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南信大滨江学院测控电路复习课件

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测控电路课件

测控电路课件
运放的电源：
＋ Vcc ＋ Vcc A － Vcc 单 电源 供电 对 称双 电源供 电 ＋ Vcc1 A － Vcc2 非 对称双电源 供电
电桥放 大电路 高输入 阻抗放 大电路 可调增 益放大电路 隔离放 大电路
A
输出电压与电源的关系？
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测控电路
返
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测控电路
二、放大电路的几个重要参数:
− u R2
a
+
o
a
= 0
由 节点电 流法知 ：I1+I2+Ia=0 由虚短知 ： ua=ub 由虚断知 ：Ia＝ 0, Ib=0 u0=ui
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ui − ua uo − ua + + Ia = 0 R 2R
又 ua=0（ 虚短） ， 2、用 叠加原 理求 ：
uo = −(
R
R1
u1 +
返
回
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测控电路
测控电路
8 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
第二章 信号放大电路
第 一节 第二节 第三节 第 四节 第 五节 第 六节 第 七节 思考题
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基本放 大电路 调零放 大电路 高共模 抑制比 放大电路
一、集成运放
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测控电路
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测控电路
例题2、求出下图电路中输出与输入的关系
例题1、求出下图电路中输出与输入的关系
2R R
I1 I2
u2 u1
R2 R1
Rf
ua
－

南信大滨江学院测控电路复习课件

南信大滨江学院测控电路复习课件

积分时间常数TI=R2C2=105*5*10-6 所以，TI=0.5s，积分器输出幅值u0：
u0 1 0.5V ui t ut 0 10 s 10V RC 0.5s
0 5 15 25 35
t/s
第六章
信号转换电路
本章主要内容： 6.1 模拟开关 6.1.1 模拟开关的分类 6.1.2 模拟开关的性能参数 6.2 采样保持电路 6.2.1 基本原理 6.2.2 主要参数 6.2.3 采样保持电路的作用 6.3 电压比较器
（一）有源积分运算电路 （二）增量积分电路
二、微分运算电路 （一）基本微分电路 （二）实际微分电路
第五章
信号运算电路
第一节 加法、减法运算电路
加、减法运算电路的构成和输入输出关系的推导；
第二节 积分微分运算电路
一、积分和微分运算电路的基本概念
1. 基本积分电路的微分方程、积分器的阶跃相应曲线；
2.
该加减混合运算电路如图所示。 对运放N1，
N1
3R
u01
5R
N2
V1 u01
V1 ui1
R R 4
R 4
ui 2
R R 4
R 4
ui 3
R R 4
R 4
ui 4
R R 4
R 4
ui 5
R R 4
R 4
1 (ui1 ui 2 ui 3 ui 4 ui 5 ) 5
称为鉴相，而对于频率称为选频？
第二节 调幅式测量电路
二、输入输出关系推导和分析
1. 如图3-13（p.66)所示是高输入阻抗全波精密检波电路，试分别画
出等效电路图，并推导当输入us》0和us《0时输出uo的表达式，

《测控电路》PPT课件

《测控电路》PPT课件
8 选 1 译 码 电 路
7
-E2
S1
S2
S3
S4
S5
输出/输入
S6
S7
S8
图 6-7 CD4051 原理图
CD4051多路模拟开关
元件性能的影响和要求
存储电容
选用介质吸附效应小和泄漏电阻大的电容器，如聚苯乙烯，钽电容和聚碳酸脂 电容器等。
原因：
当电路从采样转到保持，介质的吸附效应会使电容器上的电压下降，被保 持的电压低于采样转保持瞬间的输入电压，峰值检波器复位时，电容放电， 介质吸附效应会使放电后的电容电压回升，引起小信号峰值的检波误差。
➢ 为了使所采集的信号能够正确反映输入模拟信号，除保证采 样/保持器精度要求外，还必须符合采样定理。
➢ 采样过程：当模拟信号ui=f(t)通过一个受采样脉冲信号 fs(t)控制的开关电路时，开关输出端的信号是时间离散信 号。不难看出，采样脉冲的重复周期Ts愈小，采样时间间隔 愈短，获得的离散信号亦愈多。
（3）高速S/H电路
用开环式采样/保持电路方案，选用高速元件，并通过扩增驱动电流来减小存储 电容的充电时间。
Uc
VD1
VD2 V2
V1
∞
-
ui
+
+ N1
R1
R2
V
∞
-
uo
+
+ N2
C
（3）高速S/H电路
在采样期间，Uc为正，V与V2导通，V1截止。
V1的导通将使V和C置于N1的闭环回路中，C上的电压将等于 输入电压而不受V的导通电阻的影响，另外，由于N1反相端 的偏置电流和V1的漏电流都很小，
由此可见，这个电路的速度提高是靠牺牲精度换来的。

