《測控系統(tǒng)原理與設(shè)計》孫傳友-第3版完整課后題解答

1、1、 為什么說儀器技術(shù)是信息的源頭技術(shù)？答：信息技術(shù)由測量技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)三局部組成。測量技術(shù)那么是關(guān)鍵和根底。 儀器是一種信息的工具。如果沒有儀器，就不能獲取生產(chǎn)、科學(xué)、環(huán)境、社會等領(lǐng)域中全方 位的信息，進(jìn)入信息時代將是不可能的。儀器是信息時代的信息獲取一一處理一一傳輸?shù)逆?條中的源頭。因此說，儀器技術(shù)是信息的源頭技術(shù)。2、 為什么現(xiàn)代測控系統(tǒng)一般都要微機化?答：將微型計算機技術(shù)引入測控系統(tǒng)中，不僅可以解決傳統(tǒng)測控系統(tǒng)不能解決的問題，而且 還能簡化電路、增加或增強功能、提高測控精度和可靠性，顯著增強測控系統(tǒng)的自化化、智 能化程度，而且可以縮短系統(tǒng)研制周期、降低本錢、易于升級換代等等

2、。3、微機測控系統(tǒng)有哪幾種類型 ？畫出它們的組成框圖答：測控儀器或系統(tǒng)可分為三大類一一單純以測試或檢測為目的的“測試檢測儀器或系統(tǒng)，單純以控制為目的的“控制系統(tǒng)'和測控一體的“測控系統(tǒng)。微機化檢測系統(tǒng)框圖參數(shù)及動作次序f微機控制電路執(zhí)行器測控對象傳感器宀模擬吊:輸入通道一理十開驢輸入通這執(zhí)行器喬關(guān)量輸出通逍微型計算機通信接11微機化控制系統(tǒng)框圖微機化測控系統(tǒng)框圖第2章1、模擬輸入通道有哪幾種類型 ？各有何特點？答：按照系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集電路是各路共用一個還是每路各用一個，多路模擬輸入通道可分為 集中采集式簡稱集中式和分散采集式簡稱分布式兩大類型。集中式的特點是多路信號共同使用一個S/H和A

3、/D電路，模擬多路切換器 MUX對多路信號分時切換、輪流選通到S/H和A/D進(jìn)展數(shù)據(jù)采集。分布式的特點是每一路信號都有一個S/H和A/D，因而也不再需要模擬多路切換器MUX每一個S/H和A/D只對本路模擬信號進(jìn)展數(shù)字轉(zhuǎn)換即數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)按一定順序或隨 機地輸入計算機。2、什么情況下需要設(shè)置低噪聲前置放大器 ？為什么？答：由于電路部有這樣或那樣的噪聲源存在，使得電路在沒有信號輸入時，輸出端仍輸出一 定幅度的波動電壓，這就是電路的輸出噪聲。把電路輸出端測得的噪聲有效值折算到該電路 的輸入端即除以該電路的增益 K,得到的電平值稱為該電路的等效輸入噪聲。如果加在該電路輸入端的信號幅度小到比該電路

4、的等效輸入噪聲還要低，那么這個信號 就會被電路的噪聲所"淹沒"。為了不使小信號被電路噪聲所淹沒，就必須在該電路前面加 一級放大器一一“前置放大器。只要前置放大器本身的等效輸入噪聲比其后級電路的等效 輸入噪聲低，參加前置放大器后，整個電路的等效輸入噪聲就會降低，因而，輸入信號就不 會再被電路噪聲所淹沒。3、圖2-1-14(a)所示采集電路結(jié)構(gòu)只適合于什么情況？為什么？答：圖2-1-14(a) 所示采集電路僅由 A/D轉(zhuǎn)換器和前面的模擬多路切換器 MUX勾成，只適合 于測量恒定的各點根本一樣的信號。因為恒定信號不隨時間變化，無須設(shè)置S/H,各點根本一樣的信號無需設(shè)置 PGA4、

5、DFS-V數(shù)字地震儀屬于集中采集式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2ms采樣48道時去混淆濾波器截止頻為125Hz。為提高勘探分辨率欲將采樣周期改為 Imso試問：地震儀的信號道數(shù)和去混淆濾 波器截止頻率要不要改變 ？怎樣改變？為什么？答：據(jù)題知，Ts 2ms , N 48，代入公式(2 1 38)計算得該地震儀的 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換周期為Ta/d“ 亟,為提高勘探分辨率欲將采樣周期改為1ms,那么信號道數(shù)應(yīng)減小為NTa/ dN 4824，否那么A/D轉(zhuǎn)換器就轉(zhuǎn)換不過來。2mS/48據(jù)題知，TS 2ms , fh 125Hz，代入公式(2 1 17)計算得C=5將C=5和Ts=1ms代入公式(2-1-17)計算

6、得，抗混疊濾波器截止頻率應(yīng)減小為fh 250Hz，將fh 250Hz代入公式(2 1 18)計算得fmaxfh 250 Hz，這將使地震儀可記錄的最高地震信號頻率到達(dá)250Hz,因而，可使地震儀的勘探分辨率提高一倍。如果只是減少采樣周期而不改變抗混疊濾波器截止頻率，將fh 125Hz代入公式(2 1 18)計算得fmaxfh 125Hz ,使地震儀可記錄的最高地震信號頻率仍然被限制在125Hz,因而地震儀的勘探分辨率仍然不能提高，這 就使減少采樣周期的優(yōu)越性發(fā)揮不出來。5、多路測試系統(tǒng)什么情況下會出現(xiàn)串音干擾？怎樣減少和消除？答：多路測試系統(tǒng)由于模擬開關(guān)的斷開電阻Roff不是無窮大和多路模擬開

7、關(guān)中存在寄生電容的緣故，每當(dāng)某一道開關(guān)接通時，其它被關(guān)斷的各路信號也出現(xiàn)在負(fù)載上，對本來是唯一 被接通的信號形成干擾，這種干擾稱為道間串音干擾，簡稱串音。為減小串音干擾，應(yīng)采取如下措施： 減小Ri,為此模擬多路切換器 MUX前級應(yīng)采用電壓跟隨器； MUX選用Ron極小、Roff極大的開關(guān)管； 選用寄生電容小的 MUX 據(jù)公式2-1-51，減少MUX俞入端并聯(lián)的開關(guān)數(shù) N,可減小串音。假設(shè)采用分布式數(shù)據(jù)采集，那么可從根本上消除串音干擾。因N=1代入公式2-1-51計算得VN0。6、主放大器與前置放大器有什么區(qū)別？設(shè)置不設(shè)置主放大器、設(shè)置哪種主放大器依據(jù)是什么？答：測控系統(tǒng)的模擬輸入通道一般包括模

