測控電路考試題庫 選擇 填空 簡答.doc

1、 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)也叫噪聲因數(shù)，是放大器的輸入端信噪比域輸出端信噪比的比值。所謂信噪比實質信號有效功率S對噪聲有效功率N的比值，所以信噪比通常用S/N表示。而噪聲系數(shù)用F表示，其表達式為F=（S/N）i/（S/N）o（輸入信噪比 / 輸出信噪比）噪聲系數(shù)是度量放大器在方達過程中信噪比惡化程度的指標。2、同相、反相放大電路優(yōu)缺點反相放大電路的有點是性能穩(wěn)定，缺點是輸入阻抗比較低，但一般能滿足大多數(shù)場合的要求，因而在電路中應用較多與反相方達電路相比，同相放大電路具有高輸入阻抗，但也有易受干擾的不足3、 調制、解調、包絡檢波概念調制：用一個信號（調制信號）去控制另一作為載體的信號（載波信號），讓后者的某一參數(shù)（幅值、頻率、相位、脈沖寬度等）按照前者的值變化解調：從已調信號中檢出調制信號的過程成為解調包絡檢波電路：幅值調制就是讓已經(jīng)調制信號的幅值隨著調制信號的值變化，因此調幅信號的包絡線形狀與調制信號一致。只要能檢出調幅信號的包絡線即能實現(xiàn)解調。這種方法成為包絡檢波，實現(xiàn)解調的電路叫做包絡檢波電路4、 相敏檢波電路的簡述、功效、原理包絡檢波電路兩個問題：第一是解調的主要過程是對調幅信號進行半波或者全波整流，無法從檢波器的輸出鑒別調制信號的相位；第二是包絡檢波電路不具有區(qū)分不同載波頻率的信號的能力。相敏檢波電路功能：使檢波電路具有判別信號和選頻的能力。從電路結構上看，相敏檢波電路的主要特點是，除了需要解調的調幅信號外，還需要輸入一個參考信號。有了參考信號就可以用他來鑒別輸入信號的相位和頻率。參考信號應與所需解調的調幅信號具有同樣的頻率，采用載波信號或由它獲得的信號作為參考信號就能滿足這一條件。相敏檢波電路又稱為同步檢波電路相敏檢波電路原理：講調制信號Ux乘以幅值為1的載波信號就可以得到雙邊帶幅值信號Us，將雙邊帶條調幅信號Us再乘以載波信號，經(jīng)過低通濾波后就可以得到調制信號Ux。相敏檢波電路可以用與調制電路相似的電路來實現(xiàn)。5、 微分鑒頻原理調頻信號Us的數(shù)學表達式為Us=Umcos（Wc+mx）t，講此公式對t求導得到 dUs/dt=-U（Wc+mx）sin（Wc+mx）t 這是一個調頻條調幅信號。利用包絡檢波檢出他的幅值變化，就可以得到含有調制信號的信息Um（Wc+mx）。通過定零，即測出x=0時的輸出，可以求出UmWc。通過靈敏度標定，即測定x改變時輸出的變化，可以求出UmM，從而獲得調制信號x6、 調相的概念調相就是用調制信號x去控制高頻載波信號的相位。常用的是線性調相，即讓調相信號的相位按調制信號x的線性函數(shù)變化。線性調相信號Us的一般表達式為 Us=Umcos（Wct+mx）式中Wc為載波信號的角頻率，Um為調相信號中載波信號的幅度，m為調制度7、 濾波器概念、作用、分類概念：濾波器是具有頻率選擇作用的電路或者運算處理系統(tǒng)。也就是說，濾波器處理可以利用模擬電路實現(xiàn)，也可以利用數(shù)字運算處理系統(tǒng)實現(xiàn)作用：抑制噪聲功率、濾除噪聲、各種信號的分離，例如講表面粗糙度信號與波度信號分開，將傳輸線路中不同信道信號分開，講調制信號與載波信號分開，提取特定頻率成分的信號等。