测控电路_复习提纲
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红色字体是必须要掌握的时间来不及可以先看一、1.测控电路的主要要求:精度高、响应快、可靠性与经济性、转换灵活(填空选择)2.测控电路的组成(概念、流程框图等看课件)3.测量电路的组成模拟式与数字式AB卷4.开闭环控制流程图(重点)二、1.二极管三极管原理特性了解2.放大电路基本要求(背全文背诵必考)①低噪声;②低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移;③高共模输入范围和高共模抑制比;④一定的放大倍数和稳定的增益;⑤线性好;⑥输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配;⑦足够的带宽和转换速率。
反相电路同相电路差动放大(有能力同学背原理图及特点)无时间也可以直接记结论3.高共模抑制比放大电路(必考全文背诵)CMRR公式必考考点可能分散在AB卷推导过程都很重要电路组成要看懂原理自动凋零放大电路各部分组成名称两个周期调零原理(不懂原理就背)5.电荷放大电路原理公式不懂原理就背公式截止频率Uo公式等找到规律很好记6.隔离电路好像没考7.失调电压调整外部内部二选一8.转换速率SR=u/t以及最大变换率(考了填空或者填空好像)9.转折频率10.写出三种噪声类型答:(热噪声、低频噪声、散弹噪声)其他略过不考11.基本加法电路、减法电路要看得出来背结构组成和计算公式12.对数指数我记得是没考了解吧知道长什么样就可以13.基本积分运算电路(重点要考的)电路结构+公式14.PID运算电路(重点要考的大题!!)我们当时考了并联PID电路公式推导这个图很复杂很难看不懂背也要背下来每一部分原理组成(非常重要)一定要弄明白(并联简单一点串联PID难一点求稳的话就都看明白原理自己会推导最好!)15.绝对值运算电路也就是半波整流和全波整理(重点考点)16.峰值、最值、平均值运算电路等了解即可三、1.调制信号、解调信号、载波信号、已调信号定义正弦信号三个特点:幅值、频率、相位(选择填空)2.调幅信号原理:用调制信号x去控制高频载波信号的幅值。
广石化测控电路复习要点——CHNlyt私人特制版权所有,下载不究,上传必究!一.名词解释1.测量放大电路:在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。
P212.高共模抑制比电路:有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。
P263.电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。
P294.自举电路:自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位,减小向输入回路索取电流,从而提高输入阻抗的电路。
P365.可编程增益放大电路:放大电路的增益通过数字逻辑电路由确定的程序来控制,这种电路称为可编程增益放大电路,亦称程控增益放大电路,简称PGA。
P406.隔离放大电路:隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端。
P457.信号调制及解调:调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一作为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。
在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。
P558.调幅、调频、调相、脉冲调宽:调幅就是用调制信号χ去控制高频载波信号的幅值。
(P55)调频就是用调制信号χ去控制高频载波信号的频率。
(P78)调相就是用调制信号χ去控制高频载波信号的相位。
(P84)脉冲调制是指用脉冲作为载波信号的调制方法。
(92)9.包络检波:从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。
幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。
只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。
这种方法称为包络检波。
P6010.S PWM控制:在基本的PWM控制电路中,若载频信号用等要三角波,而基准信号采用正弦波,这时的脉宽调制控制就是SPWM控制。
第三章半导体二极管及基本电路3.1 半导体的基本知识3.1.1 半导体材料导体(conductor):自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体。
绝缘体(semiconductor):有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体(insulator):另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。
往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显改变。
3.1.2 本征半导体和杂志半导体本征半导体:完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
成分:载流子、自由电子和空穴。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。
