测控电路第7章

Uj 滞后 Ud 时（图 7-14c） ，只有 DG2 有可能输出低电平 , Ud′是 Ud 的延时信号，也可起门槛
作用。调节电阻 R 和电容 C 可改变门槛的大小。 7-6 请说明图 7-19 中用 sinAα+cosAαtgBβ代替 sinθd=sin(Aα+Bβ)， 用 cosAα-sinAαtgBβ代 替 cosθd=cos(Aα+Bβ)，为什么不会带来显著误差？ 图 7-19 中把 180 °的相位角先按 α=18 °等分为 10 份，再把 18°按 β=1.8°等分为 10 份， 则 θd＝ Aα＋ Bβ。 A、 B 为 0～9 的整数。可写出 sin θd=sin( Aα+Bβ)=cos Bβ(sin Aα+cos AαtgBβ) cos θd=cos( Aα+Bβ)=cos Bβ(cos Aα-sin AαtgBβ) 因为 Bβ=(0～9）×1.8°=0°～16.2 °，cosBβ=1～0.963。正余弦激磁电压同时增大不影响平 衡位置，故可近似取 sinθd≈sinAα+cos AαtgBβ， cosθd≈cosAα-sin AαtgBβ 。
第七章
7-1
信号细分与辨向电路
图 7-31 为一单稳辨向电路，输入信号 A、B 为相位差 90°的方波信号，分析其辨向原 理，并分别就 A 导前 B 90°、B 导前 A 90°的情况，画出 A′、Uo1、Uo2 的波形。
A1Biblioteka &RDG1
A′ C
DG2
DG4
&
Uo1
1
DG3
&
B
题 7-1 图
Uo2
DG5
7-7 请比较相位跟踪细分、幅值跟踪细分和脉冲调宽型幅值跟踪细分的优缺点。 相位跟踪细分常用于感应同步器和光栅的细分，由于在一个载波周期仅有一次比 相，因此对测量速度有一定的限制。相位跟踪细分电路较简单。 幅值跟踪细分主要应用于鉴幅型感应同步器仪器。 感应同步器是闭环系统的组成部 分，因而幅值跟踪系统实现了全闭环，而相位跟踪系统只实现半闭环（感应同步器在环 外） ， 这使幅值跟踪系统具有更高的精度和更好的抗干扰性能。 电路中函数变压器受温度、 湿度影响小、不易老化，稳定性好，但工艺复杂，技术要求高，体积重量大，也可采用 集成电路的乘法型 D/A 转换器代替函数变压器。 幅值跟踪细分比相位跟踪系统允许更高 的移动速度。但电路较复杂。 脉冲调宽型幅值跟踪细分也是一种幅值跟踪细分系统， 只是用数字式可调脉宽函数发 生器代替上一系统中的函数变压器和切换计数器。因此保留了幅值跟踪系统的优点，系 统有高精度和高抗干扰能力。数字式脉宽函数发生器体积小、重量轻、易于生产，有高 的细分数，且有高的跟踪能力。数字电路可以灵活地根据测速改变跟踪速度。军用的高 速动态测量系统多采用具有高速数字跟踪能力的脉冲调宽方案，它有位置、速度甚至加 速度跟踪能力。当然，电路相当复杂。

➢典型测量放大电路 同相放大电路
R2
Kf
uo ui
1 R2 R1
Zi
KZ
' i
1 R2 /
R1
R3
注意：R3 R1 // R2
R1
-∞ +
uo
+ N1
R3 ui
常用芯片：MAX4074,MAX4075,OPA2682,OPA3682
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44
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45
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18
1.5 测控电路的发展趋势
➢优质化 ➢集成化 ➢数字化 ➢通用化、模块化 ➢测控一体化 ➢自动化与智能化
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1.6 课程的性质、内容与学习方法
目的：应用电子技术来解决测量与控制中的问题 基础：《电路》、《模拟电子技术》、《数字电路》等等 方法： 多分析、多思考 理论推导 仿真验证(再分析、思考)
合适的输入与输出阻抗
动态性能好
响应快 (实时动态测量) 动态失真小
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6
转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ灵活
模数与数模转换 电量参数转换 量程转换 信号选取 信号运算
可靠性
经济性
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7
影响因素：
噪声与干扰★ 失调与漂移，主要是温漂★ 线性度与保真度 输入与输出阻抗的影响
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ud
u1 u2 , uc
u1 u2 2
ud 100V ,uc 0V
uo Adud Acuc 100Ad
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ud 100V ,uc 10000V