8、擬調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集電路兩局部。前置放大器設(shè) 置在模擬調(diào)理電路前端，它是為減小模擬輸入通道的等效輸入噪聲提高系統(tǒng)接收弱信號的能 力而設(shè)置的，放大的是連續(xù)電信號。主放大器設(shè)置在數(shù)據(jù)采集電路的MUX與S/H之間，放大的是經(jīng)模擬多路切換器采樣或選通的離散信號，它是為了提高數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度 和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圍而設(shè)置的。如果被測量的多路模擬信號都是恒定或變化緩慢的信號，而且多路信號的幅度也相差不 大，也就是Vj隨i和j變化不大，那就沒有必要在采集電路中設(shè)置主放大器，只要使各路 信號調(diào)理電路中的前置放大器增益滿足(2-1-54)式即可。如果被測量的多路模擬信號都是恒定或變化緩慢的信號，但是各路信號的幅

9、度相差很大，也就是說Vj不隨j變化，但隨i變化很大，那就應(yīng)在采集電路中設(shè)置程控增益放大器作為 主放大器。程控增益放大器的特點是每當(dāng)多路開關(guān)MUX在對第i道信號采樣時，放大器就采用預(yù)先按(2-1-54)式選定的第i道的增益Ki進(jìn)展放大。如果被測量的多路模擬信號是隨時間變化的信號，而且各路信號的幅度也不一樣。也就 是說，Vj既隨i變化，也隨j變化，那就應(yīng)在采集電路中設(shè)置瞬時浮點放大器作為主放大 器。7、模擬輸出通道有哪幾種根本結(jié)構(gòu)？各有何特點？答：微機化測控系統(tǒng)的模擬信號輸出通路的根本結(jié)構(gòu)按信號輸出路數(shù)來分，有單通道輸出和 多通道輸出兩大類，多通道的輸出結(jié)構(gòu)主要有以下三種：一、 數(shù)據(jù)分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)

10、構(gòu)。它的特點是每個通道配置一套輸入存放器和D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)微型計算機處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線分時地選通至各通道輸入存放器，當(dāng)數(shù)據(jù)Dij選通至第i路輸入存放器的同時，第i路D/A即實現(xiàn)數(shù)字Dij到模擬信號幅值的轉(zhuǎn)換。二、數(shù)據(jù)分配同步轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。 它的特點是在各路數(shù)據(jù)存放器 R1與D/A轉(zhuǎn)換器之間增設(shè)了一個緩沖存放器R2。數(shù)據(jù)總線分時選通主機的輸出數(shù)據(jù)先后被各路數(shù)據(jù)存放器R1接收，然后在同一命令控制下將數(shù)據(jù)由 R1傳送到R2,并同時進(jìn)展D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬量。三、 模擬分配分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點是各通道共用一個D/A轉(zhuǎn)換器和一個數(shù)據(jù) 輸入存放器。微型計算機處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線依通道順序分時傳

11、送至輸入存放器并進(jìn)展D/A轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生相應(yīng)通道的模擬輸出值。以上三種結(jié)構(gòu)可歸納為兩種分配方案。前兩種數(shù)據(jù)分配結(jié)構(gòu)實質(zhì)上也就是圖2-2-2(a)所示的“數(shù)字保持方案；模擬分配結(jié)構(gòu)實質(zhì)上也就是圖2-2-2(b)所示的“模擬保持方案。&為什么模擬輸出通道中要有零階保持?怎樣用電路實現(xiàn)？答：我們知道，模擬信號數(shù)字化得到的數(shù)據(jù)是模擬信號在各個采樣時刻瞬時幅值的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。很顯然把這些 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果再經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換，也只能得到模擬信號波形上的一個個斷 續(xù)的采樣點，而不能得到在時間上連續(xù)存在的波形。為了得到在時間上連續(xù)存在的波形就要 想方法填補相鄰采樣點之間的空白。理論上講，可以有兩種簡單的填

12、補采樣點之間空白的方 法：一是把相鄰采樣點之間用直線連接起來，這種方式稱為“一階保持方式；另一種方式 是把每個采樣點的幅值保持到下一個采樣點，這種方式稱“零階保持?！傲汶A保持方式很容易用電路來實現(xiàn)，“一階保持'那么很難用電路來實現(xiàn)。因此模擬輸出通道中采用零階保持器。零階保持器的實現(xiàn)有兩種方式：一種是數(shù)字保持方式，即在D/A之前加設(shè)一個存放器，讓每個采樣點的數(shù)據(jù)在該存放器中一直存放到本路信號下個采樣點數(shù)據(jù)到來時為止，這樣 D/A轉(zhuǎn)換器輸出波形就不是離散的脈沖電壓而是連續(xù)的臺階電壓。另一種是模擬保持方式， 即在公用的D/A之后每路加一個采樣保持器，保持器將D/A轉(zhuǎn)換器輸出子樣電壓保持到本路

13、信號下個子樣電壓產(chǎn)生時為止。9、 在控制系統(tǒng)中被控設(shè)備的驅(qū)動有哪兩種方式？有何異同？答：在控制系統(tǒng)中，對被控設(shè)備的驅(qū)動常采用模擬量輸出驅(qū)動和數(shù)字量(開關(guān)量)輸出驅(qū)動兩種方式，其中模擬量輸出是指其輸出信號(電壓、電流)可變，根據(jù)控制算法，使設(shè)備在零到滿負(fù)荷之間運行，在一定的時間T輸出所需的能量 P;開關(guān)量輸出那么是利用控制設(shè)備處于“開或“關(guān)狀態(tài)的時間來到達(dá)運行控制目的。如根據(jù)控制算法，同樣要在T時間輸出能量P,那么可控制設(shè)備滿負(fù)荷工作時間t，即采用脈寬調(diào)制的方法，同樣可到達(dá)要求。10、在信號以電壓形式傳輸?shù)哪M電路中，前后兩級電路之間，什么情況下需插接電壓 跟隨器？什么情況下不需要？為什么？答：