测控电路04信号运算电路1PPT课件

测控电路04信号运算电路1PPT课件
一定规律分布于频率域中某一特定的频带中。
3
因此可以用频率选择的方法，对噪声进 行抑制，并分离提取出有用的信号，信 号分离电路可以实现其功能。
一般利用滤波器从频率域中实现对噪声 的抑制，提取所需的测量信号，
4
信号分离电路
滤波器的基本知识 RC有源滤波电路 集成有源滤波电路 跟踪滤波电路
精、快、灵
Ui(s)
H1(s)
U1(s)
H2(s)
Uo(s)
H (s)U U o i((s s))U U 1 i( (s s) )U U 1 o( (s s) )H 1(s)H 2(s)
11
4.1 滤波器的基本知识
4.1.2 模拟滤波器的传递函数与频率特性
（二）模拟滤波器的频率特性 模拟滤波器的传递函数H(s)表达了滤波器的输入与输 出间的传递关系。若滤波器的输入信号Ui是角频率为 ω的单位信号，滤波器的输出Uo(jω )=H(jω )表达了在 单位信号输入情况下的输出信号随频率变化的关系， 称为滤波器的频率特性。
m
bk (j)k
H(j)
H(s)
sj
k0 n
al (j)l
l0
测控电路
12
4.1 滤波器的基本知识
4.1.2 模拟滤波器的传递函数与频率特性
（二）模拟滤波器的频率特性 频率特性H ( j ) 是一个复函数，其幅值 A ( ) 称为幅频 特性，其幅角 ( ) 表示输出信号的相位相对于输入 信号相位的变化，称为相频特性。
bksk
k0 n alsl
m l0
H(s)K((sspz11))((ss zp22))L L((sszpmn))Kkn1((ss zpkl))
l1
nm

测控电路与器件课件

测控电路与器件课件
由于基本差分放大器的输入阻抗较低，它的应 用受到很大的限制，通常它用于构成下面要介 绍的仪用放大器。 集成化的差分放大器具有更好的性能，主要是 共模抑制比和温度性能。这类芯片也有很多， 如INAl05，INAl06，INAll7。
1.1.2 仪用放大器
仪用放大器是一种在传感器接口电路中，经常要用到的差分放大 器。 这类放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比，精度高、稳定性好， 经常用于精密仪器电路和测控电路中，故称为仪用放大器。 图1-8所示为并联差分输入仪用放大器（三运放电路）。
1.2.2 电压/频率变换与频率/电压变换
电压/频率变换电路（VFC）：也称为频率调制 （FM）、压控振荡器（VCO）、准模/数转换电路。 频率/电压变换电路（FVC）：也称为鉴频器、准 数/模转换电路。
1. 电压/频率变换电路
绝大多数的电压／频率变换电路都可采用图1-26的原理 框图来说明。
图中模拟开关在比较器输出的控制下将输入信号输入到 积分器，积分器通常采用线性积分电路，积分器的输出 与参考电压UR相比较，当积分器的输出达到时，比较器 翻转，其输出控制模拟开关切换到uF，是与uI相反的电 压,且幅值较高；或者模拟开关把积分器短路，使积分 器的输出迅速回零。
1.1.3 隔离放大器
所谓隔离放大器，是指前级放大器与后级放大器 之间没有电的联系，而是利用光或磁来耦合信号。 它可以提高系统的抗干扰性能、安全性能和可靠 性，现代测控系统经常采用隔离放大器。 目前用得较多的是利用光来耦合信号。用光来耦 合信号的器件叫光电耦合器，其内部有作为光源 的半导体二极管和作为光接收的光敏二极管和三 极管。 如图1-9给出了常见的几种光电耦合器的内部电路。
若将电流源接人运算放大器的反相输入端，并忽略 运算放大器本身的输入电流，则有

