測控電路期末考試試題四答案(廣石化)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上測控電路期末考試試題四（廣石化）試題四答案一 圖1所示電路是什么電路？試述其工作原理。（15分）RfuoN1+uiR1R2C2C1圖1圖1所示電路是具有高輸入阻抗的交流放大電路，由于它的同相輸入端接有隔直電容C的放電電阻(RR2），因此電路的輸入電阻在沒有接入電容C時將減為(RR2）。為了使同相交流放大電路仍具有高的輸入阻抗，采用反饋的方法，通過電容C將運算放大器兩輸入端之間的交流電壓作用于電阻R的兩端。由于處于理想工作狀態(tài)的運算放大器兩輸入端是虛短的（即近似等電位），因此R的兩端等電位，沒有信號電流流過R，故對交流而言，R可看作無窮大。為了減小失調(diào)電壓，反饋電阻Rf

2、應(yīng)與(RR2）相等。這種利用反饋使R1的下端電位提到與輸入端等電位，來減小向輸入回路索取電流，從而提高輸入阻抗的電路稱為自舉電路。什么是信號調(diào)制？在精密測量中為什么要采用信號調(diào)制？什么是解調(diào)？什么是調(diào)幅？什么是調(diào)頻？什么是調(diào)相？請分別寫出調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（15分）在精密測量中，進(jìn)入測量電路的除了傳感器輸出的測量信號外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號一般又很微弱，將測量信號從含有噪聲的信號中分離出來是測量電路的一項重要任務(wù)。為了便于區(qū)別信號與噪聲，往往給測量信號賦以一定特征，這就是調(diào)制的主要功用。從已經(jīng)調(diào)制的信號中提取反映被測量值的測量信號，這一過程稱為解調(diào)。調(diào)幅就是用調(diào)

3、制信號x去控制高頻載波信號的幅值。常用的是線性調(diào)幅，即讓調(diào)幅信號的幅值按調(diào)制信號x線性函數(shù)變化。調(diào)幅信號的一般表達(dá)式可寫為：調(diào)頻就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的頻率。常用的是線性調(diào)頻，即讓調(diào)頻信號的頻率按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。調(diào)頻信號us的一般表達(dá)式可寫為：調(diào)相就是用調(diào)制信號x去控制高頻載波信號的相位。常用的是線性調(diào)相，即讓調(diào)相信號的相位按調(diào)制信號x的線性函數(shù)變化。調(diào)相信號us的一般表達(dá)式可寫為： 式中 載波信號的角頻率； 載波信號的幅度； m 調(diào)制度。R6uoN1+usR1R2R3R4R5UCUCT1T2二 圖2所示電路是什么電路？試述其工作原理，其參數(shù)應(yīng)怎樣選?。?。（15分）為開關(guān)

4、式全波相敏檢波電路。取R1= R2= R3= R4= R5= R6/2。在Uc=1的半周期，T1導(dǎo)通、T2截止，同相輸入端被接地，us從反相輸入端輸入，放大倍數(shù)為。在Uc=0的半周期，T1截止、T2導(dǎo)通，反相輸入端通過R3接地，us從同相輸入端輸入，放大倍數(shù)為。實現(xiàn)了全波相敏檢波。R2uoN1+uiR1CC1C四 圖3所示電路是什么濾波器？寫出其傳遞函數(shù)和通帶增益、固有頻率、品質(zhì)因數(shù)表達(dá)式。（20分）圖3圖3為無限增益多路反饋高通濾波電路，其傳遞函數(shù)為：通帶增益固有頻率 品質(zhì)因數(shù) 1什么是包絡(luò)檢波？什么是相敏檢波？它們在功能和電路結(jié)構(gòu)上最主要的區(qū)別是什么？圖2是什么電路？試述其工作原理。（18

5、分）二、調(diào)幅信號的包絡(luò)線形狀與調(diào)制信號一致。只要能檢出調(diào)幅信號的包絡(luò)線即能實現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡(luò)檢波。包絡(luò)檢波通過對調(diào)幅信號進(jìn)行半波或全波整流實現(xiàn)，無法從檢波器的輸出鑒別調(diào)制信號的相位和頻率。為了使檢波電路具有判別信號相位和頻率的能力，需采用相敏檢波電路。它不僅能鑒別被測參數(shù)變化的方向，而且能在一定程度上識別信號和干擾，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。從電路結(jié)構(gòu)上看，相敏檢波電路的主要特點是，除了需要解調(diào)的調(diào)幅信號外，還要輸入一個參考信號。有了參考信號就可以用它來鑒別輸入信號的相位和頻率。參考信號應(yīng)與所需解調(diào)的調(diào)幅信號具有同樣的頻率，采用載波信號作參考信號就能滿足這一條件。圖2為一種全波精密檢波電路

6、，可用于包絡(luò)檢波和絕對值的計算。圖中N1為反相放大器，N2為跟隨器。us>0時，VD1、VD4導(dǎo)通，VD2、VD3截止，uo=us；us<0時，VD2、VD3導(dǎo)通，VD1、VD4截止，取R1=R4，所以。為減小偏置電流影響，取R2=R1R4，R3=R5。二、圖2為高輸入阻抗全波精密檢波電路，它可以用作調(diào)幅電路的包絡(luò)檢波電路，也可以用作求絕對值運算電路。它采用同相端輸入。us>0時，VD1導(dǎo)通、VD2截止，其等效電路如圖2b所示，N2的同相輸入端與反相輸入端輸入相同信號，得到uo=us。us<0時，VD1截止，VD2導(dǎo)通，其等效電路如圖2c所示。取R1=R2=R3=R4/

