《测控电路及应用》第9章 逻辑与数字控制电路
总结版测控电路
2.1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。
2.2什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？有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。
应用于要求共模抑制比大于100dB 的场合，例如人体心电测量。
2.3图2-8b 所示电路，N1、N2为理想运算放大器，R4=R2=R1=R3=R ，试求其闭环电压放大倍数。
由图2-8b 和题设可得u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2 ui1=2(ui2-ui1)，所以其闭环电压放大倍数Kf=2。
2.4图2-9所示电路，N1、N2、N3工作在理想状态，R1=R2=100k ，RP=10k ，R3=R4=20k ，R5=R6=60k ，N2同相输入端接地，试求电路的差模增益？电路的共模抑制能力是否降低？为什么？由图2-9和题设可得uo = (uo2–uo1) R5 / R3 =3(uo2–uo1 ), uo1 = ui1 (1 + R1 /Rp)–ui2 R1/Rp=11ui1, uo2= ui2(1+R2/Rp)–ui1 R2/Rp=–10ui1, 即uo=3（–10ui1–11ui1）=–63ui1，因此，电路的差模增益为63。
电路的共模抑制能力将降低，因N2同相输入端接地，即ui2=0，ui1的共模电压无法与ui2的共模电压相抵消。
2.9何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。
整套课件：测控电路
➢典型测量放大电路 同相放大电路
R2
Kf
uo ui
1 R2 R1
Zi
KZ
' i
1 R2 /
R1
R3
注意：R3 R1 // R2
R1
-∞ +
uo
+ N1
R3 ui
常用芯片：MAX4074,MAX4075,OPA2682,OPA3682
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1.5 测控电路的发展趋势
➢优质化 ➢集成化 ➢数字化 ➢通用化、模块化 ➢测控一体化 ➢自动化与智能化
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1.6 课程的性质、内容与学习方法
目的：应用电子技术来解决测量与控制中的问题 基础：《电路》、《模拟电子技术》、《数字电路》等等 方法： 多分析、多思考 理论推导 仿真验证(再分析、思考)
合适的输入与输出阻抗
动态性能好
响应快 (实时动态测量) 动态失真小
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转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灵活
模数与数模转换 电量参数转换 量程转换 信号选取 信号运算
可靠性
经济性
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7
影响因素：
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
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ud
u1 u2 , uc
u1 u2 2
ud 100V ,uc 0V
uo Adud Acuc 100Ad
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ud 100V ,uc 10000V
测控电路课后习题答案(全)
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。
测控电路
第一章！测控系统的组成：传感器测量控制电路和执行机构!!测控电路的功用：传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。
在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
!!!测控电路的主要要求：1.精度高（1）低噪音和高抗干扰能力对信号进行调制，合理安排电路的通频带。
