測控電路課后習題答案(修改)

1、第 1 頁第二章 信號放大電路2-1 何謂測量放大電路？對其基本要求是什么？ 在測量限制系統(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輸入阻抗應及傳感器輸出阻抗相匹配；②肯定的放大倍數(shù)和穩(wěn)定的增益；③低噪聲；④低的輸入失調電壓和輸入失調電流以及低的漂移；⑤足夠的帶寬和轉換速率（無畸變的放大瞬態(tài)信號） ；⑥高輸入共模范圍（如達幾百伏）和高共模抑制比；⑦可調的閉環(huán)增益；⑧

2、線性好, 精度高；⑨成本低。2-2 什么是高共模抑制比放大電路？應用何種場合？有抑制傳感器輸出共模電壓（包括干擾電壓）的放大電路稱為高共模抑制比放大電路。應用于要求 共模抑制比大于 100dB 的場合，例如人體心電測量。2-3 圖 2-17b 所示電路，N1, N2 為志向運算放大器，R4=R2=R1=R3=R，試求其閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。由圖 2-17b 和題設可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui

3、2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2 ui1=2(ui2-ui1)，所以其閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Kf=2。2-4 圖 2-18 所示電路，N1, N2, N3 工作在志向狀態(tài)，R1=R2=100k?，RP=10k?，R3=R4=20k?，R5=R6=60k?，N2 同相輸入端接地，試求電路的差模增益？電路的共模抑制實力是否降低？為什么？由圖 2-18 和題設可得 uo = (uo2–uo1) R5 /

4、R3 =3(uo2–uo1 ), uo1 = ui1 (1 + R1 /Rp)–ui2 R1/Rp=11ui1, uo2= ui2(1+R2/Rp)–ui1 R2/Rp=–10ui1, 即 uo=3（–10ui1–11ui1）=–63ui1，因此，電路的差模增益為 63。電路的共模抑制實力將降低，因 N2 同相輸入端接地，即 ui2=0，ui1 的共模電壓無法及 ui2 的共模電壓相抵消。2-5 什么是有源屏蔽驅動電路？應用于何種場合？

5、請舉例說明之。將差動式傳感器的兩個輸出經兩個運算放大器構成的同相比例差動放大后，使其輸入端的共模電壓1∶1 地輸出，并通過輸出端各自電阻（阻值相等）加到傳感器的兩個電纜屏蔽層上，即兩個輸入電纜的屏蔽層由共模輸入電壓驅動，而不是接地，電纜輸入芯線和屏蔽層之間的共模電壓為零，這種電路就是有源屏蔽驅動電路。它消退了屏蔽電纜電容的影響，提高了電路的共模抑制實力，因此常常運用于差動式傳感器，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

6、控系統(tǒng)中。2-6 請參照圖 2-20，依據(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 CD4066 接成自動調零放大電路。LF347 和 CD4066 接成的自動調零放大電路如圖 X2-1。2-7 什么是 CAZ 運算放大器？它及自動調零放大電路的主要區(qū)分是什么？何種場合下采納較為合適？CAZ 運算放大器是輪換自動校零集成運算放大器的簡稱，它通過模擬開關的切換，使內部兩特

7、性能一樣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)。它及自動調零放大電路的主要區(qū)分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動調零放大電路，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。2-8 請說明 ICL7650 斬波穩(wěn)零集成運算放大器是如何提高其

8、共模抑制比的？ICL7650 的輸出 （見式 2－6） ，其共模信號誤差項 Kc1Uc c c1 0s1 1 i 2'1 1 o ) ( U K U K U K K K U ? ? ? ?相當于輸入端的共模誤差電壓 Ucˊ，即式中 K1, Kc1 分別為運算放大器 N1 的開環(huán)放大倍數(shù)和開環(huán)共模放大倍數(shù)；K1＇為運算放大器 N1 由側向端CD4066uoui+5 VV–V+R2R1LF347圖 X2-1第 3 頁取 R1=R