測控電路課后答案

第一章緒論與掌握技術(shù)如，為了加工出所需尺寸、外形的高精度零件，機(jī)床的刀架與主軸除了嚴(yán)格按配方配料外，還必需嚴(yán)格掌握爐溫、送風(fēng)、冶煉時(shí)間等運(yùn)行規(guī)程。為了做到這些，必需對機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)展準(zhǔn)確檢測，當(dāng)覺察它偏離規(guī)定要求，或有偏離規(guī)定要求的傾向時(shí)，掌握它，使它按規(guī)定的要求運(yùn)行。產(chǎn)品進(jìn)展檢測。這一方面是為了把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，另一方面也是為了檢測機(jī)器與生產(chǎn)過程的模型是否準(zhǔn)確，是否在按正確的模型對機(jī)器與生產(chǎn)過程進(jìn)展掌握，進(jìn)一步完善對生產(chǎn)過程的掌握。生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化程度。為了使機(jī)器能在高速下牢靠運(yùn)行，必需要求機(jī)器本身的質(zhì)量高，其掌握系統(tǒng)性能優(yōu)異。要做到這兩點(diǎn)，還是離不開測量與掌握。產(chǎn)品的質(zhì)量離不開測量與掌握，生產(chǎn)自動化同樣一點(diǎn)也離不開機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的剛性自動化，而是以電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的柔性自動化、自適應(yīng)掌握與智能化。越是柔性的系統(tǒng)就越需要檢測。沒有檢測，機(jī)器和生產(chǎn)系統(tǒng)就不行能按正確的規(guī)程自動運(yùn)行。自適應(yīng)掌握就是要使機(jī)器和系統(tǒng)能自動地去適應(yīng)變化了的內(nèi)外部環(huán)境與條件，按最正確的方案運(yùn)行，這里首先需要的是對外部環(huán)境條件的檢測，檢測是掌握的根底。智能化是能在簡單的、變化的環(huán)境條件下自行決策的自動化，決策的根底是對內(nèi)部因素和外部環(huán)境條件的把握，它同樣離不開檢測。工作中的廣泛應(yīng)用。為了加工出所需尺寸、外形的高精度零件，機(jī)床的刀架與主軸除了嚴(yán)格按配方配料外，還必需嚴(yán)格掌握爐溫、送風(fēng)、冶煉時(shí)間等運(yùn)行規(guī)程。為了做到這些，必需對機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)展準(zhǔn)確檢測，當(dāng)覺察它偏離規(guī)定要求，或有偏離規(guī)定要求的傾向時(shí)，掌握它，使它按規(guī)定的要求運(yùn)行。計(jì)算機(jī)的進(jìn)展首先取決于大規(guī)模集成電路制作的進(jìn)步。在一塊芯片上能集成多少個(gè)元件取決于光刻工藝能制作出多精細(xì)的圖案，而這依靠于光刻的準(zhǔn)確重復(fù)定位，依靠于定位系統(tǒng)的周密測量與掌握。航天放射與飛行，都需要靠周密測量與掌握保證它們軌道的準(zhǔn)確性。噴射、空氣燃料比、防滑、防碰撞等進(jìn)展掌握。微波爐、照相機(jī)、復(fù)印機(jī)等中也都裝有不同數(shù)量的傳感器，通過測量與掌握使其能圓滿地完成規(guī)定的功能。測控電路在整個(gè)測控系統(tǒng)中起著什么樣的作用傳感器的輸出信號一般很微弱，還可能伴隨著各種噪聲，需要用測控電路將它放大，剔除噪聲、選取有用信號，依據(jù)測量與掌握功能的要求，進(jìn)展所需演算、處理與變換，輸出能掌握執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的信號。在整個(gè)測控系統(tǒng)中，電路是最敏捷的局部，它具有便于放大、便于轉(zhuǎn)換、便于傳輸、便于適應(yīng)各種使用要求的特點(diǎn)。測控電路在整個(gè)測控系統(tǒng)中起著格外關(guān)鍵的作用，測控系統(tǒng)、乃至整個(gè)機(jī)器和生產(chǎn)系統(tǒng)的性能在很大程度是取決于測控電路。根本的，需要特別留意影響測控電路精度的主要因素有：噪聲與干擾；失調(diào)與漂移，主要是溫漂；線性度與保真度；輸入與輸出阻抗的影響。其中噪聲與干擾，失調(diào)與漂移〔含溫漂〕是最主要的，需要特別留意。面取所需的信號、敏捷地進(jìn)展各種變換和對信號進(jìn)展各種處理與運(yùn)算的力量，這些工作通常由測控電路完成。它包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換；直流與溝通、電壓與電流信號之間的轉(zhuǎn)換。幅值、相位、頻率與脈寬信號等之間的轉(zhuǎn)換；量程的變換；選取所需的信號的力量，信號與噪聲的分別，不同頻率信號的分別等；對信號進(jìn)展處理與運(yùn)算，如求平均值、差值、峰值、確定值，求導(dǎo)數(shù)、積分等、非線性環(huán)節(jié)的線性化處理、規(guī)律推斷等。用。為模擬式信號與數(shù)字式信號。隨著輸入信號的不同，測量電路的組成也不同。X1-1換電路，如電橋，傳感器的輸出已是電量〔電壓或電流。依據(jù)被測量的不同，可進(jìn)展相應(yīng)的量程切換。傳感器的輸出一般較小，常需要放大。圖中所示各個(gè)組成局部不肯定都需要。例如，對于輸出非調(diào)制信號的傳感器，就無需用振蕩器向它供電，也不用解調(diào)器。在承受信號調(diào)制的場合，信號調(diào)制與解調(diào)用同一振蕩器輸出的信號作載波信號或參考信號。利用信號分別電路〔常為濾波器噪聲分別，將不同成分的信號分別，取出所需信號。有的被測參數(shù)比較簡單，或者為了掌握目的，還需要進(jìn)展運(yùn)算。對于典型的模擬式電路，無需模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計(jì)算機(jī)，而直接通過顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出，因此圖中將模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和計(jì)算機(jī)畫在虛線框內(nèi)。越來越多的模擬信號測量電路輸出數(shù)字信號，這時(shí)需要模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。在需要較簡單的數(shù)字和規(guī)律運(yùn)算、或較大量的信息存儲狀況下，承受計(jì)算機(jī)。傳放傳放解感量程切換電路調(diào)信號分別電路運(yùn)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路計(jì)大算電算器器器路機(jī)顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路振蕩器電源X1-1X1-2。一般來說增量碼傳感器輸出的周期信號也是比較微小的，需要首先將信號放大。傳感器輸出信號一個(gè)周期所對應(yīng)的被測量值往往不夠小，為了提高區(qū)分力，需要進(jìn)展內(nèi)插細(xì)分?？梢詫蛔冃盘栔苯犹幚磉M(jìn)展細(xì)分，也可能需先將它整形成為方波后再進(jìn)展細(xì)分。在有的狀況下，增量碼傳感器放大器整形電路細(xì)分電路傳感器放大器整形電路細(xì)分電路脈沖當(dāng)量變換電路計(jì)數(shù)器鎖存器計(jì)算機(jī)顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)辨向電路鎖存令指令傳感器電路X1-2手動采樣組成局部的作用。避開地會有擾動因素作用在被控對象上，引起輸出的變化。利用傳感器對擾動進(jìn)展測量，通過測量電路在設(shè)定上引入肯定修正，可在肯定程度上減小擾動的影響，但是這種掌握方式同樣不能到達(dá)很高的精度。一是對擾動的測量誤差影響掌握精度。二是擾動模型的不準(zhǔn)確性影響掌握精度。比較好的方法是承受閉環(huán)掌握。X1-3。它的主要特點(diǎn)是用傳感器直接測量輸出量，將它反響到輸入端與設(shè)定值相比較，當(dāng)覺察它們之間有差異時(shí)，進(jìn)展調(diào)整。這里系統(tǒng)和擾動的傳遞函數(shù)對輸出根本在圖X1-3而先經(jīng)過一個(gè)校正電路。這主要考慮從覺察輸出量變化到執(zhí)行掌握需要一段時(shí)間，為了提高響應(yīng)速度常引入微分環(huán)節(jié)。另外，當(dāng)輸出量在擾動影響下作周期變化時(shí)，由于掌握作用的滯后，可能產(chǎn)生振蕩。為了防止振蕩，需要引入適當(dāng)?shù)姆e分環(huán)節(jié)。在實(shí)際電路中，往X1-3為原理性構(gòu)成。給定設(shè)定比較校正轉(zhuǎn)換執(zhí)行被控機(jī)構(gòu)電路電路電路電路機(jī)構(gòu)對象擾動輸出掌握電路擾動輸出掌握電路傳感器其次章信號放大電路2-1何謂測量放大電路對其根本要求是什么荷信號的放大電路稱為測量放大電路，亦稱儀用放大電路。對其根本要求是：①輸入阻抗應(yīng)與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(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高輸入共典范圍〔如達(dá)幾百伏〕閉環(huán)增益；⑧線性好、精度高；⑨本錢低。2-2a道，即R、C組成的高頻通道和調(diào)制、解調(diào)、溝通放大器組成的3 3低頻通道承受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，而承受低頻通道則能對微弱的直流或緩慢變化的信號進(jìn)展低漂移和高精度的放大。2-3LF347CD4066〔即引腳圖LF347CD4066調(diào)零放大電路。LF347CD4066X2-1。+5V+5VuoV–LF347CD4066V+R2uiR1X2-1CAZ么何種場合下承受較為適宜CAZ模擬開關(guān)的切換，使內(nèi)部兩共性能全都的運(yùn)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)分是由于兩個(gè)放大器輪換工作，因此始終保持有一個(gè)運(yùn)算放大器對輸入信號進(jìn)展放大并輸出，輸出穩(wěn)定無波動，性能優(yōu)于由通用集成運(yùn)算放大器組成的自動調(diào)零放大電路，但是電路本錢較高，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。ICL7650制比的ICL7650U

