11非线性校正
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Led显示屏专业术语解释1.什么是LED?LED是发光二极管的英文缩写(LIGHT EMITTING DIODE),显示屏行业所说的“LED”特指能发出可见光波段的LED。
2.什么是像素?LED显示屏的最小发光像素,同普通电脑显示器中说的“像素”含义相同。
3.什么是像素点间距?由一个像素点中心到另一个像素点中心的距离。
4.什么是LED显示模块?由若干个显示像素组成的,结构上独立、能组成LED显示屏的最小单元。
典型有“8×8”、“5×7”“5×8”等,通过特定的电路及结构能组装成模组。
5.什么是DIP?DIP是DOUBLE IN-LINE PACKAGE的缩写,双列直插式组装6.什么是SMT?什么是SMD?SMT就是表面组装技术(surface mounted technology的缩写)是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺SMD是表面组装器件(surface mounted device的缩写)7.什么是LED显示模组?由电路及安装结构确定的、具有显示功能,能通过简单拼装实现显示屏功能的基本单元8. 什么是LED显示屏?通过一定的控制方式,由LED器件阵列组成的显示屏幕9. 什么是直插灯模组?优点和缺点是什么?指DIP封装的LED灯将灯脚穿过PCB板,通过焊接将锡灌满在PCB板孔内,由这种工艺作成的模组就是直插灯模组。
优点:视角大、亮度高、散热好、可用于室外缺点:像素密度小、生产工艺复杂10. 什么是表贴模组?优点和缺点是什么?表贴也叫做SMT,将SMT封装的灯通过焊接工艺焊接在PCB板的表面,灯脚不用穿过PCB板优点:视角大、显示图象柔和、像素密度大、适合室内观看缺点:亮度不够高、LED灯的自身散热不好11. 什么是亚表贴模组?优点和缺点是什么?亚表贴是介于SMT和DIP之间的一种产品,其LED灯的封装表面和SMT一样,但它的正负极引脚和DIP的一样,生产时也是穿过PCB板来焊接优点:亮度高、显示效果好缺点:工艺复杂、维修困难12. 什么是三合一?优缺点是什么?将R、G、B三种不同颜色的LED晶片封装在同一个胶体内优点:生产工艺简单、显示效果好,缺点:分光分色难、成本高13. 什么是3拼1?指将R、G、B三种不同颜色的LED晶片独立封装14. 什么是伪彩、全彩显示屏?伪彩是有红色、绿色LED组成的显示屏,全彩是有红色、绿色、兰色LED组成显示屏15. 什么是发光亮度?LED显示屏单位面积所发出的光强度,单位是cd/㎡16. 什么是亮度等级?整屏亮度在最低到最高亮度之间的手动或自动调节的级数17. 什么是灰度等级?在同一亮度等级下,显示屏从最暗到最亮之间的技术处理级数18. 什么是最大亮度?在一定的环境照度下,LED显示屏三基色在最大亮度和最大灰度等级时的亮度。
Word-可编辑模拟考题(智能建造)千里之行,始于足下第一部分公共课程(包括6门课程)一、单选题(共20分,每题1分)1、正弦电流通过电容元件时,下列关系式中正确的是( c )。
A、uc i=1ωB、IUC=C、&&I CU=jωiu C+-2、电路处在过渡过程中时,基尔霍夫定律( D )。
A、不成立B、惟独电流定律成立C、惟独电压定律成立D、依然成立3、与参考点有关的物理量是( B )。
A、电压B、电位C、电流D、电动势4、已知两正弦电流i1 = 15sin(100πt + 45°)A,i2=10sin(100πt —20°)A,两个正弦量的相位差是(a )。
A、65°B、25°C、无解5、当晶体二极管工作在伏安特性曲线的正向特性区,而且所受正向电压大于其门坎电压时,则晶体二极管相当于( C )A、大电阻B、断开的开关C、接通的开关6、在三极管放大电路中,三极管电位最高的一端是( B )A、NPN管的发射极B、PNP管的发射极C、PNP管的集电极7、在图1-1所示电路中,静态时,欲使集电极电流增大应( C )A、减少R eB、R b和R c同时减少C、减少R bD、增大R b朽木易折,金石可镂图1-18、将下列十进制数转换成等效的二进制数和八进制数准确的是( C )。
