测控电路设计与应用期末复习资料

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；可靠性与经济性影响测控电路精度的主要因素，其中哪些是最基本的？ 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。其中，噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的。SR是指单位时间内最大输出电压的变化。反映了运放对高速变化的输入信号的响应情况。差模Uid=Ui1-Ui2共模Uic=1/2（Ui1+Ui2）差模输入电阻Rid是指输入差模型号时运放的输入电阻。过大的输入电压将会使输出呈正饱和或负饱和，饱和电压的极限略小于电源电压。理想运放的性能指标：判断方法：负反

2、馈2. 非线性区：判断方法：比较和限幅反相放大器 提高输入电阻方法二：自举电路当R1=R时，输入回路阻抗无穷大，达到了提高放大器输入阻抗的目的。缺点：放大倍数受到和比值的限制方法三：高输入电阻高增益反相放大器缺点：匹配电阻要求严格测量放大电路消除温漂的方法：1. 用温度补偿电路或差动放大电路2. 采用调制方法，即把直流信号变为交流信号3. 采用自稳零方法 斩波稳零放大电路：又称调制式放大电路，它是利用同步调制-解调，并用隔直电容隔离失调和干扰电压来实现自动稳零的。 自动调零放大电路优点：性能优于斩波稳零放大电路。输出电压较为稳定。波动小。成本低。适用于毫伏级的低电平放大。放大电路设计中，提高输

3、入阻抗方法：采用串联反馈电路；用场效应管设计输入级；采用自举电路；采用场效应管差分对设计差分电路。通常采用屏蔽方法抗干扰，即在运放的高阻抗输入端周围用导体围住构成屏蔽层，并把屏蔽层接到低阻抗处。低输入阻抗放大电路：适用范围：源电阻Rs很小时常用电路：变压器耦合的前置放大器；并联运放前置放大器；共基-共极放大电路仪用放大器(测量放大电路)滤波器的功能、分类 滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。 按所处理信号形式可分为模拟和数字滤波器； 按功能可分低通、高通、带通和带阻四类。 按电路组成可分为有源和无源滤波器 按传递函数可分为一阶、二阶和高阶=带宽滤波器特性的逼近：1.常用的信号转换电路

4、有哪些种类？试举例说明其功能。 常用的信号转换电路有采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。 采样/保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并输出采集的电压数值的功能。 模拟电压比较电路是用来鉴别和比较两个模拟输入电压大小的电路。比较器的输出反映两个输入量之间相对大小的关系。 V/f（电压/频率）转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号。 V/I（电压/电流）转

5、换器的作用是将电压转换为电流信号。 模/数转换器在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）单限比较器：滞回比较器：Uo=iR1(1+R2/R1)相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与电路构成上主要有哪些区别？ 相敏检波电路可以鉴别调幅信号与载波信号之间的相位关系，还可选频；而包络检波只是将调幅信号的包络线解调出来，但不具有鉴相选频特性。相敏检波电路除了输入调幅信号外，还需输入一个参考信号，一般选用载波信号来做参考信号；而包络检波则不是将调幅信号输入，进行解调。调幅AM-检波调频FM-鉴

6、频调相PM-鉴相集成锁相环：锁相环、鉴相器、压控振荡器信号细分与辨向电路作用：细分电路实现对周期性的测量信号进行插值，提高仪器的分辨力；辨向电路实现对周期性信号极性的判断。信号细分电路概念：信号细分电路又称插补器，是采用电路的手段对周期性的测量信号进行插值，提高仪器分辨力。信号的共同特点：信号具有周期性，每变化一个周期就对应着空间上一个固定位移量。例如光栅、磁栅、容栅、感应同步器等输出的信号。细分的基本原理：根据周期性测量信号的波形、振幅或者相位的变化规律，在一个周期内进行插值，从而获得优于一个信号周期的更高的分辨力。电路细分原因：测量电路通常采用对信号周期进行计数的方法实现对位移的测量，若单

7、纯对信号的周期进行计数，则仪器的分辨力就是一个信号周期所对应的位移量。为了提高仪器的分辨力，就需要使用细分电路。为什么要辨向：由于位移传感器一般允许在正、反两个方向移动，在进行计数和细分电路的设计时往往要综合考虑辨向的问题。细分电路分类： 按工作原理可分为直传式细分和平衡补偿式细分。 按所处理的信号可分为调制信号细分电路和非调制信号细分电路。四细分辨向电路输入信号：相位差90°的两路方波信号。细分原理：基于两路方波在一个周期内具有2个上升沿和2个下降沿，通过对边沿的处理实现四细分。辨向原理：根据2路方波相位的相对导前和滞后的关系作为判别依据。1.单稳四细分辨向电路 由四个单稳触发器和

8、二个“与或非门”组成，利用单稳提取两路方波信号的边沿实现四细分。电阻链五倍频细分电路：构成：电阻链移相网络、电压比较器、逻辑电路(异或门)；移相网络：在第一、二象限内给出移相角0°18° 162°十路移相信号(正弦信号)；电压比较器：将十路移相信号与参考电平比较形成方波；电压比较器一般接成施密特触发电路的形式，使其上升沿和下降沿的触发点具有不同的触发电平，这个电平差称为回差电压。 让回差电压大于信号中的噪声幅值，可避免比较器在触发点附近因噪声来回反转，回差电压越大，抗干扰能力越强。 但回差电压的存在使比较器的触发点不可避免地偏离理想触发位置，造成误差，因此回差电压的选取应该兼顾抗干扰和精度两方面的因素。 逻辑电路：异或门将10路方波在3和4端获得两路相位差 90°的五倍频方波信号，满足四细分电路对输入信号要求。 若将3和