(K

U

KU〔見式－，其共o 1 1 2 i

1

c1 c模信號誤差項(xiàng)KU相當(dāng)于輸入端的共模誤差電壓Uˊ，即c1cKUU c1 c

cKU U U c1 c c cc K K”K KK1 1 2 1 2

KCMRR2

CMRRK、KN

的開環(huán)放大倍數(shù)和開環(huán)共模放大倍1 c1 1數(shù)；K＇為運(yùn)算放大器N1

A1

輸入時(shí)的放大倍數(shù)；K2

為運(yùn)算放大器N2

的開環(huán)放大倍數(shù)。設(shè)計(jì)中可使 K1

＇≈K1

，K>>12CMRR

CMRR2

CMRR比運(yùn)算放大器N的共模抑制比CMRR〔80dB〕提高了K倍。1 1 2何謂自舉電路應(yīng)用于何種場合請舉一例說明之。自舉電路是利用反響使輸入電阻的兩端近似為等電位，減小向輸入回路索取電流，從而提高輸入阻抗的電路。應(yīng)用于傳感器的輸出阻抗很高〔108Ω以上〕2-7什么是高共模抑制比放大電路應(yīng)用何種場合〔包括干擾電壓的放大電路稱為高100dB例如人體心電測量。2-8bNNR=R=R=R=R，1 2 4 2 1 3試求其閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。2-8bu=u(1+R/R2uu=u(1+R/R)01 i1 2 1 i1 0 i2 4 3–2uR/R=2u–2u=2(u-u)，所以其閉環(huán)電壓放大倍數(shù)K=2。i1 4 3 i2 i1 i2 i1 f2-9N

、NNR=R=100k，1 2 3 1 2R=10k，R=R=20k，R=R=60k，N同相輸入端接地，試求P 3 4 5 6 2電路的差模增益電路的共模抑制力量是否降低為什么2-9uu–u

=3(u–u

),u=uo o2

o1 5 3

o2

o1 i1R/R=11u

/R)–u

R/R=–10u,即1 p i2 1

i1 o2 i2 2

i1 2 p i1–11u〕=–63u63。電路o i1 i1 i1的共模抑制力量將降低，因N同相輸入端接地，即u

的共模電壓無法與ui2

2的共模電壓相抵消。

i2 i1什么是有源屏蔽驅(qū)動電路應(yīng)用于何種場合請舉例說明之。將差動式傳感器的兩個(gè)輸出經(jīng)兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的同相1∶1輸出端各自電阻〔阻值相等〕加到傳感器的兩個(gè)電纜屏蔽層上，即兩個(gè)輸入電纜的屏蔽層由共模輸入電壓驅(qū)動，而不是接地，電蔽驅(qū)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力量，因此常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。何謂電橋放大電路應(yīng)用于何種場合由傳感器電橋和運(yùn)算放大器組成的放大電路或由傳感器和運(yùn)算放大器構(gòu)成的電橋都稱為電橋放大電路。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，常常通過電橋轉(zhuǎn)換電路輸出電壓或電流信號，并用運(yùn)算放大器作進(jìn)一步放大，或由傳感器和運(yùn)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。2-12buo

說明其特點(diǎn)。2-12bu〔N++ΔR),電路輸出電壓u=(1+R/R)u,所以u=–(1+R/R)uΔo 2 1 + o 2 1o 2 1uo

〔2-22〕一樣，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，uo

與橋臂電阻的相對變化率δ1uo

線性電橋放大電路中〔見圖2-1，假設(shè)u＝10V，R＝R=R＝120Ω，ΔR＝Ω時(shí)，試求輸出電壓。假設(shè)1 3 o要使失調(diào)電壓和失調(diào)電流各自引起的輸出小于1m調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流應(yīng)為多少由圖2-14電路的公式〔式2u (1R)( R 2

R R u3232o R RR R3 2

RR1 1 3 1 1 3并將題設(shè)代入，可得U=–UΔR/(2R)=10mV。設(shè)輸入失調(diào)電壓為uo 0sI1mV0su﹤(1×103)/(1+R/R)=；輸入失調(diào)電流為I

﹤(1×10–3)/R0s 2 1/R)]=μA。

0s 12 1什么是可編程增益放大電路請舉例說明之。PGAX2-2A=0AB=0B斷開)時(shí)，放大電路的電壓放大倍數(shù)為-R/R；當(dāng)程序?yàn)锳=1(開關(guān)AB=0(開1關(guān)BRR/[R〔R+R〕]；當(dāng)程序?yàn)锳=0(開關(guān)A2 1 23 1 3為A=1、B=1A、B均閉合)，放大倍數(shù)為–RRR/[R〔RR+RR+RR〕]。2

23 1

2 3 3因此可編程增益放大電路的增益是通過數(shù)字規(guī)律電路由確定的程序來掌握。RR2ARR3B－+∞N+UiR1UoX2-2理圖。由圖X2-3AUUBU=1U，o i o i當(dāng)開關(guān)C閉合時(shí)，U=100U。o iR 9R 90RoC B A －∞+ Uo+Ni圖X2-3 Ui依據(jù)圖2-22c和式〔2-3，假設(shè)承受6理圖，并計(jì)算電阻網(wǎng)絡(luò)各電阻的阻值。N=6: R6

=R+R1

+R+R+R3 4

, R+R6 5+R〕4

=2〔R1

+R+R2 3R+R

6 5 4

1 2

6 5 4 3 1 2R+R+R+R+R=5R,6 5 4 3 2 1取RR。UiUi－+∞N+Uo5RR/53R/10R/2R3R什么是隔離放大電路應(yīng)用于何種場合隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒有直接的電路耦X2-4合，即信號在傳輸過程中沒有公共的接地端。隔離放大電路主要用于便攜式測量儀器和某些測控系統(tǒng)〔如生物醫(yī)學(xué)人體測量、自動化試驗(yàn)設(shè)備、工業(yè)過程掌握系統(tǒng)等〕中，能在噪聲環(huán)境下以高阻抗、高共模抑制力量傳送信號。2-31b的o計(jì)算公式。當(dāng)輸入過載時(shí)，即輸入正向〔或反向〕電壓突然很大時(shí)，低漂移235L〔或反向〕二極管導(dǎo)通，使放大器的增益減小，輸出從飽和狀態(tài)快速恢復(fù)。235L的輸出為UURAD2771 3 4 2i 41 iＵ〔RRRU〔RR=196078o 3 4 i 4 1U。[雄：U=〔R+R+R

何處來]i 1 3 2

3 2

i 1，2-34c效率。作點(diǎn)，因此電路的最大不失真輸出幅值近似為E/2,最大輸出功率cP=E/(R),P/E2〔2R]=1/4=25%。om c L om c L簡述乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路的輸出波形消滅交越失真的上述交越失真的。乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路在靜態(tài)時(shí)兩功率三極管的放射結(jié)均處于零偏狀態(tài)，工作點(diǎn)很低，三極管輸入特性又是非線性的，因此當(dāng)輸入信號比較小時(shí)，在過零點(diǎn)四周將有一段交越失真。甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路，能保證輸入信號為零時(shí)兩功率三極管有肯定X2-5，當(dāng)信號輸入時(shí)，輸出為兩功率三極管電流的疊加，無交越失真。iic1ioIcQUbE2UbE1OtQ Icic2X2-5PNP、NPN在互補(bǔ)電路中，假設(shè)要求其輸出功率較大時(shí)，輸出功率管要承受中功率管或大功率管。但是，要使兩個(gè)互補(bǔ)功率管性能全都，這對大功率管來說，很難選配。假設(shè)承受復(fù)合晶體管，其導(dǎo)電特性取決于第一只晶體管，且總的電流放大倍數(shù)等于兩個(gè)晶體管各自的電流放大倍數(shù)的乘積，因此，能在一個(gè)信號作用下使同極性的兩輸出晶體管能交替導(dǎo)通，也可承受較易選配的小功率晶體管作為互補(bǔ)輸出晶體管，而利用復(fù)合晶體管來得到較大的輸出功率。e e e eb b b bc c c cPNP