(38)10 = ( )2 = ( )8A 、00111,34B 、11100,34C 、100110,46D 、11101,439、逻辑状态表如下所示,能实现该功能的逻辑部件 是 ( A )。
A 、二进制译码器B 、十进制编码器C 、二进制编码器D 、十进制译码器10、编码器电路如右图所示,在图示信号作用下,输出的二进制代码 ABC 为( B )。
A 、011 B 、101 C 、11011、电力系统的中性点是指( D )。
A 、变压器的中性点B 、星形接线变压器的中性点A B C千里之行,始于足下C 、发电机的中性点D 、B 和C12、若三绕组变压器高中低三侧容量比为100/66.7/100,变压器高中侧短路有功损耗的归算公式为:ΔP k(1-2)=( D )。
XK3101电子称重仪表技术/使用手册目录1.0概述 (1)1.1XK3101型电子称重仪表配置规格 (1)1.2主要特点 (1)1.3技术指标 (1)2.0 安装 (2)2.1仪表固定 (2)2.2电气连接 (2)3.0 显示面板 (5)4.0 标定 (5)4.1参数确定 (5)4.2标定步骤 (6)5.0 模拟输出类型选择与调整 (8)5.1选择输出类型 (8)5.2调整模拟输出的底端与顶端 (9)5.3恢复模拟量输出的底端与顶端 (9)6.0 仪表工作参数F2 (9)6.1进入工作参数选项 (9)6.2功能F2选项参数组内容 (9)7.0 继电器输出 (10)7.1继电器输出模式设置步骤 (11)7.2输入预置点值(继电器比较值输出) (11)8.0 设置串行接口 (11)8.1设置步骤 (11)9.0 开机自检信息 (12)10.0 错误提示信息 (12)11.0 一般故障排除 (12)附录1 通讯协议 MODBUS RTU (14)附录2 通讯协议2-连续发送方式 (15)附录3 通讯协议3-命令方式 (15)附录4 装箱清单 (17)1.0概述XK3101是面向工业控制领域的电子称重仪表。
信号处理采用高精度的24位专用A/D转换器、模拟信号输出采用16位的D/A转换器、具有RS232/RS485串行通讯接口、采用铝合金外壳,可方便的嵌入控制柜,可广泛用于水泥、化工、冶金等行业的称重系统。
1.1 XK3101型电子称重仪表配置规格1.2 主要特点*∑-△型高精度A/D转换,分辨率:24bit*可选的数据更新速率:6.25次/秒、12.5次/秒、25次/秒、50次/秒*两路继电器输出:两路均为常开触点*隔离的数字通RS232与RS485两种讯接口*多达三种标定与校秤方法,可适应多种场合*带有模拟信号输出:4~20mA、0~20mA、0~5V或0~10V*7位LED数码管显示,字高0.56寸,20段光柱指示*独立的大屏幕接口(电流环方式)1.3 技术指标1.3.1 负载能力传感器激励电压:5.0VDC,可驱动6只350Ω的模拟式传感器。
实验十一 非线性混沌实验研究非线性科学和复杂系统的研究是二十一世纪科学研究的一个重要方向。
目前主要的研究方法是在给定的参量和初值后,依照一定的决定性关系用计算机按迭代法对其演变进行数值计算。
其相应的研究结论和成果在电子学、数学、物理学、气象学、生态学、经济学等领域得到了广泛应用。
长期以来,人们在认识和描述运动时,大多只局限于线性动力学描述方法,即确定的运动有一个完美确定的解析解。
但是自然界中最常见的运动形式,既不是完全确定的,也不是完全随机的,而是介于两者之间。
在相当多情况下,非线性现象却起着很大的作用。
1963年,美国气象学家Lorenz 在分析天气预报模型时,首先发现空气动力学中混沌现象,该现象只能用非线性动力学来解释。
于是,1975年“混沌”作为一个新的科学名词首先出现在科学文献中。
世界是有序的还是无序的?从牛顿到爱因斯坦,他们都认为世界在本质上是有序的,有序等于有规律,无序就是无规律,系统的有序有律和无序无律是截然对立的。
这个单纯由有序构成的世界图象,有序排斥无序的观点,几个世纪来一直为人们所赞同。
