1、873 仪器综合考试大纲(2010 版)一、考试组合本科目考试有以下三个选项:A数字电子技术部分占 75分, B自动控制原理部分占 75分,C工程光学部分占 75分。报考“仪器科学与技术”专业“测试计量技术及仪器”方向的考生可在 A、B、C 三个选项中任选两项,共 150分。报考“仪器科学与技术”专业“精密仪器及机械”方向的考生及其他专业考生只可考A和 B两部分,共 150分;二、数字电子技术部分考试大纲(一)主要内容及基本要求1. 逻辑代数基础 逻辑代数基本逻辑运算、符号表示,基本公式及常用公式,逻辑代数的四种表示方法及转换; 逻辑函数化简法:公式法和卡诺图法,具有约束项的卡诺图法化简,多输
2、出逻辑函数的卡诺图化简;2. 门电路 TTL 与非门的工作原理、输入信号噪声容限及抗干扰能力、输入端负载特性、平均传输时间、动态尖峰电流及其解决措施、有源泄放电路、抗饱和肖特基电路。 OC 门上拉电阻的计算,三态门的使用特点及应用。 MOS 门电路特点,传输门工作原理及应用。3. 组合逻辑电路 组合逻辑电路分析与设计方法。 全加/全减器工作原理及其在函数发生方面的应用,数据选择器和译码器工作原理及其扩展以及在函数发生方面的应用,编码器工作原理及其在组合逻辑电路中的应用。4. 触发器 RS 触发器、JK 触发器、D 触发器、T 触发器和 T触发器的功能、特性方程、特性表、约束条件、工作条件。 同
3、步触发器的空翻现象,主从触发器的一次变化问题。 会认各类触发器的符号,会进行各类触发器的相互转换。5. 时序逻辑电路 时序逻辑电路的概念。 寄存器、计数器工作原理。 同步时序电路分析,异步时序电路分析,自启动判断。同步时序逻辑电路的设计,有输入变量的同步时序电路设计,会从实际问题出发进行逻辑抽象、状态分配、等价状态合并、会画次态卡诺图、输出卡诺图,求输出方程、驱动方程,画逻辑图,检查自启动,会自启动设计。 熟悉集成计数器(74LS160、74LS161 、74LS290 )的功能端的使用,会使用其分析和设计时序逻辑电路。会使用异步复位法、预置数法设计,会采用串行进位方式和并行进位方式设计电路。
4、6. 脉冲波形的产生和整形 555 时基电路工作原理。 施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作特性。 掌握如何用 555 电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器,会认图形符号。 施密特触发器:会画电压传输特性图 单稳态触发器和多谐振荡器:会画电压波形图,会计算输出脉冲周期和占空比并会通过调整电路参数调整周期。7. 半导体存储器 ROM 类型及使用 ROM 设计逻辑电路。 EPROM 地址扩展和位扩展方法。8. 模数-数模电路 梯形、倒梯形 DAC 工作原理,会计算 D/A 转换电压,会计算 D/A 转换器的转换精度。 掌握并联比较式 ADC、逐次渐进式 ADC 和双积分型 ADC
5、 的转换过程,几种类型 ADC 的转换精度、转换速度的比较。会画电压转换波形图,会根据图形求输出数字量。(二)参考教材数字电子技术基础 (第五版) ,阎石主编,高等教育出版社,2006 年三、自动控制原理部分考试大纲(一) 复习内容及基本要求1自动控制的一般概念主要内容:自动控制的概念;基本控制方式:开环、闭环(反馈)控制;自动控制的性能要求。基本要求:掌握反馈控制原理与动态过程的概念;由给定物理系统建数学模型和原理方块图。2数学模型主要内容:传递函数及动态结构图;典型环节的传递函数;结构图的等效变换、梅逊公式。基本要求:掌握典型环节的传递函数;闭环系统动态结构图的绘制;熟练结构图的等效变换。
6、3时域分析法主要内容:典型响应及性能指标、一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算:劳斯、古尔维茨判据。稳态误差的计算。基本要求:掌握典型响应(以一、二系统的阶跃响应为主)及性能指标计算;系统参数对响应的影响;熟练应用劳斯、古尔维茨判据;系统稳态误差、终值定理的使用条件。4根轨迹法主要内容:根轨迹的概念与根轨迹方程;根轨迹的绘制法则;零、极点分布与阶跃响应性能的关系。基本要求:掌握根轨迹法则,熟练根轨迹的绘制;利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标。5频率响应法主要内容:线性系统的频率响应;典型环节的频率响应及开环频率响应;Nyquist 稳定判据和对数频率稳定判据;稳定裕度及计算;闭环幅频
