測控電路2009A試題及答案

1、河北工程大學 2008 2009 學年第 二 學期期 考試試卷 （ A ）卷題號一二三四五六七八九十總分評分評卷教師一、簡答題（50分）1、影響測控電路精度的主要因素有哪些？（8分）2、什么是隔離放大電路？畫圖并簡述光電耦合隔離放大電路的基本工作原理。（10分）3、什么是電磁兼容性，抑制電磁干擾的措施有哪些。（6分）-+NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)4、如圖所示電路為何種類型的二階濾波電路？如果想構成二階高通濾波電路，Y1Y5的RC元件該如何選?。繉懗鲈摱A高通濾波電路的傳遞函數(shù)。（10分）5、相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能、性能與電路構成上主要有哪些區(qū)別？（6分）6、試述在S

2、/H電路中對模擬開關、存儲電容及運算放大器這三種主要元器件的選擇有什么要求。(6)7、簡述A/D轉換器的分辨率和轉換時間兩個性能指標的概念。（4分）二、計算題（38分）ui1ui2uo1uo2R1100kR0 10kR2 100kR3 20kR4 20kR6 100kuoR5 100k+-+N1IR-+N2-+N31、如圖所示電路為何種放大電路？寫出輸出電壓uo與輸入電壓ui1、ui2之間的關系式。（10分）2、試述下圖開關式全波相敏檢波電路工作原理，電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的匹配關系？并說明其阻值關系。(10分)3、下圖所示的積分電路中， 若Ui為占空比1:1的方波信號，其幅值為&#

3、177;2V，周期為20ms，試畫出相應的Uo波形圖。設t=0時，Uo=0， R1=R2=10kW，CT=1mF。（10分） 4、如果要求一個D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V，試問其輸入端數(shù)字量要多少數(shù)字位。（8分）三、綜合題（12分）CPUs計數(shù)器鎖存器 延時時鐘脈沖DG2Uo鎖存指令清零UcDG1= 1&N下圖所示電路是什么電路？試述其工作原理（畫出波形圖和輸出特形圖），它的工作范圍多大，精度受什么因素影響？河北工程大學 2008 2009 學年第 二 學期期 考試試卷 （ A ）卷題號一二三四五六七八九十總分評分評卷教師一、簡答題（50分）1、影響測控電路精

4、度的主要因素有哪些？（8分）影響測控電路精度的主要因素有：噪聲與干擾；失調與漂移，主要是溫漂；線性度與保真度；輸入與輸出阻抗的影響。2、什么是隔離放大電路？畫圖并簡述光電耦合隔離放大電路的基本工作原理。（10分）隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦合，即信號在傳輸過程中沒有公共的接地端。它將輸入被測信號放大或調制，并由光耦合器VLC中的發(fā)光二極管裝換成光信號，再通過光耦合器中的光電器件（如光敏二極管、光敏晶體管等）變換成電壓或電流信號，最后由輸出放大器放大輸出。3、什么是電磁兼容性，抑制電磁干擾的措施有哪些。（6分）簡稱EMC，裝置或系統(tǒng)在其設置的預定場所投入實際運行時，既不

5、受用圍電磁環(huán)境的影響，又不影響周圍的環(huán)境，也不發(fā)生性能惡化和誤動作，而能按設計要求正常工作的能力。1、抑制噪聲源，直接消除干擾原因；2、消除噪聲源和受擾設備之間的噪聲耦合和輻射；3、加強受擾設備抵抗電磁干擾的能力，降低其對噪聲的敏感度。-+NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)4、如圖所示電路為何種類型的二階濾波電路？如果想構成二階高通濾波電路，Y1Y5的RC元件該如何選取？寫出該二階高通濾波電路的傳遞函數(shù)。（10分）無限增益多路反饋型濾波電路Y1、Y2、Y3為電容C1、C2、C3Y4、Y5為電阻R2、R1傳遞函數(shù)為：5、相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能、性能與電路構成上主要有哪些區(qū)別？

6、（6分）相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能上的主要的區(qū)別是相敏檢波電路能夠鑒別調制信號相位，從而判別被測量變化的方向；在性能上最主要的區(qū)別是相敏檢波電路具有判別信號相位和頻率的能力，從而提高測控系統(tǒng)的抗干擾能力。從電路結構上看，相敏檢波電路的主要特點是，除了所需解調的調幅信號外，還要輸入一個參考信號。有了參考信號就可以用它來鑒別輸入信號的相位和頻率。參考信號應與所需解調的調幅信號具有同樣的頻率，采用載波信號作參考信號就能滿足這一條件。6、試述在S/H電路中對模擬開關、存儲電容及運算放大器這三種主要元器件的選擇有什么要求。(6)選擇要求如下： 模擬開關：要求模擬開關的導通電阻小，漏電流小，極間電容

7、小和切換速度快。 存儲電容：要選用介質吸附效應小的和泄漏電阻大的電容。運算放大器：選用輸入偏置電流小、帶寬寬及轉換速率（上升速率）大的運算放大器；輸入運放還應具有大的輸出電流。7、簡述A/D轉換器的分辨率和轉換時間兩個性能指標的概念。（4分）分辨率指能分辨的輸入模擬電壓的最小變化量，常以輸出二進制位數(shù)或BCD碼位數(shù)表示。轉換時間是指完成一次從模擬量到數(shù)字量的轉換所需的時間。二、計算題（38分）1、如圖所示電路為何種放大電路？寫出輸出電壓uo與輸入電壓ui1、ui2之間的關系式。（10分）高共模抑制比放大電路ui1ui2uo1uo2R1100kR0 10kR2 100kR3 20kR4 20kR

8、6 100kuoR5 100k+-+N1IR-+N2-+N32、試述下圖開關式全波相敏檢波電路工作原理，電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的匹配關系？并說明其阻值關系。(10分)在Uc=1的半周期，V1導通、V2截止，同相輸入端被接地，us從反相輸入端輸入，放大倍數(shù)：在Uc=0的半周期，V1截止、V2導通，反相輸入端通過R3接地，us從同相輸入端輸入，放大倍數(shù)為 。取R1= R2= R3= R4= R5= R6/2。3、下圖所示的積分電路中， 若Ui為占空比1:1的方波信號，其幅值為±2V，周期為20ms，試畫出相應的Uo波形圖。設t=0時，Uo=0， R1=R2=10kW，C=1mF

9、。（10分） 4、如果要求一個D/A轉換器能分辨5mV的電壓，設其滿量程電壓為10V，試問其輸入端數(shù)字量要多少數(shù)字位。（8分）當滿量程電壓為UF =10V時，有：取n=11，即輸入端數(shù)字量要11位。三、綜合題（12分）CPUs計數(shù)器鎖存器 延時時鐘脈沖DG2Uo鎖存指令清零UcDG1= 1&N圖3下圖所示電路是什么電路？試述其工作原理（畫出波形圖），它的工作范圍多大，精度受什么因素影響？圖為異或門鑒相電路。工作原理如下：將調相信號和參考信號整形后形成占空比為1：1的方波信號Us和Uc，將它們送異或門DG1，異或門輸出U0的脈寬B與Us和Uc的相位差相對應。用U0做門控信號，當U0為高電平時，時鐘脈沖CP才能通過與門DG2進入計數(shù)器。這樣進入計數(shù)器的脈沖數(shù)N與脈寬B成正比，也即與相位差成正比。當U0的下跳沿來到時，發(fā)出鎖存指令，將計數(shù)器計的脈沖數(shù)N