X2-6

NPN2-36b所示OCLRL

的電流假設(shè)輸出R

中有一個(gè)元件開路，將產(chǎn)生什么后果

c1 1 2態(tài)電流流過，但由于兩功率三極管的特性全都，靜態(tài)電流相等，因RL

的電流為零。假設(shè)輸出波形有交越失真，應(yīng)調(diào)整RR2

電阻開路，那么電路在小信號輸入時(shí)其輸R1

R中有一個(gè)電阻開路，那么電路將不2構(gòu)成互補(bǔ)對稱功率放大電路，電路無法正常工作。第三章信號調(diào)制解調(diào)電路什么是信號調(diào)制在測控系統(tǒng)中為什么要承受信號調(diào)制什么是解調(diào)在測控系統(tǒng)中常用的調(diào)制方法有哪幾種在周密測量中，進(jìn)入測量電路的除了傳感器輸出的測量信號外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號一般又很微弱，將測量信號從含有噪聲的信號中分別出來是測量電路的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了便于區(qū)分信號與噪聲，往往給測量信號賦以肯定特征，這就是調(diào)制的主要功用。調(diào)制就是用一個(gè)信號〔稱為調(diào)制信號〕去掌握另一作〔稱為載波信號在將測量信號調(diào)制，并將它和噪聲分別，放大等處理后，還要從已號有幅值、頻率、相位三個(gè)參數(shù)，可以對這三個(gè)參數(shù)進(jìn)展調(diào)制，分別稱為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。也可以用脈沖信號作載波信號?？梢詫γ}沖信號的不同特征參數(shù)作調(diào)制，最常用的是對脈沖的寬度進(jìn)展調(diào)制，稱為脈沖調(diào)寬。什么是調(diào)制信號什么是載波信號什么是已調(diào)信號。常以一個(gè)高頻正弦信號或脈沖信號作為載體，這個(gè)載體稱為載波信號。用需要傳輸?shù)男盘柸マD(zhuǎn)變載波信號的某一參數(shù)，如幅值、頻率、相位。這個(gè)用來轉(zhuǎn)變載波信號的某一參數(shù)的信號稱調(diào)制信號。經(jīng)過調(diào)制的載波信號叫已調(diào)信號。什么是調(diào)幅請寫出調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。調(diào)幅就是用調(diào)制信號xx線性函數(shù)變化。調(diào)幅信號u的一般表達(dá)式可寫為：su

mx)cost式中

頻m； cUc──調(diào)幅信號中載波信號的幅度；mm──調(diào)制度。圖X3-1uuxa)Otucb)Otuusc)Ot圖X3-1雙邊帶調(diào)幅信號調(diào)制信號b)載波信號c) 什么是調(diào)頻請寫出調(diào)頻信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。調(diào)頻就是用調(diào)制信號xx的線性函數(shù)變化。調(diào)頻信號us

的一般表達(dá)式可寫為：u U cos( mx)ts m c式中──載波信號的角頻率；Uc ──調(diào)頻信號中載波信號的幅度；Ummm──調(diào)制度。圖X3-2ax的波形,bx變化。假設(shè)x=XcosΩt，則調(diào)頻信號的頻率可在m

mXm

范圍內(nèi)變化。為了避開發(fā)生頻率混疊現(xiàn)象，并便于解調(diào)，要求c

mX 。mtxtO a)tutsO b)圖X3-2調(diào)頻信號的波形調(diào)制信號b)什么是調(diào)相請寫出調(diào)信任號的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。調(diào)相就是用調(diào)制信號xx的線性函數(shù)變化。調(diào)相信號us

的一般表達(dá)式可寫為：u Us m

tmx)c式中cU

──載波信號的角頻率；──調(diào)信任號中載波信號的幅度；mmm──調(diào)制度。圖X3-3ax的波形，bcx變化。當(dāng)x0時(shí)，調(diào)信任號滯后于載波信號。x0時(shí)，則超前于載波信號。xoxottφtφtcb)usc)圖X3-3 調(diào)信任號的波形調(diào)制信號b)載波信號c)什么是脈沖調(diào)寬請寫出脈沖調(diào)寬信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并畫出它的波形。有廣泛應(yīng)用的一種方式是脈沖調(diào)寬。脈沖調(diào)寬的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Bbmx (3-23)式中b為常量，m為調(diào)制度。脈沖的寬度為調(diào)制信號x的線性函數(shù)。X3-4a為調(diào)制信號xb號的波形。圖中T為脈沖周期，它等于載波頻率的倒數(shù)。TxTxxBtt)b)圖X3-4脈沖調(diào)寬信號的波形調(diào)制信號波形b)調(diào)寬信號波形為什么說信號調(diào)制有利于提高測控系統(tǒng)的信噪比，有利于提高它的抗干擾力量它的作用通過哪些方面表達(dá)在周密測量中，進(jìn)入測量電路的除了傳感器輸出的測量信號外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號一般又很微弱，將測量信號從含有噪聲的信號中分別出來是測量電路的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了便于區(qū)分信號與噪聲，往往給測量信號賦以肯定特征，這就是調(diào)制的主要功用。在將測量信號調(diào)制，并將它和噪聲分別，再經(jīng)放大等處理后，還要從已經(jīng)調(diào)制的信號中提取反映被測量值的測量信號，這一過程稱為解調(diào)。通過調(diào)制，對測量信號賦以肯定的特征，使已調(diào)信號的頻帶在以載波信號頻率為中心的很窄的范圍內(nèi)，而噪聲含有各種頻率，即近乎于白噪聲。這時(shí)可以利用選頻放大器、濾波器等，只讓以載波頻率為中心的一個(gè)很窄的頻帶內(nèi)的信號通過，就可以有效地抑制噪聲。承受載波頻率作為參考信號進(jìn)展比較，也可抑制遠(yuǎn)離參考頻率的各種噪聲。為什么在測控系統(tǒng)中常常在傳感器中進(jìn)展信號調(diào)制調(diào)信號，因此常常在傳感器中進(jìn)展調(diào)制。請舉假設(shè)干實(shí)例，說明在傳感器中進(jìn)展幅值、頻率、相位、脈寬調(diào)制的方法。X3-54F4U4的狀況下它們的阻值R=R=R=R=R，電橋的輸出1 2 3 4U R R R RU ( 1 2 3 4)0 4 R R R RR1R3FR1R3FR2R4hlRR1R2U0R4R3UX3-5應(yīng)變式傳感器輸出信號的調(diào)制NS4321TX3-63413TNS4321T圖X3-6振弦式傳感器X3-71252134M143產(chǎn)生的感應(yīng)電勢的相位差與扭矩M成正比。3 4M2 51圖X3-7感應(yīng)式扭矩傳感器圖X3-84562232變化，掃描角θ2218101179光束掃過工件時(shí)，它被工件擋住，沒有光線照到光電元件118454567891011M3Mθθ2

4 5 6 7

9 10 113211X3-8用激光掃描的方法測量工件直徑

在電路進(jìn)展幅值、頻率、相位、脈寬調(diào)制的根本原理是什么ux

去掌握〔轉(zhuǎn)變〕載波信號幅值、頻率、相位或脈寬，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制只要用乘法器將測量信號〔調(diào)制信號〕ux

uc

相乘，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。用調(diào)制信號去掌握產(chǎn)生載波信號的振蕩器頻率，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。用調(diào)制信號與鋸齒波載波信號進(jìn)展比較，當(dāng)它們利用調(diào)制信號去轉(zhuǎn)變方波發(fā)生器的脈寬就可以實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制。什么是雙邊帶調(diào)幅請寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式，畫出它的波形?？梢约僭O(shè)調(diào)制信號x為角頻率為mx不符合余弦規(guī)律時(shí)，可以將它分解為一些不同頻率的余弦信號之和。在信號調(diào)制中必需要求載波信號的頻率遠(yuǎn)高于調(diào)制信號的變化頻率。由式〔3-1〕調(diào)幅信號可寫為：u Us m

cosc

tmXm

cosΩtcostcmU costmXmm c 2

cos(c

mXΩ)t 2

cos(c

Ω)t它包含三個(gè)不同頻率的信號:角頻率為的載波信號Ucosωt和角頻率分別為ω±Ω

c m c的上下邊頻信號。載波信號中不含調(diào)制信號，即cxU=0，即只保存兩個(gè)邊頻信號。m這種調(diào)制稱為雙邊帶調(diào)制，對于雙邊帶調(diào)制mXu s 2

cos(c

mXΩ)t 2

cos(c

Ω)tmXm

c

tUxm

cosΩtcostcX3-9ab為載波信號，圖cuuxa)Otucb)Otc)usOt圖X3-9 雙邊帶調(diào)幅信號調(diào)制信號b)載波信號c)在測控系統(tǒng)中被測信號的變化頻率為0~100Hz，應(yīng)當(dāng)怎樣選取 載 波 信 號 的頻率應(yīng)當(dāng)怎樣選取調(diào)幅信號放大器的通頻帶信號解調(diào)后，怎樣選取濾波器的通頻帶ω>>Ω，通常至少要求ω>10c cΩ。在這種狀況下，解調(diào)時(shí)濾波器能較好地將調(diào)制信號與載波信號波信號的頻率ω>1000Hz900~1100cHz。信號解調(diào)后，濾波器的通頻帶應(yīng)>100Hz，0~100Hz900Hz200Hz。什么是包絡(luò)檢波試述包絡(luò)檢波的根本工作原理。從已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)或檢波。幅值調(diào)制就是讓已調(diào)信號的幅值隨調(diào)制信號的值變化，因此調(diào)幅信號的包絡(luò)線外形與調(diào)制信號全都。只要能檢出調(diào)幅信號的包絡(luò)線即能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。這種方法稱為包絡(luò)檢波。從圖X3-10ab再經(jīng)低通濾波，濾除高頻信號，即可獲得所需調(diào)制信號，實(shí)現(xiàn)解調(diào)。包絡(luò)檢波就是建立在整流的原理根底上的。ttu u”tts oO Ob)圖X3-10 包絡(luò)檢波的工作原理調(diào)幅信號b)為什么要承受周密檢波電路試述圖3-11b所示全波線性檢波 電 路 工 作 原理，電路中哪些電阻的阻值必需滿足肯定的匹配關(guān)系，并說明其阻值關(guān)系。二極管和晶體管VV通信中，只要這一誤差不太大，不致于造成明顯的信號失真。而在周密測量與掌握中，則有較嚴(yán)格的要求。為了提高檢波精度，常需承受周密檢波電路，它又稱為線性檢波電路。3-11b波uNs 1

