南信大濱江學(xué)院測(cè)控電路復(fù)習(xí)課件

1、“測(cè)控電路測(cè)控電路”復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)要求復(fù)習(xí)要求1. 結(jié)合課堂講授、平時(shí)作業(yè)以及實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地復(fù)習(xí)本結(jié)合課堂講授、平時(shí)作業(yè)以及實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地復(fù)習(xí)本學(xué)期所學(xué)內(nèi)容學(xué)期所學(xué)內(nèi)容, 弄清楚每一個(gè)電路，不遺留問題。弄清楚每一個(gè)電路，不遺留問題。2. 2. 考試中嚴(yán)格遵守考場(chǎng)紀(jì)律，認(rèn)真答題，對(duì)推導(dǎo)和考試中嚴(yán)格遵守考場(chǎng)紀(jì)律，認(rèn)真答題，對(duì)推導(dǎo)和計(jì)算題要求寫清楚每一個(gè)過程和步驟。計(jì)算題要求寫清楚每一個(gè)過程和步驟?！皽y(cè)控電路測(cè)控電路”復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 信號(hào)放大電路信號(hào)放大電路 第三章第三章 信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路第四章第四章 信號(hào)分離電路信號(hào)分離電路第五章第五章 信號(hào)運(yùn)

2、算電路信號(hào)運(yùn)算電路第六章第六章 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路第七章第七章 信號(hào)細(xì)分與辨向電路信號(hào)細(xì)分與辨向電路第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)控電路的功用測(cè)控電路的功用第二節(jié)第二節(jié) 對(duì)測(cè)控電路的主要要求對(duì)測(cè)控電路的主要要求第三節(jié)第三節(jié) 測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)控電路的類型與組成測(cè)控電路的類型與組成第五節(jié)第五節(jié) 測(cè)控電路的發(fā)展趨勢(shì)測(cè)控電路的發(fā)展趨勢(shì)1.1.對(duì)測(cè)控電路的主要要求（對(duì)測(cè)控電路的主要要求（精度高；高的輸入阻抗和低的輸出阻抗；精度高；高的輸入阻抗和低的輸出阻抗；響應(yīng)速度快和動(dòng)態(tài)失真?。晦D(zhuǎn)換靈活；可靠性與經(jīng)濟(jì)性）；響應(yīng)速度快和動(dòng)態(tài)失真??；轉(zhuǎn)

3、換靈活；可靠性與經(jīng)濟(jì)性）；2.2.影響測(cè)控電路精度的主要因素（影響測(cè)控電路精度的主要因素（噪聲與干擾；失調(diào)與漂移，主噪聲與干擾；失調(diào)與漂移，主要是溫漂；線性度與保真度要是溫漂；線性度與保真度 ；輸入與輸出阻抗的影響）；輸入與輸出阻抗的影響）；3.為什么說測(cè)控電路是測(cè)控系統(tǒng)中最靈活的環(huán)節(jié)，它體現(xiàn)在哪些方為什么說測(cè)控電路是測(cè)控系統(tǒng)中最靈活的環(huán)節(jié)，它體現(xiàn)在哪些方面？面？（模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換；信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換；量程的變換；信（模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換；信號(hào)形式的轉(zhuǎn)換；量程的變換；信號(hào)的選??；信號(hào)處理與運(yùn)算等）；號(hào)的選??；信號(hào)處理與運(yùn)算等）；本章基本概念本章基本概念4.4.測(cè)控電路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)類型測(cè)控電

4、路的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)類型 模擬信號(hào)模擬信號(hào)(非調(diào)制信號(hào)非調(diào)制信號(hào),已調(diào)制信號(hào)）；已調(diào)制信號(hào)）； 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)(增量碼信號(hào)；絕對(duì)碼信號(hào)；開關(guān)信號(hào)）增量碼信號(hào)；絕對(duì)碼信號(hào)；開關(guān)信號(hào)）5. 模擬式測(cè)量電路和數(shù)字式測(cè)量電路的基本組成模擬式測(cè)量電路和數(shù)字式測(cè)量電路的基本組成6. 控制電路的基本組成控制電路的基本組成（開環(huán)控制；閉環(huán)控制）（開環(huán)控制；閉環(huán)控制）第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 信號(hào)放大電路信號(hào)放大電路要掌握的主要內(nèi)容：要掌握的主要內(nèi)容：n 典型測(cè)量放大電路典型測(cè)量放大電路: :n 隔離放大電路隔離放大電路. .反相放大電路反相放大電路同相放大電路同相放大電路差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路