14、在要求信號以電壓形式傳輸即要求前級饋送給后級的電壓最大的模擬電路中，當(dāng)前 級電路的輸出阻抗不是遠(yuǎn)小于后級電路的輸入阻抗時，兩者之間需插接電壓跟隨器。因為電 壓跟隨器的輸入阻抗極高而輸出阻抗極低，它插在兩者之間，既給前級提供極高的輸入阻抗，又給后級提高極低的輸出阻抗，這樣就能使前級饋送給后級的電壓最大。如果前級電路的輸 出阻抗極低，或者后級的輸入阻抗極高，也就是說，已經(jīng)滿足電壓傳輸最大的條件，兩者之 間就無需再插接電壓跟隨器。11、試述開關(guān)量輸入輸出通道的根本組成。答：開關(guān)量輸入通道主要由輸入緩沖器、輸入調(diào)理電路、輸入地址譯碼電路等組成，如圖2-3-1所示。開關(guān)量輸出通道主要由輸出鎖存器、輸出驅(qū)

15、動電路、輸出口地址譯碼電路等組成，如圖2-3-4所示。地址譯碼器愉入綴沖器出動鼻d圖 2-3-1圖 2-3-412、單元電路連接時要考慮哪些問題？答：組成測控系統(tǒng)的各單元電路選定以后，就要把它們相互連接起來，為了保證各單元電路 連接起來后仍能正常工作，并彼此配合地實現(xiàn)預(yù)期的功能，就必須認(rèn)真仔細(xì)地考慮各單元電 路之間的級聯(lián)問題，如：電氣特性的相互匹配、信號耦合方式、時序配合等。第3章1、 為什么常見的中小型微機化測控系統(tǒng)大多采用單片機？答：單片機是指將計算機的根本部件集成在一塊芯片上而構(gòu)成的微型計算機，單片機的優(yōu)點 是可靠性高、控制功能強、易擴展、體積小。用單片機開發(fā)各類微機化產(chǎn)品，周期短、本錢

16、 低，在計算機和儀器儀表一體化設(shè)計中有著一般微機無法比擬的優(yōu)勢。正因為如此，目前常 見的微機化測控系統(tǒng)、特別是中型測控系統(tǒng)和便攜式測控儀器大多采用單片機。2、指出圖3-1-6中存貯器和I/O接口尋址圍。答：P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0尋址圍2764000XXXXX0000H1FFFH6116-11XXX0XXX8000H87FFH6116-21XXX1XXX8800H8FFFH8155RAM0XXXXXX00000H00FFH8155I/O0XXXXXX10100H0105H3、為什么8031單片機的引腳EA固定接低電平？答：因為8031單片機片無ROM故應(yīng)

17、將EA引腳固定接低電平，以迫使系統(tǒng)全部執(zhí)行片外程序存儲器程序?！?0"還是“ 1 "? 1Vref+=+5V, Vref-=0V; 2Vref+=+5V, Sef-=-5V。解：1由題知，S+=5V,Ur-=0V,Ux=2.5V,代入公式3-2-1或3-2-2計算得 D7 =10000000。圖 3-2-2 中 P0.0=D7=1 P0.仁D 6=02由題知，LK+=5V,Ur-=-5V,Ux=2.5V,代入公式3-2-1計算得 D70=11000000。圖 3-2-2 中 P0.0=D7=1 P0.1=D 6=15、在一個由8031單片機與一片 ADC0809組成的數(shù)據(jù)采

18、集系統(tǒng)中，ADC0809的8個輸入通道的地址為7FF8HH7FFFH,試畫出有關(guān)接口的電路圖， 并寫出每隔1min輪流采集一次 通道數(shù)據(jù)的程序，共采樣 50次，其采樣值存入片外 RAM中以2000H單元開場的存儲區(qū)中。答：接口電路可參見圖3-2-2。參考程序如下：MAIN MOV RQ #20HMOV R1 #00HMOV R2 #00HMOV R3 #50MOV R7 #08HLOOP MOV DPTR #7FF8HLOOP1 MOVX DPTRAMOV R6 #0AHDELAY NOPNOPNOPDJNZ R6, DELAYMOVX A DPTRINC DPTRMOV R2 DPLMOVD

19、PHR0MOV DPL R1MOVX DPTRAINC DPTRMOV R0 DPHMOV R 1 DPLMOV DPH #7FHMOV DPL R2DJNZ R7, LOOP1LCALL DELAY1M延時1分鐘子程序另外編寫DJNZ R3, LOOP6、圖3-2-7所示VFC接口電路所能轉(zhuǎn)換的模擬電壓Ux的最大允許值是多少？解：由公式3-2-1丨可得S(216 m)因的最大計數(shù)值為FFH即2161，故模擬電壓Ux的最大允許值為xmaxf°(2161)S(216 m)7、仿照圖3-3-4設(shè)計一個三路同步輸出的D/A轉(zhuǎn)換接口電路并寫出接口程序。答:MOV DPTR. M3DFFFH

20、；指向 DAC0832 (IJ 輸入軌存掘 MOV A,心ialMOVX gflXPTR, A- 越字 daml 迭入 DAC0832( I > Ifr入鎖存購MOV DPTR, #0BFFFH t 指向 DAC0832 (2)輸人鎖存務(wù)MOV h、#<Jata2MOVX DPTR* A :雜字 da誡送A DAC0832 (2)MOV DPTR,聞EFFFH ：惜向DAC0832(3)愉入錨存器MOV A, #dala3MOVX DPTR( A:數(shù)字 datoS 送入 DAC(M(32 G) l&Affl存器MOV DPTR. i7FFFH ；同時DACO832 (1).

21、 DAC0812(2) DAC0832 t3) MOVX DPTRA :完誡m瑰轉(zhuǎn)換輸出8、串行ADC與并行ADC有何異同？串行 DAC與并行DAC有何異同？答：串行ADC與并行ADC二者的模數(shù)轉(zhuǎn)換原理一樣，通常串行ADC是在并行ADC之后加一個并 -串轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的。串行DAC與并行DAC二者的數(shù)模轉(zhuǎn)換原理一樣， 通常串行DAC是在并行 DAC之前加一個串-并轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的。9、說明圖3-3-8的工作原理與其改進(jìn)電路。答：圖3-3-8的工作原理是，當(dāng)單片機的P1.0為高電平時，繼電器 J通電，使開關(guān)S閉合，交流接觸器CJ通電，進(jìn)而使三相電機得電運行。上述電路的缺點是易引起強烈的干擾。一是繼電