1

輸出低電平，VVA點(diǎn)接近于虛地，u≈0u

的負(fù)半周，有1 2 a suRi≈-i。按a 2 1圖上所標(biāo)注的極性，可寫出以下方程組：u iRuuiRs 1 1 s s 1uuua a

uiR2

us其中K

uKua d s為Nd 1RRu [ 1Rs2

Kd

R1)]u1R 2

1(1R)uK R1d 21通常，N1

的開環(huán)放大倍數(shù)Kd

很大，這時(shí)上式可簡化為：R1u u1s R a2RR或 u 1uRRa s2二極管的死區(qū)和非線性不影響檢波輸出。3-11bV1

反響回路一是為了防止在us

的正半周期因V2us

在兩個(gè)半周期負(fù)載根本對稱。圖中N與R、R、C等構(gòu)成低通濾波器。對于低2 3 4頻信號電容C接近開路，濾波器的增益為-R/R。對于載波頻率信號4 3CC的左端接虛CV2

的通斷，這種檢波器屬于平均值檢波器。為了構(gòu)成全波周密檢波電路需要將u通過R與u

3-11bs 3 a中NR2R。在3 3

C時(shí)，N2

的輸出為：Ru 4(u

us)o R a 23X3-11aus

的波形，圖bN1

輸出的反相半波ucNa 2tutstoutatoutoo

uC起濾除載波oa)b)c)頻率信號的作用。圖X3-11線性全波整流信號的形成輸入信號b)半波整流信號波形c)什么是相敏檢波為什么要承受相敏檢波相敏檢波電路是能夠鑒別調(diào)制信號相位的檢波電路。包絡(luò)檢波有兩個(gè)問題：一是解調(diào)的主要過程是對調(diào)幅信號進(jìn)展半波或全波整1-33上和向下移動同樣的量，傳感器的輸出信號幅值一樣，只是相位差180包絡(luò)檢波電路本身不具有區(qū)分不同載波頻率的信號的力量。對于不同載波頻率的信號它都以同樣方式對它們整流，以恢復(fù)調(diào)制信號，這就是說它不具有鑒別信號的力量。為了使檢波電路具有判別信號相位和頻率的力量，提高抗干擾力量，需承受相敏檢波電路。相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能性能與在電路構(gòu)成上最 主 要 的 區(qū) 別是什么相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能上的主要的區(qū)分是相敏檢波電路能夠鑒別調(diào)制信號相位，從而判別被測量變化的方向、在性能上最主要的區(qū)分是相敏檢波電路具有判別信號相位和頻率的能力，從而提高測控系統(tǒng)的抗干擾力量。從電路構(gòu)造上看，相敏檢波電路的主要特點(diǎn)是，除了所需解調(diào)的調(diào)幅信號外，還要輸入一個(gè)參考信號。有了參考信號就可以用它來鑒別輸入信號的相位和頻率。參考信號應(yīng)與所需解調(diào)的調(diào)幅信號具有同樣的頻率，承受載波信號作參考信號就能滿足這一條件。從相敏檢波器的工作機(jī)理說明為什么相敏檢波器與調(diào)幅電路 在 結(jié) 構(gòu) 上 有 許多相像之處它們又有哪些區(qū)分u只要將輸入的調(diào)制信號u U cosΩt乘以幅值為1的載波信號ucos

u cos

t。假設(shè)將ucs

乘以cosc

t，就得到

s x c xm cu uo s

cosc

tUxm

c

U

cosΩt

U

c1U2 xm

cosΩt

1U4

c

Ω)tcos(2c

Ω)t]利用低通濾波器濾除頻率為2

Ω和2

Ω的高頻信號后就得到調(diào)制信號U

cosΩtc

ux1的載波信號sxu

t就可以得到雙邊頻調(diào)幅信號uc su

再乘以載波信號coss

t

x相敏檢波器與調(diào)幅電路在構(gòu)造上的主要區(qū)分是調(diào)幅電路實(shí)現(xiàn)低頻調(diào)制信號與高頻載波信號相乘，輸出為高頻調(diào)幅信號；而相敏檢波器實(shí)現(xiàn)高頻調(diào)幅信號與高頻載波信號相乘，經(jīng)濾波后輸出低頻解調(diào)信號。這使它們的輸入、輸出耦合回路與濾波器的構(gòu)造和參數(shù)不同。3-17些電阻的阻值必需滿足肯定的匹配關(guān)系并說明其阻值關(guān)系。圖aU=1u只從反相輸入c端輸入，放大器的放大倍數(shù)為-1uo

scdU=0Vu同時(shí)從同相輸入端和反相輸入c s端輸入，放大器的放大倍數(shù)為+1uo

cd所示。bR=R=R=R=R=R/2U=1V1 2 3 4 5 6 c 12R R

R1

s

導(dǎo)通，反相輸入端6 2 3 c 1 2通過R3

us

R5

R6)

131。效果與圖a一樣，實(shí)現(xiàn)了全波相敏檢波。RR R R 31 4 5 3R=R=R=R=R=R/21 2 3 4 5 6什么是相敏檢波電路的鑒相特性與選頻特性為什么對于相位稱為鑒相，而對于頻率稱為選頻相敏檢波電路的選頻特性是指它對不同頻率的輸入信號有不同的傳遞特性。以參考信號為基波，全部偶次諧波在載波信號的一個(gè)周期內(nèi)平均輸出為零，即它有抑制偶次諧波的功能。對于n=1,3,51/n等，即信號的傳遞系數(shù)隨諧波次數(shù)增高而衰減，對高次諧波有肯定抑制作用。對于頻率不是參考信號整數(shù)倍的輸入信號，只要二者頻率不太接近，由于輸入信號與參考信號間的相位差不斷變化，在一段時(shí)間內(nèi)的平均輸出接近為零，即得到衰減。假設(shè)輸入信號u為與參考信號uUs c co差，這時(shí)輸出電壓uo化。

U 2，即輸出信號隨相位差的余弦而變sm的大小與相位差相位差號與參考信號不同頻狀況下，輸出信號與輸入信號間無確定的函數(shù)關(guān)系，不能依據(jù)輸出信號的大小確定輸入信號的頻率。只是對不同頻率的輸入信號有不同的傳遞關(guān)系，這種特性稱為選頻特性。舉例說明相敏檢波電路在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用。圖3-25所示電感測微儀電路中承受相敏檢波器作它的解調(diào)電路，相敏檢波器的輸出指示電感傳感器測桿的偏移量。圖3-26光電顯微鏡中，利用相敏檢波器的選頻特性，當(dāng)光電顯微鏡瞄準(zhǔn)被測刻線時(shí)，光電信號中不含參考信號的基波頻率和奇次諧波信號，相敏檢波電路輸出為零，確定顯微鏡的瞄準(zhǔn)狀態(tài)。3-34應(yīng)怎么選取f、ff

高和低Δ01 02 cfu1u20 s s1u3-34de1s2起的輸出信號幅值變化U

/ 2m出靈敏度隨著頻率上升而減小。總輸出為二者確定值之和，承受雙失諧回路鑒頻電路不僅使輸出靈敏度提高一倍，而且使線性得到改善。圖aVVC、C

用于濾除高頻載1 2 1 2波信號。RL

fb12最好的點(diǎn)上。3-373-35的區(qū)分在哪里在這兩個(gè)電路中相敏檢波電路的參考電壓與信號電壓間的相位差是怎樣形成的其輸出與輸入信號的頻率有什么樣的關(guān)系3-373-35區(qū)分是在ab兩點(diǎn)上并一個(gè)大電容C，它的功用是抑制寄生調(diào)幅，即5us

U的幅值對輸出信號的影響。它對寄生調(diào)幅呈惰1EU、U

的幅值0 1 2增大時(shí)，通過二極管VV向電容C、C、C的充電電流增大。由于1 2 3 4 5C>>C、C>>C，增加的充電電流絕大局部流入C，使U、U根本保5 3 5 4 5 3 4VV1 2

的導(dǎo)通角增大〔參看圖3-1，它導(dǎo)致二次側(cè)的電流消耗增大、品質(zhì)因數(shù)Q2

下降；二次側(cè)的電流消耗增大又反映到一次側(cè)，使放大器的放大倍數(shù)減小，從而使U、U的幅1 2Q2

的下降又導(dǎo)致廣義失調(diào)量減小，使輸出u減小。正是由于這種負(fù)反響作用，使比例鑒頻電路有抑制寄生調(diào)o幅的力量，輸出信號uo

根本不受輸入信號幅值變化的影響。在這兩個(gè)電路中，調(diào)頻信號us

經(jīng)放大后分兩路加到相位鑒頻電C0

L3

上，作為參考信號；另一路經(jīng)ML、Cu2 2 s的瞬時(shí)頻率變化，這路信號相位差不同，相敏檢波電路檢出它們的相位差，從而檢出調(diào)頻信號us