5、高共模抑制比放大電路高共模抑制比放大電路自動(dòng)穩(wěn)零放大電路自動(dòng)穩(wěn)零放大電路高輸入阻抗放大電路高輸入阻抗放大電路典型測(cè)量放大電路典型測(cè)量放大電路1. 何謂測(cè)量放大電路？對(duì)其基本要求是什么？何謂測(cè)量放大電路？對(duì)其基本要求是什么？一、基本概念一、基本概念2. 何謂差動(dòng)放大電路？何謂差動(dòng)放大電路？3. 差模信號(hào)的定義；差模信號(hào)的定義；共模信號(hào)的定義；共模抑制比的定義。共模信號(hào)的定義；共模抑制比的定義。4. 什么是高共模抑制比放大電路？應(yīng)用何種場(chǎng)合？什么是高共模抑制比放大電路？應(yīng)用何種場(chǎng)合？5. 何謂高輸入阻抗放大電路？應(yīng)用于何種場(chǎng)合？何謂高輸入阻抗放大電路？應(yīng)用于何種場(chǎng)合？6. 何謂自舉電路？應(yīng)用于何種

6、場(chǎng)合？何謂自舉電路？應(yīng)用于何種場(chǎng)合？二、輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)和分析二、輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)和分析1. 基本差動(dòng)電路輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)；基本差動(dòng)電路輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)；2. 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路特點(diǎn)和輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)；三運(yùn)放高共模抑制比放大電路特點(diǎn)和輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)；3. 自動(dòng)穩(wěn)零放大電路特點(diǎn)和工作原理分析；自動(dòng)穩(wěn)零放大電路特點(diǎn)和工作原理分析；隔離放大電路隔離放大電路一、什么是隔離放大電路？應(yīng)用于何種場(chǎng)合？一、什么是隔離放大電路？應(yīng)用于何種場(chǎng)合？二、隔離放大電路的基本類型和基本組成。二、隔離放大電路的基本類型和基本組成。變壓器耦合；光電耦合變壓器耦合；光電耦合主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n調(diào)制解調(diào)的功用與類型

7、調(diào)制解調(diào)的功用與類型n調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；精密檢波精密檢波電路和相敏檢波電路及應(yīng)用電路和相敏檢波電路及應(yīng)用n調(diào)頻式測(cè)量電路調(diào)頻式測(cè)量電路傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；鑒頻電路（解調(diào)）鑒頻電路（解調(diào)）n脈沖調(diào)制式測(cè)量電路脈沖調(diào)制式測(cè)量電路傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；傳感器調(diào)制和電路調(diào)制；脈沖調(diào)制信號(hào)的解調(diào)脈沖調(diào)制信號(hào)的解調(diào)第三章第三章 信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路信號(hào)調(diào)制解調(diào)電路第一節(jié)第一節(jié) 調(diào)制解調(diào)的功用與類型調(diào)制解調(diào)的功用與類型1. 1. 什么是信號(hào)調(diào)制？什么是信號(hào)調(diào)制？ 2. 2. 什么是解調(diào)？什么是解調(diào)？3. 3. 在測(cè)控系統(tǒng)中為什么要采用

8、信號(hào)調(diào)制？在測(cè)控系統(tǒng)中為什么要采用信號(hào)調(diào)制？4. 4. 在測(cè)控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法在測(cè)控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法5. 5. 什么是調(diào)制信號(hào)？什么是載波信號(hào)？什么是什么是調(diào)制信號(hào)？什么是載波信號(hào)？什么是已調(diào)信號(hào)？已調(diào)信號(hào)？幅值調(diào)制（幅值調(diào)制（AM）頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（FM)相位調(diào)制（PM)脈沖調(diào)寬脈沖調(diào)寬 (PWM)第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路一、基本概念一、基本概念1. 什么是調(diào)幅？寫出調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng)參數(shù)的物什么是調(diào)幅？寫出調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng)參數(shù)的物 理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的波形。理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的波形。2.2.確保信號(hào)調(diào)