采用高共模抑制比的电路（2）低漂移、高稳定性首先选择温漂低觉得器件，其次应尽量减小电路的特别是关键部分的温度变化并保持电路工作稳定（3）线性与保真度好2.转换灵活（1）A/D转换灵活（2）电量参数转换（3）量程的变化3.有适合的输入电阻和输出电阻4.动态性能好响应快和动态失真小5.高的识别和分辨力6.可靠性高7.经济性好一：测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。
主要可分为模拟式信号与数字式信号。
随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。
图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。
传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。
根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。
传感器的输出一般较小，常需要放大。
图中所示各个组成部分不一定都需要。
例如，对于输出非调制信号的传感器，就无需用振荡器向它供电，也不用解调器。
在采用信号调制的场合，信号调制与解调用同一振荡器输出的信号作载波信号或参考信号。
利用信号分离电路（常为滤波器），将信号与噪声分离，将不同成分的信号分离，取出所需信号。
有的被测参数比较复杂，或者为了控制目的，还需要进行运算。
电路基础原理理解电路中的电路逻辑与电路控制
电路基础原理理解电路中的电路逻辑与电路控制电路是电子技术的基础，它是由电子元器件组成的一种电子线路。
对于电子工程师而言，了解电路的基础原理尤为重要。
在电路中，电路逻辑和电路控制是两个重要的概念，它们对电路的功能和操作起着至关重要的作用。
首先，我们来讨论电路逻辑。
电路逻辑是指电路中各个电子元器件之间的逻辑关系。
在电子电路中，逻辑电平可以表示为高电平和低电平。
高电平通常表示逻辑“1”，低电平则表示逻辑“0”。
当电路中的信号在逻辑门内传输时，根据逻辑门的真值表，输入的信号将通过门电路的内部布局，最终将输出相应的逻辑结果。
这种逻辑关系在数字电路中起到了重要的作用。
接下来，我们谈谈电路控制。
电路控制是指利用电子元器件或电子系统来控制电路的工作状态。
控制电路可以通过开关、传感器、计时器等实现。
例如，在自动化领域中，我们经常会见到的温度控制器。
这个设备通过控制电流和电压，监测温度并进行相应的控制，确保温度在设定的范围内。
另一个例子是门禁系统，该系统通过读取身份证或密码，控制门的打开和关闭。
这些例子中，电子元器件或电子系统起到了控制电路的作用。
在实际应用中，电路的逻辑和控制往往紧密相连。
逻辑电路可以作为控制电路的输入，通过逻辑判断来控制电路的工作状态。
逻辑门的输出信号可以驱动继电器、触发开关以及其他控制装置。
此外，控制电路中的开关和传感器也能够输出对应的逻辑电平信号，进一步影响电路中的逻辑关系。
电路的逻辑与控制不仅在数字电路中有广泛应用，在模拟电路中也同样重要。
模拟电路中的逻辑通常通过比较电压或电流的大小来判断，并将结果输出到控制电路中。
控制电路则通过增加或减少电流、改变电压等方式控制电路的运行状态。
总之，电路的逻辑和控制是电子工程师必须要理解和掌握的基础知识。
逻辑决定了电路中信号的传输和处理，而控制则实现了对电路的操作和控制。
无论是数字电路还是模拟电路，在实际工程项目中，了解逻辑和控制对于设计和开发电子产品都是至关重要的。
测控电路
测控电路介绍测控系统主要由传感器、测量控制电路（简称测控电路）和执行机构三部分组成。
在测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控系统乃至整个机器和生成系统的性能在很大程度上取决于测控电路。
测控电路主要包括信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、电量测量电路、连续信号控制电路、逻辑与数字控制电路等。
实际上，测控电路是模拟电子技术和数字电子技术的进一步延伸与扩展，主要讨论一些典型常见的电路。
因此学好模电和数电是基础，其中运算放大器是测控电路的一个核心部件。
网址:从50年代的“尺寸自动检测仪器”，到80年代的“精密仪器电路”，再到今天的“测控电路”，“测控电路”课程经历了半个世纪的发展历程。
测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。