的瞬時(shí)頻率變化，實(shí)現(xiàn)解調(diào)。周期的方法，而不用測量頻率的方法承受測量周期的方法又有什么缺乏測量頻率有兩種方法：一種是測量在某一時(shí)段內(nèi)〔1秒內(nèi)〕信號變化的周期數(shù)，即測量頻率的方法。這種方法測量的是這一時(shí)段內(nèi)的平均頻率，難以用于測量信號的瞬時(shí)頻率，從而難以用于調(diào)頻信號的解調(diào)；另一種方法基于測量信號的周期，依據(jù)在信號的一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的高頻時(shí)鐘脈沖數(shù)即可測得信號的周期，從而確定它的頻率。后一種方法可用于調(diào)頻信號的解調(diào)。它的缺點(diǎn)是進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)代表信號周期，它與頻率間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是非線性的。為什么圖3-31所示電路實(shí)現(xiàn)的是調(diào)頻而圖3-53所示電路實(shí) 現(xiàn) 的 是 脈 沖調(diào)寬，它們的關(guān)鍵區(qū)分在哪里3-31R+Rw

C充1:1RC3-53中，在兩個(gè)半周期通過不同的電阻通道向電容充電，兩半周期充電時(shí)間常數(shù)不同，從而輸出信號的占空比也隨兩支充電回路的阻值而R、R為差動電阻傳感器的兩臂，R+R

為一常量，輸出1 2 1 2信號的頻率不隨被測量值變化，而它的占空比隨R、R的值變化，1 2即輸出信號的脈寬受被測信號調(diào)制。試述用乘法器或開關(guān)式相敏檢波電路鑒相的根本原理。用乘法器實(shí)現(xiàn)鑒相時(shí)，乘法器的兩個(gè)輸入信號分別為調(diào)信任號u U

t)與參考信號u U

cos

t。乘法器的輸出送入低通ssm濾除c

，低通濾波相當(dāng)于求平均值，整個(gè)過程可用下述數(shù)學(xué)式表示，輸出電壓U U cosu 12πU cos(t)U costd(t)sm cmo

sm c cm c c 2即輸出信號隨相位差的余弦而變化。Uc

作參考信號，U

中除頻率為

的基波信3

c cc5cu沒有影響，由于

t

和

cos5

t等在

t的一ccos(co

)cos3 c

cos( tc c c個(gè)周期內(nèi)積分值為零。其輸出信號仍可用上式表示，只是取U

1。c號的幅值仍舊有影響。為什么在用相加式相敏檢波電路鑒相時(shí)常取參考信號的幅值 等 于 調(diào) 相 信號的幅值在用于調(diào)信任號的解調(diào)時(shí)常取U =U 作用在兩個(gè)二極管V和U U cos)2U U cos)2U sin)2

=UUc〔s里設(shè)

1=U=U，2 1 cU 1mU 2m

s 2 c UU U cos)2U sin)2cm sm

s1 s2 ssmsm當(dāng)U =Ucm sm

，上二式分別可簡化為U 2U1m cm

cos2U 2U2m cm

sin2這種鑒相器的特性要比U>>U2

時(shí)要好，由于正弦函數(shù)的自變量變化cm sm范圍減小了一半。因此，在用作鑒相器時(shí)，常取U=U。cm sm

些 因 素 影 響鑒相誤差它們的鑒相范圍各為多少RSUs

U的占空c比沒有要求。影響鑒相誤差的主要因素有非線性誤差，信號幅值的影響，占空比的影響，門電路與時(shí)鐘脈沖頻率影響等。用相敏檢波器或乘法器鑒相從原理上說就是非線性的，其輸出與相位差〔或其半角〕的余弦成正比。脈沖采樣式鑒相中鋸齒波的非線性也直接影響鑒相誤差。用相敏檢波器或乘法器鑒相時(shí)信號的幅值也影響鑒相誤差。承受異或門鑒相時(shí)占空比影響鑒相誤差。門電路的動作時(shí)間與時(shí)鐘脈沖頻率誤差對通過相位—脈寬變換鑒相方法精度有影響，但一般誤差較小。用相敏檢波電路或乘法器構(gòu)成的鑒相器鑒相范圍為π/2，異或門鑒相器的鑒相范圍為0~π，RS2π。在圖3-47c所示數(shù)字式相位計(jì)中鎖存器的作用是什么為什么要 將 計(jì) 數(shù) 器清零，并延時(shí)清零延時(shí)時(shí)間應(yīng)怎樣選取3-47c當(dāng)UN反映U和Uo s

的相位差，為了記錄這一值，需要將它送入鎖存器。為了在下一周期比相時(shí)，Us

U的相位差，要在鎖存后將計(jì)數(shù)器清零，否cUs

U到來之間的脈c沖數(shù)。但是只有在鎖存后才能將計(jì)數(shù)器清零，所以要延時(shí)片刻后才將計(jì)數(shù)器清零。延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于鎖存所需要的時(shí)間，但又應(yīng)小于時(shí)鐘脈沖周期，以免丟數(shù)。脈沖調(diào)制主要有哪些方式為什么沒有脈沖調(diào)幅0、1狀態(tài)，所以沒有脈沖調(diào)幅。脈沖調(diào)寬信號的解調(diào)主要有哪些方式U送o入一個(gè)低通濾波器，濾波后的輸出uo

與脈寬B成正比。另一種方法是U用作門控信號，只有當(dāng)Uo

為高電尋常，時(shí)鐘脈沖Cp門電路進(jìn)入計(jì)數(shù)器。這樣進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)NB成正比。兩種方法均具有線性特性。第四章信號分別電路4-1簡述濾波器功能、分類及主要特性參數(shù)號形式不同，濾波器可分為模擬濾波器與數(shù)字濾波器兩類；按功能濾波器可分為低通、高通、帶通與帶阻四類。濾波器主要特性參數(shù)包括：fp

p

下限。②阻帶截頻f r

到r一個(gè)人為規(guī)定的下限。③轉(zhuǎn)折頻率f

信號功率衰減到1/23dB以f作f是其諧振頻率，簡單電路往往有多個(gè)固有頻率。

/πc就0帶增益K 一般指0時(shí)的增益；高通指時(shí)的增益；帶通則指增益的倒數(shù)。③通帶增益變化量K

指通帶內(nèi)各點(diǎn)增益的最大變化p量，假設(shè)K 以dB為單位，則指增

dBp系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為信號的阻尼作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項(xiàng)指標(biāo)，它是與0遞函數(shù)的極點(diǎn)實(shí)部大小相關(guān)的一項(xiàng)系數(shù)。它可由式〔4-3〕所示的傳遞函數(shù)的分母多項(xiàng)式系數(shù)求得: aj1aj2 0的倒數(shù)Q1/的一個(gè)重要指標(biāo)，Q為：Q0式中的3dB

為中心頻率，在很多0狀況下中心頻率與固有頻率相等。靈敏度濾波電路由0

多元件構(gòu)成，每個(gè)元件參數(shù)值的變化yx變化的靈敏度記作Sy，定義為：dy ydy ySyx

dxx路容錯力量越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越高。群時(shí)延函數(shù)當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，為保證輸()也應(yīng)提出肯定要求。在濾波器設(shè)計(jì)中，常用群時(shí)延函數(shù)()d()評價(jià)信號經(jīng)濾波d后相位失真程度。(越接近常數(shù)，信號相位失真越小。證明二階電路傳遞函數(shù)分母系數(shù)均為正時(shí)電路是穩(wěn)定的(提示：極點(diǎn)位置均位于s平面左半局部)假設(shè)二階傳遞函數(shù)具有如下形式H(s)

ns2n2

sn0

ds2d2 1

sd0當(dāng)d24dd時(shí)1 0 2

s 1 1 0 P1,P2 2dd d d24dd4d4dd d20 2 1s 1jP1 2d 2d4d4dd d20 2 1ds 1jP2 2d 2dRe(s

)Re(sP2

)d時(shí)1

/2d2

0(d1

20 , d2

10)d24dd1 0 2

ds P1 2d

0d2d24dd1 0 22ds P2 2d2

1d2d24dd1 0 22d1極點(diǎn)均位于s平面左半局部，因此電路是穩(wěn)定的。4-3(，并證明當(dāng)

時(shí)，貝賽爾靠近Q1/

可使()最接近常數(shù)。(提示：3將0展成冪級數(shù)，并略去(/3

4及更高次項(xiàng))( )0由式(4-12) arctg()

20

0 0

πarctg

00

0()

d()

(22)d (2

02)220 2 20 0 [1(/0

)2][1(/0

0

0

0當(dāng)0

時(shí)，將其展成冪級數(shù)又可以得到 ()

[1(00

][12(0

)2(0

)2o(O

)4]0

303

)2(0

)2o(0

)4]當(dāng)

時(shí)略去(/0

4及更高次項(xiàng) ()0

[1o(0

)4]0 假設(shè)帶通濾波器可等效成低通與高通濾波電路的級聯(lián)，那么帶阻濾波器呢試以式(4-18)證明之。濾波器的通帶截頻低于高通濾波器的通帶截頻，并且相位一樣。設(shè)電路原理框圖如下V(s)i