9、制正常進(jìn)行的條件是什么？確保信號(hào)調(diào)制正常進(jìn)行的條件是什么？3. 為什么說信號(hào)調(diào)制有利于提高測(cè)控系統(tǒng)的信噪比，有利于提高它為什么說信號(hào)調(diào)制有利于提高測(cè)控系統(tǒng)的信噪比，有利于提高它 的抗干擾能力？它的作用通過哪些方面體現(xiàn)？的抗干擾能力？它的作用通過哪些方面體現(xiàn)？4. 為什么在測(cè)控系統(tǒng)中常常在傳感器中進(jìn)行信號(hào)調(diào)制？為什么在測(cè)控系統(tǒng)中常常在傳感器中進(jìn)行信號(hào)調(diào)制？5. 什么是雙邊帶調(diào)幅？試寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。什么是雙邊帶調(diào)幅？試寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。6. 什么是包絡(luò)檢波和精密檢波方法？什么是包絡(luò)檢波和精密檢波方法？7.什么是相敏檢波？在功能上和結(jié)構(gòu)上具有什么特點(diǎn)？什么是相敏檢波

10、？在功能上和結(jié)構(gòu)上具有什么特點(diǎn)？第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路8. 什么是相敏檢波？為什么要采用相敏檢波？什么是相敏檢波？為什么要采用相敏檢波？9.9.相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能、性能與在電路構(gòu)成上最相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能、性能與在電路構(gòu)成上最 主要的區(qū)別是什么？主要的區(qū)別是什么？10.10.從相敏檢波器的工作機(jī)理說明為什么相敏檢波器與調(diào)幅電路在從相敏檢波器的工作機(jī)理說明為什么相敏檢波器與調(diào)幅電路在 結(jié)構(gòu)上有許多相似之處？它們又有哪些區(qū)別？結(jié)構(gòu)上有許多相似之處？它們又有哪些區(qū)別？ 11. 什么是相敏檢波電路的鑒相特性與選頻特性？為什么對(duì)于相位什么是相敏檢波電路的鑒相

11、特性與選頻特性？為什么對(duì)于相位 稱為鑒相，而對(duì)于頻率稱為選頻？稱為鑒相，而對(duì)于頻率稱為選頻？ 二、輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)和分析二、輸入輸出關(guān)系推導(dǎo)和分析第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路1. 如圖如圖3-13（p.66)所示是高輸入阻抗全波精密檢波電路，試分別畫所示是高輸入阻抗全波精密檢波電路，試分別畫 出等效電路圖，并推導(dǎo)當(dāng)輸入出等效電路圖，并推導(dǎo)當(dāng)輸入us0和和us0時(shí)輸出時(shí)輸出uo的表達(dá)式，的表達(dá)式， 并說明該電路如何實(shí)現(xiàn)全波檢波。并說明該電路如何實(shí)現(xiàn)全波檢波。 2. 調(diào)制信號(hào)、載波和調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域波形。調(diào)制信號(hào)、載波和調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域波形。三、計(jì)算和分析三、計(jì)算和分析 1. 在測(cè)控系統(tǒng)

12、中被測(cè)信號(hào)的變化頻率為在測(cè)控系統(tǒng)中被測(cè)信號(hào)的變化頻率為0100Hz，應(yīng)當(dāng)怎樣選取載，應(yīng)當(dāng)怎樣選取載 波信號(hào)的頻率？應(yīng)當(dāng)怎樣選取調(diào)幅信號(hào)放大器的通頻帶？信號(hào)解波信號(hào)的頻率？應(yīng)當(dāng)怎樣選取調(diào)幅信號(hào)放大器的通頻帶？信號(hào)解 調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路第三節(jié)第三節(jié) 調(diào)頻式測(cè)量電路調(diào)頻式測(cè)量電路1. 什么是調(diào)頻？寫出調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng)什么是調(diào)頻？寫出調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng) 參數(shù)的物理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的參數(shù)的物理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的波形。波形。 2. 通過改變多諧振蕩器的通過改變多

