测控电路期末考试试题三 答案(广石化)

测控电路期末考试试题三答案

（广石化）

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）

ui2 + ∞ + - N2 ∞ + - N1 + uo R4 R3 uo1 R2 R1 图1

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）

R2 R΄2 R1 ∞ + + N

VD1 VD2 R’3 R3 - R4 C ∞ + + Nuo ui1 - 图2

二、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

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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：

usiR1 usi1R1us uuuAuiR2usA uKdusA其中Kd为N1的开环放大倍数。解以上联立方程组得到

us[R1R21Kd(1R1R2)]uA1Kd(1R1R2)u

通常，N1的开环放大倍数Kd很大，这时上式可简化为：

usR1R2R2R1uA

或 uAus

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R3与uA相加，图2中N2组成相加放大器，取R32R3。在不加电容器C时，N2的输出为：

R4R3us2uo(uA)

三、图3是什么电路？试述其工作原理。（16分）

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三、图3是脉宽调制电路。靠稳压管VS将输出电压uo稳定在Ur。若输出电压为Ur，则它通过VD2和RP1+RP3向电容C充电，当电容C上的充电电压uc时[其中FR4/(R3R4)]，N的状态翻转，使uo对电容C反向充电，当电容C上的充电电压ucUr。UrFUr通过VD1和RP1+RP2

UrFUr时，N再次翻转，使uo。

这样就构成一个在Ur间来回振荡的多谐振荡器。由于在两个半周期通过不同的电阻通道向电容充电，那么两半周期充电时间常数不同，从而输出信号的占空比也随两支充电回路的阻值而变化。图3 中RP2、RP3为差动电阻传感器的两臂，RP2+RP3为一常量，输出信号的频率不随被测量值变化，而它的占空比随RP2、RP3的值变化，即输出信号的脉宽受被测信号调制。

Uc VD1 V1 ∞ - ui + + N1 R1 VD2 V2 ∞ R2 V - + + N2 C uo 图6

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四、图4是什么电路？试述其工作原理。为使其具有所需性能，对电阻、电容值

有什么要求？写出其传递函数、品质因数、固有频率、通带增益。（16分）

R3 C1 R1 ui(t) C3 R C2 R2 ∞ + + - N R0 uo(t

) 图4

六、图6是什么电路？试述其工作原理。（16分）

Uc VD1 V1 ∞ - ui + + N1 R1 VD2 V2 ∞ R2 V - + + N2 C uo 图6

六、图6是高速采样/保持电路。在采样期间，Uc为正，V与V2导通，V1截止。V2的导通将使V和C置于N1的闭环回路中，C上的电压将等于输入电压而不受V的导通电阻的影响，另外，由于N1反相端的偏置电流和V1的漏电流都很小，V2导通电阻的压降极小，其影响可以略去不计，所以C上的电压仍能非常精确地等于N1反相端的电压。由于N2未在反馈回路中，虽然N2使电路工作速度得以提高，但它的漂移和共模误差在采样期间得不到校正，使采样误差增大。在保持期，V、V2截止。除了V外，V2也将产生漏电流。所以保持精度较差。电路的速度提高是靠牺牲精度换来的。

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