第3、4、5章復習題

1、一、填空1、 通常，濾波器可按對不同信號頻率的選擇作用分為低通濾波器、（高通）濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種。2、為了使檢波電路具有判別信號相位和選頻的能力，需采用（相敏）檢波電路。3、具有載波頻率的高頻信號稱為（ 載波 ）信號。4、欲將方波電壓轉換成三角波電壓，應選用（ 積分 ）運算電路。5、為區(qū)別信號和噪聲，往往給測量信號賦予一定特征，這就是（調制）的功用。6、在信號的調制中，常以一個（高頻正弦信號）作為載波信號。7、調制就是用一個調制信號去控制另一個作為載波的信號，讓后者的（幅值 ）、（頻率 ）、（相位 ）、（脈沖寬度 ）按前者的值變化。8、調制后的信號稱為（已調）信號。包括調幅、調

2、頻、調相信號和脈沖寬度調制信號等。9、理想運算放大器的兩個重要特性是（ 虛斷 ）和虛短。10、反相比例運算電路中集成運放反相輸入端為虛地，而（同相 ） 比例運算電路中集成運放兩個輸入端的電位等于輸入電壓。11、脈沖調制的方式主要有（脈沖調頻）和（脈沖調相）。12、濾波器是具有（頻率選擇）作用的電路。13、測控系統(tǒng)中，常用的濾波器特性逼近的方式有（巴特沃斯逼近）、（切比雪夫逼近）和（貝塞爾逼近）。14、按照電路結構，常用的二階有源濾波電路有（壓控電壓源電路）、（無限增益多路反饋電路）和（雙二階環(huán)電路）。15、同相放大器運算電路具有輸入阻抗（高）的特點。二、選擇1、濾波器的傳遞函數(shù)表達式為 ，它是

3、（ B ）濾波器。A. 一階低通 B. 二階低通 C. 一階高通 D. 二階高通2、高通濾波器的通帶增益一般指為（B ）的增益。A. 0 BC10 D100UTRCUs3、右圖所示電路中的R為電阻傳感器，當對被測量進行測量時，該電路輸出為（ C ）。A. 調幅信號B. 調頻信號C. 調相信號D. 調寬信號 4、低通濾波器的通帶增益一般指為（ A ）的增益。A0 BC10 D1005、測控系統(tǒng)中濾波器的常用三種逼近方法為（ A ）。 A巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，貝賽爾逼近B巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，通帶平坦逼近C切比雪夫逼近，貝賽爾逼近，相頻特性逼近D巴特沃斯逼近，通帶平坦逼近，幅頻特性逼近

4、6、PI調節(jié)器的傳遞函數(shù)為（ D ）。A B C D7、調制解調的作用在于某種調制方法，將原始的（ D ）信號頻譜調制到另一個具有（ C ）的頻譜上。經(jīng)調制后的高頻調制波，具有原始輸入信號的全部信息，再經(jīng)過有效的交流放大后，使被調波信號增強，然后采用解調技術，又從調制波中解調出原始的輸入信號來，這時的信號已經(jīng)是放大了的輸入信號。A中頻 B干擾 C高頻 D低頻8、公式為（ D ）A. 二階有源低通濾波器的傳遞函數(shù) B. 二階有源高通濾波器的傳遞函數(shù)C. 二階有源帶通濾波器的傳遞函數(shù) D. 二階有源帶阻濾波器的傳遞函數(shù) 三、簡答1、從輸入電阻、輸出電阻、共模電壓和放大倍數(shù)的角度分析同相比例運算放大

5、電路和反相比例運算放大電路的特點。答 同相比例運算放大電路輸入電阻很大，輸出電阻近似為零，有共模電壓，放大倍數(shù)為正；反相比例運算放大電路輸入電阻較小，輸出電阻近似為零，共模電壓為零，放大倍數(shù)為負。2、什么是高共模抑制比放大電路？應用于何種場合？答 用來抑制傳感器輸出共模電壓（包括干擾電壓）的放大電路稱為高共模抑制比放大電路。 應用于要求共模抑制比大于100dB的場合，例如人體心電測量。3、要放大音頻信號，應選用哪種類型的濾波電路？ 答 音頻信號的頻率范圍為20 Hz 20K Hz，但通常表現(xiàn)為300 Hz 3000 Hz，故要放大音頻信號，應選帶通濾波電路。4、在測控系統(tǒng)中被測信號的變化頻率為

