測控電路期末考試試卷含答案詳解

試題

一、簡答題（每小題6分，共48分）

1、什么是自舉電路？說明圖1所示電路是如何提高放大器的輸入阻抗的？

2、如圖2所示電路，Ni、N2>N3工作在理想狀態(tài)，RI=R2=200KQ,RP=20KQ,

R3=R4=10KQ,R5=R6=20KQ,試求該電路的差模增益。

圖2

3、什么是隔離放大電路？就一種隔離方式簡述其工作原理。

4、相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能、性能與電路構(gòu)成上主要有哪些區(qū)別？

5、180。導(dǎo)通型逆變器正常工作的必要條件是什么？

6、PWM控制電路在雙極式工作時會不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象？為什么？

7、什么是SPWM控制？采用SPWM控制有什么好處？

8、圖3所示電路為無限增益多路反饋型濾波電路還是壓控電壓源型濾波電路？若

根據(jù)此電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成一低通濾波電路，Yi—丫5應(yīng)分別選用何種RC元件？

XT

r3|qA

ZZM------

以工-o

Y2+

J—+N

M⑺

%I?o(0

O--------------------------------O

圖3

二、分析題（共52分）

1、圖4為一單穩(wěn)辨向電路，輸入信號A、8為相位差90。的方波信號，分析其辨向

原理，并就A導(dǎo)前690。及8導(dǎo)前A90。的情況，畫出A'、U。I、U02的波形。（8分）

2、圖5a所示電路中，Uc與以分別為參考信號與調(diào)相信號整形后形成的方波信號,

其波形如圖5b所示，請畫出U。的波形，并分析圖5a所示電路的鑒相原理及輸出

特性。（8分）

時鐘脈沖

Cp

圖5b

3、試畫出數(shù)控機(jī)床位置伺服系統(tǒng)框圖，并簡述其工作原理。（10分）

4、試述圖6a所示檢波電路的工作原理？電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的

匹配關(guān)系，阻值關(guān)系如何？寫出輸出“。與輸入心之間的關(guān)系式？若Q與心的波

形如圖6b所示，請畫出在不接電容C的情況下“。的波形及接上電容C后“。的波

形。（12分）

aUc

圖6a

5、根據(jù)圖7a所示，分析RC回路的作用；根據(jù)所給Uj,1，G波形及導(dǎo)前、滯

后關(guān)系，回出,U，,OGI，OG2，",八的波形圖；分析圖7b所示電路結(jié)構(gòu)的

工作原理。（14分）

幼J―I|―15」一?―?―L.

“JLJ~~IUdJI_II—

^-innnra^rLTLTLT

圖7a

圖7b

答案

二、簡答題（每小題6分，共48分）

1、什么是自舉電路？說明圖1所示電路是如

何提高放大器的輸入阻抗的？

答：自舉電路是利用反饋使電阻兩端等電位,

圖1

減少向輸入回路索取電流，而使輸入阻抗增大

的一種電路。

%111,2

2

一區(qū)危

3-一區(qū)Uo2——區(qū)

《《2叫

1

%=~Uo2==2w.

%13R)—R[R]7?2

-----------=------------u；2

%R2R}R2R「R\

當(dāng)RJ=/?2時，輸入回路阻抗無窮大，達(dá)到了提高放大器輸入阻抗的目的。

2、如圖2所示電路，N］、刈、用工作在理想狀態(tài)，RI=R2=200KQ,RP=20KQ,

R3=R4=10KQ,R5=R6=20KQ,試求該電路的差模增益。

圖2

〃。2_%2=%2—%1=

R2~Rp~&

%?一露一〃“?,

--------------K&------------------K-,十〃八[-------------=----------------------

&+/?6&+&七+&&+寵5

???&=寵4寵5=居

Uo=-(W02一)=丁(1+~~^)(/2-Ui\)

XVJK3NP

u&八&+R,、20八200x2、

——2o—二/(1+—!——?-)=——x(l+----------)=42

ui2-u.tR3Rp1020

3、什么是隔離放大電路？就一種隔離方式簡述其工作原理。

答：隔離放大電路是一種測量用的電路，它的輸入，輸出，隔離電路之間沒有直

接的電路耦合，即輸入、輸出沒有公共接地端。

輸入信號經(jīng)放大進(jìn)入耦合器，使LED導(dǎo)通，通過光電耦合器件（晶體管）轉(zhuǎn)

換為電壓或電流信號，經(jīng)放大輸出。

光耦合器

4、相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能、性能與電路構(gòu)成上主要有哪些區(qū)別？

答：相敏檢波電路可以鑒別調(diào)幅信號與載波信號之間的相位關(guān)系，還可選頻；而

包絡(luò)檢波只是將調(diào)幅信號的包絡(luò)線解調(diào)出來，但不具有鑒相選頻特性。相敏檢波

電路除了輸入調(diào)幅信號外，還需輸入一個參考信號，一般選用載波信號來做參考

信號；而包絡(luò)檢波則不是將調(diào)幅信號輸入，進(jìn)行解調(diào)。

5、180。導(dǎo)通型逆變器正常工作的必要條件是什么？

答：180。導(dǎo)通型逆變器正常工作的必要條件是可靠換流。即每一相上、下橋臂主晶

閘管交替導(dǎo)通時，須經(jīng)過短暫的全關(guān)斷狀態(tài)，以保證可靠換流。

6、PWM控制電路在雙極式工作時會不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象？為什么？

答：PWM控制電路在雙極式工作時不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象。因為雙極式電路中的