22、器J的通斷時觸頭產(chǎn)生電火花；二是接觸器CJ通斷時產(chǎn)生很強的電弧。采用固體繼電器代替通用型繼電器J ,可消除接觸器線圈通斷時J觸點的電火花，但接觸器CJ動作觸點的電弧干擾依然存在。徹底消除電火花和電弧的 干擾，可以采用晶閘管組成的無觸點開關(guān)。10、LED顯示接口與LCD顯示接口有哪些一樣點，有哪些不同點 ？答：一樣點是：1、兩種數(shù)字顯示器都為 7段或8段顯示結(jié)構(gòu)，因此也都有 7個或8個 段選端，并需接段驅(qū)動器；2、段驅(qū)動器所加段選碼都要通過譯碼從要顯示數(shù)字的BCD碼轉(zhuǎn)換得到，譯碼方式也有硬件譯碼和軟件譯碼兩種； 3、多位顯示的方式都有靜態(tài)和動態(tài)兩種方式。不同點是：LCD數(shù)字顯示器的公共電極與要顯

23、示的筆畫電極之間不能加直流電壓，只能 加頻率為幾十赫到數(shù)百赫的方波信號，因此，LCD顯示器的驅(qū)動接口需要提供該低頻方波信號，而且其顯示接口的譯碼驅(qū)動電路與LED顯示接口的譯碼驅(qū)動電路也不同，二者不能通用。11、 LED靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示在硬件和軟件上有哪些主要區(qū)別？答：多位LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種形式。靜態(tài)顯示就是各位同時顯示。為此， 各位LED數(shù)碼管的位選端應(yīng)連在一起固定接地共陰極時或接+5V共陽極時，每位數(shù)碼管的段選端應(yīng)分別接一個 8位鎖存器/驅(qū)動器。動態(tài)顯示就是逐位輪流顯示。為實現(xiàn)這種顯示方式， 各位LED數(shù)碼管的段選端應(yīng)并接在一起，由同一個8位I/O 口或鎖存器/驅(qū)動器控制

24、，而各位數(shù)碼管的位選端分別由相應(yīng)的I/O 口線或鎖存器控制。動態(tài)LED顯示程序與靜態(tài) LED顯示程序設(shè)計有所不同，在動態(tài)顯示方式中，各個位的容 是分時輪流輸出的，要得到穩(wěn)定的顯示效果，必須不斷重復(fù)執(zhí)行顯示程序。而在靜態(tài)顯示方 式中，各個位的容是同時輸出的，不需要不斷重復(fù)執(zhí)行同一容的顯示程序，僅僅在需要更新 顯示容時，CPU才執(zhí)行一次顯示更新子程序。12、說明行列式矩陣式非編碼鍵盤按鍵按下的識別原理答：按鍵設(shè)置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上，無按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時，行線 電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。列線的

25、電平如果為低，那么行線電平為低；列線的電平如果為高，那么行線的電平亦為高。將行、列線信號配合起來并做 適當(dāng)?shù)奶幚?，就能確定閉合鍵即按下鍵的位置。13、鍵盤有哪三種工作方式，它們各自的工作原理與特點是什么？答：1編程掃描方式：當(dāng)單片機空閑時，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復(fù)的掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)，來響應(yīng)鍵盤的輸入請求。2定時掃描工作方式：單片機對鍵盤的掃描也可用定時掃描方式，即每隔一定的時間對鍵盤掃描一次。3中斷工作方式：只有在鍵盤有鍵按下時，才執(zhí)行鍵盤掃描程序并執(zhí)行該按鍵功 能程序，如果無鍵按下，單片機將不理睬鍵盤。14、何謂RS-232C的電平轉(zhuǎn)換？答：RS-232C的邏輯電平

26、與一般微處理器的邏輯電平TTL電平是不一致的，因此在實際應(yīng)用時，必須把微處理器的信號電平TTL電平轉(zhuǎn)換為RS一 232C電平，或者將 RS一 232C電平轉(zhuǎn)換為微處理器的信號電平TTL電平。這兩種轉(zhuǎn)換是用專用電平轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)的：MC14488可將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS 232C電平，MC14489可將 RS 232C電平轉(zhuǎn)換 TTL電平。單片機的串行口通過電平轉(zhuǎn)換芯片所形成的RS- 232C標(biāo)準(zhǔn)接口電路如以下圖所示2'TXDl/4MC14fiS皿丄 I T1/4MC1W 丄15、 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的接口信號有哪幾類 ？說明常用的幾根信號線的作用。答：RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口上的信號線

27、根本上可分為四類：數(shù)據(jù)信號4根、控制信號12根、定時信號3根和地2根。常用的幾根信號線是：TXD “發(fā)送數(shù)據(jù)"、RXD “接收數(shù)據(jù)"、RTS “請求發(fā)送"、DSR “數(shù) 據(jù)裝置就緒和信號地16、試比擬RS-232C與RS-422、RS-423連接方式和傳輸特性的主要差異。答：連接方式比擬如下：H MCL4HKMC14S9 |-RS-232C亠傳輸特性的主要差異:RS-232CRS-422RS-423取大電纜長度15m600m1200m最大數(shù)據(jù)率20Kb/s300Kb/s10Mb/s1、何謂總線？在測控系統(tǒng)中應(yīng)用總線技術(shù)有何好處？答：所謂總線，就是在模塊和模塊之間或

28、設(shè)備與設(shè)備之間的一組進(jìn)展互連和傳輸信息的 信號線的集合。這個集合定義了各引線的信號、電氣、機械特性，可以組成系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)信息 通道，把計算機和測控系統(tǒng)的各組成局部連成一個整體以便彼此間進(jìn)展信息交換。在現(xiàn)代測控系統(tǒng)中，各分系統(tǒng)或各單元模塊間必然存在著信息的交換，這種信息交換必 須借助于總線與總線接口部件。利用總線技術(shù)能夠大大簡化測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的兼容 性、開放性、可靠性和可維護性，便于實行標(biāo)準(zhǔn)化與組織規(guī)模化的生產(chǎn)，從而顯著降低系統(tǒng) 本錢。2、測控總線包括哪些類型？答：目前常用的測控總線是，與計算機相對獨立的測控機箱底板總線、測控機箱與計算 機互連總線與連接現(xiàn)場測控設(shè)備的現(xiàn)場總線。3、什么是V

