測(cè)控電路簡(jiǎn)答題

1、測(cè)控電路簡(jiǎn)答題 一、何謂測(cè)量放大電路？對(duì)其基本要求是什么？ 1、在測(cè)量控制系統(tǒng)中，用來(lái)放大傳感器輸出的微弱電壓、電流或電荷信號(hào)的放大電路稱為測(cè)量放大電路，亦稱儀用放大電路。 2、對(duì)測(cè)量放大電路的基本要求： 低噪聲； 低的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流以及低的漂移； 高共模輸入范圍和高共模抑制比； 一定的放大倍數(shù)和穩(wěn)定的增益； 線性好； 輸入阻抗應(yīng)與傳感器輸出阻抗相匹配； 足夠的帶寬和轉(zhuǎn)換速率。 2、對(duì)測(cè)量放大電路的基本要求： 從靈和安全可靠出發(fā)，還需要： 可調(diào)閉環(huán)增益放大電路； 參量放大電路； 電荷放大電路； 隔離放大電路。 也有利于提高精度。還需要考慮低成本。 （3.）基本差動(dòng)放大電路 有利于抑

2、制共模干擾 和減小溫度漂移 特性：共模抑制比高，輸入阻抗低，增益調(diào)節(jié)困難 3 .三運(yùn)放高共模抑制比放大電路特點(diǎn)： 很高的共模抑制比 輸入阻抗高； 增益可調(diào)（RP）。 4.斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器（ICL7650) 優(yōu)點(diǎn)： 1）高增益； 2）失調(diào)電壓影響??； 3）高共模抑制比； 4）高輸入電阻（達(dá)1011) ； 5）屬于低壓CMOS器件，典型電壓值為±6V。 5.(1）何謂自舉電路? 自舉電路是利用反饋使輸入電阻 的兩端近似為等電位，減小向輸入回路 索取電流，從而提高輸入阻抗的電路。 2）是不是所有情況下都要求放大電路具有高的輸入阻抗？ 不是的。因?yàn)闇y(cè)量放大電路的輸入阻抗越高，輸入端的噪

3、聲就越大。高輸入阻抗電路常應(yīng)用于傳感器的輸出阻抗很高的測(cè)量放大電路中。如電容式、壓電式傳感器的測(cè)量放大電路 6.什么是隔離放大電路？ 隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒(méi)有直接的電路耦合，即信號(hào)在傳輸過(guò)程中沒(méi)有公共的接地端。 應(yīng)用于何種場(chǎng)合？ 隔離放大電路主要用于便攜式測(cè)量?jī)x器和某些測(cè)控系統(tǒng)（如生物醫(yī)學(xué)人體測(cè)量、自動(dòng)化試驗(yàn)設(shè)備、工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)等）中，能在噪聲環(huán)境下以高阻抗、高共模抑制能力傳送信號(hào)。 7.電磁耦合具有較高的線性度和隔離性能，共模抑制比高，技術(shù)較成熟，但帶寬較窄(<1kHz)，且體積大、工藝復(fù)雜、成本高、應(yīng)用較不方便。 8.光電耦合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、器件重量輕，

4、具有良好的線性和一定的轉(zhuǎn)換速度，帶寬較寬，且與TTL電路兼容，應(yīng)用前景廣闊。 9.(1) 什么是信號(hào)調(diào)制？ 調(diào)制就是用一個(gè)信號(hào)去控制另一個(gè)做為載體的信號(hào)，讓后者的某一特征參數(shù)按前者變化。 (2) 什么是解調(diào)？ 從已經(jīng)調(diào)制的信號(hào)中提取反映被測(cè)量值的測(cè)量信號(hào)，稱為解調(diào)。 (3) 在測(cè)控系統(tǒng)中為什么要采用信號(hào)調(diào)制？ 在測(cè)控系統(tǒng)中，進(jìn)入測(cè)控電路的除了傳感器輸出的測(cè)量信號(hào)外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號(hào)一般又很微弱，將測(cè)量信號(hào)從含有噪聲的信號(hào)中分離出來(lái)是測(cè)控電路的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了便于區(qū)別信號(hào)與噪聲，往往給測(cè)量信號(hào)賦予一定特征，這就是調(diào)制的主要功用。 調(diào)制還有利于減小漂移的影響，是提高測(cè)控系統(tǒng)精

