第345章复习题要点.docx
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第345章复习题要点
一、填空
1、通常，滤波器可按对不同信号频率的选择作用分为低通滤波器、（高通）滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种。
2、为了使检波电路具有判别信号相位和选频的能力，需采用（相敏）检波电路。
3、具有载波频率的高频信号称为（载波）信号。
4、欲将方波电压转换成三角波电压，应选用（积分）运算电路。
5、为区别信号和噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这就是（调制）的功用。
6、在信号的调制中，常以一个（高频正弦信号）作为载波信号。
7、调制就是用一个调制信号去控制另一个作为载波的信号，让后者的（幅值）、（频率）、（相位）、（脉冲宽度）按前者的值变化。
8、调制后的信号称为（已调）信号。
包括调幅、调频、调相信号和脉冲宽度调制信号等。
9、理想运算放大器的两个重要特性是（虚断）和虚短。
10、反相比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而（同相）比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。
11、脉冲调制的方式主要有（脉冲调频）和（脉冲调相）。
12、滤波器是具有（频率选择）作用的电路。
13、测控系统中，常用的滤波器特性逼近的方式有（巴特沃斯逼近）、（切比雪夫逼近）和（贝塞尔逼近）。
14、按照电路结构，常用的二阶有源滤波电路有（压控电压源电路）、（无限增益多路反馈电路）和（双二阶环电路）。
15、同相放大器运算电路具有输入阻抗（高）的特点。
二、选择
1、滤波器的传递函数表达式为，它是（B）滤波器。
A.一阶低通B.二阶低通C.一阶高通D.二阶高通
2、高通滤波器的通带增益一般指ω为（B）的增益。
A.0B．∞ C．10D．100
U
T
R
C
3、右图所示电路中的R为电阻传感器，当对被测量进行测量时，该电路输出为（C）。
A.调幅信号
B.调频信号
C.调相信号
D.调宽信号
4、低通滤波器的通带增益一般指ω为（A）的增益。
A．0B．∞ C．10D．100
5、测控系统中滤波器的常用三种逼近方法为（A）。
A．巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，贝赛尔逼近
B．巴特沃斯逼近，切比雪夫逼近，通带平坦逼近
C．切比雪夫逼近，贝赛尔逼近，相频特性逼近
D．巴特沃斯逼近，通带平坦逼近，幅频特性逼近
6、调节器的传递函数为（D）。
A．
B．
C
D．
7、调制——解调的作用在于某种调制方法，将原始的（D）信号频谱调制到另一个具有（C）的频谱上。
经调制后的高频调制波，具有原始输入信号的全部信息，再经过有效的交流放大后，使被调波信号增强，然后采用解调技术，又从调制波中解调出原始的输入信号来，这时的信号已经是放大了的输入信号。
A．中频B．干扰 C．高频D．低频
8、公式
为（D）
A.二阶有源低通滤波器的传递函数B.二阶有源高通滤波器的传递函数
C.二阶有源带通滤波器的传递函数D.二阶有源带阻滤波器的传递函数
三、简答
1、从输入电阻、输出电阻、共模电压和放大倍数的角度分析同相比例运算放大电路和反相比例运算放大电路的特点。
答同相比例运算放大电路输入电阻很大，输出电阻近似为零，有共模电压，放大倍数为正；反相比例运算放大电路输入电阻较小，输出电阻近似为零，共模电压为零，放大倍数为负。
2、什么是高共模抑制比放大电路？
应用于何种场合？
答用来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。
应用于要求共模抑制比大于100的场合，例如人体心电测量。
3、要放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电路？
答音频信号的频率范围为20~20K，但通常表现为300~3000，故要放大音频信号，应选带通滤波电路。
4、在测控系统中被测信号的变化频率为0~100，应怎样选取载波信号的频率？
应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？
答为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。
这样，解调时滤波器能较好地将调制信号与载波信号分开，检出调制信号。
若被测信号的变化频率为0~100，则载波信号的频率ωc>1000。
调幅信号放大器的通频带应为900~1100。
信号解调后，滤波器的通频带应>100，即让0~100的信号顺利通过，而将900以上的信号抑制，可选通频带为200的低通滤波器。
5、在测控系统中常用的调制方法有哪几种？
答调制方法有4种：
调幅、调频、调相和脉冲调宽。
6、按电路结构滤波器分为几种类型？
各是什么？
答按电路结构滤波器分为3种类型，压控电压源型滤波电路，无限增益多路反馈型滤波电路和双二阶环滤波电路。
7、电路如图所示，该电路具有什么功能？
答该电路为乘法运算电路。
A4
－
＋
3
R4
R
T3
A1
－
＋
1
R1
1
T1
R
A2
－
＋
2
R2
2
T2
R
A3
－
＋
R3
R
R
R
四、分析计算题
1、电路如图，回答下列问题
1）１）该放大电路有什么作用？
它有什么特点？
2）当参数之间满足
时，写出输出电压的表达式。
2.