6、0100Hz，應怎樣選取載波信號的頻率？應怎樣選取調幅信號放大器的通頻帶？信號解調后，怎樣選取濾波器的通頻帶？答 為了正確進行信號調制必須要求c>>，通常至少要求c>10。這樣，解調時濾波器能較好地將調制信號與載波信號分開，檢出調制信號。若被測信號的變化頻率為0100Hz，則載波信號的頻率c>1000 Hz。調幅信號放大器的通頻帶應為9001100 Hz。信號解調后，濾波器的通頻帶應>100 Hz，即讓0100Hz的信號順利通過，而將900 Hz以上的信號抑制，可選通頻帶為200 Hz的低通濾波器。5、在測控系統(tǒng)中常用的調制方法有哪幾種？答 調制方法有4種：調幅、

7、調頻、調相和脈沖調寬。 6、按電路結構濾波器分為幾種類型？各是什么？答 按電路結構濾波器分為3種類型，壓控電壓源型濾波電路，無限增益多路反饋型濾波電路和雙二階環(huán)濾波電路。7、電路如圖所示，該電路具有什么功能？答 該電路為乘法運算電路。 A4uO3R4uoRT3 A1uI1R1uo1T1R A2uI2R2uo2T2R A3R3RRR四、分析計算題1、電路如圖，回答下列問題1）該放大電路有什么作用？它有什么特點？2）當參數(shù)之間滿足時，寫出輸出電壓的表達式。2.）說明電路的用途，在電路中2F電容C和電阻 R5各起什么作用？）寫出輸出電壓U0的表達式。答 1）該電路）該放大電路為絕對值檢測電路又稱全波

8、整流電路。它的特點是能將交變的雙極性信號變?yōu)閱螛O性信號。在自動檢測儀表中常利用絕對值檢測電路這一特點對信號進行幅值檢測。）當參數(shù)之間滿足時，輸入信號為正,D2截止，D1導通，有輸入信號為負,D1截止，D2導通，有總之，在交流信號的整個周期內，均有：2、利用4個性能相同的傳感器測量一個軸在4個截面上的直徑，得到的信號電壓為u1、u2、u3、u4，要想求其平均直徑，可采用什么電路？請畫出電路圖，并寫出電路輸出電壓公式。解：要求平均直徑，可采用平均值運算電路。此題要求四個電壓的平均值，即為求加權平均值，可利用加法電路實現(xiàn)。電路圖如下：取R1=R2=R3=R4=4R5就有：U0=-(U1+U2+U3+

9、U4)/4只要再通過一個反向電路，就可得到真正的四個電壓的平均值了。3、 如下圖所示，一個測量系統(tǒng)的輸出電壓和某些非電量（經(jīng)傳感器變換為電量）的關系為uo= -(5ui1+4ui2+2ui3)，試選圖中各輸入電路的電阻和平衡電阻R2。設RF=200 k。解：輸入電路的電阻和平衡電阻分別為： 4、用運算放大器設計一個能實現(xiàn)uo=10ui1+8ui2-20ui3的電路。解 用兩級運放實現(xiàn)或用一級運放實現(xiàn)。R1ui2ui3uo1uo+ui1A1A2R2Rf1R4R3R2R1Rf2uo=-（uo1+20ui3）令 uo1=-(10ui1+8ui2) AuoRfui3R3ui2R2R1ui1R5、下圖是

10、什么電路？試述其工作原理。為使其具有所需性能，對電阻值有什么要求？ CR4uoR1R2R2R3VD1VD2-+N1-+N2R3答是一種由集成運算放大器構成的全波精密檢波電路。在調幅波us為正的半周期，由于運算放大器N1的倒相作用，N1輸出低電平，因此VD1導通、VD2截止，A點接近于虛地，uA0。在us的負半周，有uA輸出。若集成運算放大器的輸入阻抗遠大于R2，則i- i1 。按圖上所標注的極性，可寫出下列方程組： 其中Kd為N1的開環(huán)放大倍數(shù)。解以上聯(lián)立方程組得到通常，N1的開環(huán)放大倍數(shù)Kd很大，這時上式可簡化為：或 二極管的死區(qū)和非線性不影響檢波輸出。圖中加入VD1反饋回路一是為了防止在u

