測控電路第二章答案

1、1第二章信號放大電路21何謂測量放大電路？對其基本要求是什么？在測量控制系統(tǒng)中，用來放大傳感器輸出的微弱電壓，電流或電荷信號的放大電路稱為測量放大電路，亦稱儀用放大電路。對其基本要求是：①輸入阻抗應(yīng)與傳感器輸出阻抗相匹配；②一定的放大倍數(shù)和穩(wěn)定的增益；③低噪聲；④低的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流以及低的漂移；⑤足夠的帶寬和轉(zhuǎn)換速率（無畸變的放大瞬態(tài)信號）；⑥高輸入共模范圍（如達(dá)幾百伏）和高共模抑制比；⑦可調(diào)的閉環(huán)增益；⑧線性好、精度高；⑨

2、成本低。22圖22a所示斬波穩(wěn)零放大電路中，為什么采用高、低頻兩個通道，即R3、C3組成的高頻通道和調(diào)制、解調(diào)、交流放大器組成的低頻通道？采用高頻通道是為了使斬波穩(wěn)零放大電路能在較寬的頻率范圍內(nèi)工作，而采用低頻通道則能對微弱的直流或緩慢變化的信號進(jìn)行低漂移和高精度的放大。23請參照圖23，根據(jù)手冊中LF347和CD4066的連接圖（即引腳圖），將集成運算放大器LF347和集成模擬開關(guān)CD4066接成自動調(diào)零放大電路。LF347和CD40

3、66接成的自動調(diào)零放大電路如圖X21。24什么是CAZ運算放大器？它與自動調(diào)零放大電路的主要區(qū)別是什么？何種場合下采用較為合適？CAZ運算放大器是輪換自動校零集成運算放大器的簡稱，它通過模擬開關(guān)的切換，使內(nèi)部兩個性能一致的運算放大器交替地工作在信號放大和自動校零兩種不同的狀態(tài)。它與自動調(diào)零放大電路的主要區(qū)別是由于兩個放大器輪換工作，因此始終保持有一個運算放大器對輸入信號進(jìn)行放大并輸出，輸出穩(wěn)定無波動，性能優(yōu)于由通用集成運算放大器組成的自

4、動調(diào)零放大電路，但是電路成本較高，且對共模電壓無抑制作用。應(yīng)用于傳感器輸出信號極為微弱，輸出要求穩(wěn)定、漂移極低，對共模電壓抑制要求不高的場合。CD4066uoui5VV–VR2R1LF347圖X213響，提高了電路的共模抑制能力，因此經(jīng)常使用于差動式傳感器，如電容傳感器、壓阻傳感器和電感傳感器等組成的高精度測控系統(tǒng)中。211何謂電橋放大電路？應(yīng)用于何種場合？由傳感器電橋和運算放大器組成的放大電路或由傳感器和運算放大器構(gòu)成的電橋都稱為電橋

5、放大電路。應(yīng)用于電參量式傳感器，如電感式、電阻應(yīng)變式、電容式傳感器等，經(jīng)常通過電橋轉(zhuǎn)換電路輸出電壓或電流信號，并用運算放大器作進(jìn)一步放大，或由傳感器和運算放大器直接構(gòu)成電橋放大電路，輸出放大了的電壓信號。212試推導(dǎo)圖212b所示電路uo的計算公式，并根據(jù)所推導(dǎo)的公式說明其特點。由圖212b所示電路可得電橋輸出電壓u（即運算放大器N的同相端輸入電壓）為：u=uR(2RΔR)uR(2R)=–uΔR(4R2ΔR)電路輸出電壓uo=(1R2R

6、1)u所以uo=–(1R2R1)uΔR(4R2ΔR)將傳感器電阻的相對變化率δ=ΔRR代入，則得uo=–(1R2R1)uδ(42δ)可見，同相輸入電橋放大電路，其輸出uo的計算公式與式（222）相同，只是輸出符號相反。其增益與橋臂電阻無關(guān)，增益比較穩(wěn)定，但電橋電源一定要浮置，且輸出電壓uo與橋臂電阻的相對變化率δ是非線性關(guān)系，只有當(dāng)δ1時，uo與δ才近似按線性變化。213線性電橋放大電路中（見圖214），若u采用直流，其值Ｕ＝10V，R

7、1＝R3=R＝120Ω，ΔR＝0.24Ω時，試求輸出電壓Ｕo。如果要使失調(diào)電壓和失調(diào)電流各自引起的輸出小于1mV，那么輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流應(yīng)為多少？由圖214電路的公式（式224）：uRRRRuRRRRRRRu31231231312o))(1(?????????????并將題設(shè)代入，可得Uo=–UΔR(2R)=10mV。設(shè)輸入失調(diào)電壓為u0s和輸入失調(diào)電流為I0s，當(dāng)輸出失調(diào)電壓小于1mV時，輸入失調(diào)電壓u0s﹤(110–3)(1

8、R2R1)=0.5mV；輸入失調(diào)電流為I0s﹤(110–3)[R1(1R2R1)]=4.17μA。214什么是可編程增益放大電路？請舉例說明之。放大電路的增益通過數(shù)字邏輯電路由確定的程序來控制，這種電路稱為可編程增益放大電路，亦稱程控增益放大電路，簡稱PGA。例如圖X22，程序為A=0(開關(guān)A斷開)、B=0(開關(guān)B斷開)時，放大電路的電壓放大倍數(shù)為RR1；當(dāng)程序為A=1(開關(guān)A閉合)、B=0(開關(guān)B斷開)時，放大倍數(shù)為R2R[R1（R2