测控电路复习重点综述课件.ppt
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1、2022/11/10,1,测控电路复习课,2022/10/31测控电路复习课,2022/11/10,2,题型: 填空题、简答题、分析题、计算题内容包括概念、原理、电路分析、计算等答题要求:简答题只需要写清要点。对推导和计算题要求写清楚过程和步骤。,2022/10/32题型:,2022/11/10,3,主要内容,第一章 绪论第二章 信号放大电路第三章 信号调制解调电路第四章 信号分离电路第五章 信号运算电路第六章 信号转换电路第七章 信号细分与辨向电路,2022/10/33主要内容第一章 绪论,2022/11/10,4,第一章 绪论,精密仪器对测控电路的主要要求:精度高,动态性能好,转换灵活,可
2、靠性与经济性影响测控电路精度的主要因素有哪些?其中哪几个因素是最基本的?噪声与干扰;失调与漂移,主要是温漂;线性度与保真度;输入与输出阻抗的影响。其中噪声与干扰,失调与漂移(含温漂)是最主要的,需要特别注意。为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节,它体现在哪些方面?为了适应在各种情况下测量与控制的需要,要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力,这些工作通常由测控电路完成。它包括:模数转换与数模转换;电量参数的转换;量程的变换;信号的选取;信号处理与运算,2022/10/34第一章 绪论精密仪器对测控电路的主要要求,2022/11/10,5,第一章 绪
3、论,测控电路的输入信号与输出信号类型模拟信号(非调制信号,已调制信号)数字信号(增量码信号;绝对码信号;开关信号)模拟式测量电路的基本组成数字式测量电路的基本组成控制电路的基本组成(开环控制;闭环控制),2022/10/35第一章 绪论测控电路的输入信号与输出信号,2022/11/10,6,第二章 信号放大电路,要掌握的主要内容:运算放大器的误差及其补偿典型测量放大电路:反相放大器、交流放大电路、同相放大器、基本差动放大器高共模抑制比放大电路低漂移放大电路高输入阻抗放大电路电桥放大隔离放大电路,2022/10/36第二章 信号放大电路要掌握的主要内容:,2022/11/10,7,第二章 信号放
4、大电路,何谓测量放大电路?对其基本要求是什么? (P24)在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。对其基本要求是:输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配;一定的放大倍数和稳定的增益;低噪声;低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移;足够的带宽和转换速率(无畸变的放大瞬态信号);高输入共模范围(如达几百伏)和高共模抑制比;可调的闭环增益;线性好、精度高;成本低。,什么是高共模抑制比放大电路?应用何种场合?何谓电桥放大电路?应用于何种场合?何谓自举电路?应用于何种场合?什么是隔离放大电路?应用于何种场合?,重点掌握:,隔离放大电路的输
5、入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端。隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和某些测控系统(如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等)中,能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。,有抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合,例如人体心电测量。,自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位,减小向输入回路索取电流,从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高(如电容式,压电式传感器的输出阻抗可达108以上)的测量放大电路中。,由传感器电桥和运算放大器组成的放
6、大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器,如电感式、电阻应变式、电容式传感器等,经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号,并用运算放大器作进一步放大,或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路,输出放大了的电压信号。,2022/10/37第二章 信号放大电路何谓测量放大电路?,2022/11/10,8,第二章 信号放大电路,双运放高共模抑制比放大电路(同相串联结构型)输入输出关系推导三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导自动稳零放大电路特点和工作原理分析轮换自动校零集成运算放大电路(CAZ)运算放大器的原理斩波稳零集成运算放大器电路特点及其工作原理