“测控电路”课程主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。
包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。
本课程不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而要着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其它要求来选用和设计电路。
本课程选用的教材是由天津大学精仪学院张国雄教授主编的《测控电路》。
该书是根据1996年10月全国高等学校仪器仪表类教学指导委员会第一次会议的决定，作为测控技术及仪器专业的规划教材，并根据随后拟定的教学大纲编写的。
该教材可供测控技术及仪器专业各专业方向和机械工程类其它专业选用。
2002年，该书获全国优秀教材二等奖，并被列为国家“十五”规划教材。
测控电路
测控电路测控技术是现代生产和高科技中的一项必不可少的基础技术。
本书主要介绍工业生产和科学研究中常用的测量与控制电路。
包括测控电路的功用和对它的主要要求、测控电路的类型与组成、信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辩向电路、逻辑控制与连续信号控制电路、测控电路中的抗干扰技术，最后通过若干典型测控电路对电路进行分析。
本教材不是一般意义上电子技术教程的深化与提高，而是着重讲清如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学员熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的其他要求来选用和设计电路。
"前言第一章绪论第一节测控电路的功用第二节对测控电路的主要要求一、精度高二、响应快三、转换灵活四、可靠性与经济性第三节测控电路的输入信号与输出信号一、模拟式信号二、数字式信号第四节测控电路的类型与组成一、测量电路的基本组成二、控制电路的基本组成第五节测控电路的发展趋势第六节课程的性质、内容与学习方法思考题与习题第二章信号放大电路第一节测量放大电路一、基本要求与类型.二、稳零放大电路三、高输入阻抗放大电路四、高共模抑制比较放大电路五、电桥放大电路六、电荷放大电路七、单片集成测量放大器第二节增益调整与切换以及线性化电路一、增益调整电路二、可编程增益放大电路三、线性化电路第三节隔离放大电路一、基本原理二、通用隔离放大电路三、程控增益隔离放大电路第四节功率放大电路一、基本电路二、组合式功率放大电路三、单片集成功率放大器思考题与习题第三章信号调制解调电路第一节调制解调的功用与类型第二节调幅式测量电路一、调幅原理与方法二、包络检波电路三、相敏检波电路第三节调频式测量电路一、调频原理与方法二、鉴频电路第四节调频式测量电路一、调频原理与方法二、鉴相电路第五节脉冲调制式测量电路一、脉冲调制原理与方法二、脉冲调制信号与方法三、脉冲调制测量电路应用举例思考题与习题第四章信号分离电路第一节滤波器的基本知识一、滤波器的类型二、模拟滤波器的传递函数与频率特性三、滤波器特性的逼近第二节 RC有源滤波电路一、压控电压源型滤波电路二、无限增益多路反馈型滤波电路三、双二阶环滤波电路四、有源滤波器设计第三节集成有源滤波器一、开关电容滤波原理二、集成有源滤波芯片介绍第四节跟踪滤波器一、压控跟踪滤波器二、变频跟踪滤波器第五节数字滤波器简介一、数字系统频域分析二、数字滤波原理简介三、数字滤波器的实现思考题与习题第五章信号运算电路第一节加减运算电路一、加法运算电路二、减法运算电路第二节对数、指数及乘除运算电路一、对数运算电路二、指数运算电路三、乘除和乘方、开方运算电路第三节微分积分运算电路一、积分运算电路二、微分运算电路三、PID电路第四节常用特征值运算电路一、绝对值运算电路二、平均值运算电路三、峰值运算电路四、有效值运算电路第五节复杂运算电路一、反函数运算电路二、任意函数电路三、解微分方程运算电路思考题与习题第六章信号转换电路第一节采样保持电路一、基本原理二、模拟开关三、采样保持实用电路第二节电压比较电路一、电平比较电路二、滞回比较电路三、窗口比较电路第三节电压频率转换电路一、V/f转换器二、f/V转换器第四节电压电流转换电路一、I/V转换器二、V/I转换器第五节模拟数字转换电路一、D/A转换器二、A/D转换器思考题与习题第七章信号细分与辨向电路第一节直传式细分电