5、度的重要手段。 (4) 在測(cè)控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法有哪幾種？ 在信號(hào)調(diào)制中常以一個(gè)高頻正弦信號(hào)作為載波信號(hào)。一個(gè)正弦信號(hào)有幅值、頻率、相位三個(gè)參數(shù)，可以對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，分別稱為：調(diào)幅 調(diào)頻 調(diào)相 . 也可以用脈沖信號(hào)作載波信號(hào)?？梢詫?duì)脈沖信號(hào)的不同特征參數(shù)作調(diào)制，最常用的是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，稱為脈沖調(diào)寬. 10.(1) 什么是調(diào)幅？寫(xiě)出調(diào)幅信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫(huà)出其波形。 調(diào)幅就是用調(diào)制信號(hào)x去控制高頻載波信號(hào)的幅值。 常用的是線性調(diào)幅，即讓調(diào)幅信號(hào)的幅值按調(diào)制信號(hào)x的線性函數(shù)變化。 調(diào)幅信號(hào)的一般表達(dá)式可寫(xiě)為：Us=(Um+mx)cosct 2) 何謂雙邊帶調(diào)幅？寫(xiě)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫(huà)

6、出波形 假設(shè)調(diào)制信號(hào)x是角頻率為的余弦信號(hào)x=Xmcost，由式us=(Um+mx)cosct，則調(diào)幅信號(hào)可寫(xiě)為： us=Umcosct+ mXmcos(c+)t + mXmcos(c-)t/2 它包含三個(gè)不同頻率的信號(hào): 角頻率為c的載波信號(hào)和角頻率分別為 c±的上下邊頻信號(hào)。 載波信號(hào)中不含調(diào)制信號(hào)x的信息，因此可以取Um=0，只保留兩個(gè)邊頻信號(hào)。這種調(diào)制稱為雙邊帶調(diào)制。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： us?mXmmXmcos(?c?)t?cos(?c?)t?Uxmcostcos?ct22 (3) 在測(cè)控系統(tǒng)中被測(cè)信號(hào)的變化頻率為0100Hz，應(yīng)怎樣選取載波信號(hào)的頻率？應(yīng)怎樣選取調(diào)幅信號(hào)放大器

7、的通頻帶？信號(hào)解調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶？ 為了正確進(jìn)行信號(hào)調(diào)制必須要求c>>，通常至少要求c>10。這樣，解調(diào)時(shí)濾波器能較好地將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)分開(kāi)，檢出調(diào)制信號(hào)。若被測(cè)信號(hào)的變化頻率為0100Hz，則載波信號(hào)的頻率c>1000 Hz。 調(diào)幅信號(hào)放大器的通頻帶應(yīng)為9001100 Hz。 信號(hào)解調(diào)后，濾波器通頻帶應(yīng)>100 Hz，即讓0100Hz的信號(hào)順利通過(guò)，而將900Hz以上的信號(hào)抑制，可選通頻帶為200 Hz。 11.為什么要采用精密檢波電路？ 二極管VD和晶體管V都有一定死區(qū)電壓，即二極管的正向壓降、晶體管的發(fā)

8、射結(jié)電壓超過(guò)一定值時(shí)才導(dǎo)通，它們的特性也有一定的非線性。二極管VD和晶體管V的特性偏離理想特性會(huì)給檢波帶來(lái)誤差。 為了提高檢波精度，常需采用精密檢波電路，它又稱為線性檢波電路。 12.為什么要采用相敏檢波？ 包絡(luò)檢波有兩個(gè)問(wèn)題： 第一，解調(diào)是對(duì)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行半波或全波整流，無(wú)法鑒別調(diào) 制信號(hào)的相位。 第二，包絡(luò)檢波電路本身不具有區(qū)分不同載波頻率的信號(hào)的 能力。對(duì)于不同載波頻率的信號(hào)它都以同樣方式對(duì)它 們整流。即不具有區(qū)分信號(hào)和噪聲的能力 為了使檢波電路具有判別信號(hào)相位和頻率的能力，提高抗干擾能力，需采用相敏檢波電路。 (2)什么是相敏檢波電路？ 相敏檢波電路是具有鑒別調(diào)制信號(hào)相位和選頻能力的幅值