但是混沌和分形的发现,向这个单一图象提出了挑战,经典理论所描述的纯粹的有序实际上只是一个数学的抽象,现实世界中被认为有序的事物都包含着无序的因素。
混沌学研究表明,自然界虽然存在一类确定性动力系统,它们只有周期运动,但它们只是测度为零的罕见情形,绝大多数非线性动力学系统,既有周期运动,又有混沌运动,虽然并非所有的非线性系统都有混沌运动,但事实表明混沌是非线性系统的普遍行为。
混沌既包含无序又包含有序,混沌既不是具有周期性和其他明显对称性的有序态,也不是绝对的无序,而可以认为是必须用奇怪吸引子来刻划的复杂有序,是一种蕴涵在无序中的有序。
以简单的Logistic 映射为例,系统在混沌区的无序中存在着精细的结构,如倒分岔、周期窗口、周期轨道排序、自相似结构、普适性等,这些都是有序性的标志。
所以,在混沌运动中有序和无序是可以互补的。
电子线路(非线性部分)基本要求 第四章 振幅调制、解调与混频电路一、调幅波一)调幅波基本性质 1. 普通调幅波AM(1)定义: V m (t) = V m0+ K a *v Ω (t) 或:ΔV m (t) = V m (t) - V m0 = K a *v Ω(t) (2)数学表达式:当:v c (t)= V cm cos ωc t ; v Ω (t)= V Ωm cos Ωt 时v o (t) = (V m0+ K a * V Ωm cos Ωt) cos ωc t=V m0* (1+M a *cos Ωt)cos ωc tM a = K a * V Ωm / V m0 (调幅度) (3)波形:(a) M a <1 M a * V m0= K a * V Ωm(b) M a =1 (c) M a >1(4)频谱:Vmo0.5Ma*Vmo0.5Ma*Vmoωc -Ω ωc ωc +Ω(5) 带宽:BW = 2F = 2Ω/2π(6)功率: Pav=Po(1+0.5Ma 2)= Po+ P SB其中载波功率Po = 0.5*V mo 2/R L ,边频功率(两边)P SB =0.5 Ma 2 Po (或:Pav 为各频率分量的功率之和)要求:已知数学表达式、波形、频谱中一个会求其他两个2. 双边带调幅波DSB(1)数学表达式:v o (t) = K a * V Ωm cos Ωt * cos ωc t=0.5K a * V Ωm cos (ωc +Ω)t + 0.5K a * V Ωm cos (ωc -Ω)tVm oMa*Vm otv(t)/VXYA XY M+X YA XYMB P FX YA XYMB P F0t t0v(t)(2)波形:v Ω (t)过零点时,v o (t)的相位出现180突变。
v o (t) k a *V Ωm(3):频谱:0.5 k a *V Ωm 0.5 k a *V Ωmωc-Ω ωc+Ω (4)带宽:BW = 2F = 2Ω/2π(5)功率:2*[0.5*(0.5 K a * V Ωm )2/RL] 3. 单边带调幅波SSB(1)数学表达式:v o (t) =0.5K a * V Ωm cos (ωc +Ω)t (上边频)或:v o (t) =0.5K a * V Ωm cos (ωc -Ω)t (下边频) (2)波形:0.5K a * V Ωm(3)频谱: 0.5K a * V Ωm 0.5K a * V Ωm或ωc ωc +Ω ωc-Ω ωc二)调幅波实现框图 1)AM : v Ω (t)v C (t)2)DSB:v Ω (t)v C (t) 3)SSB:a)滤波法:v Ω (t)v C (t)b)移相法三)调幅波解调C cR i2X Y A XY MLP F 1(1)A 、B 、C 三点波形(2)惰性失真的现象、产生原因和不失真条件max maxL a R C ≤(3)负峰切割失真的现象、产生原因和不失真条件max ()()L a L Z M Z O Ω≤,Z L (Ω)为检波器(B 点往右看)的交流负载;Z L (0)为直流负载对上面电路Z L (0)=RL ,Z L (Ω)=(RL//Ri2)(4)提高输入电阻的方法——三极管射极包络检波电路 (5)克服负峰切割失真的方法2)同步解调:适用于三种调幅波v s (t) v Ω (t) v r (t)v s (t):输入信号(调幅波)v r (t):同步信号,应和载波v c (t)同频同相,即v r (t)= V rm cos ωc t二、乘法器1、正向导通时的二极管线性时变状态:定义和频率分量2、工作于开关状态下的二极管乘法器(双平衡)()cos C Cm C v t V t ω=是大信号,二极管在()C v t 控制下工作于开关状态。
