1、 1 测控电路 期末 试题一 以及 答案 一、 选择题（每小题 2分，共 20分） 1 右 图所示电路为自举组合电路，其输入电流 i 为 A. 0 B. ui/10k C. ui/20k D. ui/30k （ C ） 2 右图所示电路的输出电压为 A. )1/( io uu B. )1/( io uu C. )1/( io uu D. )1/( io uu （ D ） 3右图所示电路中的 R 为电感传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为 A. 调幅信号 B. 调相信号 C. 调频信号 D. 调宽信号 （ B ） 4公式2002202 )()( SS SKSH P为 A. 二阶有源低通滤波
2、器的传递函数 B. 二阶有源高通滤波器的传递函数 C. 二阶有源带通滤波器的传递函数 D. 二阶有源带阻滤波器的传递函数 （ D ） 5右图所示电路的输入信号 ui 是代表测量振动幅值的交变信号，该电路可 实现 A. 负峰值运算 B. 正峰值运算 C. 峰峰值运算 D. 绝对值运算 （ A ） uo ui 10k i uo2 20k 100kR3 20kR2 - + + N1 - + + 100k N2 uo R R（ 1+ ） R（ 1 ） ui R - + + N U T R C Us N1 Ui Uo UC R1 VD1 S C N2 R2 VD2 R3 2 6 一个 10bit 逐次逼
3、近 A/D 转换器，其满量程电压为 10V, 若模拟输入电压 V1iu ,其数字输出量的数值为 A. 0001100101 B. 0001100110 C. 0001000110 D. 0001010101 ( B ) 7 在相位跟踪细分电路中，相位基准 A. 既是反馈环节，又是细分机构，分频数等于细分数 B. 是反馈环节，但不是细分机构 C. 是细分机构，且分频数等于细分数，但不是反馈环节 D. 既是反馈环节，又是细分机构，细分数是分频数 的 2 倍 ( A ) 8右图是 晶体管三相桥式逆变器 ， 对 其 特点 的 叙述哪一个是不正确的 A. 每一相上桥臂晶体管与下桥臂晶体管 各导通 120
4、0 B. 上 、 下桥臂晶体管导通状态互相间隔 600 C. 各相之间相位差为 1200 D. 换流只能在上下桥臂间进行 （ D ） 9 在 PWM 功率转换电路中，有制动工作状态和不可逆的意思是 A. 电路不能提供电动机电枢的反相电流和反相电压 B. 电路能提供电动机电枢的反相电流但不能提供反相电压 C. 电路不能提供电动机电枢的反相电流但能提供反向电压 D. 电路既能提供电动机电枢的反相电流又能提供反相电压 ( B ) 10 晶闸管的关断条件是 A. 阳极接低电平，阴极接高电平 B. 阳 极与阴极之间的电流小于其维持电流 C. 阳极接低电平，阴极也接低电平 D. 与阳极和阴极电压无关，仅需
5、门极电压接低电平 ( B ) M VD3 EA C1A VD1 VD5 V5 V3 V1 V4 VD4 V6 VD6 V2 VD2 3 t x O t O uc us O t 二、 简答题（ 30分） 1 什么是隔离放大电路？画图并简述光电耦合隔离放大电路的基本工作原理。 答：隔离放大电路是指电源、输入放大器及输出放大器没有公共端，即不共地。光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示，它是通过中间的一个光电隔离器将输入与输出放大器隔开的，这样可提高抗干扰能力。 2 什么是双边带调幅？请写出其数学表达式，并画出其波形 。 答：双边带 调幅是在调幅信号中，将 载波信号幅值 Um取 0，从而得到频带在 c
6、范围内的调幅信号。 数学表达式： ttUttmXU cxmcms c o sc o sc o sc o s mX 调制信号幅度 ， 调制信号角频率， c 载波角频率， m 调制度 4 3 如图所示电路为无限增益多路反馈型二阶滤波电路还是压控电压源型二阶滤波电路？如果想构成 二阶高通滤波电路， Y1Y5 的 RC 元件该如何选取？ 答：此电路为无限增益多路反馈二阶滤波电路，若要构成高通滤波电路， Y1，Y2， Y3 应为电容， Y4， Y5 应为电阻。 4 如图所示，是一采样保持电路，简述电容 C1 的作用及该电路的优缺点？ u o u i C V U c V D1 V D2 V 1 - + +
7、 N 2 - + + N 1 R 1 C 1 R 3 R 2 V 2 答：此电路中 C1 为反馈校正电容。在电路的保持阶段， V2 的漏电流及 N2 的偏置电流在 C1 上产生的电压与 V的漏电流和 N2 偏置电流在 C 上产生的电压数值相等，方向相反，这样就大大减弱了 V 的漏电流和 N2 偏置电流对输出的影响，保持精度提高。此电路的精度很高，但由于电容 C1、 C 等的 存在，引入了多个时间常数，故而转换速率下降。即此电路的精度是靠牺牲速度实现的。 5 如图所示是电容强迫换流的原理图，图中 K1 是主晶闸管， K2 是辅助晶闸管， R为负载电阻， C 为换流电容，简述其工作原理，若 R1=
8、R2=100 ，晶闸管的关断时间 310qt 秒，确定电容 C 的取值范围。 答：在 K1 导通时， Ud 通过 R2、 K1 给 C 充电至电压两端电压为 -Ud。后来 K2 导通， C 便通过 K2， K1 放电，放电电流使 K1 中电流迅速减为零，后 C 通过 Ud， R1放电，直至放电电流为 0， C 两端电压为 Ud。此过程中 K1 开始承受一定时间的反向电压，从而使 K1 关断，实现换流。 K1 承受反向电R1 C R2 K1 K2 U d - + + N Y4 Y1 Y3 Y2 Y5 R ui(t) uo(t) 5 压的时间 2ln0 RCt ， 而要求 qtt 0 uFR tC
