南信大滨江学院测控电路复习

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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。
第六章 信号转换电路
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。
tg5V 0.5V/s
10s
t/s
25
35
解:微分时间常数TD=R1C1=105*10*10-6
0
t
所以,TD=1s,微分器输出幅值u01: 0.5
u 0 1 Rd d C i u t 1 s (tg)V /s 0 .5 V
u0/V 10
积分时间常数TI=R2C2=105*5*10-6
0
t/s
所以,TI=0.5s,积分器输出幅值u0:
第二节 调幅式测量电路
8. 什么是相敏检波?为什么要采用相敏检波? 9.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? 10.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? 11. 什么是相敏检波电路的鉴相特性与选频特性?为什么对于相位
南信大滨江学院测控电路复习
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 第三节 测控电路的输入信号与输出信号 第四节 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);
称为鉴相,而对于频率称为选频?
第二节 调幅式测量电路
二、输入输出关系推导和分析
1. 如图3-13(p.66)所示是高输入阻抗全波精密检波电路,试分别画 出等效电路图,并推导当输入us》0和us《0时输出uo的表达式, 并说明该电路如何实现全波检波。
2. 调制信号、载波和调幅信号的时域波形。
第二节 调幅式测量电路
第五章 信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-4.由理想运算放大器构成如图所示电路。其中有R2=R1=100KΩ, C1=10µF, C2=5µF。输入信号如图所示,试分别画出u01和u0的波形。
R1
C2
ui/V
ui
C1 V-
uo1 R2
V-
V+
N1 +
-
V+
N2 +
R3
R4
5
uo
0
5
15
u01/V
第二节 调幅式测量电路
一、基本概念
1. 什么是调幅?写出调幅信号的数学表达式并解释各项参数的物 理意义;画出调制信号、载波和已调信号的波形。
2.确保信号调制正常进行的条件是什么? 3. 为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比,有利于提高它
的抗干扰能力?它的作用通过哪些方面体现? 4. 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制? 5. 什么是双边带调幅?试写出其数学表达式,并画出它的波形。 6. 什么是包络检波和精密检波方法? 7.什么是相敏检波?在功能上和结构上具有什么特点?
第四节 脉冲调宽式测量电路
一、基本概念
1. 什么是脉冲调宽?写出脉冲调宽信号的数学表达式并解释各项 参数的物理意义;画出调制信号、载波和已调信号的波形。
2. 用电压变化实现脉宽调制的电路中,放大器同相端电压u+变化 将会对脉冲调宽产生什么影响?
第四章 信号分离电路 主要内容:
第一节 滤波器基本知识 ➢ 滤波器的功用和类型
隔离放大电路
一、什么是隔离放大电路?应用于何种场合? 二、隔离放大电路的基本类型和基本组成。
变压器耦合;光电耦合
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 调幅式测量电路
传感器调制和电路调制; 精密检波电路和相敏检波电路及应用
调频式测量电路
传感器调制和电路调制; 鉴频电路(解调)
第二节 积分微分运算电路
一、积分和微分运算电路的基本概念
1. 基本积分电路的微分方程、积分器的阶跃相应曲线; 2. 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。
2. 试画出各种滤波器频率特性的通带、过渡带与阻带,并指出各自 的-3dB点,该点所对应的是什么频率?
3. 什么是三种不同逼近滤波器的主要特点?
第二节 RC有源滤波电路
一、基本概念
1. 压控电压源型RC有源滤波器的结构和特点。 2. 无限增益多路反馈型RC有源滤波器的结构和特点。
二、有源滤波器设计步骤
5. 模拟式测量电路和数字式测量电路的基本组成
6. 控制电路的基本组成(开环控制;闭环控制)
第二章 信号放大电路 要掌握的主要内容:
典型测量放大电路: 隔离放大电路.
反相放大电路 同相放大电路 差动放大电路 高共模抑制比放大电路 自动稳零放大电路 高输入阻抗放大电路
典型测量放大电路
一、基本概念
1. 何谓测量放大电路?对其基本要求是什么? 2. 何谓差动放大电路? 3. 差模信号的定义;共模信号的定义;共模抑制比的定义。 4. 什么是高共模抑制比放大电路?应用何种场合? 5. 何谓高输入阻抗放大电路?应用于何种场合? 6. 何谓自举电路?应用于何种场合?
