天津大学测控电路期末试题及答案

1天大期末试题一答案一、选择题（每小题2分，共20分）1．右图所示电路为自举组合电路，其输入电流i为A.0B.ui/10kΩC.ui/20kΩD.ui/30kΩ（C）2．右图所示电路的输出电压为A.)1/(iouuB.)1/(iouuC.)1/(iouuD.)1/(iouu（D）3．右图所示电路中的R为电感传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为A.调幅信号B.调相信号C.调频信号D.调宽信号（B）4．公式2002202)()(SSSKSHP为A.二阶有源低通滤波器的传递函数B.二阶有源高通滤波器的传递函数C.二阶有源带通滤波器的传递函数D.二阶有源带阻滤波器的传递函数（D）5．右图所示电路的输入信号ui是代表测量振动幅值的交变信号，该电路可实现A.负峰值运算B.正峰值运算C.峰峰值运算D.绝对值运算（A）uoui10kΩiuo220kΩ100kΩR320kΩR2∞-++N1∞-++100kΩN2uoRR（1+δ）R（1－δ）uiR∞-++NUTRCUsN1∞UiUoUCR1VD1SCN2∞R2VD2R326．一个10bit逐次逼近A/D转换器，其满量程电压为10V,若模拟输入电压V1iu,其数字输出量的数值为A.0001100101B.0001100110C.0001000110D.0001010101(B)7．在相位跟踪细分电路中，相位基准A.既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数B.是反馈环节，但不是细分机构C.是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节D.既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数的2倍(A)8．右图是晶体管三相桥式逆变器，对其特点的叙述哪一个是不正确的A.每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管各导通1200B.上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔600C.各相之间相位差为1200D.换流只能在上下桥臂间进行（D）9．在PWM功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是A.电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压B.电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压C.电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压D.电路既能提供电动机电枢的反相电流又能提供反相电压(B)10．晶闸管的关断条件是A.阳极接低电平，阴极接高电平B.阳极与阴极之间的电流小于其维持电流C.阳极接低电平，阴极也接低电平D.与阳极和阴极电压无关，仅需门极电压接低电平(B)～MVD3EAC1AVD1VD5V5V3V1V4VD4V6VD6V2VD23txOtOucusOt二、简答题（30分）1．什么是隔离放大电路？画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。答：隔离放大电路是指电源、输入放大器及输出放大器没有公共端，即不共地。光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示，它是通过中间的一个光电隔离器将输入与输出放大器隔开的，这样可提高抗干扰能力。2．什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，并画出其波形。答：双边带调幅是在调幅信号中，将载波信号幅值Um取0，从而得到频带在c范围内的调幅信号。数学表达式：ttUttmXUcxmcmscoscoscoscosmX—调制信号幅度，—调制信号角频率，c—载波角频率，m—调制度43．如图所示电路为无限增益多路反馈型二阶滤波电路还是压控电压源型二阶滤波电路？如果想构成二阶高通滤波电路，Y1~Y5的RC元件该如何选取？答：此电路为无限增益多路反馈二阶滤波电路，若要构成高通滤波电路，Y1，Y2，Y3应为电容，Y4，Y5应为电阻。4．如图所示，是一采样保持电路，简述电容C1的作用及该电路的优缺点？uouiCVUcVD1VD2V1∞-++N2∞-++N1R1C1R3R2V2答：此电路中C1为反馈校正电容。在电路的保持阶段，V2的漏电流及N2的偏置电流在C1上产生的电压与V的漏电流和N2偏置电流在C上产生的电压数值相等，方向相反，这样就大大减弱了V的漏电流和N2偏置电流对输出的影响，保持精度提高。此电路的精度很高，但由于电容C1、C等的存在，引入了多个时间常数，故而转换速率下降。即此电路的精度是靠牺牲速度实现的。5．