测控电路基础(答案)

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1、第一章绪论测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还町能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪

2、声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4）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，需要特别注意。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?为了适应在各种情况下测量与控制的需耍，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些丄作通常山测控电路完成。它纽括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分

3、离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。第二章信号放大电路何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？在测最控制系统屮，川來放人传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放人电路称为测量放人电路，亦称仪川放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放人瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几TT伏）和高共模抑制比；⑦对调的闭坏增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低

4、。什么是差动放大器？差动放人器:是把二个输入信号分别输入到运算放人器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。请参照图2-19,根据手册中LF347和CD4066的连接图（即引脚图），将集成运算放大器LF347和集成模拟开关CD4066接成口动调零放大电路。LF347和CD4066接成的自动调零放人电路如图X2-R什么是CAZ运算放大器？它与自动调零放大电路的主要区别是什么？何种场合下采用较为合适？CAZ运算放大器是轮换口动校零集成运算放大器的简称，它通过模拟开关的切换，使内部两个性能一致的运算放大器交替地

5、工作在信号放大和口动校零两种不同的状态。它与口动调零放大电路的主耍区别是rti于两个放大器轮换工作，因此始终保持有一个运算放大器对输入信号进行放大并输出，输出稳定无波动，性能优丁・rh通用集成运算放大器组成的口动调零放大电路，但是电路成本较高，口对共模电压无抑制作用。应用于传感器输出信号极为微弱,输出要求稳定、漂移极低，対共模电压抑制要求不高的场合。何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。口举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容式，压电式传感器的输出阻抗可达1

6、（TQ以上）的测量放大电路中。图2-7所示电路就是它的例子。什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？冇抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为鬲共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比人于lOOdB的场合，例如人体心电测量。图2-13b所示电路，N】、2为理想运算放大器，R*RlRfR,试求其闭环电压放大倍数。由图题设可得ua-uw(1+/&//?1)=2mi,ik=u,2(1+76/7(3)-2WiiRdRz-2u2-2Un=2(ui2-Uii),所以其闭环电压放大倍数Kl2°所以因输入共模电压Wic=（Wil+切）/2,输入差模电压

7、啲=血2—他1，刊将上式改写为%=(1一也)％+丄(1+当+鱼°尺/?32R3R{R3,d为了获得零共模增益，上式等号右边第一项必须为零，可取此时，电路的差动闭环增益为图示电路是什么电路？试述其工作原理。为使其具有所需性能，对电阻值有什么要求？是同相输入高共模抑制比差动放人电路。由电路可得Z?2R心这种电路采用了二个同相输入的运算放大器，因而具冇极高的输入阻抗。图2-14所示电路，Ni、N2、N3工作在理想状态，虫二金=100kQ,Ro=lOkG,A3=^=20kn,脸脸60kG,Ni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

8、么？心=(1+善M-善给2；%=(1+牛)%2-討；/<0/<0/<0/<0叫2