29、XI總線？答：VXI總線是VME總線在儀器領(lǐng)域的擴展，即VMEbusExtension for Instrumentation的縮寫。VXI總線是在VME計算機總線的根底上擴展的測控系統(tǒng)總線，也是當(dāng)前性能最先進(jìn) 的測控系統(tǒng)機箱部總線之一。4、什么是PXI總線？答：PXI總線是PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴展，即PCI eXtensions for Instrumentation的縮寫。是與VXI總線并行的另一種模塊式儀器總線標(biāo)準(zhǔn)。5、測控機箱與計算機互連的常見串行總線有哪些？答：常見的串行總線有： RS-232C USB總線、IEEE1394總線6、測控機箱與計算機互連的常見并行總線有哪些？答：常見

30、的并行總線有：GPIBIEEE 488總線、SCSI總線、MXI總線7、 GPIB是什么總線？何謂“講者"、“聽者"、“控者"？答：GPIB(Ge neral Purpose In terfaceBus)是同時被IEC和IEEE組織正式成認(rèn)的通用接口總線，又稱為IEEE 488總線。該標(biāo)準(zhǔn)總線在儀器、 儀表與測控領(lǐng)域得到了最為廣泛的應(yīng)用， 至今還是儀器、儀表與測控系統(tǒng)與計算機互連的主流并行總線?？卣呤菍ο到y(tǒng)進(jìn)展控制的設(shè)備，它能發(fā)出接口消息，如各種命令、地址，也能接收儀器 發(fā)來的請求和信息。講者是發(fā)出儀器儀表消息的設(shè)備。聽者是接收講者所發(fā)出的儀器儀表消 息的設(shè)備。1

31、、微機測控系統(tǒng)中為什么要對A/D轉(zhuǎn)換得到的測量數(shù)據(jù)進(jìn)展處理？答：如果只考慮微機測控系統(tǒng)的“測量通道中對測量數(shù)據(jù)有影響的環(huán)節(jié)，那么測量數(shù)據(jù)的 產(chǎn)生過程可簡化為可見，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量X存在如下關(guān)系D mu xsmqe / dfs在理想情況下，只要知道標(biāo)準(zhǔn)輸入X1產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù) D,我們就可從任一測量數(shù)據(jù) D準(zhǔn)確地推算出其對應(yīng)的被測非電量 X:XD1然而，實際情況并沒有這樣簡單。系統(tǒng)本身的參數(shù)S、M E可能會隨時間漂移，傳感器電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)S還可能隨被測非電量變化也有微小變化即存在一定程度非線性，如果我們依然按 照上式來簡單地從測量數(shù)據(jù)推算被測非電量就必然產(chǎn)生誤差。因此，我們必須對獲得的測量數(shù)

32、據(jù)進(jìn)展必要的處理，消除誤差因素，或者說進(jìn)展誤差校正，其目的就是盡可能準(zhǔn)確地計算出實際的被測非電量。2、試述零位誤差和靈敏度誤差的校正方法。答：零位誤差的硬件校正方法是設(shè)置調(diào)零電位器和調(diào)零電路，常見的調(diào)零電路有：傳感器調(diào)零電路、電橋調(diào)零電路、放大器輸入偏移調(diào)零電路、A/D轉(zhuǎn)換器調(diào)零電路；靈敏度誤差的硬件校正方法是調(diào)整傳感器靈敏度、放大器放大倍數(shù)、A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓等主要參數(shù)，但最常見的靈敏度調(diào)整方法還是調(diào)整決定放大器增益的電阻值。線性測試系統(tǒng)零位誤差和靈敏度誤差的軟件校正方法是按照誤差校正公式X X1 D DJX2 Xi編寫專門的計算子程序，將最近執(zhí)行“誤差校準(zhǔn),，操作獲得的 d2 d1最新

33、的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)Xi、D、X2、D2存入存，每次測量后就調(diào)用該計算子程序，從輸出讀數(shù)D計算出被測量X。3、為什么要切換量程？怎樣實現(xiàn)量程切換？答：為了擴大測量圍并保持一定的測量精度，檢測系統(tǒng)大多設(shè)置多個量程。普通測量儀表是 用手動換檔開關(guān)來切換量程，微機化測控系統(tǒng)應(yīng)能自動進(jìn)展量程切換。量程自動切換是實現(xiàn) 自動測量的重要組成局部，它使測量過程自動迅速地選擇在最正確量程上，這樣既能防止數(shù) 據(jù)溢出和系統(tǒng)過載，又能保證一定的測量精度。根據(jù)量程上限值的計算公式要改變量程值，可以有改變傳感器靈敏度 S、從傳感器到A/D間信號輸入通道的總增益即各 放大器放大倍數(shù)與衰減器衰減系數(shù)的連乘積 K、A/D轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)滿度輸

34、入電壓 E三種方 法，其中改變總增益 K的方法最常用。4、在圖5-5-1d中，什么情況下，A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可以直接送去顯示？什么情況下不可以？為什么？答：只有適中選擇和調(diào)整放大器增益K使它滿足以下條件：x0SKE/Dfs才可將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果直接送去顯示。因為滿足該條件時，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量Xi的數(shù)值N相等，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果就可作為被測量的數(shù)值直接送去顯示或打印。如果上述條件不滿足， A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量x的數(shù)值N不相等，不可以直接作為被測量x的數(shù)值送去顯示。5、溫度傳感器量程圍是 200800 C，在某一時刻微處理器取樣并經(jīng)數(shù)字濾波后的數(shù)字量為CDH求此時的溫度。解：溫度傳感器輸出的是電

35、壓信號，微處理器取樣并經(jīng)數(shù)字濾波后的數(shù)字量是電壓信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與溫度值是對應(yīng)的，但在數(shù)字上并不一樣。要從模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) 求得溫度的數(shù)字，需經(jīng)過標(biāo)度變換。由題意可知， nh 800 , Nl 200 ,Dh FFH (255)d(滿量程)，Dl 00H0, Di CDH (205)D將以上數(shù)據(jù)代入公式4-5-10，計算得此時的溫度為NiNlD (800 200)i (255 0)682 C微機調(diào)用按照公式4-5-10算法編制的軟件程序計算出溫度值，即可送顯示器顯示出來。6、圖5-5-1(d)中采用線性傳感器和采用非線性傳感器兩種情況下，從A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)計算出顯示數(shù)據(jù)的方法一樣嗎