13、諧振蕩器的C或或R實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的電路實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的電路(p.81圖圖3-30)結(jié)構(gòu)和原理。結(jié)構(gòu)和原理。3. 窄脈沖鑒頻的基本原理和相應(yīng)波形。窄脈沖鑒頻的基本原理和相應(yīng)波形。一、基本概念一、基本概念第四節(jié)第四節(jié) 脈沖調(diào)寬式測(cè)量電路脈沖調(diào)寬式測(cè)量電路一、基本概念一、基本概念1.什么是脈沖調(diào)寬？寫出脈沖調(diào)寬信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng)什么是脈沖調(diào)寬？寫出脈沖調(diào)寬信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋各項(xiàng)參數(shù)的物理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的波形。參數(shù)的物理意義；畫出調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的波形。2. 用電壓變化實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制的電路中，放大器同相端電壓用電壓變化實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制的電路中，放大器同相端電壓u+變化變化將會(huì)對(duì)脈

14、沖調(diào)寬產(chǎn)生什么影響？將會(huì)對(duì)脈沖調(diào)寬產(chǎn)生什么影響？第四章第四章 信號(hào)分離電路信號(hào)分離電路主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 濾波器基本知識(shí)濾波器基本知識(shí) 濾波器的功用和類型濾波器的功用和類型第二節(jié)第二節(jié) RC有源濾波電路有源濾波電路 壓控電壓源型濾波電路壓控電壓源型濾波電路 無限增益多路反饋型濾波電路無限增益多路反饋型濾波電路 有源濾波器設(shè)計(jì)有源濾波器設(shè)計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 集成有源濾波器集成有源濾波器 開關(guān)電容濾波原理開關(guān)電容濾波原理1.簡述濾波器功能、分類及主要特性參數(shù)簡述濾波器功能、分類及主要特性參數(shù)(包括特征頻率包括特征頻率 ，增益與，增益與衰耗，阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)，靈敏度衰耗，阻尼系數(shù)與品質(zhì)因

15、數(shù)，靈敏度 ，群時(shí)延函數(shù)，波紋幅度，群時(shí)延函數(shù)，波紋幅度d和帶寬和帶寬B等等 ) ；2.試畫出各種濾波器頻率特性的通帶、過渡帶與阻帶，并指出各自試畫出各種濾波器頻率特性的通帶、過渡帶與阻帶，并指出各自的的-3dB點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的是什么頻率？點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的是什么頻率？3. 什么是三種不同逼近濾波器的主要特點(diǎn)？什么是三種不同逼近濾波器的主要特點(diǎn)？第一節(jié)第一節(jié) 濾波器基本知識(shí)濾波器基本知識(shí)一、基本概念一、基本概念二、有源濾波器設(shè)計(jì)步驟二、有源濾波器設(shè)計(jì)步驟 第二節(jié)第二節(jié) RCRC有源濾波電路有源濾波電路1. 壓控電壓源型壓控電壓源型RC有源濾波器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。有源濾波器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。2.無限增益多

16、路反饋型無限增益多路反饋型RC有源濾波器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。有源濾波器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。一、基本概念一、基本概念1.傳遞函數(shù)的確定；傳遞函數(shù)的確定；2.電路結(jié)構(gòu)選擇；電路結(jié)構(gòu)選擇；3.有源器件的選擇；有源器件的選擇；4.無源元件參數(shù)計(jì)算。無源元件參數(shù)計(jì)算。 1. 1. 要求按照?qǐng)D圖要求按照?qǐng)D圖4-17 a4-17 a）設(shè)計(jì)二階巴特沃斯低通）設(shè)計(jì)二階巴特沃斯低通 濾波器，濾波器， ， ，按課本表按課本表4-2與表與表4-3設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 第二節(jié)第二節(jié) RCRC有源濾波電路有源濾波電路kHz1cf1pK 三、計(jì)算和分析三、計(jì)算和分析主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 加法、減法運(yùn)算電路加法、減法運(yùn)算電路 一、加法運(yùn)