路一、四细分辨向电路二、电阻链分相细分三、微型计算机细分四、只读存储器细分第二节平衡补偿式细分一、相位跟踪细分二、幅值跟踪细分三、脉冲调宽型幅值跟踪细分四、频率跟踪细分——锁相倍频细分思考题与习题第八章逻辑控制电路第一节二值可控元件驱动电路一、功率开关驱动电路二、继电器与电磁阀驱动电路三、步进电动机驱动电路第二节可编程逻辑器件一、可编程阵列逻辑PAL二、通用阵列逻辑GAL思考题与习题第九章连续信号控制电路第一节导电角控制逆变器一、120°导电角控制逆变器二、180°导电角控制逆变器第二节脉宽调制（PWM）控制电路一、脉宽调制控制电路的工作原理二、典型脉宽调制电路三、PWM功率转换电路四、同步式与异步式脉宽调制控制电路第三节变频控制电路一、基本原理和分类二、控制方式和特性三、AC-AC变频器四、AC-DC-AC变频器五、脉宽调制型变频控制电路第四节程控电源一、程控相控型电源二、程控交流稳定电源思考题与习题第十章测控电路中的抗干扰技术第一节电磁干扰一、干扰与噪声源二、干扰与噪声的耦合方式三、干扰与噪声抑制的一般措施第二节屏蔽、接地、隔离、布线与灭弧技术一、屏蔽技术二、接地技术三、隔离技术四、布线技术五、灭弧技术第三节电源干扰的抑制一、电网干扰抑制技术二、电源稳定净化技术思考题与习题第十一章典型测控电路分析第一节温度测量与控制系统一、温度、压力测控仪二、半导体激光电源的温度控制电路第二节数控机床的速度、位移测控系统一、速度控制二、位置控制思考题与习题参考文献。
测控电路第五版李醒飞第九章习题答案
第九章逻辑与数字控制电路9-1 已知某直流电磁阀的驱动电流为6A，用2mA 的标准TTL电平实施控制，试设计一合适的驱动电路。
按照图X9-1组成电路：其中场效应晶体管V1 采用IRF640，耐压200(V)，极限工作电流15(A)；泄流二极管V D 需耐压200(V)，极限工作电流10(A)；箝位二极管V S的箝位电压为 6.8(V)，极限工作电流100(mA)；电阻R1 为510( )，电源E c按照直流电磁阀的要求取定。
+E CV D Z L I LU iR1V1V S图X9-19-2 若图9-4 中的负载Z L是电阻加热器，应在电路中做何改动以便实现不同加热速度的给定？改动后的电路如图X9-2 所示。
U i 为控制加热开始和停止的电平信号。
U s则为5kHz 的矩形波。
通过改变U s 的占空比，可控制V1 的导通角，从而实现不同加热速度的给定。
EZ L I LP1 R5R1 V D R2 R3~ uU i 4N25e b2V1R6 SCR1V S b1V2 C1 R4AK 4N25 P2U S R7图X9-29-4 图9-11 的电路应如何改动，才能使图9-8 中的电源控制信号发挥作用？改动后的电路如图所示。
增加正与门D5，U s为实现电源控制的电平信号。
当U s为高电平时，D5的输出由步进脉冲信号U i控制；当U s为低电平时，D5的输出为低电平，强制V1与V２截止，步进电动机各绕组电流为零。
+5V+80V光耦合器R4D1R3U p D Q U q V D3C1V1RV D1R1N D 3U R&+12V L I LR2N R5R LU i&D51D4V2U sV D2GND R6V D4图X9-39-5 试设计一完整的三相步进电动机驱动电路。
采用3个题9-4图所示的电路单元，并配置相应的环行分配器电路，即可实现对三相步进电动机的驱动。
基本电路如图所示，其中U p为斩波信号，U i为步进脉冲信号，U d为旋转方向控制信号，U s为电源控制信号。
09_连续信号控制电路 《测控电路(第3版)》 教学课件
PWM输出
10
14
14
7
1
13
Ec B
2
9
12
16
15
11
56
比较器
11
2
CD4520
计数器
12 3
10
10
14
6
7
1
5
7
2
9
4
9
15
11
3
15
CD4585
8
CP
564
Ec
&
频率变换
9.2 脉宽调制(PWM)控制电路 9.2.3 PWM功率转换电路
• 功用 （1）电机驱动； （2）调速
2020/10/28
R1 C3 +
4
8
R2
R
7
R4
CT
NE555
TH 6 1 V TR
52 C1
R3 C2
u0 uc
R10
R6 V
R7 R5
∞
-
+
+N
ub
R8
R9
一定电压放电，
锯齿波发生器 形成锯齿波 电压比较器
2020/10/28
9.2 脉宽调制(PWM)控制电路
9.2.2 典型脉宽调制电形路成一定死区
（二）三角波脉宽调制器
电极 MT2