测控电路课件(完整)

测控电路课件(完整)

（三）、开关信号
开关信号可视为绝对码信号的特例，当绝 对码信号只有一位编码时，就成了开关信号。 只有0和1两个状态。
与行程开关、光电开关、触发式测头相连 接的测控电路，其输入信号为开关信号。
当执行机构只有两种状态时，如电磁铁、 开关等，要求测控电路输出开关信号。
第四节 测控电路的类型与组成
一、测量电路的基本组成 (一)模拟式测量电路的基本组成 (二)数字式测量电路的基本组成
二、控制电路的基本组成 (一)开环控制 (二)闭环控制
传 感 器
量 程 切 换
放 大 器
解 调 器
电
路
振荡器
信 号 分 离
运 算 电
模 数 转 换
计 算 机
电路 电
路
路
电源
显 示 执 行 机 构 电路
图1-6 模拟式测量电路的基本组成
传 感 器
细 脉转 分 冲换 电 当电 路 量路 辨向电路
（二）、绝对码信号
1111 0000
1110
0001
1101
0010
1100
0011
1011
0100
1010
0101
1001
0110
1000 0111
绝对码信号是一种与状态相对应的信号。
绝对码信号在显示与打印机机构中有广泛的 应用。显示与打印机构根据测控电路的译码器输 出的编码，显示或打印相应的数字或符号。在一 些随动系统中，执行机构根据测控电路输出的编 码，使受控对象进入相应状态。
以磁电式电表、示波器、笔式记录器作为显示 机构，以直流电动机为执行机构时，要求测控电路 的输出信号为非调制模拟信号。
第三节 测控电路的输入信号与输出信号

《测控电路》课件


频率和周期测量电路
总结词
实现频率和周期测量的电路
详细描述
频率和周期测量电路是用来测量电路中信号的频率和周期的电路，通常由示波器和频率计组成。通过测量信号的 波形和周期，可以计算出信号的频率和周期。
电阻、电容、电感测量电路
总结词
实现电阻、电容、电感测量的电路
详细描述
电阻、电容、电感测量电路是用来测量电子元件的电阻、电容和电感值的电路，通常由测试信号源和 测量仪表组成。通过测量电子元件的阻抗值和频率响应，可以计算出其电阻、电容和电感值。
了更多可能性。
医疗物联网
测控电路在医疗仪器中还起到校准作用，确保仪器测 量结果的准确性。同时，通过对仪器运行状态的监测 ，可及时发现潜在故障，便于维护保养。
07
总结与展望
本课程的主要内容总结
01
02
03
04
信号的测量与处理
介绍了信号的采集、调理和变 换技术，以及信号的频域和时
域分析方法。
控制系统基础
提高测控电路精度的措施
选择高精度元件和设备
使用高质量的元件和设备是提高测控 电路精度的基本措施。
优化电路设计
通过合理的电路设计和布局，减小信 号传输过程中的损失和干扰，从而提 高测量精度。
实施温度补偿
对于受温度影响较大的元件，采取温 度补偿措施可以减小温度变化对测量 结果的影响。
加强数据处理和校准
对测量数据进行合理的数据处理和校 准，可以减小随机误差和系统误差的 影响。
06
实际应用案例分析
工业自动化生产线控制系统
自动化生产线控制
测控电路在工业自动化生产线控制系统中发挥着关键作用 。通过测控电路，可以实时监测生产线上各设备的状态， 确保生产流程的顺利进行。
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第四节 脉冲调宽式测量电路
一、基本概念
1. 什么是脉冲调宽？写出脉冲调宽信号的数学表达式并解释各项 参数的物理意义；画出调制信号、载波和已调信号的波形。 2. 用电压变化实现脉宽调制的电路中，放大器同相端电压u+变化
将会对脉冲调宽产生什么影响？
第四章 信号分离电路 主要内容：
第一节 滤波器基本知识
对理想运放，V1 V1 所以，
1 u01 (ui1 ui 2 ui 3 ui 4 ui 5 ) 5
第五章
对运放N2，
信号运算电路
5R 5R 5R 5R 7 7 7 3 V2 ui'1 ui' 2 ui' 3 u0 5R 5R 5R 5R 5R 5R 5R R 7 7 7 3 1 5 (ui'1 ui' 2 ui' 3 ) u0 8 8
2.
3.
为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方 面？（模数转换与数模转换；信号形式的转换；量程的变换；信 号的选取；信号处理与运算等）；
第一章 绪论
4.测控电路的输入信号与输出信号类型 模拟信号(非调制信号,已调制信号）； 数字信号(增量码信号；绝对码信号；开关信号） 5. 模拟式测量电路和数字式测量电路的基本组成 6. 控制电路的基本组成（开环控制；闭环控制）
（一）有源积分运算电路 （二）增量积分电路
二、微分运算电路 （一）基本微分电路 （二）实际微分电路
第五章
信号运算电路
第一节 加法、减法运算电路
加、减法运算电路的构成和输入输出关系的推导；
第二节 积分微分运算电路
一、积分和微分运算电路的基本概念
1. 基本积分电路的微分方程、积分器的阶跃相应曲线；
2.
基本微分电路的微分方程、微分器的阶跃相应；
二、推导、分析和计算
练习：5-1，5-2，5-3，5-4
第五章
信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-2.试设计一个能实现加减混合运算的电路。
1 1 U o U i1 U i 2 U i 5 U i1 U i2 U i3 5 5
第五章
信号运算电路
三、推导、分析和计算
5-3.由理想运算放大器构成的反相求和电路如图所示。(1)推导其输出 与输入的函数关系u0=f（u1，u2，u3，u4); (2) 如果有R2=2R1 , R3=4R1 的变化范围。 解：（1）对运放N， V 0 对运放节点V-， u1 V u2 V u3 V u4 V u0 V 0 R1 R2 R3 R4 Rf 对理想运放，V V 0 所以，代入电路参数，有
V2 u01
5R 5 1 (ui1 ui 2 ui 3 ui 4 ui 5 ) 3R 5 R 8 5
1 (ui1 ui 2 ui 3 ui 4 ui 5 ) 8
对理想运放，V2 V2
1 ' 5 1 ' ' ( u u u ) u (u i1 u i 2 u i 3 u i 4 u i 5 ) 所以， i1 i2 i3 0 8 8 8 1 1 u 0 (u i1 u i 2 u i 3 u i 4 u i 5 ) (u i'1 u i' 2 u i' 3 ) 5 5
ui/V 5 0 5 u01/V 0 0.5 u0/V 10 t
-
V-
tg

