 >100 Hz，即让0-100Hz的信号顺利通过，而将 900 Hz以上的信号抑制，可选通频带为200 Hz。
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
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• 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
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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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第二章 信号放大电路
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？
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
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自动调零放大电路
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K1K2>>1, K1>>1
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2.3 典型测量放大电路
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2.3 典型测量放大电路
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斩波稳零集成运算放大器（ICL7650)
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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：
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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
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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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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
隔离放大电路★
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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
K
f
1
Rf R
特点：输入阻抗高。
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则
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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。
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自举电路
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C2接入前，Ri=R1+R2;
C2接入后，R1两端电压相等， Ri接近无穷
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]
利用低通滤波器滤除频率为和的高频信号后就得到调制信号，只是乘上了 系数1/2。这就是说，将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边频 调幅信号us，将双边频调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到 调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
相敏检波器与调幅电路在结构上的主要区别是调幅电路实现低频调制信号与 高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与 高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合 回路与滤波器的结构和参数不同。
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调制解调
调幅
调频
调相
调制
解调
传感器调制
电路调制
乘法器调制
开关电路调制
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信号相加调制
脉冲调宽
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调制解调
调幅
调频
调相
调制
解调
包络检波
二极管与晶体管 包络检波
精密检波
半波
全波
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相敏检波
脉冲调宽
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R2
R4
R΄2
i
C
R1 +
+
u΄s
us ii –
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R
R∞
us
Uc
R V
-+N+
uo
a) Uc
O
t
us Uc
R6
R1 R2 R3
V1
V2 R4 Uc
+-∞N+ R5
uo
b)
Uc
O
t
us
us
O
t
O
t
uo
O
t
c)
uo
O
t
d)
开关式相敏检波电路
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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
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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
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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
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vo2＝K2v0s2+Kc2vc-K2’vo2
即 vc2＝vo2≈(K2v0s2+Kc2vc)/K2＇
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2.3 典型测量放大电路
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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
–
∞ -
+ + 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
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
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。
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第三章 信号调制解调电路
主要内容：
调制解调的功用与类型（概念）
调幅式测量电路
调频式测量电路 调相式测量电路
电路原理和分析推导为主
脉冲调制式测量电路
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第三章 信号调制解调电路
复习要点： 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？ 2、调频，调幅，调相，脉冲调制的数学表达式，并画出它们
测控电路复习课
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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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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
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
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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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？