二、输入输出关系推导和分析
1. 基本差动电路输入输出关系推导; 2. 三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导; 3. 自动稳零放大电路特点和工作原理分析;
u01 1 5(ui1ui2ui3ui4ui5)
第五章 信号运算电路
对运放N2,
5R
5R
5R
5R
V2
ui'15R75Rui'2
5R75Rui'35R75Ru0
3 R5R
7
7
7
3
18(ui'1ui'2 ui'3)85u0
V2u013R5R5R8 51 5(ui1ui2ui3ui4ui5) 8 1(ui1ui2ui3ui4ui5)
2. 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);
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?(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);
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)
1. 传递函数的确定; 2. 电路结构选择; 3. 有源器件的选择; 4. 无源元件参数计算。
第二节 RC有源滤波电路
三、计算和分析
1. 要求按照图图4-17 a)设计二阶巴特沃斯低通
滤波器, fc 1kHz, K p 1 ,按课本表4-2与表4-3设计
第五章 信号运算电路
主要内容: 第一节 加法、减法运算电路
5
15
25
35
u 0 R 1u iC t u t0 0 0 ..5 5 s V 1s 0 1V 0
第六章 信号转换电路
本章主要内容:
6.1 模拟开关 6.1.1 模拟开关的分类 6.1.2 模拟开关的性能参数
6.2 采样保持电路 6.2.1 基本原理 6.2.2 主要参数 6.2.3 采样保持电路的作用
R 1 R 2 R 3 R 4 R f
u4
对理想运放,V V 0
所以,代入电路参数,有
R1
Rf
R2
R3
V-
-
uo
R4
N V+ +
R
u1 u2 u3 u4 u0 0 10 20 40 80 20
u0
(2u1
u2
1 2u3
1 4u4)
(2)当输入信号u1~ u4变化范围
为0~4V时,输出变化范围:0~-15V。
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)。
第六章 信号转换电路
6-2 试述在S/H电路中对模拟开关、存储电容及运算放大器这三种主要 元器件的选择有什么要求。
选择要求如下: 模拟开关:要求模拟开关的导通电阻小,漏电流小,极间电容小和 切换速度快。 存储电容:要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。 运算放大器:选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率(上升速 率)大的运算放大器;输入运放还应具有大的输出电流。
对理想运放,V2 V2
所以, 8 1(ui'1ui'2ui'3)8 5u08 1(ui1ui2ui3ui4ui5) u01 5(ui1ui2ui3ui4ui5)1 5(ui'1ui'2ui'3)
第五章 信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-3.由理想运算放大器构成的反相求和电路如图所示。(1)推导其输出
三、计算和分析
1. 在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz,应当怎样选取载 波信号的频率?应当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?
第三节 调频式测量电路
一、基本概念 1. 什么是调频?写出调频信号的数学表达式并解释各项 参数的物理意义;画出调制信号、载波和已调信号的 波形。 2. 通过改变多谐振荡器的C或R实现调频的电路(p.81图330)结构和原理。 3. 窄脉冲鉴频的基本原理和相应波形。
解:(1)已知ui>0,Is>i,在每一 个充放电周期,由电流i产生的充电 电荷与(Is-i)产生的放电电荷应该 ui 平衡相等,在充电时间t1内的电荷量 为it1:△Q1=it1
与输入的函数关系u0=f(u1,u2,u3,u4); (2) 如果有R2=2R1 , R3=4R1 ,
R4=8R1 , R1=10KΩ, Rf=20KΩ, 输入u1~ u4范围为0~4V,试确定输出
的变化范围。
解:(1)对运放N,V 0
u1
对运放节点V-,
u2
u 1 V u 2 V u 3 V u 4 V u 0 V 0u3
第六章 信号转换电路
6-3 一电荷平衡式V/f转换电路如图所示。已经知道ui〉0,Is〉i。(1) 试分析推导电荷平衡式V/f转换电路输出频率f与输入电压ui的关系;
(2)转换电路输出f与ui的关系是否线性?(3)试分析哪些因素将影
响输出频率?(4)试画出uc和uo的波形图,并在图中分别标出充放电 时间。
脉冲调制式测量电路
传感器调制和电路调制; 脉冲调制信号的解调
第一节 调制解调的功用与类型
1. 什么是信号调制? 2. 什么是解调? 3. 在测控系统中为什么要采用信号调制? 4. 在测控系统中常用的调制方法
幅值调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM) 脉冲调宽 (PWM)
5. 什么是调制信号?什么是载波信号?什么是 已调信号?
第二节 RC有源滤波电路
➢ 压控电压Fra Baidu bibliotek型滤波电路 ➢ 无限增益多路反馈型滤波电路 ➢ 有源滤波器设计 第三节 集成有源滤波器 ➢ 开关电容滤波原理
第一节 滤波器基本知识
一、基本概念
1. 简述滤波器功能、分类及主要特性参数(包括特征频率 ,增益与 衰耗,阻尼系数与品质因数,灵敏度 ,群时延函数,波纹幅度d 和带宽B等 ) ;
一、加法运算电路 二、减法运算电路 (一)利用加法运算电路实现减法运算 (二)用单一运算放大器实现减法运算
第二节 微分积分运算电路 一、积分运算电路
(一)有源积分运算电路 (二)增量积分电路
二、微分运算电路 (一)基本微分电路 (二)实际微分电路
第五章 信号运算电路 第一节 加法、减法运算电路
加、减法运算电路的构成和输入输出关系的推导;
6.3 电压比较器
6.3.1 基本原理 6.3.2 电平比较电路 6.3.3 滞回比较电路 6.3.4 窗口比较电路
6.4 电压频率转换电路
6.4.1 V/f转换器 (一)通用运放V/f转换电路 1.积分复原式V/f转换电路 2.电荷平衡式V/f转换电路
6.4.2 f/V转换电路 6.5 模数转换电路
U o 1 5 U i1 U i2 U i5 1 5 U i1 U i2 U i3
该加减混合运算电路如图所示。 对运放N1,
3R
u01
N1
5R N2
V1 u01
R
R
R
R
R
V1
ui1
R4Rui2
R4Rui3
R4Rui4
R4Rui5
4 RR
4
4
4
4
4
15(ui1ui2ui3ui4ui5)
对理想运放,V1 V1 所以,
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