7、2，這時N1的輸出為：N2的輸出為：所以，實現(xiàn)全波檢波。b)us>0usR2R1R3R4us-+N1-+N2us<0uo=-usR2R1R3R4us-+N1-+N2圖2c)四、圖4為無限增益多路反饋低通濾波電路，其傳遞函數(shù)為：通帶增益固有角頻率品質(zhì)因數(shù) 其中 1. 圖1所示電路是什么電路？試述其工作原理，為了實現(xiàn)所需性能，與應(yīng)滿足什么關(guān)系？（16分）1. 圖1是由兩個通用集成運算放大器N、N構(gòu)成的自舉組合電路。設(shè)N、N為理想運算放大器，由電路可得 ， 輸入電阻則為 取RR 上式表明，當(dāng)RR時運算放大器N的輸入電流i1將全部由N電路的電流i所提供，輸入回路無電流，輸入阻抗為無窮大。4

8、. 圖4所示電路是什么濾波器？寫出其傳遞函數(shù)、幅頻特性和通帶增益、固有頻率、阻尼系數(shù)表達(dá)式。+圖4是低通濾波電路，其傳遞函數(shù)為幅頻特性為通帶增益 固有角頻率 阻尼系數(shù) 二 圖1所示電路是什么電路？圖中R1=R2>>R。試述其工作原理，寫出其輸出表達(dá)式。（15分）uR1uoR2=R1N+-圖4R1R2C2C1ui(t)uo(t)RR0N+-uAR (1+)uaubRRR圖1圖1是電橋放大電路。圖中R1=R2 >>R 對于理想運算放大器ua= ub，可得 三 圖2所示電路是什么電路？試述其工作原理（15分）usUcRVuoRR-+N圖2為相敏檢波電路。在Uc=1的半周期，V

9、導(dǎo)通，同相輸入端被接地，us只從反相輸入端輸入，放大器的放大倍數(shù)為-1，輸出信號uo如圖a和圖b中實線所示。在Uc=0的半周期，V截止，us同時從同相輸入端和反相輸入端輸入，放大器的放大倍數(shù)為+1，輸出信號uo如圖a和圖b中虛線所示，兩個半周期輸出相同。在圖a所示情況下，us與Uc同相，uo為負(fù)；在圖b 所示情況下，us與Uc反相，uo為正，實現(xiàn)相敏。a)UcOtUcOtuoOtusOtusOtuoOtb)三 請寫出調(diào)相信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式。有哪些常用鑒相方法？說明它們的基本工作原理、鑒相范圍和影響鑒相精度的主要因素。（20分）三 調(diào)相信號us的一般表達(dá)式為：式中 x 調(diào)制信號； 載波信號的角頻率

10、； 調(diào)相信號中載波信號的幅度；m 調(diào)制度。 常用鑒相方法有相敏檢波器鑒相、異或門鑒相、RS觸發(fā)器鑒相、脈沖采樣式鑒相。相敏檢波器具有鑒相特性，若輸入信號與參考信號的相位差，則相敏檢波器的輸出與成正比，因此可以用相敏檢波器鑒相。時的輸出與時相同，鑒相器不能鑒別相位超前與滯后，它工作在范圍內(nèi)，在附近，鑒相器線性最好，靈敏度最高。影響相敏檢波器精度的主要因素有輸入信號的幅值，輸出的非線性等。異或門鑒相的基本原理是異或門輸出Uo的脈寬B與調(diào)相信號Us和參考信號Uc的相位差相對應(yīng)。這一脈寬有兩種處理方法。一種方法是將Uo送入一個低通濾波器，濾波后的輸出uo與脈寬B成正比，也即與相位差成正比，根據(jù)uo可以

11、確定相位差。另一種方法是Uo 用作門控信號，只有當(dāng)Uo為高電平時，時鐘脈沖Cp才能通過門電路進(jìn)入計數(shù)器。這樣進(jìn)入計數(shù)器的脈沖數(shù)N與脈寬B成正比，也即與相位差成正比。異或門鑒相不能鑒別Us和Uc哪個相位超前。鑒相器的鑒相范圍為0。鑒相器要求Us和Uc的占空比均為1：1，否則會帶來誤差。 RS觸發(fā)器鑒相的基本原理是：將由調(diào)相信號Us和參考信號Uc形成窄脈沖、分別加到RS觸發(fā)器的S端和R端， 的脈寬B與Us和Uc的相位差相對應(yīng)。這一脈寬有兩種處理方法，與異或門鑒相一樣。這種鑒相器的鑒相范圍為，其中為窄脈沖寬度所對應(yīng)的相位角，鑒相范圍為。RS觸發(fā)器鑒相線性好，鑒相范圍寬，并且對Us和Uc的占空比沒有要求。 脈沖采樣式鑒相電路的工作原理是：由參考信號Uc形成窄脈沖送到鋸齒波發(fā)生器的輸入端形成鋸齒波信號uj。由調(diào)相信號Us形成窄脈沖通過采樣保持電路采集此時的uj 值，并將其保持。采樣保持電路采得的電壓值由Us與Uc的相位差決定。經(jīng)平滑濾波后得到隨變化的電壓信號uo，實現(xiàn)調(diào)相信號的解調(diào)。這種鑒相器的鑒相范圍為，其中為與鋸齒波回掃區(qū)所對應(yīng)的相位角。鋸齒波uj 的非線性對鑒相精度有較大影響。五、圖4所示電路是什么電路？試述其工作原理。為保證所需特性，R1 、R2、 R3、 R4應(yīng)滿足什么關(guān)系？（15分）R2usuAVD2VD1uoR1R3R4-+N1-+N2圖4