测控电路_复习提纲

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

2、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

3、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. 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

4、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

5、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

6、？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

7、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

8、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）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

9、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3-32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

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