36、 ？為什么？答：不一樣。圖5-5-1(d)中采用線性傳感器的情況下，測量通道一般也是線性的，可以采用 線性通道的標(biāo)度變換方法，從A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)計算出顯示數(shù)據(jù)。圖4-5-1(d)中采用非線性傳感器的情況下，測量通道就不是線性的，在這種情況下測量通道的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果Di與被測量xi也就不成線性關(guān)系， 因此就不能再用上述線性通道的標(biāo)度變換方法，應(yīng)該采用非線性通道的標(biāo)度變換方法即非線性校正方法。7、與硬件濾波器相比擬，采用數(shù)字濾波方法來克制隨機誤差有何優(yōu)點？答：與硬件濾波器相比擬，采用數(shù)字濾波克制干擾，具有如下優(yōu)點：節(jié)省硬件本錢、可靠穩(wěn)定、 功能強、方便靈活，而且不會喪失原始數(shù)據(jù)。在模擬信號輸入通道中

37、使用的頻率濾波難免濾 去頻率與干擾一樣的有用信號，使這局部有用信號不能被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)而存儲或記錄下來，即 在原始數(shù)據(jù)記錄上永久消失。由于數(shù)字濾波只是把已采集存儲到存儲器中的數(shù)據(jù)讀出來進(jìn)展 數(shù)字濾波，只“讀不“寫就不會破壞采集得到的原始數(shù)據(jù)。8、常用的數(shù)字濾波算法有哪些 ？它們各自對哪種干擾有效？答：常見的數(shù)字濾波方法有1算術(shù)平均濾波法：一般適用于具有隨機干擾的信號 的濾波。2移動平均濾波法：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，靈敏度 低；但對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用差。3中位值濾波法：能有效地克制因偶然因素引起的波動干擾。對溫度、液位等變化緩慢的被測參數(shù)能收到良好的濾波效 果。但對流量

38、、速度等快速變化的參數(shù)一般不宜采用此法。4去極值平均值濾波法： 算術(shù)平均與滑動平均濾波法， 在脈沖干擾比擬嚴(yán)重的場合，干擾將會“平均到結(jié)果 中去，故上述兩種平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的誤差，這時可采用去極值平均值濾波法。第6章1、試述P、PI、PD控制規(guī)律的特點以與連續(xù)PID算式離散化的方法。答：P控制規(guī)律的特點是根據(jù)給定值與實現(xiàn)輸出值的偏差的比例確定對控制對象進(jìn)展控制的控制量，即 u(n) KPe(n) u0PI控制規(guī)律的特點是根據(jù)給定值與實現(xiàn)輸出值的偏差的比例和積分確定對控制對象進(jìn)展控制的控制量，即u(n) KPe(n) KP T e(i) u0T| i 0PD控制規(guī)律的特點是根據(jù)

39、給定值與實現(xiàn)輸出值的偏差的比例和微分確定對控制對象進(jìn)展控制的控制量，即 u(n)KPe (n)KpTde(n) e(n 1)Uo連續(xù)PID算式離散化處理的方法是把r(t),e(t),u(t),c(t)別用 r(n),e(n),u(n),c(n)表示，偏差的數(shù)據(jù)用 e(n)=r(n)-c(n)在第n次采樣時刻的數(shù)據(jù)分 表示，采樣周期 T很小時，dt可用T近似代替，de(t)可用e(n)-e(n-1)近似代替，“積分'用“求和'近似代替，即可作如下近似de(t) e(n) e(n 1) Tt0e(t)dte(i)Ti 0這樣，連續(xù)PID算式便可離散化為以下差分方程T nTu(n)U

40、oKPe( n) Kp e(i) KP-De( n) e(n 1)T| i 0T2、位置型PID和增量型PID有什么區(qū)別和聯(lián)系？增量型PID有什么優(yōu)點?答：位置型PID和增量型PID控制算法的兩種表達(dá)式分別為：位置型算法u(n)KP e(n)T nte(i) D e(n) e(n 1)Ti i o Tuo增量型算法u(n) a0e( n) a1e(n1)a2e(n 2)利用增量型算法，可得出位置型算法的遞推形式u(n)u(n) u(n 1) u(n1)a0e(n) a1e( n 1) a2e( n 2)增量型算法與位置型算法相比，具有以下優(yōu)點：(1) 增量型算法不需要做累加，控制量增量確實定僅

41、與最近幾次誤差采樣值有關(guān)，計算誤差或計算精度問題對控制量的計算影響較小。而位置型算法要用到過去的誤差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。(2) 增量型算法得出的是控制量的增量，例如閥門控制中，只輸出閥門開度的變化局部， 誤動作影響小，必要時通過邏輯判斷限制或禁止本次輸出，不會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作。(3) 采用增量型算法，易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。3、某模擬控制器的傳遞函數(shù)D(S)T 1s，試分別寫出相應(yīng)的位置型和增量型解：此題給出的傳遞函數(shù)為1 0.15S，欲用數(shù)字 PID實現(xiàn)之，設(shè)采樣周期0.05SPID算法表達(dá)式。D(S)u(s)11E(S) 0.05S0.1S將此題給出的傳遞函數(shù)與公式5

42、-1-3比照可知，該模擬控制器的KP 1 , TI0.05s,Td0.1s，又T 1s,將這些參數(shù)代入公式5-1-7丨得位置型PID算法表達(dá)式nu(n) e( n) 20 e(i) 0.1 e(n) e(n 1) u0i 01.2, a20.1，再代入公式5-1-17將這些參數(shù)代入公式5-1-18丨得a021.1, a1得位置型PID算法表達(dá)式u( n) 21.1e( n) 1.2e( n 1)0.1e(n2)4、完全微分型PID算式有何缺乏之處？為什么可采用不完全微分型算式來克制？答：由圖5-2-2 b可見，完全微分型 PID算式的缺乏之處是，在階躍輸入的作用下，微分 項輸出急劇增加，接著又

43、急劇下降為零，因此容易引起控制過程的振蕩，導(dǎo)致調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。為了克制這一缺點，可采用不完全微分型算法。由圖5-2-2 d可見，采用不完全微分算法控制時，微分作用產(chǎn)生的輸出是按指數(shù)規(guī)律逐漸下降的，最終衰減為零，因而系統(tǒng)輸出變化 比擬緩慢，不易引起振蕩。5、何謂積分飽和？其影響如何？具體說明防止積分飽和的方法。答：積分作用雖能消除控制系統(tǒng)的靜差，但它也有一個副作用，即會引起積分過量。這是由 于在偏差始終存在的情況下，輸出u(n)將到達(dá)上、下極限值。此時雖然對u(n)進(jìn)展了限幅，但積分項5(n)仍在累加，從而造成積分過量。當(dāng)偏差方向改變后，因積分項的累積值很大， 超過了輸出值的限幅圍，故需經(jīng)過一段時

