第345章复习题教材

1、、填空1、通常，滤波器可按对不同信号频率的选择作用分为低通滤波器、（高通）滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种。2、为了使检波电路具有判别信号相位和选频的能力，需采用（相敏）检波电路。3、具有载波频率的高频信号称为（载波 ）信号。4、欲 将方波电压转换成三角波电压，应选用（ 积分 ）运 算电路。5、为区别信号和噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这就是（调制）的功用。6、在信号的调制中，常以一个（高频正弦信号）作为载波信号。7、调制就是用一个调制信号去控制另一个作为载波的信号，让后者的（幅值）、（频率 ）、（相位 ）、（脉冲宽度 ）按前者的值变化。8、调制后的信号称为（已调）信号。包括调幅、调频、

2、调相信号和脉冲宽度调 制信号等。9、理想运算放大器的两个重要特性是（虚断 ）和虚短。10、反相比 例运算 电路 中集 成运放 反相 输入 端为 虚地，而（同相 ） 比例 运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。11、脉冲调制的方式主要有（脉冲调频）和（脉冲调相）。12、滤波器是具有（频率选择）作用的电路。13、测控系统中，常用的滤波器特性逼近的方式有（巴特沃斯逼近）、（切比雪夫逼近）和（贝塞尔逼近） 。14、按照电路结构，常用的二阶有源滤波电路有（压控电压源电路）、（无限增益多路反馈电路）和（双二阶环电路） 。15、同相放大器运算电路具有输入阻抗（高）的特点1、滤波器的传递函数表达式为

3、，它是（ B ）滤波器。二阶高通A. 一阶低通 B. 二阶低通C.一阶高通 D.2、高通滤波器的通带增益一般指为（ B ）的增益。A.0 B C10D 100、选择R为电阻传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为3、右图所示电路中的 （ C ）。A. 调幅信号B. 调频信号C. 调相信号D. 调宽信号4、低通滤波器的通带增益一般指 为（ A ）的增益。A 0B C10D1005、测控系统中滤波器的常用三种逼近方法为（A ）A巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，贝赛尔逼近 B巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，通带平坦逼近 C切比雪夫逼近，贝赛尔逼近，相频特性逼近D巴特沃斯逼近，通带平坦逼近，幅频特性逼近6、

4、PI 调节器的传递函数为（ D ）。AWpi (s) Kpi s BWpi (s) KpiCWpi(s)K p ( 1s 1)( 2s 1)TisWpi (s) Kpi1s 11s7、调制解调的作用在于某种调制方法，将原始的（D ）信号频谱调制到另一个具有（ C ）的频谱上。经调制后的高频调制波，具有原始输入信号的 全部信息，再经过有效的交流放大后，使被调波信号增强，然后采用解调技术， 又从调制波中解调出原始的输入信号来，这时的信号已经是放大了的输入信号A中频B 干扰C高频D 低频228、公式 H(S) SK2 P(S0S 0)02为( DA. 二阶有源低通滤波器的传递函数B. 二阶有源高通滤

5、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三、简答1、从输入电阻、输出电阻、共模电压和放大倍数的角度分析同相比例运算放大 电路和反相比例运算放大电路的特点。答 同相比例运算放大电路输入电阻很大，输出电阻近似为零，有共模电压，放 大倍数为正；反相比例运算放大电路输入电阻较小，输出电阻近似为零，共模电 压为零，放大倍数为负。2、什么是高共模抑制比放大电路？应用于何种场合？答 用来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。3、要放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电

6、路？答 音频信号的频率范围为 20 Hz 20K Hz ，但通常表现为 300 Hz 3000 Hz ，故 要放大音频信号，应选带通滤波电路。4、在测控系统中被测信号的变化频率为 0100Hz ，应怎样选取载波信号的频率？ 应怎样选取调幅信号放大器的通频带？信号解调后， 怎样选取滤波器的通频带？ 答 为了正确进行信号调制必须要求 c ，通常至少要求 c10 。这样，解 调时滤波器能较好地将调制信号与载波信号分开， 检出调制信号。 若被测信号的 变化频率为 0100Hz，则载波信号的频率 c1000 Hz。调幅信号放大器的通频 带应为 9001100 Hz。信号解调后，滤波器的通频带应 100

7、Hz ，即让 0100Hz 的信号顺利通过，而将 900 Hz 以上的信号抑制，可选通频带为 200 Hz 的低通滤 波器。5、在测控系统中常用的调制方法有哪几种？答 调制方法有 4 种：调幅、调频、调相和脉冲调宽。6、按电路结构滤波器分为几种类型？各是什么？答 按电路结构滤波器分为 3 种类型，压控电压源型滤波电路，无限增益多路反 馈型滤波电路和双二阶环滤波电路。7、 答uI1uO1U T lnI SRuO2UT ln uI2O2 T I SRuO3(uO1 uO2) UT lnuI1uI2ISR2uOuORISeuI1uI2ISR电路如图所示，该电路具有什么功能？ 该电路为乘法运算电路。四