《非线性编辑》课程标准一、课程说明《非线性编辑》课程标准课程编码〔35138〕承担单位〔计算机信息学院〕制定〔〕制定日期〔2022年11月16〕审核〔专业指导委员会〕审核日期〔2022年11月20日〕批准〔二级学院(部)院长〕批准日期〔2022年11月28日〕(1)课程性质:数字媒体应用技术专业的必修课程。
(2)课程任务:主要针对从事视频编辑、影视后期、广告后期制作、剪辑师等工作岗位开设,主要任务是培养学生在视频剪辑岗位的实际操作与创新能力,要求学生掌握视频编辑方面的基本技能,具有创新思维。
(3)课程衔接:在课程设置上,前导课程有《图形图像处理》、《计算机应用基础》、《摄影摄像》,后续课程有《影视特效》、《二维动画》、《三维动画设计》、《新媒体包装》。
二、学习目标用马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想武装当代大学生,引导大学生树立正确的世界观、人生观、价值观;引导大学生树立高尚的理想情操和养成良好的道德品质,树立体现中华民族优秀传统和时代精神的价值标准和行为规范;坚定对改革开放和社会主义现代化建设的信念,立志为改革开放和社会主义现代化事业贡献力量。
通过本课程的学习,学生能够对视频素材进行编辑,做出简单的片头效果,视频整体完整,应用动画及效果合理。
具体达到的目标如下:1.专业能力目标1)能够熟练使用非线性编辑软件Premiere;2)能够撰写出文稿和分镜头脚本;3)能为影片添加合理的视频转场及运动特效;4)为视频添加美观大方的字幕并实现运动效果;5)背景音乐与画面搭配、和谐。
2.社会能力目标1)具有积极向上的三观,具有诚实守信、吃苦耐劳的精神;2)具有创新思维能力,培养良好的审美观及艺术鉴赏能力;3)培养良好的与人相处能力与团队合作能力;4)严于律已,宽以待人,善于沟通与交流。
3.方法能力目标1)培养灵活的思维能力与辨别能力;2)分析、预判的能力;3)自主学习能力;4)提高写作与语言表达能力。
一、选择题(共 25 题,每题 2 分):【1】锅炉汽包水位控制和保护用的水位测量信号应采取()。
A.双冗余B.四重冗余C.独立回路D.三重冗余【2】下列关于电压的描述中,()是正确的。
A.衡量电场力转移电荷做功的能力的物理量B.电压的单位为焦耳C.电压的方向是从低位能指向高位能D.电压的大小与电荷绕行的途径有关【3】当被测介质具有腐蚀性时,必须在压力表前加装()。
A.隔离装置B.冷却装置C.缓冲装置D.平衡装置【4】电子电位差计与热电偶配套使用测量温度的原理电路中,如果溯量桥路上支路限流电阻断_路,指针将()。
A.打到终端B.打到始端C.保持在原位置D.在原位置左右【5】在选用二极管时,其特性参数中的最大整流电流是指()。
A.长期运行时,允许通过的最大正向平均电流B.长期运行时,允许通过的最大电流C.长期运行时,允许通过的最大电流的有效值D.长期运行时,允许通过的最大交流电流【6】测量仪表接入热电偶回路测量热电动势的理论依据是()。
A.中间导体定律B.均质导体定律C.参考电极定律D.中间温度定律【7】下列几种电阻温度计中,哪一种的电阻温度系数最大()。
A.铂电阻温度计B.铜电阻温度计C.热敏电阻温度计D.铁电阻温度计【8】双积分式A/D转换是将一段时间内的模拟电压的()转换成与其成比例的时间间隔。
A.瞬时值B.平均值C.峰值D.累积值【9】测量回路用电缆的线芯截面,宜按回路的最大允许电压降及机械强度选择,且应不小于()mm?。
A.0.5B.0.75C.1.0D.1.5【10】对新制造的电动压力变送器进行检定时,其中无需检定的项目为()。
A.外观B.过范围影响C.密封性D.基本误差【11】热电偶测温原理是基于()。
