天津大学测控电路期末试题及答案1

1、天大期末试题一答案一、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，具输入电流i为100kQA.iUi.JB.ui/10k20kQ10kQ尸20kQO0一+N1U。9C.ui/20k100kQD.ui/30kUo28-一+2.右图所示电路的输出电压为A.UoUi/(1B.UoUi/(1C.UoUi/(1D.UoUi/(1N2+4.公式H(S).S2_J)S20S2A.B.C.D.二阶有源低通滤波器的传递函数二阶有源高通滤波器的传递函数二阶有源带通滤波器的传递函数二阶有源带阻滤波器的传递函数该电路输出为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,A.调幅信号B.调

2、相信号C.调频信号D.调宽信号5 .右图所示电品&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UiD.绝对值运算（A6 .一个10bit逐次逼近A/D转换器，其满量程电压为10V,若模拟输入电压Ui1V,其数字输出量的数值为A. 0001100101B. 0001100110C.0001000110D.00010101017 .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8 .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

3、）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12008 .上、下桥臂晶体管导通状态互相间隔C.各相之间相位差为1200D.换流只能在上下桥臂间进行（D9 .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

4、低电平D.与阳极和阴极电压无关，仅需门极电压接低电平（B）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。浮直电源4+1光耦合器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,从而得到频带在学表达式：Us范围内的调幅信号mXmcostcosctUxmcostcosctcXIHcXm一调制信号幅度，一调制信号角

5、频率，c一载波角频率，m调制度33 .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，YiY5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，Yi,Y2,Y3应为电容，丫4,Y5应为电阻。o4 .如图所示，是一采样彳持电路，简述电容Ci的作用及该电路的优缺点?答：此电路中Ci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Ci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

6、于电容Ci、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Ki是主品闸管，K2是辅助品闸管，R为负载电阻，C为换流电容，简述其工作原理，若Ri=R2=i00Q,晶闸管的关断时间tqio.3秒，确定电容C的取值范围。JJqRiR2答：在Ki导通时，Ud通过R2、Ki给C充电至电压两U一I一II一IUdK1c端电压为-Ud。后来K2导通，C便通过K2,Ki放电，K土K2放电电流使Ki中电流迅速减为零，后C通过Ud,Ri一1一放电，直至放电电流为0,C两端电压为Ud0此过程中Ki开始承受一定时间的反向电压，从而使Ki关断

7、，实现换流。Ki承受反向电tq10压的时间toRCIn2,而要求t0tqC14.4uFqRln2100In2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

8、，可采用什么电路？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）UcUc答：此电路为整流型精密相敏检波电路。波形如图:图1图和图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、如图所示电路为何种放大电路？写出输出电压Uo与输

9、入电压Uil、Ui2之间的关此电路为高共模抑制比放大电路。Ui1Uo1IR100KUo2Ui2100KUi2Ui1Rpkd若：Rpuo1Rp100RpUi1100RPUi2Uo2100Rp100RpUi2-Ui1RPuo1Uo2Rp200Rp(Ui1Ui2)Uo1Uo2Ui1Ui210KU0Rp200Rp100Rp200Uo(Uo1Uo2)5(Ui1Ui2)20Rp105(Ui1Ui2)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is由内部基准电压源供给的1.9V参考电压

10、和外接电阻Rs决定(is1.9V/Rs)。1 .简述该电路的工作原理；2 .当Ui为某一正值时，画出电压U6和输出Uo的波形；3 .若RsRlRt470,Ct0.01uF,当输入电压为1V时，求输出电压的频率。(10分)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，使单稳翻转，Q=1,V导通，Uo输出低电平，Ct通过Rt及V放电，Cl通过Rl放电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。一,1.9Ui3、由ln3RtCtTRs

11、Ri得fU0.1MHz1.91.14700.01七、下图是微机细分原理框图，两路原始正交信号为u尸Asin和u2=Acos1.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）过零比较器AsinAcos解：1、Ui,U2经比较器后整形为方波。在一个周期内，根据Ui,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：k-5045八、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