9、 q 4.142ln1 0 0102ln 3 故电容 C 应大于 14.4uF。 6 简述 A/D 转换电路中分辨率和精度的区别。 A/D 转换电路的分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定幅度的电压范围，当超过这一幅度的电压时，输出的数字信号将发生变化。这样能分辨的电压范围即为分辨率。 而精度是指：理想的 ADC 指 不含量化误差的误差，如元器件的误差和噪声等引起的误差。精度指包含误差的比例，常用量程的百分比或 pp/n 表示。 三、 利用 4 个性能相同的传感器测量一个轴在 4 个截面上的直径，得到的信号电压为 u1、 u2、 u3、 u4，要想求其平均直径，可采用什么电
10、路？请画出电路图，并写出电路输出电压公式。（ 7 分） 解：要求平均直径，可采用平均值运算电路。此题要求四个电压的平均值，即为求加权平均值，可利用加法电路实现。电路图如下： 取 R1=R2=R3=R4=4R5 就有： U0=-(U1+U2+U3+U4)/4 只要再通过一个反向电路，就 可得到真正的四个电压的平均值了。 四、 如图所示电路为何种电路？当输入信号 us 与 Uc 的波形如图所示时，画出 uo在加电容 C 前后的波形。（ 8 分） 6 答：此电路为整流型精密相敏检波电路。波形如图： 图 1 为不接电容 C 的情况下 UO 的波形；图 2 为接电容 C 的情况下 UO 的波形 五、 如
11、图所示电路为何种放大电路？写出输出电压 uo 与输入电压 ui1、 ui2 之间的关系式，并说明该电路的主要特点。（ 10 分） 此电路为高共模抑制比放大电路。 PiiiooiR R uuKuuKuuI 122211 1 0 01 0 0 ui1 ui2 uo1 uo2 100k 10k 100k20k 20k 100k uo 100k + - + N1 IR - + + N2 - + + N3 C 10k uo 10k 10k 10k 5k Uc - + + N1 - + + N2 10k V1 V2 uA + us - Uc 7 211 1 0 01 0 0 iPiPPo uRuRRu 1
12、22 1 0 01 0 0 iPiP Po uRuR Ru )(2 0 02121 iiPPoo uuRRuu PPiiood RRuu uuk 2002121 )(2005)(20100 2121 iiPPooo uuRRuuu 若： KRP 10 )(105 210 ii uuu 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 六、 下 图是 LM131 用作电路转换的简化电路图，电流源输出电流 Si 由内部基准电压源供给的 1.9V 参考电压和外接电阻 SR 决定（ SS RVi /9.1 ） 。 1 简述该电路的工作
13、原理； 2 当 iu 为某一正值时，画出电压 6u 和输出 0u 的波形； 3 若 4 7 0tLS RRR ， uFCt 01.0 , 当输入电压为 1V 时，求输出电压的频率。（ 10 分） - 1 + 1 # 单稳 态定 时器 Q i S u o 4 3 5 7 6 1 2 8 R L CL u i R S S R t Ct + U u 6 u 5 + E V # Q 器 输入 比较 解： 1、此电路为 V/f 转换电路。当 U6Ui 时，输出为低电平， Q=0， U0 为高电平， S 接 1， is 给 CL 充电，且 U 通过 Rt 给 Ct 充电。当 Us 达到单稳态触发电压时，使
14、单稳翻转， Q=1， V 导通， U0 输出低电平， Ct 通过 Rt 及 V 放电， CL 通过 RL 放电。8 CL 充电时间 Rt， Ct 由决定，放电时间 U6， Ui 由大小决定。 U0 就可输出频率与 Ui有关的脉冲信号了。 2、 3、由 TRiUiR tC tR S 3ln9.1得 M H zUif 1.001.04701.19.1 七、下 图是微 机细分原理框图，两路原始正交信号 为 sin1 Au 和 cos2 Au 。 1 简述该电路的细分原理； 2 若想对输入信号实现 400 细分，如何实现？写出相位角对应的细分数的表达式。(9 分 ) 9 辨向电路 可逆计数器 数字计算
15、机 A cos 过零 比较器 / # / # 显示电路 A sin 解： 1、 U1， U2 经比较器后整形为方波。在一个周期内，根据 U1， U2 的正负以及大小关系可以实现 8 细分，然后通过计算机内部软件细分可以达到更高的细分精度，实现更高的细分。 2、若要实现 400 细分，则每一卦限要 400/8=50 细分，即将 45 度角进行 50细分，存入计算 机，表达式为： 4550k八、 试用一交流固态继电器（ AC-SSR， 可控 220V 交流通断）和一接触器（ 3 各常开主触点和一个常开辅助触点），通过微机及其接口电路去控制三相交流异步电机（电源为 3相、 50Hz/380V）的起动和停止。 (6 分 ) KA1 为交流固态继电器，控制接触器的通断 KA2 为接触器，三个主触点控制电机的三相绕组 如电机为三相四线制，一个辅助触点使中线接地 由微机输出的数字信号控制 KA1 的通断，为“ 1”时断，为“ 2”时开。 10
