测控电路-第4套试题-答案版.doc
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《测控电路》试题（A卷）答案-第4套
考试说明：
本课程为闭卷考试，答案一律答在后面得答题纸上，答在其它地方无效，可携带计算器。
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？
（20分）
C
R4
uo
R1
R΄2
R2
R3
VD1
VD2
∞
-
+
+
N1
∞
-
+
+
N2
R’3
图1
答：
图1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：
其中Kd为N1的开环放大倍数。
解以上联立方程组得到
通常，N1的开环放大倍数Kd很大，这时上式可简化为：
或
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通过与uA相加，图1中N2组成相加放大器，取。
在不加电容器C时，N2的输出为：
R6
uo
N1
∞
－
+
+
us
R1
R2
R3
R4
R5
UC
UC
T1
T2
二、图2所示电路是什么电路？
试述其工作原理，其参数应怎样选取？
。
（20分）
为开关式全波相敏检波电路。
取R1=R2=R3=R4=R5=R6/2。
在Uc=1的半周期，T1导通、T2截止，同相输入端被接地，us从反相输入端输入，放大倍数为。
在Uc=0的半周期，T1截止、T2导通，反相输入端通过R3接地，us从同相输入端输入，放大倍数为。
实现了全波相敏检波。
三、图3是什么电路？
试述其工作原理。
（20分）
答：
图3是脉宽调制电路。
靠稳压管VS将输出电压uo稳定在。
若输出电压为，则它通过VD2和RP1+RP3向电容C充电，当电容C上的充电电压时[其中]，N的状态翻转，使。
通过VD1和RP1+RP2对电容C反向充电，当电容C上的充电电压时，N再次翻转，使。
这样就构成一个在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。
四、什么是包络检波？
什么是相敏检波？
它们在功能和电路结构上最主要的区别是什么？
图2是什么电路？
试述其工作原理。
（20分）
答：
调幅信号的包络线形状与调制信号一致。
只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。
这种方法称为包络检波。
包络检波通过对调幅信号进行半波或全波整流实现，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位和频率。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，需采用相敏检波电路。
它不仅能鉴别被测参数变化的方向，而且能在一定程度上识别信号和干扰，具有较强的抗干扰能力。
从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了需要解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。
有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。
参考信号应与所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这一条件。
图2为一种全波精密检波电路，可用于包络检波和绝对值的计算。
图中N1为反相放大器，N2为跟随器。
us>0时，VD1、VD4导通，VD2、VD3截止，uo=us；us<0时，VD2、VD3导通，VD1、VD4截止，取R1=R4，，所以。
为减小偏置电流影响，取R2=R1∥R4，R3=R5。
∞
-
+
+
N1
∞
-
+
+
N2
Uc
uo
C
ui
V1
R1
R2
V
V2
VD1
VD2
图5
五、图5是什么电路？
试述其工作原理。
（20分）
答：
图5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。
∞
-
+
+
N1
∞
-
+
+
N2
Uc
uo
C
ui
V1
R1
R2
V
V2
VD1
VD2
图6
4
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