测控电路_复习提纲

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1、“测控电路”复习提纲复习要求1. 结合课堂讲授、平时作业以及实验，系统地复习本 学期所学内容, 弄清楚每一个电路，不遗留问题。2. 考试中严格遵守考场纪律，认真答题，对推导和计算题要求写清楚每一个过程和步骤。3. 成绩评定：学时：38/32/6；学分: 2; 实际课堂讲授32学时； 成绩评定比例：期末考试（70%）+平时（30%）考勤10%；作业10%；实验10%； “测控电路”复习提纲第一章 绪论第二章 信号放大电路 第三章 信号调制解调电路第四章 信号分离电路第五章 信号运算电路第六章 信号转换电路第一章 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

2、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）；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）；本章基本概念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） 5. 测控电路中的信号制电模拟信

3、号种类： 直流电压(电流)，交流电压(电流)；国际统一信号：过程控制系统的模拟直流电流信号为420mA， 模拟直流电压信号为15V； 国内统一信号：420mA，15V； 010mA，010V， 05V 。信号制是在成套系列仪器仪表测控电路中，各个单元的输入、输出信号采用何种统一的联络信号问题。信号的传输方式有三种：两线制、三线制和四线制6. 模拟式测量电路和数字式测量电路的基本组成7. 控制电路的基本组成（开环控制；闭环控制）第一章 绪论第二章 信号放大电路要掌握的主要内容：n 运算放大器的误差及其补偿;n 典型测量放大电路:n 隔离放大电路.反相放大电路交流放大电路同相放大电路差动放大电路高

4、共模抑制比放大电路电桥放大电路高输入阻抗放大电路第一节 运算放大器的误差及其补偿一、运算放大器输入失调及其补偿输入失调电压定义和表述 ；输入失调电流定义和表述；零点漂移定义；输入失调电压和输入失调电流的调整（p.16-17:外部调 整法和内部调整法)三、运算放大器的振荡与相位补偿（p.18-20）： 二、转换速率和最大不失真频率转换速率 ；最大不失真频率；第二节 典型测量放大电路1. 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么(p.21)？一、基本概念2. 何谓差动放大电路(p.24) ？ 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.

5、 何谓电桥放大电路？应用于何种场合？6. ICL7650斩波稳零集成运算放大器是如何提高其共模抑制比的？7. 何谓高输入阻抗放大电路？应用于何种场合？8. 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. 双运放高共模抑制比放大电路（同相串联结构型）输入输出关 系推导；3. 三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导；4. 差动输入电桥放大电路和线性电桥放大电路的特点和分析；5. 自动稳零放大电路特点和工作原理分析；6. 斩波稳零集成运算放大器电路特点及其工作原理分析。7. 在实验一中，如图1所示，当电位器POT2的滑动触头滑至最上端时，试

6、推导差动放大器输出uo与电桥输出v1和v2之间的关系并回答 下列问题：(1)试分析该电路如何抑制共模电压；(2)试分别说明电位器WD和POT2的作用；(3)该电路如何实现调零？第二节 典型测量放大电路图1 温度测量放大电路实验原理图 第二节 典型测量放大电路三、计算和分析1.如图2-13b所示同相串联结构电路（p.26)，N1、N2为理想运算放大器，R1=R2=R3=R4=R，试求其闭环电压放大倍数。2.图2-14所示三运放高共模抑制比放大电路(p.27)，N1、N2、N3工作在理想状态，R1=R2=100k，R0=10k，R3=R4=20k，R5=R6=60k，N2同相输入端接地，试求电路的

7、差模增益？电路的共模抑制能力是否降低？为什么？ 3.线性电桥放大电路中（见p.31, 图2-18），若u采用直流，其值10V，R1R3= R120，R0.24时，试求输出电压o 。如果要使失调电压和失调电流各自引起的输出小于1mV，那么输入失调电压和输入失调电流应为多少？第三节 隔离放大电路三、互补式光电耦合隔离放大电路工作原理分析。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；光电耦合主要内容：n调制解调的功用与类型n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n调频式测量电路传感器调制和电路调制； 鉴频电路（解调）n脉冲调

8、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三章 信号调制解调电路第一节 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5. 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是 已调信号？幅值调制（AM） 频率调制（FM) 相位调制（PM)脉冲调宽 (PWM)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.信号调制的时域和频域描述分别是什么？ 4. 为什么说信号调制有利于提

