天津大學測控電路期末試題及答案2

測控電路期末考試題簡答題〔每題6分，共48分〕1、什么是自舉電路？說明圖1所示電路是如何提高放大器的輸入阻抗的？uououii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2圖1當時，輸入回路阻抗無窮大，到達了提高放大器輸入阻抗的目的。2、如圖2所示電路，N1、N2、N3工作在理想狀態(tài)，R1=R2=200KΩ，RP=20KΩ，R3=R4=10KΩ，R5=R6=20KΩ，試求該電路的差模增益。ui1uui1ui2uo1uo2R1RPR2R3R4R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3圖23、什么是隔離放大電路？就一種隔離方式簡述其工作原理。答：隔離放大電路是一種測量用的電路，它的輸入，輸出，隔離電路之間沒有直接的電路耦合，即輸入、輸出沒有公共接地端。輸入信號經放大進入耦合器，使LED導通，通過光電耦合器件〔晶體管〕轉換為電壓或電流信號，經放大輸出。4、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？答：相敏檢波電路可以鑒別調幅信號與載波信號之間的相位關系，還可選頻；而包絡檢波只是將調幅信號的包絡線解調出來，但不具有鑒相選頻特性。相敏檢波電路除了輸入調幅信號外，還需輸入一個參考信號，一般選用載波信號來做參考信號；而包絡檢波那么不是將調幅信號輸入，進行解調。5、180導通型逆變器正常工作的必要條件是什么？答：180導通型逆變器正常工作的必要條件是可靠換流。即每一相上、下橋臂主晶閘管交替導通時，須經過短暫的全關斷狀態(tài)，以保證可靠換流。6、PWM控制電路在雙極式工作時會不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象？為什么？答：PWM控制電路在雙極式工作時不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象。因為雙極式電路中的四個大功率晶體管分為兩組，同一組中的兩個晶體管同時導通，關斷，每一組晶體管輪流交替導通，截止，并且電流可以反向，所以電樞電流始終連續(xù)，不會發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。7、什么是SPWM控制？采用SPWM控制有什么好處？答：在調制控制中，載波信號采用等腰三角波，基準信號采用正弦波，這樣的調制控制稱為正弦脈寬調制控制，簡稱SPWM控制。采用SPWM控制時，調壓，調頻都在逆變器中進行，控制及時，動態(tài)性能好，且電動機效率和脈動轉矩都比等寬SPWM控制時高。8、圖3所示電路為無限增益多路反應型濾波電路還是壓控電壓源型濾波電路？假設根據(jù)此電路結構構成一低通濾波電路，Y1—Y5應分別選用何種RC元件？∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Ru∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)圖3二、分析題〔共52分〕1、圖4為一單穩(wěn)辨向電路，輸入信號A、B為相位差90的方波信號，分析其辨向原理，并就A導前B90及B導前A90的情況，畫出A、Uo1、Uo2的波形?！?分〕DG5DG5DG1ACARBUo1Uo2&1&DG4&1DG2DG3圖4A導前B90時，Uo1有輸出，Uo2輸出為0B導前A90時，Uo1輸出為0，Uo2有輸出由此可實現(xiàn)辨向AABA'B'Uo1Uo2CPUS計數(shù)器鎖存器延時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5aUCUSOOtt圖5bUo0t解：Uo0tUc與Us經異或門輸出Uo，當Uo為高電平時，翻開與門DG，使時鐘脈沖進入計數(shù)器，當Uo為低電平時，DG門關斷，同時鎖存指令，將計數(shù)器中所計脈沖數(shù)存入鎖存器，并將計數(shù)器清零，以便進行下一次計數(shù)。由鎖存器內鎖存的脈沖數(shù)可計算Uc與Us的相位差。異或門鑒相時，線性較好，鑒相范圍，但要求與的占空比均為1：1，且無法鑒別Uc與Us之間的導前、滯后的關系。3、試畫出數(shù)控機床位置伺服系統(tǒng)框圖，簡述其工作原理?！?0分〕時鐘脈沖f0經分頻器1，N分頻后形成Uc與Us信號，輸入感應同步器，作為滑尺勵磁電壓，此通道為基準分頻通道。f0經另一分頻器2，N分頻后形成基準相位，送入鑒相器。當無指令脈沖時，保持電壓UA不變，此路為調相分頻通道。當指令脈沖發(fā)出一個正或負的脈沖時，UA的相位前移或后移一個，當有個n正向脈沖發(fā)出時，UA相位前移，作為指令相位送入鑒相器。同時感應同步器定尺勵磁電壓經位移量測量，轉換為UF的實際相位也送入鑒相器。鑒相器經比擬后輸出偏差電壓，即速度指令，經過放大，送入速度控制單元。速度控制單元驅動電機，帶開工作臺正向移動一定位移，使UF與UA的相位到達相等時，工作臺停止運動，完成一次位置變化。當有負脈沖發(fā)出時，工作臺負向移動，直到新的指定位置。4、試述圖6a所示檢波電路的工作原理？電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的匹配關系，阻值關系如何？寫出輸出uo與輸入us之間的關系式？假設Uc與us的波形如圖6b所示，請畫出在不接電容C的情況下uo的波形及接上電容C后uo的波形?！?2分〕當Uc=“1〞時，V2導通，V1截止，，此時Us，UA同時加在N2的反向輸入端，當不接電容C時當Uc=“0〞時，V1導通，V2截止，UA=0，Us直接加在N2的反向輸入端，當不接電容C時圖a圖b當，時，圖a圖b假設Uc=“1〞，假設Uc=“0〞，圖a為不接電容C的情況下uo的波形；圖b為接電容C的情況下uo的波形。n/4分頻器二分頻器Uxn/2分頻器相對相位基準移相脈沖門UcMs去數(shù)顯電路DFDG1DG3DG2Uxn/4分頻器二分頻器Uxn/2分頻器相對相位基準移相脈沖門UcMs去數(shù)顯電路DFDG1DG3DG2UxUd&&SRDC&FxUdUX&&&&&UcUjUdDG1UcUjDG2DG3DG4DG5FXFXUj′Ud′RRCCUjUdUcUjUdUc圖7a圖7b答：圖中RC回路起到了設置門檻的作用。RC回路起延時作用。使Uj的上升滯后于Uj，Ud的上升滯后于Ud。當Uj與Ud的相位差超過門檻時，有與相位差等寬的Ux脈沖輸出；假設Uj與Ud相位差很小，在Uj到達開門電壓以前，已經翻轉，那么無法鑒別出Uj與Ud的相位差，無Ux輸出。通過RC參數(shù)選擇，可控制門檻的大小。1、當Uj與Ud無相位差時Ux=“0〞，f0經觸發(fā)器2分頻輸出，又因為Ux=“0〞，DG2輸出“1〞，翻開DG1門，使f0進入n/2分頻器，形成Ud輸出，輸出Uc作為方向參考信號。2、當Uj與Ud有相位差時，Ux=“1〞，觸發(fā)器DF關閉當滯后于時，F(xiàn)X=“0〞，那么DG2關閉，DG3翻開，f0通過DG3去