15 25
N2 +
uo
5V 0.5V / s 10 s
t/s
35
解：微分时间常数TD=R1C1=105*10*10-6 所以，TD=1s，微分器输出幅值u01：
u01 RC
du i 1s (tg )V / s 0.5V dt
幅值调制（AM） 频率调制（FM) 相位调制（PM)
脉冲调宽 (PWM)
5. 什么是调制信号？什么是载波信号？什么是 已调信号？
第二节 调幅式测量电路
一、基本概念
1. 什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式并解释各项参数的物
理意义；画出调制信号、载波和已调信号的波形。
2.确保信号调制正常进行的条件是什么？ 3. 为什么说信号调制有利于提高测控系统的信噪比，有利于提高它 的抗干扰能力？它的作用通过哪些方面体现？ 4. 为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？ 5. 什么是双边带调幅？试写出其数学表达式，并画出它的波形。 6. 什么是包络检波和精密检波方法？
7.什么是相敏检波？在功能上和结构上具有什么特点？
第二节 调幅式测量电路
8. 什么是相敏检波？为什么要采用相敏检波？ 9.相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成上最
主要的区别是什么？
10.从相敏检波器的工作机理说明为什么相敏检波器与调幅电路在 结构上有许多相似之处？它们又有哪些区别？
11. 什么是相敏检波电路的鉴相特性与选频特性？为什么对于相位
“测控电路”复习提纲
复习要求
1. 结合课堂讲授、平时作业以及实验，系统地复习本 学期所学内容, 弄清楚每一个电路，不遗留问题。 2. 考试中严格遵守考场纪律，认真答题，对推导和
计算题要求写清楚每一个过程和步骤。
“测控电路”复习提纲
第一章 绪论 第二章 信号放大电路 第三章 信号调制解调电路 第四章 信号分离电路 第五章 信号运算电路 第六章 信号转换电路 第七章 信号细分与辨向电路
6. 何谓自举电路？应用于何种场合？
二、输入输出关系推导和分析
1. 基本差动电路输入输出关系推导； 2. 三运放高共模抑制比放大电路特点和输入输出关系推导； 3. 自动稳零放大电路特点和工作原理分析；
隔离放大电路
一、什么是隔离放大电路？应用于何种场合？
二、隔离放大电路的基本类型和基本组成。
变压器耦合；光电耦合
1. 2. 3. 4. 传递函数的确定； 电路结构选择； 有源器件的选择； 无源元件参数计算。
第二节 RC有源滤波电路
三、计算和分析
1. 要求按照图图4-17 a）设计二阶巴特沃斯低通 滤波器， f c 1kHz ， K p 1 ，按课本表4-2与表4-3设计
第五章
信号运算电路
主要内容： 第一节 加法、减法运算电路 一、加法运算电路 二、减法运算电路 （一）利用加法运算电路实现减法运算 （二）用单一运算放大器实现减法运算 第二节 微分积分运算电路 一、积分运算电路
积分时间常数TI=R2C2=105*5*10-6 所以，TI=0.5s，积分器输出幅值u0：
u0 1 0.5V ui t ut 0 10 s 10V RC 0.5s
0 5 15 25 35
t/s
第六章
信号转换电路
本章主要内容： 6.1 模拟开关 6.1.1 模拟开关的分类 6.1.2 模拟开关的性能参数 6.2 采样保持电路 6.2.1 基本原理 6.2.2 主要参数 6.2.3 采样保持电路的作用 6.3 电压比较器
第三章 信号调制解调电路
主要内容：


