测控电路复习

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、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。两个放大器轮换工作，总有一个进行放大输出。优于由通用运放组成的电路；共模抑制能力不强。G 接的为自动调零状态，另一个为信号放大(P33)

11、自举式高输入阻抗电路：通过反馈使外接输入电阻的两端电位相等，从而减小向输入回路

索取电流，称为自举电路(P36)

12、手动增益调整电路：根据输入信号的大小，自动改变放大器反馈电阻或输入回路衰减电阻的方法来实现。增益与可变电阻的关系为非线性，主要用于调整范围≤10%的情况。(P40)

13、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。功能特点，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。可用作输入、输出隔离的有光、超声波、无线电波和电磁等方式。形式有电磁耦合(线性好；高共模抑制比；隔离性能好，工艺成熟；带宽较小；体积大，工艺复杂成本高，应用不便)和光电耦合(小信号情况下线性良好，信号较大时，非线性明显；结构简单，使用方便；一定的转换速度；成本低廉；带宽大；与TTL兼容)。

14、噪声分热噪声、低频噪声、散弹噪声。

15、调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一个做为载体的信号

（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调

制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反

映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。为了便于区别信号与噪声，

往往给测量信号赋予一定特征，幅值、频率、相位和调脉冲宽度，这就是

调制的主要功用。常以一个高频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体

称为载波信号。用来改变载波信号的某一参数的信号称为调制信号。在测

控系统中，通常就用测量信号作调制信号。经过调制的载波信号叫已调信号。脉冲调制指用脉冲作为载波信号的调制方法。广泛应用的方式是脉冲调宽。B=b+mx

调幅：模型，u s=U m cos(ωc+mx)t，Us= mXmcosΩt cos ωct=mXmcos(ωct+ Ωt )/2+ mXmcos(ωct - Ωt )/2(双边带调幅)，Um-载波信号的幅值，ωc-载波信号的角频率，x-调制信号，m-调制度。原理，调幅就是用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。常用的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x的线性函数变化。类型传感器调制(直接调制) 应变式

传感器输出信号的调制，电路调制(间接调制)

用乘法器实现双边带调制。

调频：模型，u s=U m cos(ωc+mx)t 原理，调频

就是用调制信号x去控制高频载波信号的频

率。常用的是线性调频，即让调频信号的频

率按调制信号x的线性函数变化。

调相：模型，u s=U m cos(w c t+mx) 原理，调相就是用调制信号x去控制高频载波信号的相位。常用的是线性调相，即让调相信号的相位按调制信号x的线性函数变化。

解调：1、幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。原理是整流+滤波，方式有峰值检波与平均值检波。为了提高检波精度，常需采用精密检波电路，它又称为线性检波电路。原理是整流电路。方式有半波和全波检波电路。2、相敏检波电路(同步检波电路) 与包络的区别功能上，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，同时还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。电路结构上，相敏检波电路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。与调幅电路相似区别将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号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。二者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。原理是再调

制，用乘法器实现。开关式相敏检波电路(P66)精密整流型全波，脉冲

钳位式相敏检波电路(P72)

16、相敏检波电路的选频特性指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即有抑制偶次谐波的功能。对各奇