7、与阶跃响应的关系,峰值及频宽的概念;开环频率响应与阶跃响应的关系,三频段(低频段,中频段和高频段)的分析方法。基本要求:掌握典型环节和开环系统频率响应曲线(Nyquist 曲线和对数幅频、相频曲线)的绘制;系统稳定性判据(Nyquist 判据和对数判据) ;熟练相稳定裕度和模稳定裕度的计算;明确最小相位和非最小相位系统的差别,掌握截止频率和带宽的概念。6线性系统的校正方法主要内容:系统设计问题概述;串联校正特性及作用:超前、滞后及 PID;校正设计的频率法及根轨迹法;反馈校正的作用及计算要点。基本要求:掌握校正装置的作用及频率法的应用;掌握以串联校正为主,反馈校正为辅的设计方法;掌握以频率法为
8、主,根轨迹法为辅的计算方法。7线性连续系统的状态空间分析方法主要内容:状态方程的列写;状态方程的解(矩阵指数及其性质) ;系统等价变换;状态方程与传递函数的关系;系统的可控性、可观性及其判据;状态反馈及极点配置。基本要求:对于单输入单输出线性定常连续系统,熟练运用系统可控性、可观性判据,掌握状态反馈及极点配置方法。(二)参考教材自动控制原理 , 程鹏主编, 高等教育出版社出版, 2003.8四、工程光学部分考试大纲(一)复习内容及基本要求1、应用光学的基本定律与成像概念主要内容:掌握应用光学的基本定律,成像的基本概念和完善成像条件,光路计算与近轴光学系统,球面光学成像系统。基本要求:重点是应用
9、光学的四个基本定律,近轴光线的光路计算及球面光学成像系统的物象位置关系。2、理想光学系统主要内容: 掌握理想光学系统与共线成像理论,理想光学系统的基点与基面,理想光学系统的物像关系,理想光学系统的放大率,理想光学系统的组合,透镜。基本要求:重点是实际光学系统的基点位置和焦距计算,各类透镜的光学性质,图解法求像、解析法求像,理想光学系统的组合及放大率。3、 平面与平面系统主要内容:掌握平面镜成像、平行平板、反射棱镜、折射棱镜与光楔。了解光学材料的光学特性。基本要求:重点是平面镜、平行平板、反射棱镜、折射棱镜与光楔的成像特性。4、 光学系统的光束限制主要内容:掌握照相系统和光阑,望远镜系统中成像系
10、统的光束的选择,显微镜系统中的光束限制与分析。基本要求:重点是与成象光束位置和大小相关的术语概念,以及照相系统、望远镜系统、显微镜系统中的光束限制与分析。5、 光度学与色度学基础主要内容和基本要求:掌握各种辐射量和光学量的定义及其单位,光传播过程中光学量的变化规律,成像系统像面的光照度。6、 光线的光路计算及像差理论主要内容:概述,轴上点球差,正弦差和慧差,像散和场曲,畸变,色差,波像差。基本要求:重点是实际光学系统各种像差的基本概念,不要求计算。7、 典型光学系统与现代光学系统主要内容:掌握眼睛及其光学系统的特性,对放大镜、显微镜系统、望远镜系统、目镜、摄影系统、投影系统的物镜和目镜的结构型
11、式及其主要光学参数深入理解。掌握光电系统的基本组成及光学特性。基本要求:重点是眼睛、放大镜、显微镜系统、望远镜系统、摄影系统的成像原理及其主要光学参数;并掌握光电系统的基本组成及光学特性。其中,1、2、3、4、7 是重点。8、 光的电磁理论基础1)光的电磁性质2)光在电介质分界面上的反射和折射3)光波的叠加9、光的干涉和干涉系统1)光波干涉的条件2)杨氏干涉实验3)干涉条纹的可见度4)平板的双光束干涉5)典型的双光束干涉系统及其应用6)平行平板的多光束干涉及其应用10、 光的衍射1)光波的标量衍射理论2)典型孔径的夫琅和费衍射3)夫琅和费衍射与傅立叶变换4)光学成像系统的衍射和分辨本领5)多缝的夫琅和费衍射6)衍射光栅11、 光的偏振和晶体光学基础1)偏振光概述2)光在晶体中的传播3)光波在晶体表面的折射和反射(惠更斯做图法求取光线方向)4) 晶体偏振器件5) 偏振的矩阵表示6) 偏振光的变换和测定7) 偏振光的干涉8) 磁光、电光和声光效应12、 光的量子性和激光基础(旧版本第十六章)1)光的量子性2)自发发射、受激发射与受激吸收3)激光的基本原理4)激光器的类型5)半导体激光器(二)参考教材1郁道银 谈恒英 工程光学 机械工业出版社, 2005 年