测控电路复习习题及答案

1试题一答案一、选择题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．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）4．一个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)5．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uoui10kΩiuo220kΩ100kΩR320kΩR2∞-++N1∞-++100kΩN2uoRR（1+δ）R（1－δ）uiR∞-++N2C.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)6．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）7．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)8．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)二、简答题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。～MVD3EAC1AVD1VD5V5V3V1V4VD4V6VD6V2VD23txOtOucusOt2．什么是双边带调幅？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3．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。∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)4三、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。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。5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。此电路为高共模抑制比放大电路。PiiiooiRRuuKuuKuuI122211100100ui1ui2uo1uo2100kΩ10kΩ100kΩ20kΩ20kΩ100kΩuo100kΩ∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3C10kΩuo10kΩ10kΩ10kΩ5kΩUc∞-++N1∞-++N210kΩV1V2uA+us-Uc6211100100iPiPPouRuRRu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。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。7试题二答案一、简答题1、什么是自举电路？说明图1所示电路是如何提高放大器的输入阻抗的？答：自举电路是利用反馈使电阻两端等电位，减少向输出回路索取电流，而使输入阻抗增大的一种电路。22121RuuRuiiiioi31RuRuoi3122RuRuooiooiuuuu22122iiiuRRRRRuRui2112211221RRRRiuRii当21RR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。2、如图2所示电路，N1、N2、N3工作在理想状态，R1=R2=200KΩ，RP=20KΩ，R3=R4=10KΩ，R5=R6=20KΩ，试求该电路的差模增益。解：RoiPiiioIRuuRuuRuu11112222)(12111iiPiouuRRuu21212)(iiiPouuuRRuuouii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2图1ui1ui2uo1uo2R1RPR2R3R4R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3图28135316642oooouRRRuuRRRu531536426RRuRuRRRuRooo43RR65RR))(1()(1221351235iiPooouuRRRRRuuRRu42)2022001(1020)1(213512PiiodRRRRRuuuk3、什么是隔离放大电路？就一种隔离方式简述其工作原理。答：隔离放大电路是一种测量用的电路，它的输入，输出，隔离电路之间没有直接的电路耦合，即输入、输出没有公共接地端。输入信号经放大进入耦合器，使LED导通，通过光电耦合器件（晶体管）转换为电压或电流信号，经放大输出。4、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？答：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。5、图3所示电路为无限增益多路反馈型滤波电路还是压控电压源型滤波电路？若根据此电路结构构成一低通滤波电路，Y1—Y5应分别选用何种RC元件？答：此电路为无限增益多路反馈滤波电路，若要构成低通滤波电路，Y1，Y2，∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)图39Y3应为电阻，Y4，Y5应为电容。二、分析题1、图4为一单稳辨向电路，输入信号A、B为相位差90的方波信号，分析其辨向原理，并就A导前B90及B导前A90的情况，画出A、Uo1、Uo2的波形。（8分）答：该电路根据A，B相位相对导前、滞后的关系实现辨向。A导前B90时，Uo1有输出，Uo2输出为0B导前A90时，Uo1输出为0，Uo2有输出由此可实现辨向2、试述图6a所示检波电路的工作原理？电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系，阻值关系如何？写出输出uo与输入us之间的关系式？若Uc与us的波形如图6b所示，请画出在不接电容C的情况下uo的波形及接上电容C后uo的波形。DG5DG1ACARBUo1Uo2&1&DG4&1DG2DG3图4ABA'B'A'B'Uo1Uo210当Uc=“1”时，V2导通，V1截止，SAURRU12，此时Us，UA同时加在N2的反向输入端，当不接电容C时SSSSAOURRRRRRURRURRRRURRURRU)('343412'343412'3434当Uc=“0”时，V1导通，V2截止，UA=0，Us直接加在N2的反向输入端，当不接电容C时SOURRU'34当3'32RR，21RR时，若Uc=“1”，SOURRU342若Uc=“0”，SOURRU342图a为不接电容C的情况下uo的波形；图b为接电容C的情况下uo的波形。图a图bCR4uoR1R’2R2R3Uc∞-++N1∞-++N2R’3V1V2uAUc+us-图6a11试题三一、图1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？（16分）图1是同相输入高共模抑制比差动放大电路。由电路可得1i121o)1(uRRu，4o2i32i1oRuuRuu所以1i34122i34o)1()1(uRRRRuRRu因输入共模电压uic=(ui1+ui2)/2，输入差模电压uid=ui2－ui1，可将上式改写为id314234ic3142o)21(21)1(uRRRRRRuRRRRu为了获得零共模增益，上式等号右边第一项必须为零，可取RRRRRRf3421此时，电路的差动闭环增益为RRKf1duoui2ui1R4R3uo1R2R1∞+-+N2∞+-+N1图112这种电路采用了二个同相输入的运算放大器，因而具有极高的输入阻抗。二、图2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？（17分）图2是一种由集成运算放大器构成的全波精密检波电路。在调幅波us为正的半周期，由于运算放大器N1的倒相作用，N1输出低电平，因此VD1导通、VD2截止，A点接近于虚地，uA≈0。在us的负半周，有uA输出。若集成运算放大器的输入阻抗远大于R2，则i≈-i1。按图上所标注的极性，可写出下列方程组：1ss11siRuuRius2uiRuuuuAAsduKuA其中Kd为N1的开环放大倍数。解以上联立方程组得到uRRKuRRKRRuA)1(1)]1(1[21d21d21s通常，N1的开环放大倍数Kd很大，这时上式可简化为：AuRRu21s或s12uRRuA二极管的死区和非线性不影响检波输出。图中加入VD1反馈回路一是为了防止在us的正半周期因VD2截止而使运放处于开环状态而进入饱和，另一方面也使us在两个半周期负载基本对称。图中N2与R3、R4、C等构成低通滤波器。对于低频信号电容C接近开路，滤波器的增益为-R4/R3。对于载波频率信号电容C接近短路，它使高频信号受到抑制。因为电容C的左端接虚地，电容C上的充电电压不会影响二极管VD2的通断，这种检波器属于平均值检波器。为了构成全波精密检波电路需要将us通过3R与uA相加，图2中N2组成相加放大器，取13332RR。在不加电容器C时，N2的输出为：)2(s34ouu