V(s)HH(s)1+H(s)2+o1V(s)Ho1假設(shè)

(s)Vi

(s)H2

(s)Vi

(s)[H1

(s)H2

(s)]Vi

(s)K2 K2H(s)

p 0 p 01 s2

0

s20

s20

s/Q20H (s)

K s2p

K s2p2 s2則

0

s20

s20

s/Q20H(s)

K(s22)p 0(4-19)完全一樣。

s20

s/Q2010KP/1010KP/101通帶增益波浪系數(shù)由式(4-27)可以得到：

=，[sinh1(1/)]/n=,22(sinh2cos20 p

) , 0

P

sinhsink1Q 2sinhsin1sinhsinh2cos22

4.545，Q sinhsinh2cos21

2sinhsin2

1.17812K 12p

110K/

5.6%試確定一個(gè)巴特沃斯低通濾波器的傳遞函數(shù)，要求信號在通帶pf250Hz內(nèi)，通帶增益最大變化量Kpf>1000Hz15dB。

不超過2dB，在阻帶由題意可知，通帶截頻fn=2，依據(jù)巴特p4-24

=250Hzf斯低通濾波器幅頻r

=1000Hz。首先試性單調(diào)性以及式

20lg[1/ 1(fp

/f)2]Kc

2dB， fc

=327Hz1(1(ff)2r cr

10.1dB不滿足設(shè)計(jì)要求。試用三階電路n=3

20lg[1/ar

]2dB， f=11(f /f)3p c1(1(ff)3r c滿足設(shè)計(jì)要求，依據(jù)式4-25，仿照其次節(jié)例題可以確定其傳遞函數(shù)

)( c ) c2s2c

s22sin1 c

s2c=(s1.718103)[s2

5.069109(1.715103)s2.951106]用單一運(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)增益為-1f通濾波器。

273.4Hz的三階巴特沃斯高4-25 π/6，sin1 1

1/2K 2 2H()(

pc)

c =(

c )( c )s s22sinc 1 c

s2 sc

s2c

s2c利用頻率變換關(guān)系s/c

/s可以得到所求高通濾波器的傳遞函數(shù)cH(s)(

s )( s2

)H

()H

()sc

s2c

s2 1 2c然后確定電路構(gòu)造。用單一運(yùn)放構(gòu)成三階電路，其中一階環(huán)節(jié)可1RC無源電路實(shí)現(xiàn)。二階環(huán)節(jié)增益為-1，可選無限增益多路反響型電路，實(shí)際電路構(gòu)造如以下圖。C R3 2C C1 2u(t Ri 1) R

∞- C++NR u(t3 o)

H(s) s

X4-2s1 sc

s1/RC34-2C0.1F，電阻值可按下式計(jì)算：R 1 5.821k3 2πCfcR可選公稱值為k的電阻。3

H(s) s22 s2

s2c cC4-2C0.1F，由于增益為-1，由式(4-45)可1C3

1C。這時(shí)還有三個(gè)未知元件R、1 1

R與C2

和兩個(gè)約束條件CC C 1 2 3

1 , f 12π RRCC1 2 2 32π RRCC1 2 2 3C2

C0.1FR1

2

17.46k。最終選擇元件公稱值為R1

2k，R2

17k。一電路構(gòu)造如圖4-26R000

RR1

10k，R2

4.7k，3 4 1 R 47k，R 33k，C3 4 1

0.1F。試確定當(dāng)電阻R斷開與接入時(shí)電路功能分別是什么并

算相應(yīng)的電路參數(shù)K f Q、與。p 0、與。令R 0 。因

(s)fo1 1

(s)Ui

(s) R1

U (s)fo2 U

(s)Uo

(s)

R R0

f1

(s)f2

(s)f(s),o

i

(s)f2

o

i

(s)Uo

(s)]R0RR0R1C2R3R5∞R4∞--C1++u(ti)+N1+R2N2uo)電阻R0

4-84-14c益多路反響型二階帶通濾波器，后級是一個(gè)反相放大器，增益為R /R5 4

UoU

R5R

sRC1 21 1 1

RRi 4s2

( )s 1 2R C C3 1 2

RRRCC1 2 3 1 21212πRR12RRRCC1 2 3 1 2RK 5Rp R4

RC13R(C C131 1

0.7121，f ) 0RRRR(RR)1 23 1 2

129.8Hz2 0.522電阻R0

接入時(shí)，最終可得到其傳遞函數(shù)R5 sU RRCoU 1 1

1 4 R

RRi s2[ ( ) 5 ]s 1 2 R C C3 1 2

RRC1 4

RRRCC1 2 3 1 2f0.15。

K0

2.474， 104，需要多少級級聯(lián)才能滿足設(shè)計(jì)要求由式(4-61)n2n21Q2nQ lg2n21( )2 , n 4.67n2Q lg[1(Q/Q2n 2n

)2]取n=5,即可滿足設(shè)計(jì)要求。級聯(lián)后實(shí)際的品質(zhì)因數(shù)為Q=。4-11a4-14af

14-2c4-3p要求

，壓控電壓源電路則要求C4-2。 1C 由表42確定

4-14a電路電容C1

0.01F，相應(yīng)的換標(biāo)系數(shù)K100/(C1

f)10，查表4-3得到rc 1

3.111k，r2

4.072k，3r3.111k，C3

0.2C

R

31.11k，2 ，2

1 ，

1后選擇元件3R 3

R 31.11k C 0.01

C 0.002 F2稱值

， 1

30k，2 ， 。R 30k R 39k

C 0.01 F C 0.002 F圖14-11a2

中電容選3可參考表-，取值為2 ，C 0.0033F，令R2 1R2 1RC2 2RC1 1RC1 2RRC1 2RC2 1x1x2

/R x

C

0.01 F 0.33( )解之得到x

0.2633

(4-30)可得R

1/(2 0.33xC

f )。如取

1 ，則 2

1 1 c；如取 ，x 0.2633

R53.99k

R xR

14.22k

x 1R11則R 14.22k，R1R11

xR

53.99k2

1選擇元件公稱值2

56k，R 15k或R2

2

R 56k。，12，114-11c所示，其中R1

56k，R 2.7k2

，R3

4.7k，R0

C 1F，1C 0.1FQf2

使電容C

增大或減小1時(shí)Q與f 變?yōu)槎嗌佼?dāng)電阻

增大或減01%，25%時(shí)與0R Q f

變?yōu)槎嗌?2由式(4-36與(4-372可得到： 011RRRRRCC1 201 2 3

144.6Hz2 1 1 1 R0

113.6r/sQ RC RC RC RRC1 1 3 1 3 2 2 1當(dāng)電容C

f

143.9Hz，Q=。當(dāng)電Co2C

1%時(shí)，f

145.4Hz，QR

01%時(shí)，f

144.0Hz，Q2

當(dāng)電阻R

0

1f

145.3Hz，Q2

電阻R

減小5Q值變負(fù)，電路2激振蕩。0 24-16R輸出性質(zhì)如何03

開路并且R R01 3

R R02

時(shí)，u0

為高通輸出，u由于1 為高通輸出，u

經(jīng)過一個(gè)積分環(huán)節(jié)輸出，相當(dāng)于乘以一個(gè)積分運(yùn)算0

1/(RC5 2

s)0以為帶通輸出。從傳遞函數(shù)也可以證明u1這一點(diǎn)，令第一級運(yùn)放輸出為u：222u(s) R u(s) R22

u(s)2 R (1sRC) 01 2 1

11 2 1R R 1u(s) 4u(s) 4u(s)，u(s)

(s)o解之得到

R 2 R 3 02

1 RCs 5 21 1R4 s R4 ( )u(s)1

R RC02 5

RCC15 1 1

R R02

R R01 3u(s)i

s2 s R4RC RRRCC2 1 1 3 5 1 2由于R R01 3

R R02

，所以u

為帶通輸出。1一個(gè)數(shù)字濾波器，其輸出的數(shù)字量是輸入量的算術(shù)平均值，這是一種什么類型的數(shù)字濾波器其幅頻與相頻特性如何由功能描述可確定其差分方程y(n)

1n1x(ni)ni0y(n)僅與當(dāng)前輸入量x(n)和過去輸入量x(ni)有關(guān)，而與過去輸出量y(ni)無關(guān)，屬于有限沖擊響應(yīng)濾波器。仿照第五節(jié)例子，確定其z域傳遞函數(shù)1Y(z) n

n1i0

zi)X(z)

，H(z)

1znn(1z1)H(j)

1ejnT =1ejTejnTej(n1)Tn(1ejT) n(1ejT)sin1nTcos1(n1)Tjsin1nTsin1(n1)T 2 2 2 2 nsin1T2其幅頻與相頻特性分別為A()H(j)

sin1nT2 ，()1(n1)Tnsin1T 22這是一個(gè)具有線性相移的低通濾波器。第五章信號運(yùn)算電路5-37電壓UoUi

的關(guān)系表達(dá)式。R1/nR1R1/nR1R/(n-1)1NqR2R2圖5-37 第五章題1圖輸出電壓U與輸入電壓U的關(guān)系表達(dá)式為：o i U 2nqnUo i試畫出一個(gè)能實(shí)現(xiàn)U混合運(yùn)算電路。