7、分析自举式高输入阻抗放大电路工作原理分析差动输入电桥放大电路和线性电桥放大电路的特点和分析互补式光电耦合隔离放大电路工作原理分析,重点掌握:,2022/10/38第二章 信号放大电路双运放高共模抑制比,2022/11/10,9,三运放高共模抑制比放大电路,R3=R4,R5=R6,2022/10/39三运放高共模抑制比放大电路R3=R4,R,2022/11/10,10,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,2022/10/310特点:1、电阻对称,增益可调,2022/11/10,11,同相串联高共模抑制比放大电路,特点:输
8、入阻抗高。,2022/10/311同相串联高共模抑制比放大电路特点:输入,2022/11/10,12,R2绝对不能小于R1,否则输入阻抗为负值,会产生自激。可先选定两个电阻R2=R1,再在R2上串个小电阻,以防负阻出现。,2022/10/312R2绝对不能小于R1,否则输入阻抗为负,2022/11/10,13,自举电路,C2接入前,Ri=R1+R2;C2接入后,R1两端电压相等,Ri接近无穷,2022/10/313自举电路C2接入前,Ri=R1+R2;,2022/11/10,14,自动调零放大电路,2022/10/314自动调零放大电路,2022/11/10,15,2.3 典型测量放大电路,K
9、1K21, K11,2022/10/3152.3 典型测量放大电路K1K21,2022/11/10,16,2.3 典型测量放大电路,2022/10/3162.3 典型测量放大电路,2022/11/10,17,斩波稳零集成运算放大器(ICL7650),2022/10/317斩波稳零集成运算放大器(ICL7650,2022/11/10,18,vo2K2v0s2+Kc2vc-K2vo2 即 vc2vo2(K2v0s2+Kc2vc)/K2,误差检测和寄存阶段:时钟为高电平,Sa1、Sa2闭合,N2两输入端被短接,只有输入失调电压V0s2和共模信号vc作用并输出,由电容C2寄存,同时反馈到N2的侧向输入
10、端A2 ,此时:,2.3 典型测量放大电路,2022/10/318vo2K2v0s2+Kc2vc-K2,2022/11/10,19,2.3 典型测量放大电路,校零和放大阶段:时钟为低电平,Sb1、Sb2闭合,输入信号vi 同时作用到N1、N2的输入端;N2除输入vi、v0s2和vc外,在侧向端A2还作用着vc2,此时N2的输出:vo2=K2 (vi +v0s2) +Kc2vc-K2vc2 =K2vi N2的失调电压v0s2和共模电压vc全部被消除,达到稳零目的。此时N1的输出为:,vo= K1 (vi +v0s1) +Kc1vc + K1vo2 =(K1+ K1K2) vi +K1v0s1+K
11、c1vc,2022/10/3192.3 典型测量放大电路校零和放大阶段,测控电路复习重点综述课件,2022/11/10,21,第三章 信号调制解调电路,主要内容:调制解调的功用与类型(概念)调幅式测量电路调频式测量电路调相式测量电路脉冲调制式测量电路,电路原理和分析推导为主,2022/10/321第三章 信号调制解调电路主要内容:电路,2022/11/10,22,第三章 信号调制解调电路,复习要点:1、什么是信号调制?在测控系统中为什么要采用信号调制?什么是解调?在测控系统中常用的调制方法有哪几种?2、调频,调幅,调相,脉冲调制的数学表达式,并画出它们 的波形。3、什么是双边带调幅?请写出其数
12、学表达式,画出它的波形 4、(P61)信号相加调制原理。5、什么是包络检波?包络检波电路的基本工作原理。6、为何采用精密检波电路?7、什么是相敏检波,为何采用?8、相敏检波、包络检波在电路性能、功能上的区别。,2022/10/322第三章 信号调制解调电路复习要点:,2022/11/10,23,9.开关式相敏检波电路。10.相加式相敏检波电路图(3-18a)Us与Uc之间的关系,工作曲线,电路原理。11.相敏检波电路的选频与鉴相特性:作用和原理?12.鉴相电路的原理,相加式相敏检波电路用于鉴相时Us与Uc之间的关系。13.窄脉冲鉴频的基本原理和相应波形。14. 斜率鉴频电路的基本结构、基本原理
13、和相应波形。15. 试述p.83图3-33所示双失谐回路鉴频电路的工作原理,工作点应怎么选取?16.脉冲调宽信号的解调方式。,第三章 信号调制解调电路,2022/10/3239.开关式相敏检波电路。第三章 信号调,2022/11/10,24,2022/10/324调制解调调幅调频调相脉冲调宽调制解调传,2022/11/10,25,2022/10/325调制解调调幅调频调相脉冲调宽调制解调包,2022/11/10,26,半波精密检波电路,2022/10/326+ us半波整流器低通滤波器+iiC,2022/11/10,27,全波精密检波电路之一,2022/10/327+ us半波整流器低通滤波器
14、+iiC,2022/11/10,28,全波精密检波电路之一,2022/10/328uoR4VD1VD2R2R5VD3VD,2022/11/10,29,高输入阻抗全波精密检波电路之三,2022/10/329高输入阻抗全波精密检波电路之三,2022/11/10,30,2022/10/330相敏检波乘法器相敏检波开关式相敏检波相,2022/11/10,31,开关式相敏检波电路,2022/10/331uousUcRVRR-+Na)uo,2022/11/10,32,相加式半波相敏检波电路,2022/10/332causT1C1VD1VD2C2R1R,2022/11/10,-33-,精密整流型相敏检波电路
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