9、檢波（檢幅）電路。 13.相敏與包絡(luò)檢波在功能與電路構(gòu)成上的區(qū)別是什么？ 功能：相敏檢波電路能鑒別調(diào)制信號(hào)相位，從而判別被測(cè)量變化方向，同時(shí)還具選頻能力，從而提高測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾能力。 電路結(jié)構(gòu)：相敏檢波電路除了所需解調(diào)的調(diào)幅信號(hào)外，還要輸入 一個(gè)參考信號(hào)，用來(lái)鑒別輸入信號(hào)的相位和頻率 14.相敏檢波與調(diào)幅電路在結(jié)構(gòu)上有哪些相似之處？哪些區(qū)別？ 將調(diào)制信號(hào)ux乘以幅值為1的載波信號(hào)就可以得到雙邊帶調(diào)幅信號(hào)us，將雙邊帶調(diào)幅信號(hào)us再乘以載波信號(hào)，經(jīng)低通濾波后就可以得到調(diào)制信號(hào)ux。這就是相敏檢波電路在結(jié)構(gòu)上與調(diào)制電路相似的原因。 二者主要區(qū)別是調(diào)幅電路實(shí)現(xiàn)低頻調(diào)制信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘，輸出為

10、高頻調(diào)幅信號(hào)；而相敏檢波器實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)幅信號(hào)與高頻載波信號(hào)相乘，經(jīng)濾波 后輸出低頻解調(diào)信號(hào)。這使它們的輸入、輸出耦合回路與濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不同。 (15) 在精密整流型包絡(luò)檢波電路中開(kāi)關(guān)器件是二極管，它的通斷由N1的輸出極性決定，與Uc和us之間的相位關(guān)系無(wú)關(guān)。在精密整流型相敏檢波電路中開(kāi)關(guān)器件是場(chǎng)效應(yīng)管，通斷由Uc的極性決定，輸出的極性與Uc和us之間的相位關(guān)系相關(guān)。 16.相敏檢波電路的選頻特性？ 相敏檢波電路的選頻特性是指它對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)有不同的傳遞特性。以參考信號(hào)為基波，所有偶次諧波在載波信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)平均輸出為零，即它有抑制偶次諧波的功能。對(duì)于n=1,3,5等各奇次諧波，輸出

11、信號(hào)被抑制或幅值相應(yīng)衰減為基波的1/ n，即信號(hào)的傳遞系數(shù)隨諧波次數(shù)增高而衰減，對(duì)高次諧波有一定抑制作用。 17.相敏檢波電路的鑒相特性 由于在輸入信號(hào)與參考信號(hào)同頻但有一定相位差時(shí)，輸出信號(hào)的大小與相位差有確定的函數(shù)關(guān)系，可以根據(jù)輸出信號(hào)的大小確定相位差的值，相敏檢波電路的這一特性稱為鑒相特性。 18.測(cè)量頻率（解調(diào)）的兩種方法： 測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)變化周期數(shù) 基于測(cè)量信號(hào)的周期，測(cè)量一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的高頻時(shí)鐘脈沖數(shù) 19. 脈沖調(diào)寬信號(hào)的解調(diào)主要有兩種方式： （1）將脈寬信號(hào)Uo 送入一個(gè)低通濾波器，濾波后的輸出Uo 與脈寬B成正比。 （2）用Uo作門(mén)控信號(hào)，只有當(dāng)Uo為高電平時(shí)，時(shí)鐘脈沖CP才 能通過(guò)門(mén)電路進(jìn)19.入計(jì)數(shù)器。這樣進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)N與 脈寬B成正比。兩種方法均具有線性特性 濾波器對(duì)不同頻率信號(hào)的選擇作用： 在通帶內(nèi)使信號(hào)受到較小衰減而通過(guò)； 在阻帶內(nèi)使信號(hào)受