１）说明电路的用途，在电路中2μF电容C和电阻R5各起什么作用？
２）写出输出电压U0的表达式。
答1）该电路１）该放大电路为绝对值检测电路又称全波整流电路。
它的特点是能将交变的双极性信号变为单极性信号。
在自动检测仪表中常利用绝对值检测电路这一特点对信号进行幅值检测。
２）当参数之间满足
时，输入信号为正2截止，D1导通，有
输入信号为负1截止，D2导通，有
总之，在交流信号的整个周期内，均有：
2、利用4个性能相同的传感器测量一个轴在4个截面上的直径，得到的信号电压为u1、u2、u3、u4，要想求其平均直径，可采用什么电路？
请画出电路图，并写出电路输出电压公式。
解：
要求平均直径，可采用平均值运算电路。
此题要求四个电压的平均值，即为求加权平均值，可利用加法电路实现。
电路图如下：
取R1234=4R5
就有：
U0（U1234）/4
只要再通过一个反向电路，就可得到真正的四个电压的平均值了。
3、如下图所示，一个测量系统的输出电压和某些非电量（经传感器变换为电量）的关系为-（51+42+23），试选图中各输入电路的电阻和平衡电阻R2。
设200kΩ。
解：
输入电路的电阻和平衡电阻分别为：
4、用运算放大器设计一个能实现101+82-203的电路。
解用两级运放实现或用一级运放实现。
R1’
2
3
1
+
－
－
+
1
A1
A2
R2’
1
R4
R3
R2
R1
2
（1+203）
令1（101+82）
5、下图是什么电路？
试述其工作原理。
为使其具有所需性能，对电阻值有什么要求？
C
R4
R1
R΄2
R2
R3
1
2
∞
-
+
+
N1
∞
-
+
+
N2
R’3
答是一种由集成运算放大器构成的全波精密检波电路。
在调幅波为正的半周期，由于运算放大器N1的倒相作用，N1输出低电平，因此1导通、2截止，A点接近于虚地，≈0。
在的负半周，有输出。
若集成运算放大器的输入阻抗远大于R2，则i≈-i1。
按图上所标注的极性，可写出下列方程组：
其中为N1的开环放大倍数。
解以上联立方程组得到
通常，N1的开环放大倍数很大，这时上式可简化为：
或
二极管的死区和非线性不影响检波输出。
图中加入1反馈回路一是为了防止在的正半周期因2截止而使运放处于开环状态而进入饱和，另一方面也使在两个半周期负载基本对称。
图中N2与R3、R4、C等构成低通滤波器。
对于低频信号电容C接近开路，滤波器的增益为43。
对于载波频率信号电容C接近短路，它使高频信号受到抑制。
因为电容C的左端接虚地，电容C上的充电电压不会影响二极管2的通断，这种检波器属于平均值检波器。
为了构成全波精密检波电路需要将通过
与相加，图2中N2组成相加放大器，取
。
在不加电容器C时，N2的输出为：
7、下图是什么电路？
试述其工作原理。
答是脉宽调制电路。
靠稳压管将输出电压稳定在
。
若输出电压为
，则它通过2和13向电容C充电，当电容C上的充电电压
时[其中
]，N的状态翻转，使
。
通过1和12对电容C反向充电，当电容C上的充电电压
时，N再次翻转，使
。
这样就构成一个在
间来回振荡的多谐振荡器。
由于在两个半周期通过不同的电阻通道向电容充电，那么两半周期充电时间常数不同，从而输出信号的占空比也随两支充电回路的阻值而变化。
图中2、3为差动电阻传感器的两臂，23为一常量，输出信号的频率不随被测量值变化，而它的占空比随2、3的值变化，即输出信号的脉宽受被测信号调制。
8、什么是双边带调幅？
请写出其数学表达式，并画出其波形。
答：
双边带调幅是在调幅信号中，将载波信号幅值取0，从而得到频带在
范围内的调幅信号。
数学表达式：
—调制信号幅度，
—调制信号角频率，
—载波角频率，
—调制度
10、下图所示电路是什么电路？
试述其工作原理
答为相敏检波电路。
在1的半周期，V导通，同相输入端被接地，只从反相输入端输入，放大器的放大倍数为-1，输出信号如图a和图b中实线所示。
在0的半周期，V截止，同时从同相输入端和反相输入端输入，放大器的放大倍数为+1，输出信号如图a和图b中虚线所示，两个半周期输出相同。
在图a所示情况下，与同相，为负；在图b所示情况下，与反相，为正，实现相敏。
11、写出调相信号的数学表达式。
有哪些常用鉴相方法？
答调相信号的一般表达式为：
式中x──调制信号；
──载波信号的角频率；
──调相信号中载波信号的幅度；
m──调制度。
常用鉴相方法有相敏检波器鉴相、异或门鉴相、触发器鉴相、脉冲采样式鉴相。
-1
0
1
-40
-20
0
20
（ω/ω0）
-60
20
图3
12、某二阶滤波器具有下图所示幅频特性，请问它是什么滤波器？
写出其传递函数、频率特性、幅频特性、相频特性和通带增益、固有频率、阻尼系数的表达式。
答为二阶低通滤波器，其传递函数的一般形式为
它的固有频率
，通带增益
，阻尼系数
，上式又可写为
其频率特性为
其幅频特性与相频特性分别为
13、下图所示电路是什么电路？
试述其工作原理。
为保证所需特性，R1、R2、R3、R4应满足什么关系？
答为高输入阻抗全波精密检波电路，也可用作绝对值计算电路。
它采用同相端输入。
>0时，1导通、2截止，其等效电路如图a所示，N2的同相输入端与反相输入端输入相同信号，得到。
<0时，1截止，2导通，其等效电路如图b所示。
取R1234/2，这时N1的输出为：
N2的输出为：
所以
，实现全波检波或绝对值计算。
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