如图所示是电容强迫换流的原理图，图中K1是主晶闸管，K2是辅助晶闸管，R为负载电阻，C为换流电容，简述其工作原理，若R1=R2=100Ω，晶闸管的关断时间310－qt秒，确定电容C的取值范围。答：在K1导通时，Ud通过R2、K1给C充电至电压两端电压为-Ud。后来K2导通，C便通过K2，K1放电，放电电流使K1中电流迅速减为零，后C通过Ud，R1放电，直至放电电流为0，C两端电压为Ud。此过程中K1开始承受一定时间的反向电压，从而使K1关断，实现换流。K1承受反向电R1CR2K1K2Ud∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)5压的时间2ln0RCt，而要求qtt0uFRtCq4.142ln100102ln3故电容C应大于14.4uF。6．简述A/D转换电路中分辨率和精度的区别。A/D转换电路的分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定幅度的电压范围，当超过这一幅度的电压时，输出的数字信号将发生变化。这样能分辨的电压范围即为分辨率。而精度是指：理想的ADC指不含量化误差的误差，如元器件的误差和噪声等引起的误差。精度指包含误差的比例，常用量程的百分比或pp/n表示。三、利用4个性能相同的传感器测量一个轴在4个截面上的直径，得到的信号电压为u1、u2、u3、u4，要想求其平均直径，可采用什么电路？请画出电路图，并写出电路输出电压公式。（7分）解：要求平均直径，可采用平均值运算电路。此题要求四个电压的平均值，即为求加权平均值，可利用加法电路实现。电路图如下：取R1=R2=R3=R4=4R5就有：U0=-(U1+U2+U3+U4)/4只要再通过一个反向电路，就可得到真正的四个电压的平均值了。四、如图所示电路为何种电路？当输入信号us与Uc的波形如图所示时，画出uo在加电容C前后的波形。（8分）6答：此电路为整流型精密相敏检波电路。波形如图：图1为不接电容C的情况下UO的波形；图2为接电容C的情况下UO的波形五、如图所示电路为何种放大电路？写出输出电压uo与输入电压ui1、ui2之间的关系式，并说明该电路的主要特点。（10分）此电路为高共模抑制比放大电路。PiiiooiRRuuKuuKuuI122211100100ui1ui2uo1uo2100kΩ10kΩ100kΩ20kΩ20kΩ100kΩuo100kΩ∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3C10kΩuo10kΩ10kΩ10kΩ5kΩUc∞-++N1∞-++N210kΩV1V2uA+us-Uc7211100100iPiPPouRuRRu122100100iPiPPouRuRRu)(2002121iiPPoouuRRuuPPiioodRRuuuuk2002121)(2005)(201002121iiPPooouuRRuuu若：KRP10)(105210iiuuu特点：1、电阻对称，增益可调2、共模电压，飘移，失调电压均在RP两端自动消除，不产生影响，具有高共模抑制能力六、下图是LM131用作电路转换的简化电路图，电流源输出电流Si由内部基准电压源供给的1.9V参考电压和外接电阻SR决定（SSRVi/9.1）。1．简述该电路的工作原理；2．当iu为某一正值时，画出电压6u和输出0u的波形；3．若470tLSRRR，uFCt01.0,当输入电压为1V时，求输出电压的频率。（10分）-1+1#单稳态定时器QiSuo43576128RLCLuiRSSRtCt+Uu6u5+EV#Q器输入比较解：1、此电路为V/f转换电路。当U6Ui时，输出为低电平，Q=0，U0为高电平，S接1，is给CL充电，且U通过Rt给Ct充电。当Us达到单稳态触发电压时，使单稳翻转，Q=1，V导通，U0输出低电平，Ct通过Rt及V放电，CL通过RL放电。8CL充电时间Rt，Ct由决定，放电时间U6，Ui由大小决定。U0就可输出频率与Ui有关的脉冲信号了。2、3、由TRiUiRtCtRS3ln9.1得MHzUif1.001.04701.19.1七、下图是微机细分原理框图，两路原始正交信号为sin1Au＝和cos2Au＝。1．简述该电路的细分原理；2．若想对输入信号实现400细分，如何实现？写出相位角对应的细分数的表达式。(9分)9辨向电路可逆计数器数字计算机Acos过零比较器∩/#∩/#显示电路Asin解：1、U1，U2经比较器后整形为方波。在一个周期内，根据U1，U2的正负以及大小关系可以实现8细分，然后通过计算机内部软件细分可以达到更高的细分精度，实现更高的细分。2、若要实现400细分，则每一卦限要400/8=50细分，即将45度角进行50细分，存入计算机，表达式为：4550k八、试用一交流固态继电器（AC-SSR，可控220V交流通断）和一接触器（3各常开主触点和一个常开辅助触点），通过微机及其接口电路去控制三相交流异步电机（电源为3－相、50Hz/380V）的起动和停止。(6分)KA1为交流固态继电器，控制接触器的通断KA2为接触器，三个主触点控制电机的三相绕组如电机为三相四线制，一个辅助触点使中线接地由微机输出的数字信号控制KA1的通断，为“1”时断，为“2”时开。10