8、、分析计算题1、电路如图，回答下列问题1）它有什么特点？ 2）当参数之间满足 R1 R2,R6 R4 2R5 时，写出输出电压的 表达式。答 1 ）该电路为绝对值检测电路又称全波整流电路。 它的特点是能将交变的双极 性信号变为单极性信号。 在自动检测仪表中常利用绝对值检测电路这一特点对信 号进行幅值检测。）当参数之间满足 R1 R2,R6 R4 2R5时，输入信号为正 ,D2 截止， D1 导通， 有U01R2 Ui,U0R6 Ui R6 U01R1R4R5取R1 R2,R6 R4 2R5,则U0 U i输入信号为负 ,D1 截止， D2导通，有U0 R6 Ui Ui （U0为正）0 R4 i

9、 i 0U 0 Ui 总之，在交流信号的整个周期内，均有： U 0 Ui2、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，可采用什么电路？请画出电路图，并 写出电路输出电压公式。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3、如下图所示， 一个测量系统的输出电压和某些非电量 (经传感器变换为电量) 的关系为 uo

10、= -(5ui1+4ui2+2ui3)，试选图中各输入电路的电阻和平衡电阻R2。设RF=200 k 。解：输入电路的电阻和平衡电阻分别为：Ri1 40K , Ri2 50K , Ri3 100K ,R2 16.67K4、 解用运算放大器设计一个能实现 uo=10ui1+8ui2-20ui3 的电路。 用两级运放实现或用一级运放实现。令 uo1=-(10ui1+8ui2)uo=-(uo1+20ui3)uo1Rf1(ui1 ui2 )R1R2Rf1 10R1Rf1 8R2取 Rf1 240KR124KR2 30KR1 12.6Kui2uo1i2uo2Rf2( R4R3)Rf2 1R4Rf2 20R

11、3取 Rf2 240KR4 240KR312KR2 11KuoR f2uoRfR (ui1ui2 ui3Rf (R1R2R3)R1 10240KR2 30KRfR2 8R1 24KR3 12KRfR3 20 R 80K5、下图是什么电路？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？答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、 V D2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

12、，可写出下列方程组：us i1R1 us us iR1u A u uA u iR2 usuAK dus其中 Kd为 N1的开环放大倍数。解以上联立方程组得到K1 (1 RR1 )uAK dR2R21Kd(1 RR12)u通常， N 1的开环放大倍数 Kd 很大，这时上式可简化为：R1usuAR2R2uA usAR1 s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-R

13、4/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 N 2组成相加 放大器，取 R3 2R3。在不加电容器 C 时， N 2的输出为：uoR4 (uA us)R3 A 27、下图是什么电路？试述其工作原理。答 是脉宽调制电路。靠稳压管 V S将输出电压 uo稳定在 U r 。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 FU r时其中

14、F R4 /(R3 R4)，N 的状态翻转，使 uo Ur。 Ur通过 VD1和 RP1+RP2对电容 C 反向 充电，当电容 C上的充电电压 uc FUr时，N 再次翻转，使 uo U r 。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 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。8、什么是双边带调幅？请写出其数学

15、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 范围内的调幅信号。数学表达式： U s mXm cos tcos ct U xm cos tcos ctXm 调制信号幅度， 调制信号角频率， c 载波角频率， m 调制度RR+NRusuo图2usOusOuouoOa)b)10、下图所示电路是什么电路？试述其工作原理Uc c Vus答 为相敏检波电路。在 Uc=1 的半周期， V 导通，同相输入端被接地， us 只从反相输入端输入，放大器的放大倍数为 -1，输出信号 uo如图 a 和图 b 中实线所示。在 Uc=0 的半周期， V 截止，

16、 us 同时从同相输入端和反相输入端输入，放大器的放大倍数为 +1，输出信号 uo如图 a 和图 b 中虚线所示，两个半周期输出相同。在图 a 所示情况下， us与 Uc同相， uo 为负；在图 b 所示情况下，与 Uc反相， uo 为正，实现相敏。11、写出调相信号的数学表达式。有哪些常用鉴相方法？ 答 调相信号 us 的一般表达式为：us Um cos( ct mx)式中 x 调制信号；c 载波信号的角频率；Um 调相信号中载波信号的幅度；m 调制度。常用鉴相方法有相敏检波器鉴相、异或门鉴相、 RS 触发器鉴相、脉冲采样 式鉴相。12、某二阶滤波器具有下图所示幅频特性，请问它是什么滤波器？写出其传递函数、频率特性、幅频特性、相频特性和通带增益、固有频率、阻尼系数的表Bd/Agl0-40-60图3达式。答 为二阶低通滤波器，其传递函数的一般形式为H(s) s2b0a1s a0它的固有频率 0 a0 ，通带增益 Kp b0 / a0 ，阻尼系数a1 / 0 ，上式又可写为Kp 02H(s) s20s02其频率特性为2K p 02220 j 0( 202 )2 ( 0 )2()0 ar ct g2 0 02其幅频特性与相频特性分别为2A( )K p 022013、下图所示电路是什么电路？试述其工作原理。为保证所需特性，R3、 R4 应满足什么关系？R2VR4R1-