17、算電路一、加法運(yùn)算電路 二、減法運(yùn)算電路二、減法運(yùn)算電路 （一）利用加法運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算（一）利用加法運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算 （二）用單一運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算（二）用單一運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算第二節(jié)第二節(jié) 微分積分運(yùn)算電路微分積分運(yùn)算電路 一、積分運(yùn)算電路一、積分運(yùn)算電路 （一）有源積分運(yùn)算電路（一）有源積分運(yùn)算電路 （二）增量積分電路（二）增量積分電路 二、微分運(yùn)算電路二、微分運(yùn)算電路 （一）基本微分電路（一）基本微分電路 （二）實(shí)際微分電路（二）實(shí)際微分電路第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路第一節(jié)第一節(jié) 加法、減法運(yùn)算電路加法、減法運(yùn)算電路 加、減法運(yùn)算電路的構(gòu)成和輸入輸出關(guān)系的推

18、導(dǎo)；加、減法運(yùn)算電路的構(gòu)成和輸入輸出關(guān)系的推導(dǎo)；第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路第二節(jié)第二節(jié) 積分微分運(yùn)算電路積分微分運(yùn)算電路 1. 1. 基本積分電路的微分方程、積分器的階躍相應(yīng)曲線；基本積分電路的微分方程、積分器的階躍相應(yīng)曲線； 2. 2. 基本微分電路的微分方程、微分器的階躍相應(yīng)；基本微分電路的微分方程、微分器的階躍相應(yīng)；一、積分和微分運(yùn)算電路的基本概念一、積分和微分運(yùn)算電路的基本概念二、推導(dǎo)、分析和計(jì)算二、推導(dǎo)、分析和計(jì)算練習(xí)：練習(xí)：5-15-1，5-25-2，5-35-3，5-45-4三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路3i2i1 i5

19、i2i1 io5151UUUUUUU5-2.5-2.試設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)試設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)加減混合運(yùn)算的電路。加減混合運(yùn)算的電路。該加減混合運(yùn)算電路如圖所示。該加減混合運(yùn)算電路如圖所示。u01對(duì)運(yùn)放對(duì)運(yùn)放N1，011uV)(51444444444454321543211iiiiiiiiiiuuuuuRRRuRRRuRRRuRRRuRRRuVN1N211VV)(515432101iiiiiuuuuuu對(duì)理想運(yùn)放，對(duì)理想運(yùn)放，所以，所以，3R5R第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路03210321285)(813535755757557575575uuuuRRRuRRRuRRRuRRRuViiiiii

20、)(81)(51855355432154321012iiiiiiiiiiuuuuuuuuuuRRRuV22VV對(duì)運(yùn)放對(duì)運(yùn)放N2，對(duì)理想運(yùn)放，對(duì)理想運(yùn)放，所以，所以，)(51)(51)(8185)(81321543210543210321iiiiiiiiiiiiiiiiuuuuuuuuuuuuuuuuuu5-3.5-3.由理想運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相求和電路如圖所示。由理想運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相求和電路如圖所示。(1)(1)推導(dǎo)其輸出推導(dǎo)其輸出與輸入的函數(shù)關(guān)系與輸入的函數(shù)關(guān)系u u0 0=f=f（u u1 1，u u2 2，u u3 3，u u4 4); ); (2) (2) 如果有如果有R R2 2

21、=2R=2R1 1 , R, R3 3=4R=4R1 1 , ,R R4 4=8R=8R1 1 , R, R1 1=10K=10K, R, Rf f=20K=20K, , 輸入輸入u u1 1 u u4 4范圍為范圍為0 04V4V，試確定輸出，試確定輸出的變化范圍。的變化范圍。第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算解解：（：（1）對(duì)運(yùn)放對(duì)運(yùn)放N，0V0044332211fRVuRVuRVuRVuRVu對(duì)理想運(yùn)放，對(duì)理想運(yùn)放，0VV所以，代入電路參數(shù)，有所以，代入電路參數(shù)，有)41212(020804020104321004321uuuuuuuuuu（2