3、滤波电路
（2）电容滤波电路的特点
计算：
d RL C ≥ （3 ~ 5）
VO ( AV ) IL VO ( AV ) RL T 2 ≈ （ 1.1 ~ 1.2)V2
1.4V2 0.9V2
Vo
电容滤波 纯电阻负载
IL
I 2 (1.5 2) I L3、滤电路（3）其它滤波电路
VO ( AV ) RL
I D1( AV ) I D 2( AV ) I D 3( AV )
每只二极管的反向峰值电压VRM :
V2 1 VO ( AV ) 0.45 I D 3( AV ) 2 RL RL
VRM = 2 V2
（2）全波整流电路
参数计算
输出交流分量
4 4 4 vo 2V2 ( cos 2t - cos 4t - cos 6t - ) 3 15 35
Ro rz // R rz
(rz RL )
稳压管稳压电路的缺点：输出电流及其调节范围小
4、稳压电路
（3）串联反馈式稳压电路
基 V REF 准 电 VF 压
VI
A 调整 R1 RL T 取样 + VO _
比较放大
R2
（3）串联反馈式稳压电路
典型电路
T : 调整管 R、DZ：稳压电路， 提供基准电压
输入电压交流纹波峰峰值与输出电压交流纹波峰峰值之比 的分贝数。
S rip = 20lg
输出电压的温度系数ST
Vip-p
Vop-p
1 VO ST = VO T
I O =0,VI =0
100 %
如果考虑温度对输出电压的影响, 则输出电压是输入电压、负载 电流和温度的函数

测控电路总复习提纲第1章绪论1．测控电路的功用测控系统由那几部分组成？测控电路在整个测控系统中的作用？2．测控电路的要求：精、快、灵、可靠●精度高●动态性能好（响应快、动态失真小,良好频率特性）●识别和分辨能力高(转换灵活)●可靠性●经济性好如何保证测量电路精度高?●低噪声与高抗干扰 (短时稳定性)方法：（1）低噪声器件、合理安排电路合理布线与接地适当隔离与屏蔽等。

特别传感器与第一级电路连线要短。

（2）对信号进行调制，合理安排通频带（3）采用高共模抑制比电路●低漂移、高稳定性 (长期稳定性)（1）放大器失调电压与失调电流（2）晶体管、二极管漏电流等（3）元器件老化、插接件氧化等方法：选温漂小的元器件、减少关键部分的温度变化。

●线性与保真度好衡量仪器或控制系统精度的重要指标。

信号频带内有良好频率特性●合适的输入输出阻抗影响精度最基本的因素？◆噪声与干扰◆失调与漂移(主要是温漂)3．测控电路类型与组成一、测量电路的基本组成1.模拟式测量电路2.数字式测量电路二、控制电路的基本组成1.开环控制2.闭环控制第2章信号放大电路2.1 测量放大电路基本概念用来将传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号放大的电路，亦称仪用放大电路。

测量放大电路结构形式：由传感器的类型决定。

电阻应变式-----电桥放大电路；光电池、光敏电阻—---微电流放大电路测量放大电路频带宽度：由被测参数的频率范围和载波频率决定（直流 1011Hz）1. 基本要求①测量放大电路输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②稳定放大倍数；③低噪声；④低输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；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线性好、精度高；⑨成本低。

结论：测量放大电路是一种综合指标很好的高性能放大电路。

2.基本类型1）按结构原理●差动直接耦合式（单端输入运放 \电桥放大电路\电荷放大电路）●调制式●自动稳定式2）按元件制造方式●分立结构●通用集成运放●单片集成测量放大器1. 输入失调电压：实际放前置级的差动放大器不一定完全对称，必须在输入端加上某一直流电压后才能使输出为零---u0s随时间和温度变化----零点漂移结论：失调电压的调整很重要2. 输入失调电流：输入端直流偏置电流引起的I0s。