A.热阻效应B.热磁效应C.热电效应D.热压效应【12】压力测量管路一般不超过()m的范围。
A.300B.150C.100D.50【13】热电阻非线性校正可以通过在放大器中引入适当的()来实现。
第1章传感器的基本知识一、简述题1-1何谓结构型传感器?何谓物性型传感器?试述两者的应用特点。
1-2一个实用的传感器由哪几部分构成?各部分的功用是什么?用框图标示出你所理解的传感器系统。
1-3衡量传感器静态特性的主要指标有哪些?说明它们的含义。
1-4什么是传感器的静态特性和动态特性?差别何在?1-5怎么评价传感器的综合静态性能和动态性能?二、计算题1-6有一只压力传感器的校准数据如下表所列。
根据这些数据求最小二乘法线性化的拟合直线方程,并求其线性度。
1-7液体温度传感器是一阶传感器,现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为4dy/dx+2y = 2×103x。
式中y为汞柱高(m),x为被测温度(℃)。
试求:(1) 水银温度计的传递函数;(2) 温度计的时间常数及静态灵敏度;(3) 若被测物体的温度是频率为0.5 Hz的正弦信号,求此时传感器的输出信号振幅误差和相角误差。
1-8今有两加速度传感器均可作为二阶系统来处理,其中一只固有频率为25 kHz,另一只为35 kHz,阻尼比均为0.3。
若欲测量频率为10kHz 的正弦振动加速度,应选用哪一只传感器?试计算测量时将带来多大的振幅误差和相位误差。
第3章电感式传感器3-1简述变气隙式自感传感器的工作原理和输出特性,传感器的灵敏度与哪些因素有关?如何提高其灵敏度?3-2电源频率波动对自感式传感器的灵敏度有何影响?如何确定传感器的最佳电源频率?3-3差动变压器式传感器的等效电路包括哪些元件和参数?各自的含义是什么?3-4试分析差动变压器式电感传感器的相敏整流测量电路的工作过程。
带相敏整流的电桥电路具有哪些优点?3-5差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么?怎样减小和消除它的影响?3-6图3.38所示为差动变压器式接近开关原理图,结构中使用H型铁芯,分析它的工作原理,并设计后续信号处理电路,使被测金属部件与探头距离达设定距离时,继电器吸合。
第11讲 并不多余的技术——非线性校正由于线性系统灵敏度恒定,便于计算和显示,还适用于动态分析,因此希望检测系统为线性系统,对于非线性系统可以加入校正环节使之成为线性系统。
11.1 非线性校正的数字方法P288下图为利用只读存诸器ROM 进行非线性校正的方法:被测量x 与传感器的输出)(1x f u =是非线性函数关系,在ROM 中存放f 的反函数)(1a f y −=的函数表,即以顺序排列的A/D 转换器的输出a 作为地址,在ROM 中相应地址的存诸单元中存放)(1i i a f y −=的数值。
这样,可使数据y 与输入x 成线性关系。
这种方法设计方便,结构简单,性能稳定。
这一方法也可由软件实现,即将ROM 的数据作为软件查询的表格,实现非线性校正。
图 用ROM 进行非线性校正原理框图数字方法非线性校正精度高,稳定性好,但也存在致命的弱点:A/D 转换器分辨率的损失。
例:某位移传感器输入x 量程100μm ,分辨力1μm ,分辨率10-2。
若为线性系统,灵敏度为常数,设为1mV/μm ,输出)(1mV x u =,则输出信号范围为0~100mV ,采用8位的A/D ,分辨率可达到1/256≈0.4×10-2,明显高于要求的10-2,满足要求。
若为平方律系统:)(21mV x u =,其输出为0~104mV ,为能实现要求的分辨力(1μm ),需使输出达到1mV 的分辨力,即10-4的分辨率。
若采用12位的A/D 转换器,只能实现1/4096=2.44×10-4的分辨率,远低于所需的10-4的分辨率,不能满足要求。
实际上,这里需用到14位以上的A/D 转换器,这样高分辨率的A/D 转换器不仅成本高,而且对整个电路的抗干扰性能的要求也高,使设计调试困难。
因此,对于全量程范围内,斜率(灵敏度)变化较大的严重非线性系统,不宜采用数字方法进行非线性校正。
