测控电路习题习题六 答案.docVIP

试题六答案 一、图1是自动调零放大电路，它又称为动态校零放大电路。图中，运算放大器N１为主放大器，N２为误差保持电路，N３组成时钟发生器，N４为其反相器，N３、N４分别用来驱动模拟开关Sa1 、Sa2、和Sb1、Sb2 。当时钟发生器N３输出高电平，N４则输出低电平时，模拟开关Sa1 、S a2接通，Sb1、Sb2断开，电路处于失调调零状态，其误差保持等效电路见图1b，此时N１输入端无输入信号，只存在失调电压U0s1，其输出为Uo1，再经N２放大后由电容C１保持，考虑到N２的失调电压U0s２，电容C１寄存的电压为 UC１＝－（Uo1＋U0s２）K２ Uo1＝（－Uos１＋UC１）K１ 式中 K１﹑K２——分别为集成运算放大器N１﹑N２的开环放大倍数。 由于K１1 ,K１K２1 ,所以 由上式可见，电容C１寄存了运算放大器N１的失调电压U0s１。另半周，时钟发生器N３输出低电平，N４输出高电平时，模拟开关Sb1、Sb2接通，Sa1、S a2 断开，电路进入信号放大状态，其等效电路见图1c ，此时Ui经N１放大后，输出Uo为 由以上分析可知，该电路实现了对失调电压的校正，达到了自动调零的目的。 二、图2为高输入阻抗全波精密检波电路，它可以用作调幅电路的包络检波电路，也可以用作求绝对值运算电路。它采用同相端输入。us0时，VD1导通、VD2截止，其等效电路如图2b所示，N2的同相输入端与反相输入端输入相同信号，得到uo=us。us0时，VD1截止，VD2导通，其等效电路如图2c所示。取R1=R2=R3=R4/2，这时N1的输出为： N2的输出为： 所以，实现全波检波。 三、图3为脉冲箝位式相敏检波电路。参考信号Uc经单稳Ds形成窄脉冲使开关管V瞬时导通，A点被瞬时接地。电容C被充电到此时us的瞬时值Usmsin，其中Usm为us的幅值，为us 与Uc的相位差。窄脉冲过去后，V被切断，C的放电回路时间常数很大，可以认为C上一直保持充电电压，A点的电位为 当时，uA为全负值，其波形如图3b所示。当时，uA 为全正值，其波形如图3c所示。经接在N后面的低通滤波器（图中未表示）滤波后得到解调后的 uo输出。 这种相敏检波电路没有实现输入信号与载波信号的相乘，它不能用于信号的调制。抑制干扰的性能也不如其它相敏检波电路。 四、图4为无限增益多路反馈低通滤波电路，其传递函数为： 通带增益 固有角频率 品质因数 其中 五、图5为增量积分电路，这时 上式等号右边的第一项是由于电流I1=Ui/R1流经电阻R2而产生的，第二项是由于电流I1对电容C充电而产生的。这种电路比一般积分电路的输出多了一项与Ui成比例的项，故称增量积分电路，又称比例积分电路。当输入方波时，在转折处由于电流方向改变，上式中等号右边第一项–(R2/R1)Ui由正值变负，或反之，出现一个跃变，跃变量为±2(R2/R1)| Ui |，b所示。 六、图6为逐次逼近式A/D转换器CLK端输入的时钟脉冲使逐次逼近寄存器最高位MSB置1，其它各位置0，即为10???00，这个数字代码经由开关树和电阻网络组成的D/A转换器US，送到比较器的一个输入端与另一输入端的模拟输入电压Ui比较，若US(Ui，则表明这一数字码太大，逻辑控制电路将逐次逼近寄存器的MSB置0，若US (Ui，则表明这一数字码不够大，则保留MSB=1。而后将逐次逼近寄存器次高位置1，其它各低位仍为0，再将这寄存器内容送出再经比较后以确定次高位的1是要保留还是要清除。这样逐位进行比较，直至D/A转换器US与Ui相等或Ui-US小于最大量化误差值为止。比较结束时，寄存器中所保留的代码就是与Ui相应的数字代码，从而完成了A/D转换。经过大约70个CLK周期之后，EOC引脚变成高电平，表示转换结束。在输出允许引脚OE上产生正脉冲信号，将输出三态缓冲器开启，读取A/D转换结果D0～D7。 1 N1 + + - K1 N2 + + - N1 + + - K1 R2 R1 Ui C1 Uo R2 R1 Uo1 UC1 C1 K2 b) b) c) 图1 N2 + + - ∞ N1 + + - ∞ us R4 R3 R1 R2 us us0 N2 + + - ∞ N1 + + - ∞ us R4 R3 R1 R2 uA uo=-us us0 O Uc′ t O t Uc O t Uc O t Uc′ uo uA t O O t us uo uA t O O t us uA, uo uA , uo c) b) 2 - Ui R1 R2 Ui R1 R2 - Ui R1 R2 t O Uo 图