44、間后，輸出u(n)才脫離飽和區(qū)。這樣就造成調(diào)節(jié)滯后，使系統(tǒng)出現(xiàn)明顯的超調(diào)，惡化調(diào)節(jié)品質(zhì)。這種由積分項引起的過積分作用稱為積分飽和 現(xiàn)象。防止積分飽和的方法有三種：1積分限幅法 積分限幅法的根本思想是當(dāng)積分項輸出到達(dá)輸出限幅值時，即停止積分項的計算，這時積分項的輸出取上一時刻的積分值。2積分別離法 積分別離法的根本思想是在偏差大時不進(jìn)展積分，僅當(dāng)偏差的絕對值小于一預(yù)定的門限值&時才進(jìn)展積分累積。這樣既防止了偏差大時有過大的控制量，也防止了 過積分現(xiàn)象。3變速積分法變速積分法的根本思想是在偏差較大時積分慢一些，作用相對弱一些；而在偏差較小時，積分快一些，作用強一些，以盡快消除靜差。6、在數(shù)

45、字PID中，采樣周期是如何確定的？選擇采樣周期應(yīng)考慮哪些因素？答： 依據(jù)采樣定理，采樣周期的上限值，應(yīng)為信號頻率組分中最高頻率分量的周期的一半。假設(shè)采樣周期T大于此上限值，便會喪失局部信息，從而使控制質(zhì)量變差。一般來說，采樣周期的下限值應(yīng)是微機執(zhí)行控制程序所需的時間。實際采樣周期T應(yīng)在上下限之間選擇，選擇時應(yīng)綜合考慮如下一些因素：1給定值的變化頻率加到被控對象上的給定值變化頻率越高，采樣頻率應(yīng)越高，即T應(yīng)越小，以使給定值的改變通過采樣迅速得到反映，而不致在隨動控制中產(chǎn)生大的時延。2被控對象的特性假設(shè)對象是慢速的熱工或化工對象時，T一般取得較大。在對象變化較快的場合，T應(yīng)取 得較小。另外尚需考慮

46、干擾的情況，從系統(tǒng)抗干擾的性能要求來看，要求采樣周期短，使擾 動能迅速得到校正。3使用的算式和執(zhí)行機構(gòu)的類型采樣周期太小，會使積分作用、微分作用不明顯。同時，因受微機計算精度的影響，當(dāng) 采樣周期小到一定程度時，前后兩次采樣的差異反映不出來，使調(diào)節(jié)作用因此而減弱。 此外,執(zhí)行機構(gòu)的動作慣性大，采樣周期的選擇要與之適應(yīng)，否那么執(zhí)行機構(gòu)來不與反響數(shù)字控制 器輸出值的變化。4控制的回路數(shù)一般來講，考慮到計算機的工作量和各個調(diào)節(jié)回路的計算本錢，要求控制的回路較多時，相應(yīng)的采樣周期越長，以使每個回路的調(diào)節(jié)算法都有足夠的時間來完成。第7章1、監(jiān)控程序主要由哪些模塊組成？答：監(jiān)控程序的組成主要取決于測控系統(tǒng)的

47、組成規(guī)模，以與系統(tǒng)的硬件配備與功能。通常由 監(jiān)控主程序、初始化管理、鍵盤管理、顯示管理、中斷管理、時鐘管理、自診斷、手-自動控制等模塊組成。2、試述一鍵一義鍵盤管理的實現(xiàn)方法。答：一鍵一義即一個按鍵代表一個確切的命令或一個數(shù)字，編程時只要根據(jù)當(dāng)前按鍵的編碼 把程序直接轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的處理模塊的入口，而無需知道在此以前的按鍵情況。鍵盤信號的獲得有三種方法：第一種是單純查詢法。主程序用掃描鍵盤等手段來獲取鍵 盤信息。微處理器機周而復(fù)始地掃描鍵盤， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)按鍵時，首先判別是命令鍵還是數(shù)字鍵， 假設(shè)是數(shù)字鍵，那么把按鍵讀數(shù)讀入存儲器，通常還進(jìn)展顯示；假設(shè)是命令鍵，那么根據(jù)按 鍵讀數(shù)查閱轉(zhuǎn)移表，以獲得處理子

48、程序的入口。處理子程序執(zhí)行完后繼續(xù)掃描鍵盤。第二種 方法是中斷方法，按下任何鍵都引起一個中斷請求，鍵碼分析過程放在中斷子程序中，這種 方法需單獨占用一個外部中斷源。第三種方法是定時查詢方法， 每隔一定時間查詢一次鍵盤，由于時間間隔通常很短，對于操作者來說鍵盤的響應(yīng)是實時的，鍵盤的查詢過程安排在定時 中斷程序中完成。3、 何謂中斷？何謂中斷源？單片機測控系統(tǒng)中常見的中斷源有哪些？設(shè)置中斷優(yōu)先級的 目的是什么答：所謂中斷是指CPU在正常運行程序時，由于出現(xiàn)了部或外部事件或者是程序事先安排的 事件，使得CPU中止正在運行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行事件效勞的程序，待處理完畢后，返回到被 暫時中斷的程序接著往下執(zhí)

49、行，這個過程稱為中斷。能夠發(fā)出中斷請求信號的外設(shè)或事件稱 為中斷源。微機化測控系統(tǒng)中常見的中斷源有：過程通道、實時時鐘、面板按鍵、通信接口、 系統(tǒng)故障。在實際系統(tǒng)中往往有兩個以上的中斷源，設(shè)計者要根據(jù)測控系統(tǒng)的功能特點，確定多個 中斷源的優(yōu)先級，以便區(qū)別輕重緩急在軟件上作出相應(yīng)處理。通常，當(dāng)多個中斷源同時提出 申請時，主機要識別出哪些中斷源在申請中斷，區(qū)分和比擬它們的優(yōu)先級，優(yōu)先響應(yīng)級別高 的中斷請求。另外，當(dāng) CPU在處理中斷時，還要能響應(yīng)更高級的中斷請求，而屏蔽掉同級或 較低級的中斷請求。這就要求設(shè)計者精心安排多中斷源的級別與響應(yīng)時間，使次要工作不致 影響主要工作。4、在微機化測控系統(tǒng)中實