11.2 非线性校正的模拟方法P289一.开环校正法开环校正法见下图。
在放大器后面串入一个非线性校正环节,使整个系统的输入输出呈线性,即sx u Y =,其中s 为灵敏度。
图中由)(1x f u =及12ku u =得)(2x kf u =,从而)/(21k u f x −=。
我们希望)/(21k u sf sx u Y −==,通过比较)(2u g u Y =可知:g 是f 的反函数,只是坐标按比例作了变换。
图 开环校正检测系统框图二.闭环校正法闭环校正法见下图,其中非线性校正环节作为反馈环节并于主回路上。
由图知线性放大器的输入)()(1Y F D u x f u u u ϕ−=−=得D Y u x f u −=)()(ϕ。
又k u u Y D /=,考虑到1>>k ,得)(/)()(x f k u x f u Y Y ≈−=ϕ。
我们希望sx u Y =,即)()(x f sx =ϕ,说明校正环节输入输出函数ϕ与非线性传感器特性函数f 具有相同的函数形式,只是输入量的比例和量纲的不同。
图 闭环校正系统框图三.增益控制式校正法如果传感器及其转换电路存在非线性输出,可以改变传感器或转换电路的电源电压来进行非线性校正,这种方法称为增益控制式校正法。
例如,下图所示的全等臂单臂电桥用放大器的输出电压O u 影响电桥的电源电压B U 。
(根据第8讲测量电桥的内容可知)电桥的输出电压为2/114x x U u B I +⋅=式中,R R x /Δ=。
如果令B I U u /的非线性函数为)(x f ,则 2/114)(x x x f +⋅=R u O图 电桥电路的线性化图中的放大器为增益为A 0的仪器放大器,其输出电压为)()()(000x f u U A x f U A u A u O R B I O β+===将f (x )的表达式代入上式得)4/2/1(14/)(1)(0000ββA x x U A x f A x f U A u R R O −+=−= 可见,当调节0/2A =β时,输出4/0x U A u R O =,完全呈线性。
第11讲 并不多余的技术——非线性校正11.3 模拟非线性校正环节的实现P293实现非线性校正时,常需要一个电的模拟网络实现所需的非线性函数关系。
一般来说,并不是任何非线性函数都可方便地用一个电的模拟网络来实现。
根据不同的情况,可采取不同的方法。
对于工程中大多数应用背景来说,非线性校正函数一般可分为以下几种情况:(1)指数或对数函数;(2)平方,平方根,倒数等幂函数;(3)多项式函数,或可用低阶多项式函数拟合充分逼近的函数;(4)由以上各函数组合而成的复杂函数;(5)其他复杂规律的函数,或用多项式拟合时,高次项系数不趋近于零的函数。
对于上面提到的前四种函数,可以利用非线性运算电路(对数/指数运算、幂运算电路等)和加法/减法运算来实现。
而对于第五种情况,可以采用折线逼近非线性函数放大器来实现。
一.折线逼近法下图所示为折线逼近式非线性校正方法。
图(a )所示为非线性校正所需的折线逼近曲线(以3段为例)。
该曲线在x <x 1时的折线方程为x k y 1=;在x 1<x <x 2时的折线方程为)(121x x k x k y −+=;在x 2<x 时的折线方程为)()(23121x x k x x k x k y −+−+=。
实现该函数的电路如图(c )所示,首先说明一下图中需要用到的单极性放大器,如图(b )所示,当0>I u 时,I O u u −=;当0<I u 时,0=O u (详见第12讲半波整流电路)。
x(b)(c)图 折线逼近式非线性校正方法(a)折线逼近式非线性校正曲线;(b)单极性放大电路;(c)非线性函数放大器 图(c )电路中,运放A 1接成反相器,x z −=1;运放A 2接成单极性放大电路:当0/1>−+x RU U R x R R 时,Rz x RU U R x R R 210/−=−+。
即1x x >时,)(12x x z −−=,否则02=z ;同理,2x x >时,)(23x x z −−=,否则03=z 。