Uo 5 i1 i2

U

1UUUi5 5 i1 i2

的加減該加減混合運(yùn)算電路如圖X5-1X5-1定義為a/和的電壓信號U ，U ，試設(shè)計(jì)一電路，使其輸出電壓代表平a均波長。a

Ra a39kΩT1RP50kΩ∞U2πS1Ω39kΩT1RP50kΩ∞U2πS1ΩΩ∞Ω-ΩI3-++N1UA+T2+N2UλaT3UBT450kΩ∞-URaΩΩΩΩΩΩ∞50kΩ-++UΔa+N3N4+a a一運(yùn)算承受NNN1 3 4

2π、RΔaU、UU

。UT

TU

之和，它與)a 2π )

Δa

1 3 bea

a

成正比，U與B

是指數(shù)電路，T的-U等于U-U，它與ln a成2正比，流

2 be B A a經(jīng)T的I與2 a

Raa

成正比，從而T2

λa

成正比的電壓。圖5-38中所示是利用乘法器和運(yùn)算放大器組成的功率測量電路 。 設(shè)Liu Li

ZL

，Z是負(fù)載，iL

i相Liuu、iui

RCo i L oo濾波器(RC2π/后，其平均值U代表有功功率。oR1R1~ZLR2RiiLR4R3xyziR3NxyzN12Riuo圖5-38 第五章題4圖如何用乘法器構(gòu)成立方運(yùn)算電路Ui

UC olg3lg-1Ulg3lg-1o i圖5-14a所示的積分電路中，積分電容C=1F， =100ms，

對積分器的影響不超0s b過U影響，試選擇運(yùn)算放大器的I。0s bI U I 0sb

20nA5-22Ui

1:1其 幅 值 為o

oo

10 20 30 400t/ms-2，C=1F。1 2試說明串聯(lián)電阻提高微分電路高頻穩(wěn)定性的原理。90o相位滯后，它與運(yùn)放的滯后結(jié)合在一起，很簡潔產(chǎn)生自激振蕩，串聯(lián)電阻在輸入端，可以降低相移，從而提高微分電路高頻穩(wěn)定性。如何通過試驗(yàn)校準(zhǔn)PID5-26aS，使積分電DoC充分放電；調(diào)整R0，使微分器無輸出，此時(shí)電路相當(dāng)于純比DIRA

從零漸漸增例調(diào)整器；然后在輸入端參加方波信號，調(diào)整P P5-26b當(dāng)于無微分環(huán)節(jié)時(shí)，相位裕度15；再通過逐步增加RD

來降卑微fbDW-XSRI

使積分臨界頻率fI

增加，直到過渡狀態(tài)持續(xù)時(shí)間最小。試畫出能檢測一個(gè)任意波形的正向峰值電壓的電路原理圖。R1R1U U1iN1

VD1 R U2CU2CN o2S CVD2第六章信號轉(zhuǎn)換電路常用的信號轉(zhuǎn)換電路有哪些種類試舉例說明其功能。常用的信號轉(zhuǎn)換電路有采樣/保持〔S/H〕電路、電壓比較電路、V/f〔電壓/頻率〕轉(zhuǎn)換器、f/V〔頻率/電壓〕轉(zhuǎn)換器、V/I〔電壓/電流〕轉(zhuǎn)換器、I/V〔電流/電壓〕轉(zhuǎn)換器、A/D〔模/數(shù)〕轉(zhuǎn)換器、D/A〔數(shù)/?！侈D(zhuǎn)換器等。需要保持并輸出采集的電壓數(shù)值的功能。這種電路多用于快速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及一切需要對輸入信號瞬時(shí)采樣和存儲的場合，如自動補(bǔ)償直流放大器的失調(diào)和漂移、模擬信號的延遲、瞬態(tài)變量的測量及模數(shù)轉(zhuǎn)換等。模擬電壓比較電路是用來鑒別和比較兩個(gè)模擬輸入電壓大小的電路。比較器的輸出反映兩個(gè)輸入量之間相對大小的關(guān)系。比較器的輸入量是模擬量，輸出量是數(shù)字量，所以它兼有模擬電路和數(shù)字的接口電路?？捎米麒b零器、整形電路，其中窗口比較電路的用途很廣，如在產(chǎn)品的自動分選、質(zhì)量鑒別等場合均用到它。量儀器及遠(yuǎn)距離遙測遙控設(shè)備中。f/V〔電壓/頻率〕轉(zhuǎn)換器把頻率變化信號線性地轉(zhuǎn)換成電壓變化信號。廣泛地應(yīng)用于調(diào)頻、調(diào)信任號的解調(diào)等。在遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)中，必需把監(jiān)控電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號進(jìn)展傳I/V〔電流/電壓〕轉(zhuǎn)換器進(jìn)展電流、電壓信號間的轉(zhuǎn)換。例如，對電流進(jìn)展數(shù)字測量時(shí)，首先需將電流轉(zhuǎn)換成電壓，然后再由數(shù)字電壓表進(jìn)展測量。在用光電池、光電阻作檢測元件時(shí)，由于它們的輸出電阻很高，因此可把他們看作電流源，通常狀況下其電流的數(shù)值微小，所以是一種微電流的測量。隨著激光、光纖技術(shù)在周密測量儀器中的普及應(yīng)用，微電流放大器越來越占有重要的位置。/數(shù)轉(zhuǎn)換器〔簡稱A/D轉(zhuǎn)換器或AD。相反，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的信號常需反響給模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)如執(zhí)行電動機(jī)等，因此還需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換器〔簡稱D/A換器或DAC〕將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號。S/H主要元器件的選擇有什么要求。選擇要求如下：模擬開關(guān)：要求模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻小，漏電流小，極間電容小和切換速度快。存儲電容：要選用介質(zhì)吸附效應(yīng)小的和泄漏電阻大的電容。〔上升速率〕大的運(yùn)算放大器；輸入運(yùn)放還應(yīng)具有大的輸出電流。為了使NMOS場效應(yīng)晶體管工作在飽和區(qū)〔或放大區(qū)，請寫出U、U應(yīng)有的極性和U

應(yīng)有的大小范圍。GS DSu>U>0,u

DS>u-UGS T DS GS T試用多路模擬開關(guān)CD4051〔6-7〕設(shè)計(jì)一程控放大電路R3R4RR3R4R56121511109CD40518163-Rf_+uuii+R1R221X6-16-36S1S2R1∞-S1S2R1∞-R +2+NR33D1R1∞-R2++NVRVb)uuuiuU o UR RD2uoSa)S6-366-5穩(wěn)壓值U、-U，因此運(yùn)算放大器同相端兩個(gè)門限電壓為：Z ZR RU 2 U 3 U

R RUU, U 2 3UU1 RR2 3

Z RR 2 3

2 RR 2 3

RR R2 3當(dāng)u<U時(shí)，V截止，u

輸出為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值Uu>U時(shí)，i R D1

Z i RV導(dǎo)通，運(yùn)算放大器輸出負(fù)向飽和電壓-E，VD1

截止，u=0，此時(shí)運(yùn)o算放大器同相端門限電壓為：U

R RU2 UUT R R 2

R R R2當(dāng)u由大變小并小于Ui

時(shí)，uo

=U。Z其電壓傳輸特性如圖X6-2uoUuoUZOU2U1-UZuoUZOUTURiuib)X6-24～20mA0～10V該轉(zhuǎn)換電路如圖X6-3依據(jù)圖X6-3u o

R3)iRR 2

RR3U3 b22R ∞2U -uub R +uu4i +N oiR1X6-3取R=250Ω，i=4mAu=1Vi=20mAu=5V。1

iRR3U 1 ,Rb2

iRR3)5112有R/RRR//RR=。3 2 b 2 3 4 2 3 4 D/A5mV10V，試問其輸入端數(shù)字量要多少數(shù)字位。當(dāng)滿量程電壓為UFU

F5mV ,

2n20232n取n=11116-25D/An=8，U=10V，RD001100111依據(jù)公式

inu IR

U Rn

2iR1o o 1R1

R ii1當(dāng)Din=00110011210R u o

10210221231240250261271282R1u o6bitD/AD

=110100oo

in=110011i值。in o當(dāng) D=110100時(shí)，k值為：i kD25D20 , ino 5

k 5 5252422 52因此當(dāng)Din

=110011i為：oi 5o 52

2524211

4.904mA6bitA/D壓u=，試求其數(shù)字輸出量的數(shù)值。i101100。試述雙積分A/DA/D〔6-30〕的工作過程分為采樣和比較兩個(gè)階段。C放電至零。采樣脈沖到來時(shí)，轉(zhuǎn)換開頭，模擬開關(guān)使輸入信號Ui

加到反相積U

/(RC)速率在固定時(shí)間T

器輸出端電壓UC

i

1U相反iT1

時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值表&D1 R ADG4CDD &CDG1G2 Uo11D &G3 Uo2DG5示為N，采樣階段完畢。此時(shí)計(jì)數(shù)器發(fā)出溢出脈沖使計(jì)數(shù)器復(fù)零，1依據(jù)Ui