22、）當(dāng)）當(dāng)輸入信號(hào)輸入信號(hào)u1 u4變化范圍變化范圍為為04V時(shí)，輸出變化范圍：時(shí)，輸出變化范圍：0-15V。對(duì)運(yùn)放節(jié)點(diǎn)對(duì)運(yùn)放節(jié)點(diǎn)V-，第五章第五章 信號(hào)運(yùn)算電路信號(hào)運(yùn)算電路三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算三、推導(dǎo)、分析和計(jì)算5-4.5-4.由理想運(yùn)算放大器構(gòu)成如圖所示電路。其中有由理想運(yùn)算放大器構(gòu)成如圖所示電路。其中有R R2 2=R=R1 1=100K=100K, , C C1 1=10=10 F, F, C C2 2=5F=5F。輸入信號(hào)如圖所示，試分別畫出輸入信號(hào)如圖所示，試分別畫出u u0101和和u u0 0的波形。的波形。解：微分時(shí)間常數(shù)解：微分時(shí)間常數(shù)TD=R1C1=105*10*10-6

23、所以，所以，TD=1s，微分器輸出幅值，微分器輸出幅值u01：VsVtgsdtduRCui5 . 0/)(101 積分時(shí)間常數(shù)積分時(shí)間常數(shù)TI=R2C2=105*5*10-6 所以，所以，TI=0.5s，積分器輸出幅值，積分器輸出幅值u0：VssVutuRCuti10105 . 05 . 0100sVsVtg/5 . 0105第六章第六章 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：6.1 6.1 模擬開關(guān)模擬開關(guān)6.1.1 6.1.1 模擬開關(guān)的分類模擬開關(guān)的分類6.1.2 6.1.2 模擬開關(guān)的性能參數(shù)模擬開關(guān)的性能參數(shù)6.2 6.2 采樣保持電路采樣保持電路6.2.1 6.2.1

24、 基本原理基本原理6.2.2 6.2.2 主要參數(shù)主要參數(shù)6.2.3 6.2.3 采樣保持電路的作用采樣保持電路的作用6.3 6.3 電壓比較器電壓比較器6.3.1 6.3.1 基本原理基本原理6.3.2 6.3.2 電平比較電路電平比較電路6.3.3 6.3.3 滯回比較電路滯回比較電路6.3.4 6.3.4 窗口比較電路窗口比較電路6.4 6.4 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路電壓頻率轉(zhuǎn)換電路6.4.1 V/f6.4.1 V/f轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 （一）通用運(yùn)放（一）通用運(yùn)放V/fV/f轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 1.1.積分復(fù)原式積分復(fù)原式V/fV/f轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 2.2.電荷平衡式電荷平衡式V/fV/f轉(zhuǎn)換電路

25、轉(zhuǎn)換電路6.4.2 f/V6.4.2 f/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路6.5 6.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模數(shù)轉(zhuǎn)換電路第六章第六章 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路6-1 6-1 常用的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路有哪些種類？試舉例說明其功能。常用的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路有哪些種類？試舉例說明其功能。 答：常用的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路有采樣答：常用的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路有采樣/ /保持（保持（S/HS/H）電路、電壓比較電路、）電路、電壓比較電路、V/fV/f（電壓（電壓/ /頻率）轉(zhuǎn)換器、頻率）轉(zhuǎn)換器、f/Vf/V（頻率（頻率/ /電壓）轉(zhuǎn)換器、電壓）轉(zhuǎn)換器、V/IV/I（電壓（電壓/ /電流電流）轉(zhuǎn)換器、）轉(zhuǎn)換器、I/VI/V（電流（電流/ /電壓）轉(zhuǎn)換器、

26、電壓）轉(zhuǎn)換器、A/DA/D（模（模/ /數(shù)）轉(zhuǎn)換器、數(shù)）轉(zhuǎn)換器、D/AD/A（數(shù)（數(shù)/ /模）轉(zhuǎn)換器等。模）轉(zhuǎn)換器等。采樣采樣/ /保持（保持（S/HS/H）電路）電路具有采集某一瞬間的模擬輸入信號(hào)，根據(jù)具有采集某一瞬間的模擬輸入信號(hào)，根據(jù) 需要保持并輸出采集的電壓數(shù)值的功能。需要保持并輸出采集的電壓數(shù)值的功能。模擬電壓比較電路模擬電壓比較電路是用來鑒別和比較兩個(gè)模擬輸入電壓大小的電是用來鑒別和比較兩個(gè)模擬輸入電壓大小的電 路。比較器的輸出反映兩個(gè)輸入量之間相對(duì)大小的關(guān)系。路。比較器的輸出反映兩個(gè)輸入量之間相對(duì)大小的關(guān)系。 V/fV/f（電壓（電壓/ /頻率）轉(zhuǎn)換器頻率）轉(zhuǎn)換器能把輸入信號(hào)電壓