50、現(xiàn)定時的方法有哪幾種？答：有三種。1硬件方法，是采用可編程定時/計數(shù)器接口電路如CTC8253以與單片機的定時電路；2軟件方法，是執(zhí)行一段預(yù)先編制好的延時子程序；3軟件與硬件相結(jié)合的方法。5、 如何實現(xiàn)手動操作以與手一自動之間的無擾動切換？答：微機化控制系統(tǒng)的根本工作方式是自動控制。但在系統(tǒng)調(diào)試、測試和系統(tǒng)投運時，往往 要用手操方式來調(diào)整輸出控制值。在手操方式時，系統(tǒng)的自動控制功能暫停，改由面板上的 輸出加、減兩鍵來調(diào)整輸出值。 在進(jìn)展手-自動切換時，必須保證無擾動。為了實現(xiàn)無擾動切 換，軟件設(shè)計人員要在用戶 RAM區(qū)中開辟一個輸出控制值單元，作為當(dāng)前輸出控制量的映象， 無論是手操還是自動控制

51、，都是對這一輸出值的映象單元進(jìn)展加或減，在輸出模塊程序作用 下，輸出通道把此值送到執(zhí)行機構(gòu)上去。這樣就用極其簡單的方法實現(xiàn)了無擾動切換。6、 為什么微機化測控系統(tǒng)要具備自檢功能？自檢方式有哪幾種？常見自檢容有哪些？答：自檢就是利用事先編制的程序?qū)y控系統(tǒng)的主要部件進(jìn)展自動檢測，以確定是否有故障 以與故障的容和位置。自檢是微機化測控系統(tǒng)應(yīng)具備的根本功能之一，也是提高可靠性和可 維護性的重要手段之一。一般地講，故障診斷的根本原理是對被測部件輸入一串?dāng)?shù)據(jù)一一試驗數(shù)據(jù)，然后觀察相 應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)，并對觀察結(jié)果進(jìn)展分析，確定故障的容和位置。試驗數(shù)據(jù)、觀察到的結(jié)果數(shù) 據(jù)和故障的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)在故障診斷前準(zhǔn)備好。

52、微機化測控系統(tǒng)的自檢方式可分為三種類型：開機自檢在電源接通或系統(tǒng)復(fù)位之后進(jìn)展、周期性自檢運行過程中，連續(xù)插入自檢操作、鍵盤自檢面板上設(shè)“自檢按鍵，當(dāng)用戶對系統(tǒng)的可信度發(fā)出疑心時，便通過該鍵來啟動一次自檢過程。一般來說，常見自檢容包括ROM RAM總線、顯示器、鍵盤以與測量電路等部件的檢測。 測控系統(tǒng)能夠進(jìn)展自檢的工程越多，使用和維修就越方便，但相應(yīng)的硬件和軟件也越復(fù)雜。第8章1、 電路輸入阻抗高，是否容易接收高頻噪聲干擾？為什么？答：電路輸入阻抗高，是容易接收高頻噪聲干擾。因為電路所接收的高頻噪聲干擾的電壓與 噪聲干擾的頻率成正比，與電路的輸入阻抗成正比。2、接地方式有幾種？各適用于什么情況？

53、答：接地方式有單點接地串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地和多點接地兩種方式。單點接地主要用于低頻系統(tǒng)，不能用于高頻信號系統(tǒng)。因為這種接地系統(tǒng)中地線一般都 比擬長，在高頻情況下，地線的等效電感和各個地線之間雜散電容耦合的影響是不容無視的。 當(dāng)?shù)鼐€的長度等于信號波長光速與信號頻率之比的奇數(shù)倍時，地線呈現(xiàn)極高阻抗，變成一 個發(fā)射天線，將對鄰近電路產(chǎn)生嚴(yán)重的輻射干擾。多點接地方式多用于高頻系統(tǒng)。多點接地不能用在低頻系統(tǒng)中，因為各個電路的地電流 流過地線匯流排的電阻會產(chǎn)生公共阻抗耦合噪聲。3、 信號傳輸線屏蔽層接地點應(yīng)怎樣選擇？答：當(dāng)放大器接地而信號源浮地時，屏蔽層的接地點應(yīng)選在放大器的低輸入端，此時出現(xiàn)在 放

54、大器輸入端之間的噪聲電壓幾乎為零。當(dāng)信號源接地而放大器浮地時，信號傳輸線的屏蔽應(yīng)接到信號源的低端，此時出現(xiàn)在放大器輸入端之間的噪聲電壓幾乎為零。4、何謂“接地環(huán)路"？它有什么危害？應(yīng)怎樣防止？答：通常信當(dāng)信號源和系統(tǒng)地都接時，兩者之間構(gòu)成的環(huán)路稱為接地環(huán)路，如以下圖所示 號源和系統(tǒng)之間的距離可達(dá)數(shù)米至數(shù)十米，由于電阻和地電流的影響，將使這兩個接地點之間存在電位差一一地電壓VG。由等效電路以下圖b可見，地電壓VG在系統(tǒng)的兩輸入端將形成干擾電壓 Vn，而且Vn大小幾乎接近Vg，因此其影響不可忽略。為了防止形成接地環(huán)路產(chǎn)生干擾，應(yīng)改為一點接地，并保持信號源與地隔離， 如上圖a所示。圖中Rs

55、g為信號源對地的漏電阻，由等效電路上圖b可見，由于Rsg非常大，地電壓Vg在系統(tǒng)的兩輸入端將形成干擾電壓Vn將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Vg，比信號源接地時的干擾電壓大有改善。此外，也可采用隔離變壓器、縱向扼流圈、光電耦合器來切斷接地環(huán)路。5、屏蔽有哪幾種類型？屏蔽結(jié)構(gòu)有哪幾種形式 ？答：屏蔽有三種類型：靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽。靜電屏蔽是，用一個金屬屏蔽盒罩住 被干擾的電路或干擾源，且將金屬盒接地，以消除外部的靜電干擾或抑制干擾源對外部 的干擾。電磁屏蔽是，用低阻的金屬材料制成屏蔽罩罩住被干擾的電路，外部高頻電磁場在導(dǎo)電性能良好的金屬屏蔽罩產(chǎn)生渦電流，該渦電流產(chǎn)生的反磁場可抵消高頻干擾磁場，從而 到達(dá)電磁屏蔽的目的。磁屏蔽是，用高導(dǎo)磁材料例如玻莫合金制成屏蔽罩，使低頻磁場干擾的磁力線大局部在屏