9、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？5. 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？6. 应变片接入交流电桥（p.57 图3-3）组成应变测量，它如何实现调制？7. 什么是双边带调幅？试写出其数学表达式，并画出它的波形。8. 试分析信号相加式调幅电路（p.59图3-7）的工作原理。9. 什么是包络检波和精密检波方法？10.什么是相敏检波？在功能上和结构上具有什么特点？第二节 调幅式测量电路11. 什么是相敏检波？为什么要采用相敏检波？12.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？13.从相敏检波器的工作机理说明为什么相敏

10、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？14. 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 称为鉴相，而对于频率称为选频？15. 举例说明相敏检波电路在测控系统中的应用。二、输入输出关系推导和分析第二节 调幅式测量电路1. 如图3-14（p.65)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us0和us0时输出uo的表达式，并说明该电路如何实现全波检波。2. 相加式相敏检波电路的结构和工作原理。3. 结合实验二的原理图，进一步理解相敏检波电路的选频和鉴相特 性并回答下列问题：从改变参考电压的极性观察到的输入、输出波形的相位和幅值关系中，你

11、能得出输入、输出关系的什么结论？从相敏检波器端口(2)和(5)观察到的波形变化中分析相敏 检波器中整形电路的作用；从相敏检波器输入信号与参考信号（端口(6)相位关系中能得出相敏检波器的什么工作特性？4. 调制信号、载波和调幅信号的时域波形和频域波形。三、计算和分析1. 在测控系统中被测信号的变化频率为0100Hz，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？第二节 调幅式测量电路2.如图2所示为实验二开关式相敏检波电路，已知R1=Rf，C=0.1F，R=30K；频率为5KHz的音频（正弦）电压信号分别由信号输入端（1）和（2）输入，作为

12、已调信号和参考信号， 试计算RC环节的截止频率，并说明其作用； 试推导开关式相敏检波电路的输入输出关系，说明其工作原理； 试分别画出信号端（1）、（4）、（5）和（3）等各点的波形； 如果参考信号与已调信号反相，试画出信号输出端（3）的波形。 第二节 调幅式测量电路图2 开关式相敏检波电路解： 根据已知条件，高通RC环节的低频截止频率如下计算，其主要作用是隔直。 根据电电路结结构和已知条件，首 先考虑输虑输 入信号（已调调信号）和参 考信号同相的情形。当输输入信号为为正半周时时，比 较较器U3A输输出为负为负 ，二极管导导通 ，结结型场场效应应管V截止，输输入信号 同时时从反相端和同相端进进入

13、运放 U4A，此时时运放U4A构成一个双端 输输入放大器，有: ，对理想运放，放大器输出Uwi与输入us之间的关系为第二节 调幅式测量电路；而当输入信号为负半周时，比较器U3A输出为正，二极管截止，结型场效应管V导通，运放U4A同相端通过场效应管V的导通电阻（很小）接地，此时运放U4A构成一个反相放大器，因此所以，无论输入信号为正半周或负半周，开关式相敏检波电路输出 参考信号与已调信号同相，信号端（1）、（4）、（5）、（6）和（3）等各点的波形如左下图所示；。综上所述，开关式相敏检波电路实现了全波检波。所以，第二节 调幅式测量电路 参考信号与已调信号反相，信号端（1）、（4）、（5）、（6）

14、和（3）等各点的波形如右下图所示。第三节 调频式测量电路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3-32)结构和原理。3. 窄脉冲鉴频的基本原理和相应波形。4. 斜率鉴频电路的基本结构、基本原理和相应波形。5. 试述p.83图3-35所示双失谐回路鉴频电路的工作原理，工作点应怎么选取？一、基本概念第四节 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. 比较p.81图3-

15、32和p.93图3-52电路结构,说明电路功能有何不同？用电阻变化实现脉宽调制的电路中(p.93图3-52），为什么输出信号的频率不随被测量值变化？ 3. 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？二、输入输出关系推导和分析1. 用电阻变化实现脉宽调制的电路中(p.93图3-52），试推导占空比与差动电阻之间的关系。 2. 根据p.94图3-54的应用电路，试分析脉宽调制式电容测量电路的工作原理，并指出影响脉宽的主要因素。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 模拟滤波器的传递函数与频率特性(传递函数、频率特性、特性指

16、标及二阶滤波器）第二节 RC有源滤波电路 一阶RC低通滤波电路 一阶RC有源滤波电路 压控电压源型滤波电路 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 集成有源滤波芯片介绍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 ) ；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.对二阶滤波器的标准传递函数而言，不同功能的滤波器（低通、高通、带通和带阻）主要取决于标准传递函数的什么参数？不同逼近滤波器的特性主要取决于标准传递函数的什么参数？ 4.如图4-3(p.102)所示为二阶低通滤波器的频率特性，试分析当， 和 时，二阶低通滤波器的