Ui

極性相反的基準(zhǔn)電壓UR

或-UR

加到反相積分器輸入端，積分器對UR

或-UR

以固定速率反向積分，其輸出端電壓從U(T1UC

下降到零，過零比較器輸出端發(fā)出關(guān)門信號，關(guān)NT。至此一次轉(zhuǎn)換過程完畢。N2

2UTi 1

2時(shí)間內(nèi)的平均值U，從而實(shí)現(xiàn)了A/Diav第七章信號細(xì)分與辨向電路7-31A、B90的方A導(dǎo)前B90B導(dǎo)前A90的狀況，畫出A、U、U的波形。o1 o2A、U、U的波形如圖X7-1o1 o2A A B B A A B B A” A” UUUo1 o1UUUo2 o2X7-1A導(dǎo)前B90時(shí)，Uo1

有輸出，Uo2

無輸出，當(dāng)B導(dǎo)前A90時(shí)，Uo1

無輸出，Uo2

有輸出，實(shí)現(xiàn)辨向。7-6頻細(xì)分電路。X7-2A、B為相位90°的二路信號，它們的頻率是輸入信號頻率的二倍。E ωt

12kΩ

0o -+

1=1 AsinEcosωt

Ω1Ω1Ω1Ω81

+N45o ∞-++N90o ∞-++N12kΩ 135o ∞-++N

32=1 B4-Esinωt

URX7-2假設(shè)測得待細(xì)分的正余弦信號某時(shí)刻值為u=,u=，承受微機(jī)對1 2200細(xì)分，請判別其所屬卦限，并求出對應(yīng)的值和k值。某時(shí)刻正弦信號值為u=,余弦信號值為u=，依據(jù)兩信號的極性〔u1

為+、u2

1為-〕和確定值大小〔|u1

|〉|u2

2|，可判別出信號在3200253|ctg|ctg

uAcosAsinAcosAsinu1

1.332.65求它的arctan,得到=°，由于°/k=65。7-9256A000(十六進(jìn)制)單元的存儲值。A000000，即X=、Y=00000000，對應(yīng)十進(jìn)制X=160、Y=0，由下式X128

可得θ=284°，284°×〔256/360°〕202，對應(yīng)的二進(jìn)制為。因此，A000202。7-14a何工作的鑒相電路假設(shè)沒有設(shè)置門檻，會有在平衡點(diǎn)四周振擺跟蹤的問題。鑒相電路設(shè)置門檻〔見圖7-14aRC延時(shí)回路起門檻的作用。在Uj

超前時(shí)〔見圖7-14b，只有DUG1

的上升要滯后于Uj

的上升。假設(shè)UUj dUj

Ud

已經(jīng)上跳，就不會形成U為高電平的相位差信號，當(dāng)Ux

滯后Ud

時(shí)〔圖7-14c，只有DG2Ud

U的延時(shí)信號，也可起門檻作用。調(diào)整dRC可轉(zhuǎn)變門檻的大小。請說明圖7-19中用sinA+cosAtgB 代替sincos

=sin(A+B)，用 cosA-sinAtgB 代替d=cos(A+B)，為什么不會帶來顯著誤差d7-19180的相位角先按=18等分為10按=等分為10可寫出=sin(A=sin(A+B)=cosB(sinA+cosAtgB)=cos(A+B)=cosB(cosA-sinAtgB)

＝A＋BAB0～9ddcosd由于B=(0～9〕 =0～，cosB=1～。正余弦激磁電壓同時(shí)增大不影響平衡位置，故可近似取sin

sinA+cosAtgB ，dcos

cosA-sinAtgB 。d請比較相位跟蹤細(xì)分、幅值跟蹤細(xì)分和脈沖調(diào)寬型幅值跟蹤細(xì)分的優(yōu)缺點(diǎn)。波周期僅有一次比相，因此對測量速度有肯定的限制。相位跟蹤細(xì)分電路較簡潔。跟蹤系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)〔感應(yīng)同步器在環(huán)外〕，這使幅值跟蹤系統(tǒng)具有更高的精度和更好的抗干擾性能。電路中函數(shù)變壓器受溫度、濕度影響小、不易老化，穩(wěn)定性好，但工藝簡單，技術(shù)要求高，體積重量大，也可承受集成電路的乘法型D/A轉(zhuǎn)換器代替函數(shù)變壓器。幅值跟蹤細(xì)分比相位跟蹤系統(tǒng)允許更高的移動速度。但電路較簡單。脈沖調(diào)寬型幅值跟蹤細(xì)分也是一種幅值跟蹤細(xì)分系統(tǒng)，只是用數(shù)字式可調(diào)脈寬函數(shù)發(fā)生器代替上一系統(tǒng)中的函數(shù)變壓器和切換擾力量。數(shù)字式脈寬函數(shù)發(fā)生器體積小、重量輕、易于生產(chǎn)，有高的細(xì)分?jǐn)?shù)，且有高的跟蹤力量。數(shù)字電路可以敏捷地依據(jù)測速轉(zhuǎn)變的脈沖調(diào)寬方案，它有位置、速度甚至加速度跟蹤力量。固然，電路相當(dāng)簡單。第八章規(guī)律掌握電路 6A，2mATTL施掌握，試設(shè)計(jì)一適宜的驅(qū)動電路。+EC+ECVDZLR1V1VSV承受IRF640200(V)，極限工作電115(A)；泄流二極管V200(V)，D I10(A)；箝位二極管VS L位電壓為(V100(mA)；電阻R1

510()，電源Ec

Ui的要求取定。8-4ZL

X8-1是電阻加熱器，應(yīng)在電路中做何改動以便實(shí)現(xiàn)不同加熱速度的給定改動后的電路如圖X8-2Ui

為掌握加熱開頭和停頓的電平s

5kHzUs

的占空比，可掌握V1通角，從而實(shí)現(xiàn)不同加熱速度的給定。EPEP1ZRL5ILR1VDR2R3~ue b24N25V1SCRAVSR6b11KVCR1 424N25P2R7iUSX8-28-98-6揮作用改動后的電路如下圖。增加正與門DU為實(shí)現(xiàn)電源掌握的5 sUs

D5

Ui

掌握；當(dāng)U為低電尋常，Ds 5

V1

V截止，步進(jìn)電動機(jī)２各繞組電流為零。+5V +80V光耦合器R4D1 R3D3Up D Q Uq VD31C1 V1RVD13R1 N D3LU & +12V L ILRR2 N R5 RL2Ui & D5 1 D4 V2UsVD2GND R6 VD4圖X8-3試設(shè)計(jì)一完整的三相步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路。38-3路，即可實(shí)現(xiàn)對三相步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動。根本電路如下圖，其中p

d

sUp50kHz振蕩器+A功率驅(qū)動電路Up50kHz振蕩器+A功率驅(qū)動電路A A光耦合器 環(huán)行光耦合器安排器+B功率驅(qū)動電路B B電動機(jī)光耦合器+C功率驅(qū)動電路C CAC-DC電源源掌握信號。

X8-4PAL16R41-2方式〔即三相六拍〕的環(huán)行脈沖安排器。1-2表8-1X8-2X8-5所示。因此有Q0n1

DQ2n

QQ1n

DQ2n

QQ1n

DQQQ2n 1n

DQ2n

QQ1n 0nDQ2nQ DQ

QQ1n QQ

DQQQ2n 1n DQQQ

DQ2nDQ

QQ1n QQ

DQ2nDQ

QQ1n QQ

DQ1n

DQ2n1n1

2n 1n

2n 1n

2n 1n

2n 1n 0nDQQQ2n 1n 0n

DQQQ2n 1n

DQ2n

QQ1n

DQ2n

QQ1n

DQ2n

DQ0nQ2n1

DQ2n

QQ1n

DQQQ2n 1n

DQ2n

QQ1n

DQQQ2n 1n 0nDQ2n

QQ1n

DQ2n

QQ1n

DQ2n

QQ1n

DQQQ2n 1n

DQ0n

DQ1n選用PAL16R4〔20構(gòu)成三相步進(jìn)電動機(jī)環(huán)行安排器。編程的源文件如下：PAL16R4 PALDESIGHSPECIFICATIONSMC08/16/2023STEPPEDMOTORCONTROLLERSHANGHAICONTROLTECHNOLOGYINSTITUTECK D NC NC NC NC NC NC NC GND步進(jìn)步序正轉(zhuǎn)步進(jìn)步序正轉(zhuǎn)D Q QQDQ反轉(zhuǎn)Q2Q21010Q0:=/D*/Q1+D*/Q2Q1:=/D*/Q2+D*/Q0Q2:=/D*/Q0+表X8-1D*/Q11-2100011001200111101300101100401101110501001010601011011100011001編程文件中第一行至第六行為設(shè)計(jì)文件說明節(jié)。第一行為所選芯片名和設(shè)計(jì)標(biāo)題，其次行為設(shè)計(jì)器件標(biāo)號和設(shè)計(jì)日期，第三行為所設(shè)計(jì)器件名稱，第四行為設(shè)計(jì)者所在公司名稱，第五行和第六行分別1~1011~201020總是GND和111CKOC。Q Q Q10101101010001011000101011110011001100Q Q Q2n 2n 2nD D DQ Q Q0n 0n 0nQ = Q = Q =0n+1

1n+1X8-5

2n+1表X8-2三相步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動步序狀態(tài)真值表序號DQ2Q1nQ0nnQ0n+1序號DQ0Q1nQ2nnQ1n+1序號DQ0Q1nQ2nnQ2n+100000000000000010001110001110001020010020010120010130011030011130011040100140100040100150101150101050101060110060110060110170111701117011181000810008100091001191001091001110101011010101101010011101111110110111011012