调制解调的功用与类型
调幅式测量电路
传感器调制和电路调制； 精密检波电路和相敏检波电路及应用

调频式测量电路
传感器调制和电路调制；
鉴频电路（解调）

脉冲调制式测量电路
传感器调制和电路调制； 脉冲调制信号的解调
第一节 调制解调的功用与类型 1. 2. 3. 4. 什么是信号调制？ 什么是解调？ 在测控系统中为什么要采用信号调制？ 在测控系统中常用的调制方法
, R4=8R1 , R1=10KΩ , Rf=20KΩ , 输入u1～ u4范围为0～4V，试确定输出
u1 R1 u2 u3 u4 R4 R R2 R3 VV+ N + Rf
uo
u1 u 2 u 3 u 4 u 0 0 10 20 40 80 20 1 1 u 0 ( 2u1 u 2 u 3 u 4 ) 2 4
6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 基本原理 电平比较电路 滞回比较电路 窗口比较电路
6.4 电压频率转换电路 6.4.1 V/f转换器 （一）通用运放V/f转换电路 1.积分复原式V/f转换电路 2.电荷平衡式V/f转换电路 6.4.2 f/V转换电路 6.5 模数转换电路
第六章
信号转换电路
滤波器的功用和类型
第二节 RC有源滤波电路
压控电压源型滤波电路 无限增益多路反馈型滤波电路 有源滤波器设计 第三节 集成有源滤波器 开关电容滤波原理
第一节 滤波器基本知识
一、基本概念
1. 简述滤波器功能、分类及主要特性参数(包括特征频率 ，增益与 衰耗，阻尼系数与品质因数，灵敏度 ，群时延函数，波纹幅度d 和带宽B等 ) ；
第二章 信号放大电路
要掌握的主要内容：
反相放大电路 同相放大电路
典型测量放大电路:
隔离放大电路.
差动放大电路
高共模抑制比放大电路 自动稳零放大电路
高输入阻抗放大电路
典型测量放大电路
一、基本概念
1. 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？ 2. 何谓差动放大电路？ 3. 差模信号的定义；共模信号的定义；共模抑制比的定义。 4. 什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？ 5. 何谓高输入阻抗放大电路？应用于何种场合？
三、计算和分析
1. 在测控系统中被测信号的变化频率为0~100Hz，应当怎样选取载
波信号的频率？应当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？
第三节 调频式测量电路
一、基本概念 1. 什么是调频？写出调频信号的数学表达式并解释各项 参数的物理意义；画出调制信号、载波和已调信号的 波形。 2. 通过改变多谐振荡器的C或R实现调频的电路(p.81图330)结构和原理。 3. 窄脉冲鉴频的基本原理和相应波形。