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门极 G 阴极 K 单向晶闸管
门极 G 电极 MT1
双向晶闸管
9.1 导电角控制逆变器 120°导电角控制逆变器
V1 VD1
V3 VD3
V5 VD5
E
C1
A
B
～M
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）。
1103251+测控电路+教学大纲
绪论
第四节 测控电路的类型与组成 教学重点： 1．对测控电路的主要要求：精度高、有合适的输入与输出阻抗、动态性能好、高的识别 和分辨能力、转换灵活、可靠性高、经济性好。 2． 模拟信号分类：非调制信号、已调制信号；数字信号分类：增量码信号、绝对码信 号、开关信号。 3． 测量电路的组成、控制电路的组成。
第二章 信号放大电路 教学内容： 第一节运算放大器的误差及补偿 第二节典型测量放大电路 第三节隔离放大电路 第四节噪声的基础知识 教学重点： 1．运算放大器的输入失调电压、输入失调电流。 2．反相放大电路、同相放大电路、基本差动放大电路、高共模抑制比放大电路、电桥放 大电路、自动调零放大电路、高输入阻抗放大电路、电荷放大电路、隔离放大电路。
第七章 信号细分与辨向电路 教学内容： 第一节直传式细分电路 第二节平衡补偿式细分 教学重点： 四细分辨向电路，电阻链分相细分、单片机细分及 EPROM 细分的应用。
第八章 电量测量电路 教学内容： 第一节频率测量 第二节相位测量 教学重点： 1. 频率测量：计数器法、示波器法。 2. 相位测量：直读法、计数器法、比较法。
第九章 连续信号控制电路 教学内容： 第一节导电角控制逆变器 第二节脉宽调制控制电路 教学重点： 1．1200 导电角控制逆变器、1800 导电角控制逆变器。 2．脉宽调制控制电路工作原理、典型脉宽调制电路。
第十一章 典型测控电路分析 教学内容： 第一节工业生产过程调节器 第二节数控机床的位移与速度测控系统 教学重点： 电平移动电路、PD 运算电路、PI 运算电路、数控立式铣床控制电路。 五、成绩考核 考试以闭卷形式进行，占 80%，平时作业和课堂考勤占 20%。 六、教材和主要参考书目 教材：张国雄主编，《测控电路》，机械工业出版社，2008 年。 主要参考书：
测控电路第9章 逻辑与数字控制电路
器控制触点
KM1-1
继电器 主触点
KM1 继电器
主回路
FR1
热继电器
M 3~
三相交流电机
控制回路
9. 1 继电控制电路
三相异步电机控制电路 （二）主要功能器件
(3) 继电器
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。其工作原理是在输入一定的物理 量（例如电流、电压、转速、时间、温度等） 的作用下，自动接通或者断开触点，完成电路 同、断功能。
号的为编程连接，无任何符号即为不连接或是擦除单
元
输入 缓冲器
A
A 0 1
B=A
C=A
BC 01 10
输入 A
B
DEF
AB DEF 000 01 01 0 0 1 1 0 0 01 11 001
输出
2020/2/8
常用的继电器分为：电流继电器、电压继电器、 中间继电器、时间继电器、热继电器等。
9. 1 继电控制电路
三相异步电机控制电路
（二）主要功能器件
(3) 继电器
当工作器械在长期的小范围（相对与熔断器而言） 超载，热继电器内的热敏元件（如双金属片）工件， 热继电器动作，切断控制回路，对进行器械起保护 作用。 用作保护用的继电器常需要人工干预，才能回到正 常状态。
PLD与定制器件的主要区别是可编程性，其 逻辑功能可由用户通过软件编程构造或设置。 使设计灵活，研制周期缩短，空间尺寸减小， 降低故障率。
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.1 可编程逻辑器件(PLD)
PLD的输入信号A通过缓冲器，以其互补信号输至阵
列电路。连线交叉处，实心点表示固定连接， “”
ห้องสมุดไป่ตู้
测控电路 第9章-课件
按照图组成电路：其中场效
应 晶 体 管 V1 采 用 IRF640， 耐压200(V)，极限工作电流
15(A)；泄流二极管VD需耐 压 200(V)， 极 限 工 作 电 流
10(A)；箝位二极管VS的箝
为减小对控制信号电流强度的要求，可采用达林顿 器件（通常也称复合晶体管）构成功率驱动电路。
测控电路 第九章 逻辑与数字控制电 7 路
