测控电路-第3套试题-答案版

《测控电路》试题(A 卷)答案-第3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20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、测控电路的输入信号主要可分为 模拟信号 和 数字信号 两类。

4、噪声就是干扰有用信号的某种不希望的扰动。通常，把外部来的称为 干扰 ，把内部产

生的称为 噪声 。

5、在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号可以对这三个参数进行

调制，分别称为 调幅 、 调频 和 调相 。

6、滤波器按功能分类，可分为四大类： 低通 、 高通 、 带通 、 带阻 。

7、逆变器是一种将 直流电能 转变为 交流电能 的设备。

二、概念题（每题2分，共10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. 高共模抑制比电路：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。

3. 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的幅值检波（检幅）电路。

4. 电桥放大电路：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

成的电桥都称为电桥放大电路。

5. 调幅、调频、调相、脉冲调宽：调幅就是用调制信号x 去控制高频载波信号的幅值。调

频就是用调制信号x 去控制高频载波信号的频率。调相就是用调制信号x 去控制高频载波信号的相位。脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法。

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、减小放大器噪声影响的主要措施是什么？

答：

（1）采用噪声小的器件；

（2）采用信号调制解调与滤波，限制通频带；

（3）采用屏蔽措施；

（4）采用高共模抑制比电路。

3、什么是调幅？请写出调幅信号的数学表达式，并画出它的波形。

答：

4、为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？

答：为了提高测量信号抗干扰能力，常要求从信号一形成就已经是已调信号，因此常常在传感器中进行调制。

5、有源滤波器设计的主要过程是什么？

答：确定传递函数：低通、高通、带通、带阻

特征频率：固有频率、转折频率、截止频率

逼近类型：巴特沃斯、切比雪夫、贝赛尔逼近

选择电路结构：压控电压源、无限增益多路反馈、双二阶环

选择有源器件：计算无源元件参数。

四、画图题。（每小题6分，一共30分。）

1、画出模拟式测量电路的基本组成原理框图。

2、画出闭环控制系统的基本组成原理框图。

3、画出微分鉴频电路电路图。

4、画出双运放高共模抑制比放大电路的电路图（反相串联、同向串联一种即可）。

5、画出可获得1、10、100十进制增益的电路原理图

五、计算题（共20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、（10分）下图是对数运算电路图，I s —— PN 结的反向饱和电流；U T ——热电压。

试求反馈电流i D 和输出电压u 0 。

2、（10分）何谓双边带调幅？写出其数学表达式，画出波形

答：假设调制信号x 是角频率为Ω的余弦信号x=X m cos Ωt ，由式u s =(U m +m x )cos ωc t 调幅信号可写为：

u s =U m cos ωc t+ [mX m cos(ωc +Ω)t + mX m cos(ωc -Ω)t]/2

它包含三个不同频率的信号: 角频率为ωc 的载波信号和角频率分别为ωc ±Ω的上下边频信号。载波信号中不含调制信号x 的信息，因此可以取U m =0，只保留两个边频信号。这种调制称为双边带调制。其数学表达式为：

m m

s c c xm c cos()cos()cos cos 22mX mX u t t U t t ωωω=

++-=ΩΩΩ