四個大功率晶體管分為兩組，同一組中的兩個晶體管同時導(dǎo)通，關(guān)斷，每一組晶

體管輪流交替導(dǎo)通，截止，并且電流可以反向，所以電樞電流始終連續(xù)，不會發(fā)

生斷續(xù)現(xiàn)象。

7、什么是SPWM控制？采用SPWM控制有什么好處？

答：在調(diào)制控制中，載波信號采用等腰三角波，基準(zhǔn)信號采用正弦波，這樣的調(diào)

制控制稱為正弦脈寬調(diào)制控制，簡稱SPWM控制。

采用SPWM控制時，調(diào)壓，調(diào)頻都在逆變器中進(jìn)行，控制及時，動態(tài)性能好,

且電動機(jī)效率和脈動轉(zhuǎn)矩都比等寬SPWM控制時高。

8、圖3所示電路為無限增益多路反饋型濾波電路還是壓控電壓源型濾波電路？若

根據(jù)此電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成?低通濾波電路,Yi—丫5應(yīng)分別選用何種RC元件?

rT

As答：此電路為無限增益多路反饋濾波電

路，若要構(gòu)成低通濾波電路，匕，Y2,

匕應(yīng)為電阻，匕，匕應(yīng)為電容。

?o(0

圖3

二、分析題（共52分）

1、圖4為一單穩(wěn)辨向電路，輸入信號A、8為相位差90。的方波信號，分析其辨向

原理，并就A導(dǎo)前890。及B導(dǎo)前A90。的情況，畫出A'、（7。2的波形。（8分）

答：該電路根據(jù)A,B相位相對導(dǎo)前、滯后的關(guān)系實現(xiàn)辨向。

A導(dǎo)前B90。時，有輸出，U°2輸出為0

B導(dǎo)前A90。時，輸出為0,U°2有輸出

由此可實現(xiàn)辨向

A

Bi__ii__ii__r

A，_n____n____nnnn

B“nnnnnn

彳________n____n____nn

B'nnnnnn

%Lnnnnnroimn

%Lmnnnmmm

2、圖5a所示電路中，Uc與Us分別為參考信號與調(diào)相信號整形后形成的方波信號,

其波形如圖5b所示，請畫出U。的波形，并分析圖5a所示電路的鑒相原理及輸出

特性。（8分）

時鐘脈沖

0

圖5b

解：%輸出波形

Uo

0.nnn.n,t

Uc與Us經(jīng)異或門輸出U。，當(dāng)U。為高電平時，打開與門DG，使時鐘脈沖進(jìn)入

計數(shù)器，當(dāng)U。為低電平時，DG門關(guān)斷，同時鎖存指令，將計數(shù)器中所計脈沖數(shù)存

入鎖存器，并將計數(shù)器清零，以便進(jìn)行下一次計數(shù)。由鎖存器內(nèi)鎖存的脈沖數(shù)可

計算Uc與Us的相位差9。

異或門鑒相時，線性較好，鑒相范圍0~〃，但要求與的占空比均為1：1,且

無法鑒別Uc與Us之間的導(dǎo)前、滯后的關(guān)系。

4、試述圖6a所示檢波電路的工作原理？電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的

匹配關(guān)系，阻值關(guān)系如何？寫出輸出“。與輸入/之間的關(guān)系式？若G與小的波

形如圖6b所示，請畫出在不接電容C的情況下的波形及接上電容C后〃。的波

形。（12分）

當(dāng)Uc="1”時，V2導(dǎo)通，V1截止，UA=-^-Us,此時5,以同時加在N2

R\

的反向輸入端，當(dāng)不接電容C時

U-U

得寵Us喂Us喧卡

當(dāng)Uc="0”時，?導(dǎo)通,V2截止，UA=O，Us直接加在N2的反向輸入端，當(dāng)不

接電容C時

當(dāng)7?3=2y，鳥=此時,

若心="1”,U

o=~~yS

U0=_&Us

若uc="o”,

2R3

圖a為不接電容C的情況下u0的波形；圖b為接電容C的情況下uo的波形。

5、根據(jù)圖7a所示，分析RC回路的作用；根據(jù)所給切，Ud,Q波形及導(dǎo)前、滯

后關(guān)系，畫出Uj',UJ,DGI，0G2，",Fx的波形圖；分析圖7b所示電路結(jié)構(gòu)的

工作原理。（14分）

5J-||一|5J__I__I~~L

UdJ_I_II—

J||I

UcUTJUTJ^T_nLTLTLr

圖7a

圖7b

答：圖中RC回路起到了設(shè)置門檻的作用。RC回路起延時作用。使5'的上升滯后

于5,uj的上升滯后于當(dāng)5與a的相位差超過門檻時，有與相位差等寬的

Ux脈沖輸出；若Uj與Ud相位差很小，在Uj'達(dá)到開門電壓以前，Ud已經(jīng)上跳，則

無法鑒別出Uj