（二）场效应晶体管直流负载功率驱动电路
用于功率驱动电路的场效应晶体管称为功率场效应 晶体管。功率场效应晶体管是电压控制器件，具 有很高的输入阻抗，所需的驱动功率很小，对驱 动电路要求较低。功率场效应晶体管具有较高的 开启阈值电压，有较高的噪声容限和抗干扰能力。
实用中应注意: 如果驱动的是感性负载，必须设置合理的 关断泄流回路，一方面可保护开关器件， 另外也可起到消除对外电磁干扰的作用。
测控电路 第九章 逻辑与数字控制电 17
二、继电器与电路 磁阀驱动电路
继电器广泛用于生产控制和电力系统中，具 有接触电阻小、流通电流大和耐压高等优 点，至今仍无法用无触点器件取代。
测控电路 第九章 逻辑与数字控制电 11 路
单向晶闸管亦称单向可控硅
阳极 A
门极 G 阴极 K
单向晶闸管图形符号
测控电路 第九章 逻辑与数字控制电 12 路
双向晶闸管亦称双向半导体开关元件
电 极 M T2
门极 G 电 极 M T1
双向晶闸管图形符号
测控电路 第九章 逻辑与数字控制电 13 路
与单向晶闸管相比较，双向晶闸管的主 要区别是： ①在触发之后是双向导通的； ②触发电压不分极性，只要绝对值达 到触发门限值即可使双向晶闸管导通。
测控电路课件(完整)
（三）、开关信号
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。 只有0和1两个状态。
与行程开关、光电开关、触发式测头相连 接的测控电路，其输入信号为开关信号。
当执行机构只有两种状态时，如电磁铁、 开关等，要求测控电路输出开关信号。
第四节 测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成 (一)开环控制 (二)闭环控制
传 感 器
量 程 切 换
放 大 器
解 调 器
电
路
振荡器
信 号 分 离
运 算 电
模 数 转 换
计 算 机
电路 电
路
路
电源
显 示 执 行 机 构 电路
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
传 感 器
细 脉转 分 冲换 电 当电 路 量路 辨向电路
（二）、绝对码信号
1111 0000
1110
0001
1101
0010
1100
0011
1011
0100
1010
0101
1001
0110
1000 0111
绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
绝对码信号在显示与打印机机构中有广泛的 应用。显示与打印机构根据测控电路的译码器输 出的编码，显示或打印相应的数字或符号。在一 些随动系统中，执行机构根据测控电路输出的编 码，使受控对象进入相应状态。
以磁电式电表、示波器、笔式记录器作为显示 机构，以直流电动机为执行机构时，要求测控电路 的输出信号为非调制模拟信号。
第三节 测控电路的输入信号与输出信号
《测控电路》课件
频率和周期测量电路
总结词
实现频率和周期测量的电路
详细描述
频率和周期测量电路是用来测量电路中信号的频率和周期的电路，通常由示波器和频率计组成。通过测量信号的 波形和周期，可以计算出信号的频率和周期。
电阻、电容、电感测量电路
总结词
实现电阻、电容、电感测量的电路
详细描述
电阻、电容、电感测量电路是用来测量电子元件的电阻、电容和电感值的电路，通常由测试信号源和 测量仪表组成。通过测量电子元件的阻抗值和频率响应，可以计算出其电阻、电容和电感值。
了更多可能性。
医疗物联网
测控电路在医疗仪器中还起到校准作用，确保仪器测 量结果的准确性。同时，通过对仪器运行状态的监测 ，可及时发现潜在故障，便于维护保养。
07
总结与展望
本课程的主要内容总结
01
02
03
04
信号的测量与处理
介绍了信号的采集、调理和变 换技术，以及信号的频域和时
域分析方法。
控制系统基础
提高测控电路精度的措施
选择高精度元件和设备
使用高质量的元件和设备是提高测控 电路精度的基本措施。
优化电路设计
通过合理的电路设计和布局，减小信 号传输过程中的损失和干扰，从而提 高测量精度。
实施温度补偿
对于受温度影响较大的元件，采取温 度补偿措施可以减小温度变化对测量 结果的影响。
加强数据处理和校准
对测量数据进行合理的数据处理和校 准，可以减小随机误差和系统误差的 影响。
06
实际应用案例分析
工业自动化生产线控制系统
自动化生产线控制
测控电路在工业自动化生产线控制系统中发挥着关键作用 。通过测控电路，可以实时监测生产线上各设备的状态， 确保生产流程的顺利进行。