27、轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)。能把輸入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)。 V/IV/I（電壓（電壓/ /電流）轉(zhuǎn)換器電流）轉(zhuǎn)換器的作用是將電壓轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。的作用是將電壓轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。 模模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)轉(zhuǎn)換器在以微型計(jì)算機(jī)為核心組成的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)中，必在以微型計(jì)算機(jī)為核心組成的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)中，必 須將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，為此要使用模須將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，為此要使用模/ /數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn) 換器（簡稱換器（簡稱A/DA/D轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換器或ADCADC）。）。 第六章第六章 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路6-2 6-2 試述在試述在S/HS/H電路中對(duì)模擬開關(guān)、存儲(chǔ)電容

28、及運(yùn)算放大器這三種主要電路中對(duì)模擬開關(guān)、存儲(chǔ)電容及運(yùn)算放大器這三種主要 元器件的選擇有什么要求。元器件的選擇有什么要求。選擇要求如下：選擇要求如下： 模擬開關(guān)：要求模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻小，漏電流小，極間電容小和模擬開關(guān)：要求模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻小，漏電流小，極間電容小和 切換速度快。切換速度快。 存儲(chǔ)電容：要選用介質(zhì)吸附效應(yīng)小的和泄漏電阻大的電容。存儲(chǔ)電容：要選用介質(zhì)吸附效應(yīng)小的和泄漏電阻大的電容。 運(yùn)算放大器：選用輸入偏置電流小、帶寬寬及轉(zhuǎn)換速率（上升速運(yùn)算放大器：選用輸入偏置電流小、帶寬寬及轉(zhuǎn)換速率（上升速 率）大的運(yùn)算放大器；輸入運(yùn)放還應(yīng)具有大的輸出電流。率）大的運(yùn)算放大器；輸入運(yùn)放還應(yīng)具有

29、大的輸出電流。第六章第六章 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路信號(hào)轉(zhuǎn)換電路6-3 6-3 一電荷平衡式一電荷平衡式V/fV/f轉(zhuǎn)換電路如圖所示。已經(jīng)知道轉(zhuǎn)換電路如圖所示。已經(jīng)知道u ui i0 0，I Is si i。（。（1 1）試分析推導(dǎo)電荷平衡式試分析推導(dǎo)電荷平衡式V/fV/f轉(zhuǎn)換電路輸出頻率轉(zhuǎn)換電路輸出頻率f f與輸入電壓與輸入電壓u ui i的關(guān)系；的關(guān)系；（2 2）轉(zhuǎn)換電路輸出）轉(zhuǎn)換電路輸出f與與u ui i的關(guān)系是否線性？（的關(guān)系是否線性？（3 3）試分析哪些因素將影）試分析哪些因素將影響輸出頻率？（響輸出頻率？（4 4）試畫出）試畫出u uc c和和u uo o的波形圖，并在圖中分別標(biāo)出充放電的波形

30、圖，并在圖中分別標(biāo)出充放電時(shí)間。時(shí)間。解：（解：（1 1）已知）已知u ui i00，I Is sii，在每一，在每一個(gè)充放電周期，由電流個(gè)充放電周期，由電流i i產(chǎn)生的充電產(chǎn)生的充電電荷與（電荷與（I Is s-i-i）產(chǎn)生的放電電荷應(yīng)該）產(chǎn)生的放電電荷應(yīng)該平衡相等，在充電時(shí)間平衡相等，在充電時(shí)間t t1 1內(nèi)的電荷量內(nèi)的電荷量為為itit1 1：Q Q1 1= =itit1 1 在放電時(shí)間在放電時(shí)間t t0 0內(nèi)的電荷量為：內(nèi)的電荷量為：Q Q0 0= =（I Is s-i-i）t t0 0根據(jù)電荷平衡原理，根據(jù)電荷平衡原理，Q Q0 0= =Q Q1 1，得：，得：01) 1(tiIts 輸