11、s的正半周期因VD2截止而使運放處于開環(huán)狀態(tài)而進入飽和，另一方面也使us在兩個半周期負載基本對稱。圖中N2與R3、R4、C等構成低通濾波器。對于低頻信號電容C接近開路，濾波器的增益為-R4/R3。對于載波頻率信號電容C接近短路，它使高頻信號受到抑制。因為電容C的左端接虛地，電容C上的充電電壓不會影響二極管VD2的通斷，這種檢波器屬于平均值檢波器。為了構成全波精密檢波電路需要將us通過與uA相加，圖2中N2組成相加放大器，取。在不加電容器C時，N2的輸出為：7、下圖是什么電路？試述其工作原理。答 是脈寬調制電路。靠穩(wěn)壓管VS將輸出電壓uo穩(wěn)定在。若輸出電壓為，則它通過VD2和RP1+RP3向電容

12、C充電，當電容C上的充電電壓時其中，N的狀態(tài)翻轉，使。通過VD1和RP1+RP2對電容C反向充電，當電容C上的充電電壓時，N再次翻轉，使。這樣就構成一個在間來回振蕩的多諧振蕩器。由于在兩個半周期通過不同的電阻通道向電容充電，那么兩半周期充電時間常數(shù)不同，從而輸出信號的占空比也隨兩支充電回路的阻值而變化。圖 中RP2、RP3為差動電阻傳感器的兩臂，RP2+RP3為一常量，輸出信號的頻率不隨被測量值變化，而它的占空比隨RP2、RP3的值變化，即輸出信號的脈寬受被測信號調制。8、什么是雙邊帶調幅？請寫出其數(shù)學表達式，并畫出其波形。答：雙邊帶調幅是在調幅信號中，將載波信號幅值Um取0，從而得到頻帶在范

13、圍內的調幅信號。數(shù)學表達式：txOtOucusOt調制信號幅度，調制信號角頻率，載波角頻率，調制度10、下圖所示電路是什么電路？試述其工作原理usUcRVuoRR-+N圖2答 為相敏檢波電路。在Uc=1的半周期，V導通，同相輸入端被接地，us只從反相輸入端輸入，放大器的放大倍數(shù)為-1，輸出信號uo如圖a和圖b中實線所示。在Uc=0的半周期，V截止，us同時從同相輸入端和反相輸入端輸入，放大器的放大倍數(shù)為+1，輸出信號uo如圖a和圖b中虛線所示，兩個半周期輸出相同。在圖a所示情況下，us與Uc同相，uo為負；在圖b 所示情況下，us與Uc反相，uo為正，實現(xiàn)相敏。a)UcOtUcOtuoOtus

14、OtusOtuoOtb)11、寫出調相信號的數(shù)學表達式。有哪些常用鑒相方法？ 答 調相信號us的一般表達式為：式中 x 調制信號； 載波信號的角頻率； 調相信號中載波信號的幅度；m 調制度。 常用鑒相方法有相敏檢波器鑒相、異或門鑒相、RS觸發(fā)器鑒相、脈沖采樣式鑒相。-101-40-20020lg(/0)-6020lgA/dB圖312、 某二階濾波器具有下圖所示幅頻特性，請問它是什么濾波器？寫出其傳遞函數(shù)、頻率特性、幅頻特性、相頻特性和通帶增益、固有頻率、阻尼系數(shù)的表達式。答 為二階低通濾波器， 其傳遞函數(shù)的一般形式為它的固有頻率，通帶增益，阻尼系數(shù)，上式又可寫為其頻率特性為 其幅頻特性與相頻特性分別為R2usuAVD2VD1uoR1R3R4-+N1-+N2圖413、 下圖所示電路是什么電路？試述其工作原理。為保證所需特性，R1 、R2、 R3、 R4應滿足什么關系？答 為高輸入阻抗全波精密檢波電路