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Q0n1 E1E2S
Q2 n1 E1E2 S
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 应用举例：步进电动机的控制
Q0
1,0
元
输入 缓冲器
A
A 0 1
B=A
C=A
BC 01 10
输入 A
B
DEF
AB DEF 000 01 01 0 0 1 1 0 0 01 11 001
输出
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.1 可编程逻辑器件(PLD)
A
&
B
D
C
ａ）通常与门
A
1
B
D
C
ａ）通常或门
ABC & D
ｂ）PLD与门
ABC
1
D
ｂ）PLD或门
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 应用举例：步进电动机的控制
+E
步进电动机
步进时钟 CK 选中信号 E1 选中信号 E2 初态设置 S 转向控制 D
环 行 Q0 分 Q1 配 Q2 电 Q3
路
功
率A 驱B 动C 电D
路
为使步进电动机在系统中正确运行，需要设定初始状 态。每进一个时钟脉冲CK，按照转向控制信号D的要 求，按确定方向转一步。
控制回路
三相异步电机控制电路 9. 1 继电控制电路
（二）主要功能器件
(1) 开关 转换到新位置后保持在该位置，状态易于识别。 工作安全可靠。 允许的工作电压、电流大，按额定值选用。主回路
工作电压、电流大，采用闸刀开关；控制回路采用转换 开关，允许的工作电压、电流大小些，操作轻便。
x刀y掷:表示同时可以接通x条通路，可以切换到y个 工作位置。
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL)
输入 I3 I2 I1 I0
不可编程的 “或”阵列
可编程，可以通过编程连接； 不可编程，需要通过跨线连接
还有带反馈、带寄存器和异或 门型可编程阵列逻辑 (PAL)
可编程的 “与”阵列
& & & & & & & & & & & & & & & &
8 4 6
三相异步电机控制电路 9. 1 继电控制电路
（二）主要功能器件
(3) 继电器 继电器由触点，线圈与磁路系统及反作用弹簧等组成。 当在线圈中通入一定数值的电流或施加一定的电压时， 可使可动衔铁吸合，因而带动附属机构使活动触点与 一固定触点接通，与另一固定触点断开。利用触点的 这种闭合或打开，就可以对电路进行通断控制。
01 10
D 1
Q2n 1
D=0时Q0n+1的卡诺图
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL)
应用举例：步进电动机的控制
n=1
Q0n 1
n=2
Q0n 1
D 1
n=3
0
Q2n 1 Q0n 1
D 1 0
Q2n 1
n=4
Q0n 1
步进步序 1 2 3 4 1
D=0
Q0
Q2
热继电 器触点
转换开关 KA1-1 受外部继电
自动
器控制触点
KM1-1
继电器 主触点
KM1 继电器
主回路
FR1
热继电器
M 3~
三相交流电机
控制回路
9. 1 继电控制电路
三相异步电机控制电路 （二）主要功能器件
(3) 继电器
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。其工作原理是在输入一定的物理 量（例如电流、电压、转速、时间、温度等） 的作用下，自动接通或者断开触点，完成电路 同、断功能。
9. 逻辑与数字控制电路
9. 逻辑与数字控制电路
继电控制电路 可编程逻辑组件 数控机床控制电路
(一) 开环控制
测量电路
传感器
扰动量
给定 机构
设定 电路
放大 电路
变换 电路
控制电路
执行 机构
被控 对象
输出
开环控制系统的基本组成
精度不高:
一、对扰动的测量误差影响控制精度。 二、扰动模型的不精确性影响控制精度。
PLD与定制器件的主要区别是可编程性，其 逻辑功能可由用户通过软件编程构造或设置。 使设计灵活，研制周期缩短，空间尺寸减小， 降低故障率。
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.1 可编程逻辑器件(PLD)
PLD的输入信号A通过缓冲器，以其互补信号输至阵
列电路。连线交叉处，实心点表示固定连接， “”