杂质半导体:掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度,所以,自由电子浓度远大于空穴浓度。
自由电子称为多数载流子(多子),空穴称为少数载流子(少子)。
包括P型半导体和N型半导体。
3.2 PN结的形成及特性3.2.1 PN结的形成漂移运动:内电场越强,就使漂移(drift)运动越强,而漂移使空间电荷区变薄。
扩散运动:扩散(diffusion)的结果是使空间电荷区逐渐加宽,空间电荷区越宽。
PN结的形成:扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡,相当于两个区之间没有电荷运动,空间电荷区的厚度固定不变。
3.2.2PN结的特性PN 结的单向导电性:PN结(PN junction)正向偏置,内电场减弱,使扩散加强,扩散 飘移,正向电流大,空间电荷区变薄;PN结(PN junction)反向偏置,内电场加强,使扩散停止,有少量飘移,反向电流很小,空间电荷区变厚。
PN 结的电容效应:扩散电容CD和势垒电容CB。
扩散电容,PN结处于正向偏置时,多子的扩散导致在P区(N区)靠近结的边缘有高于正常情况的电子(空穴)浓度,这种超量的浓度可视为电荷存储到PN结的邻域;势垒电容,势垒区是积累空间电荷的区域,当反向偏置电压变化时,就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化,类似于平板电容器两极板上电荷的变化。
测控系统组成:传感器、测控电路、执行机构;测控电路的主要要求及特点:1、精度高(低噪声、抗干扰能力、低漂移、高稳定性、线性保真、合适的输入输出阻抗)(用精密度、正确度、准确度)2、动态性能好(响应快、动态失真小)3、高的识别与分析能力(AD\DA ,电参转换)4、可靠性高5、经济性好。
理想电流源:输出电流恒定不变,电阻无穷大;理想电压源:内阻为零,端电压固定不变,通过其电流由电压源以及外电路共同决定; 电流型传感器:输出信号为电流,适用于远距离传送,不会有衰减;电压型传感器:输出信号为电压,远距离传送在导线上会有电压降;实际的传感器信号源一般种类多、信号微弱,易衰减、非线性、易受干扰等特点; 输入失调电压:差动放大器不对称,输入为0,输出不为0;输入失调电流:差分级电流不对称程度。
外部来的称为干扰,内部产生的称为噪声:白噪声(波形随机)、色噪声(频率固定); 热噪声(白):由导体中的电荷载流子的热激振动引起的噪声;低频噪声(1/f 噪声):噪声电压的方均值与频率的大小成反比;测量放大电路的基本要求:1、电路输入阻抗与SENSOR 输出阻抗匹配2、稳定的放大倍数3、低噪声4、低输入失调电流、电压,低漂移5、足够的带宽和转换速率6、高共模输入范围和高共模抑制比7、可调的闭环增益8、线性度好,精度高9、成本低;前置运算放大器:1、 斩波稳零集成运算放大器:可放大极其微弱的电压信号,减小失调电压和温度漂移,低输入失调、高共模抑制比、高输入阻抗、适合小信号输出,(热电偶);2、 高共模抑制比放大电路:高共模抑制比,需外部电阻匹配(电容、电感、压阻)3、 自动调零放大电路:减小集成运放的失调和低频干扰引起的零点漂移,适合小信号、高电耦放大。
4、 电流放大电路:放大微弱电流。
(光电池传感器)其输出电流与光强有良好的线性关系5、 电荷放大电路:高输入阻抗,低噪声。
(压电,电容式)6、 差动输入电桥放大电路:差分对称,高输入阻抗,电路非线性存在,(低阻值传感器)测量精度不高场合。
u R R R R u R R R R R R R u 31231231312o ))(1(+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++=测控电路:传感器、测量控制电路、执行机构模拟信号分为:非调制信号、已调制信号数字信号:1增量码信号:被测量值的增量与传感器输出信号的变化周期数成正比 步进电机、2绝对码信号:反应变化增量的信号 强抗干扰能力 显示 打印机3开关信号 电磁铁 开关失调:输入失调电压:零点漂移u0=(1+R2/R1)u0s 输入失调电流噪声:热噪声:白噪声 低频噪声 散弹噪声反向放大电路:输入阻抗低 性能稳定 同向放大电路:输入阻抗高 易受干扰 用于前置放大 阻抗变换 隔离 跟随放大电路三运放高共模抑制比放大电路 仪用放大 主要特点:a.当N1、N2性能一致时,输入级的差动输出及差模增益只与差模输入电压有关,而其共模输出、失调及漂移均在R0两端相互抵消‘因此电路具有良好的共模抑制能力,同时不要外部电压匹配。
b.电路还具有增益调节能力,调节R0可以改变增益而不影响电路的对称性。
线性电桥放大电路载波信号:高频正弦信号或脉冲信号;调制:用调制信号去控制载波信号,让载波信号的的某一参数按调制信号变化解调:从已调信号中检出调制信号的过程双边带调幅:在调幅信号中,将载波信号幅值Um 取0,从而得到频带在Ω±c ω范围内的调幅信号。
t t mX c m ωcos cos u s Ω=Xm —调制信号幅度, —调制信号角频率,wc —载波角频率,m —调制度包络检波电路:幅值调制就是让已经调制信号的幅值随着调制信号的值变化,因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。
只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。
滤波器 低通KpWo2/s2+awo+wo2 高通Kps2 带通Kp (w0/Q )s/ s2+(w0/Q )s+wo2 带组Kp (s2+wo2)巴特沃斯:带通最平坦 切比雪夫:通带有一定波动 幅频特性近似矩形 贝塞尔 相频特性线性度最高,相频特性引起的相位失真最小电流电压转换电路:取R 1=250Ω,当i =4mA 时,u i =1V ,当i =20mA 时,u i =5V 。