原理：濾波器的工作原理是當信號與噪聲分布在不同的頻帶中時，利用濾波器對不通頻率信號具有不通衰減作用的特點，從頻率實現(xiàn)信號分離。分類：按照處理信號形式不同分為：模擬和數(shù)字 前者處理連續(xù)的模擬信號 后者為離散的數(shù)字信號按照對不同頻率信號的選擇作用可以分為：低通（通帶從零延伸到某一個規(guī)定的上限頻率）、高通（通帶從某一個規(guī)定的下限頻率延伸到無窮大）、帶通（通帶位于兩個有限非零的上下限頻率之間）、帶阻（阻帶位于兩個有限非零的上下限頻率之間）、全通（各種頻率的信號都可以通過，但不同頻率信號的相位不同的變化，它實際上是一種移相器）濾波器根據(jù)電路組成可以分為：LC無源濾波器、RC無源濾波器、由特殊原件構成的無源濾波器、RC有源濾波器濾波器還可以按照許多其他不同的特征分類。濾波器的輸出與輸入信號電壓（或者電流）之間的關系通常用微分方程來描述，根據(jù)微分方程的階數(shù)濾波器可以分為一階、二階、多階等。8、 濾波器特性的逼近原則實踐中當電路階數(shù)一定時，人們設計濾波器時候往往側重于某一方面性能要求與應用特點，選擇適當?shù)谋平椒?，實現(xiàn)對理想濾波器的最佳逼近巴特沃斯逼近：這種逼近的原則是在保持幅頻特性單調變化的前提下，通帶內最為平坦。切比雪夫逼近：這種逼近方法的基本原則是允許通帶內有一定的波動量，故在電路階數(shù)一定的條件下，可以使幅頻特性更接近矩形貝塞爾逼近：這種逼近防范與前兩種不通，它主要側重于相頻特性，其基本原則是使相頻特性線性度最高，群時延函數(shù)最接近于常量，從而使相頻特性引起的相位失真最小。9、 有源濾波器的設計步驟第一、傳遞函數(shù)的確定 確定電路傳遞函數(shù)應該首先按照使用要求，選擇一種逼近方法。在一般測控系統(tǒng)中，只有個別對相位失真非常敏感的電路才會采用貝塞爾逼近，大多數(shù)情況下多采用巴特沃斯與切比雪夫第二、電路結構的選擇 同一類型的電路結構，特性基本相近，因此掌握各種基本電路性能特點對于濾波器電路設計是十分重要的。壓控電壓源型濾波電路使用原件數(shù)目較少，對有源器件特性理想程度要求較低，結構簡單，調整方便，對于一般應用場合性能比較優(yōu)良，應用十分普遍。第三、有源器件的選擇 有源器件是有源濾波器電路的核心，其性能對濾波器特性有很大影響。實際應用時候應該考慮一下兩個方面：器件特性不理想有源器件不可避免引入噪聲、降低信噪比，從而限制有用信號幅值下限。第四、無源原件參數(shù)計算 當所有有源器件特性足夠理想時，濾波電路特性主要由無源的R、C原件值決定。傳統(tǒng)上，濾波器設計計算多基于圖表法，即由圖決定電路結構，由表決定原件值。10、平均值運算電路用哪種電路實現(xiàn)若干參數(shù)的平均值 如測量共建或者干截面的直徑，若干點的平均溫度等，這是可用求和方法求取平均值，x=（x1+x2+x3+xn）/N某一參數(shù)在一定時間變化的平均值 如管道測量流體壓力，由于管道的震動等，會引入測量誤差，這時可采育館時間平均方法，即積分運算電路實現(xiàn)某些低頻信號收到高頻信號的干擾 如存在電源或者電磁干擾，這是可用低通濾波器進行濾波，濾除高頻干擾?？捎糜性椿蛘逺C濾波器實現(xiàn)某一交變參數(shù)的有效值 例如交流電壓或者電流的有效值，對有效值的精確測量需要采用熱力學有效值定義的方法，但測量電路比較復雜。一般可以采用取絕對值再平均的方法。