号的为编程连接，无任何符号即为不连接或是擦除单
D=0时Q0n+1的卡诺图 卡诺图的格数=2k
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL)
应用举例：步进电动机的控制
n=1
D 1
Q0n 1 1
n=2
D 1
Q0n 1 0
Q2n 1
n=3
Q0n 1
0
D 1
Q2n 1
n=4
Q0n 1
1
D 1
Q2n 1
Q2n 1
Q0n 1
1,1
Q0n
Q0n
0110
11 00
D 1001
D 00 11
Q2
Q2n
Q2n
a) Q0n1 卡诺图
b) Q2n1 卡诺图
0,0
0,1
环行分配器输出信号四序逻辑
电动机驱动步序卡诺图
卡诺图用来表达某状态变量的n+1态与各个量n态状态 之间关系
9. 2 可编程逻辑组件 卡诺图的依据是真值表
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 1. 根据n态选定单元格；
一、功率开关驱动电路
分类：
按照电路中所采用的功率器件类型分类 ，常见的有晶体管驱动电路、场效应管 驱动电路和晶闸管驱动电路等类型。
按照电路所驱动的负载类型分类，常见 的有电阻性负载驱动电路和电感性负载 驱动电路等类型。
按照电路所控制的负载电源类型分类， 常见的有直流电源负载驱动电路和交流 电源负载驱动电路等类型
开关。 具有功率放大作用，线圈中通过电流小、加到线圈
上的电压也小，触点允许的电流、电压大。 触点导通电阻小、切断电阻大。
三相异步电机控制电路 （二）主要功能器件 (3) 继电器
9. 1 继电控制电路
1 5
1 3 常闭触点 3 1 2 常开触点
4 铁心 2 5 线圈
6 线圈引线 7 弹簧 8 铁軛
7
KM1-2 继电器 自锁触点
热继电 器触点
转换开关 KA1-1 受外部继电
自动
器控制触点
KM
FR1
热继电器
M 3~
三相交流电机
控制回路
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.1 可编程逻辑器件(PLD)
一般的逻辑器件，如门电路都是不可编程的， 或称定制式器件，即它的功能是固定的，连 接的输入、输出都通过硬件连接是固定的。
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 应用举例：步进电动机的控制
步进步序
正转
反转
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3
1
1 0101010
2
1 0010110
3
0 1010101
4
0 1101001
1
1 0101010
在只有四状态情况下，只需要两个独立的Q就可以控
ZL
IL
+E
P1
R5
R1 Ui
VD
VLC V1
4N25
R2
R3
b2
VS
V2
e b1
C
R4
P2
~u
A V3 K
G
交流半波导通功率驱动电路
二、继电器与电磁阀驱动电路
继电器广泛用于生产控制和电力系统中 ，具有接触电阻小、流通电流大和耐压 高等优点，至今仍无法用无触点器件取 代
对继电器或接触器的驱动，实际上是对 其励磁线圈电流通断的控制。继电器励 磁线圈所需的励磁电源有直流与交流两 种。
1111
输出 O3 O2 O1 O0
9. 2 可编程逻辑组件
9.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 应用举例：步进电动机的控制
+E
步进电动机
步进时钟 CK 选中信号 E1 选中信号 E2 初态设置 S 转向控制 D
环 行 Q0 分 Q1 配 Q2 电 Q3
路
功
率A 驱B 动C 电D
路
在一个系统中往往有若干个步进电动机，只有被选中 的步进电动机，才受到控制。各个步进电动机有不同 的E1E2编码，本列中被选中的步进电动机部门为E1＝ E2＝0
（二）闭环控制
扰动
给定 机构
设定 电路
比较 电路
放大 电路
校正 电路
变换 电路
执行 机构
被控 对象
输出
控制电路
传感器
闭环控制系统的基本组成
9.1 二值可控元件驱动电路
逻辑控制电路中较简单的是二值可控元件驱动电路， 也就是上述的“真”与“非”两种基本逻辑状态的控 制电路。
一、功率开关驱动电路 二、继电器与电磁阀驱动电路 三、步进电动机驱动电路
1
1
1
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0
0
0