运放A 4接成加法器,根据电路列方程为Ry k R z k R z k R z −=++0///332211,故)()(23121x x k x x k x k y −+−+=(2x x >),即实现了所需的逼近折线。
该方法可用于任意段折线的逼近。
理论上说,采用折线逼近的方法可实现任何形式的函数曲线,通用性好,而且无需使用价格昂贵的专用集成电路,因此,在传统的模拟式仪表或变送器中应用较多,但这种电路存在明显的局限性:为使折线充分逼近目标函数,需要尽可能多地设置函数曲线的转折点,这会使得电路设计复杂。
同时,电路中各元件的参数精度直接影响到曲线的拟合精度,因此,各元件参数的筛选和调整等调试工作十分困难。
此外,由于电路中元件较多,温漂和时漂情况各异,因此,整个校正环节的时间稳定性难以估计。
二.运算法除了折线逼近式函数放大器以外,对于指数、对数、幂函数等函数逼近,还可用集成非线性运算电路。
例如,AD538就是一种功能较为齐全的集成器件。
AD538可实现I 象限或II 象限的乘法、除法、对数、平方、平方根、取任意次幂等运算,具有精度高、线性度好、动态范围宽的特点,其电路原理见下图:图 AD538电路原理图图中运放A 1、A 2、A 3组成对数放大电路,其输出值分别为011ln I R u q kT u Z Z −=;011ln I R u q kT u X X −=;011ln I R u q kT u Y Y −= 式中 q 为电子电荷量;k 为玻耳兹曼常数;T 为热力学温度;I 0为外推电流。
运放A 5组成减法电路,其输出为XZ Z X Z X B u u q kT m u u q kT m u u m u ln ln )(11=−=−= 式中,m 为减法电路的增益,无外接元件时m =1。
运放A 4组成反对数放大电路,输出为 )(11/014Y C O q kT u O u u kT q eI R e I R u BE −==此外,AD538还提供了两个参考电压输出:+10V 和+2V 。
利用AD538提供的电路,除了可实现对数和反对数运算外,还可实现以下函数运算:(1)I 象限乘/除法器:电路见下图,这时B u 与C u 相连,输出为mX Z Y O u u u u )/(=。
注意到此时AD538无外接电阻元件,因而m =1,故有X Z Y O u u u u /=。
如果将输入端X u 接10V 参考电压,则10/Z Y O u u u =,构成乘法器;而如果将输入端Y u 接10V 参考电压,则X Z O u u u /10=,构成除法器。
此外,AD538还可实现平方、倒数运算功能。
图 I 象限乘/除法器图 方根运算电路(2)幂运算电路:又分为乘方和方根运算电路,其实现方法基于上图的乘/除法器,但需外接元件使减法器的放大倍数m 不为1。
对于mX Z Y O u u u u )/(=,如果m >1 ,则实现了乘方运算;如果m <1,则实现了方根运算。
欲使m <1,这很简单,只需在减法器的输出端B u 与反对数放大器的输入端C u 之间加一电压衰减电路即可,这可由电阻分压电路实现,见上图。
若欲使m >1,方法是在AD538的A u 与D u 之间接一电阻AD R ,以调整减法电路的增益m ,电路见下图,这时AD R m /1961Ω+=。
可见,利用AD538的函数运算可方便地实现许多非线性校正电路。
图 乘方运算电路例如,由第5讲电量型传感器知道,负温度系数热敏电阻NTC 的阻值与温度T (单位K )的关系为)/1/1(00T T B T T eR R −=,式中,R T 0为T 0时的阻值,B 为材料和工艺决定的常数。
在信号调理电路中依次加入对数运算电路和倒数运算电路,即可得到与温度T 成线性关系的输出了。
在智能检测系统中,可以将模拟非线性校正与数字非线性校正相结合,即将非线性严重的输入信号首先经由非线性运算电路进行模拟非线性校正,待非线性误差较小时,再进行A/D 转换。
然后用数字校正法进一步修正非线性误差。
这种两步校正法的优点是:(1)模拟校正环节采用非线性运算电路实现,电路简单。
可实现传输函数的初步线性化;(2)数字校正环节的输入信号已是非线性误差不严重的信号,在被量化后不会造成明显的分辨力的损失。