平均值運算采用低通濾波器，濾波后的輸出直流信號正比于輸入信號的平均值11、模擬開關的三個端子及其主要參數(shù)模擬開關有三個端子：控制端C、信號輸入端I及輸出端O，I O可以互換的為雙向開關主要參數(shù)如下：導通電阻Ron是指開關閉合時所呈現(xiàn)的電阻截至電阻Roff實質開關管段時所呈現(xiàn)的電阻，他主要由于漏電所致電荷諸如是指與構成模擬開關的NMOS和PMOS管相伴的雜散電容引起的一種電荷變化，是開關過程中模擬開關的寄生電容失配及其對輸出信號完整性影響的函數(shù)延遲時間是指控制信號改變時候對應產(chǎn)生的輸出延遲時間，包括開關導通延遲時間和開關截至延遲時間，由模擬開關的寄生電容所致常用的模擬開關原件包括二極管開關、雙極型晶體管開關、結型場效應晶體管（JEEF）開關、MOS型場效應晶體管（MOSFET）開關等12、采樣保持電路的原理、對運放電容等基本要求以及幾個參數(shù) 時間長短說明什么原理：采樣保持電路只要有存儲電容C、模擬開關S及輸入、輸出緩沖放大器等組成。當控制信號Uc為高電平時,開關S接通，模擬信號ui通過S向C充電，輸出電壓跟蹤輸入模擬信號的變化。當Uc為低電平時，開關S斷開，輸出電壓Uo將保持在模擬開關斷開瞬間的輸入信號值。要求：輸入放大器應該是一個具有優(yōu)良轉換速率和穩(wěn)定電容負載能力的運算放大器，它對ui為高輸入電阻，并為開關S和電容C提供極低的輸出電阻，使電容C在模擬開關閉合時候盡可能快速的充電，及時跟蹤輸入ui。時間長短表示采樣保持電路跟蹤性能好壞 時間越長表示該電路跟蹤性能越差主要參數(shù)：孔徑時間Tap是指從發(fā)出保持指令的時刻起，直到模擬開關真正斷開為止所需要的時間，在孔徑時間內，S/H電路的輸出熱鍋跟隨輸入信號變化，其實際保持值與希望值存在差異，成為孔徑誤差下垂率是指由于存儲電容的電荷泄漏所引起的輸出電壓的變化率，輸出放大器所需要輸入偏置電流是引起下垂的重要因素模/數(shù)轉換器在對模擬量轉換時，均需要一定的時間，如果在此時間內，輸入的模擬信號值是不確定的，則引起輸出的不確定誤差。最大誤差一定出現(xiàn)在信號斜率最大處13、積分復原式基本原理當輸入電壓Ui0，記分器輸出電壓Uc負向增加，Uc=U1時，比較器輸出又由正向限幅電壓Uz突變?yōu)樨撓蛳薹妷篣z，V又處于截至狀態(tài)，同時up恢復為U2，積分器重新開始積分。如此循環(huán)不已，因而積分器輸出一串負向鋸齒波，比較器輸出相應頻率的的矩形脈沖序列。顯然輸入電壓越大，積分電容C充電電流及鋸齒波電壓的斜率就越大，因此每次達到負向門限電壓U2的時間也越短，輸出脈沖的頻率就越高14、D/A及A/D轉換器的主要技術指標D/A：分辨率、精度和建立時間分辨率是指當輸入數(shù)字發(fā)生單位數(shù)碼變化時，即LSB（最低有效位）產(chǎn)生一次變化時，所對應輸出模擬量（電流或者電壓）的變化量。實際使用中常用輸入數(shù)字量的位數(shù)便是分辨率高低。精度是指加給定不過數(shù)字代碼時候測的的實際模擬輸出量和對應這個輸入代碼的理論模擬輸出量之差。非線性誤差、增益誤差、失調誤差等直接影響D/A轉換器的精度建立時間是指輸入數(shù)字量變化后，輸出模擬量穩(wěn)定到相應數(shù)字范圍（通常為正負二分之一LSB）所需要的時間，是描述D/A轉換速率快慢的一個重要參數(shù)。A/D：分辨率、量化誤差、轉換精度和轉換時間分辨率是指能分辨的輸入模擬電壓的最小變化量，常以輸出二進制尾數(shù)或者BCD位數(shù)表示量化誤差是由于ADC的悠閑分辨率而引起的誤差，既有限數(shù)值對模擬數(shù)值進行離散取值（量