1、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？ 在測量控制系統中，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：輸入阻抗應與傳感器輸出阻抗相匹配；一定的放大倍數和穩定的增益；低噪聲；低的輸入失調電壓和輸入失調電流以及低的漂移；足夠的帶寬和轉換速率（無畸變的放大瞬態信號）；高輸入共模范圍（如達幾百伏）和高共模抑制比；可調的閉環增益；線性好、精度高；成本低。2-2 (1)利用一個和一只的電位器設計可變電源，輸出電壓范圍為； (2)如果時，在空載狀態下將一個的負載接到電壓源上時，請問電源電壓的變化量是多少？（參數：輸入阻抗，差模

2、增益，輸出阻抗）（1）電路設計如圖X2-1所示：圖X2-1（2）由于電壓跟隨器屬于輸入串聯、輸出并聯型結構，該結構下的輸入、輸出阻抗為： 由上式我們可以看出，電壓跟隨器中的反饋增大了等效輸入阻抗，減小了等效輸出阻抗，可以達到阻抗變換的效果。進一步計算得：2-3 在圖2-2所示的電路中，已知，并令運算放大器的和，在以下不同情況下，計算輸出失調誤差。(1)；(2)；(3)，并且把所有電阻阻值縮小為原來的分之一；(4)在(3)條件的基礎上，使用的運算放大器。（1）直流噪聲增益為：反相端輸入的等效電阻為：故直流噪聲輸出電壓為：（2）當時，直流噪聲輸出為：（3）當同時把所有電阻減小倍時，直流噪聲輸出為：

3、（4）采用的運算放大器時，直流噪聲輸出為：減小輸出直流噪聲的方法有：電阻匹配可以消除輸入偏置電流產生的直流輸出噪聲；在合理范圍內等倍數減小電阻阻值；采用輸入失調電流更小的運算放大器。2-4 在圖2-47所示的電路中，已知,和。假設運算放大器有，和輸出飽和電壓，在不同情況下，計算運算放大器經過多長時間進入飽和。(1)；(2)。（1）當時，充電時間常數為，而充電電壓為直流噪聲電壓，故輸出端飽和時間為：（2）當時，輸入誤差變為：，輸出端飽和時間變為：2-5 (1)在圖2-48所示的電路中，運算放大器的，所有電阻都為，分析對反相放大器性能的影響；(2)為了使最小，在同相端上應該串聯多大的電阻？（1）假

4、設運算放大器是理想的，根據“虛短”可知：在輸入源時：（2）運算放大器同相輸入端串接的電阻是為運算放大器提供補償，以抵消對直流電壓輸出的影響。在僅考慮同相端輸入時，假設運算放大器理想，利用基爾霍夫電壓定律可求得同相放大增益，即為同相噪聲增益：所以可算出同相端串聯的電阻值為：，取標稱值為（提示：此題不可簡單將反饋電阻直接等效，采取的方法雖然結果對，但是原理不可行）2-6 圖2-4b所示中的運算放大器使用，電路增益為，為使電路輸入電阻最大，求滿足條件的電阻值（令輸入失調可調范圍為，最大失調電流，最大失調電壓）。此時要聯合考慮失調電壓和失調電流的影響，由于兩者的作用方向不一定相同，故直流噪聲輸出為：輸

5、入電阻為，由題意可知：解得，故取，（1%）2-7 什么是CAZ運算放大器？它與自動調零放大電路的主要區別是什么？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，它通過模擬開關的切換，使內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。它與自動調零放大電路的主要區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行放大并輸出，輸出穩定無波動，性能優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，輸出要求穩定、漂移極低，對共模電壓抑制要求不高的場合。2-8 請

6、說明ICL7650斬波穩零集成運算放大器是如何提高其共模抑制比的？ICL7650的輸出，其共模信號誤差項Kc1Uc相當于輸入端的共模誤差電壓Uc，即式中K1、Kc1分別為運算放大器N1的開環放大倍數和開環共模放大倍數；K1為運算放大器N1由側向端A1輸入時的放大倍數；K2為運算放大器N2的開環放大倍數。設計中可使K1K1， K21，所以，因此整個集成運算放大器的共模抑制比CMRR比運算放大器N1的共模抑制比CMRR1（一般可達80dB）提高了K2倍。2-9 何謂自舉電路？應用于何種場合？請舉一例說明之。自舉電路是利用反饋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

7、路。應用于傳感器的輸出阻抗很高（如電容式，壓電式傳感器的輸出阻抗可達108以上）的測量放大電路中。2-10 何謂電橋放大電路？應用于何種場合？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成的電橋都稱為電橋放大電路。應用于電參量式傳感器，如電感式、電阻應變式、電容式傳感器等，經常通過電橋轉換電路輸出電壓或電流信號，并用運算放大器作進一步放大，或由傳感器和運算放大器直接構成電橋放大電路，輸出放大了的電壓信號。2-11 圖2-32所示線性電橋放大電路中，若u采用直流，其值,且時，試求輸出電壓o 。如果要使失調電壓和失調電流各自引起的輸出小于1mV，那么輸入失調電壓和輸入失調電流各為

8、多少？ 由公式：并將題設代入，可得Uo=UR/(2R)=10mV。設輸入失調電壓為u0s和輸入失調電流為I0s，當輸出失調電壓小于1mV時，輸入失調電壓u0s(1103)/ (1+R2/R1)=0.5mV；輸入失調電流為I0s(1103)/R1 (1+R2/R1)=4.17A。2-12 什么是可編程增益放大電路？請舉例說明。放大電路的增益通過數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X2-2，程序為A=0(開關A斷開) 、B=0(開關B斷開)時，放大電路的電壓放大倍數為-R/R1；當程序為A=1(開關A閉合) 、B=0(開關B斷開)

9、時，放大倍數為- R2R/R1（R2+R）；當程序為A=0(開關A斷開)、B=1(開關B閉合)，放大倍數為 R3R/R1（R3+R）；當程序為A=1、B=1(開關A、B均閉合)，放大倍數為R2R3R/R1（R2 R3+R3 R +R R2）。因此可編程增益放大電路的增益是通過數字邏輯電路由確定的程序來控制。+NRUoUiBAR1R2R3圖X2-22-13 請根據圖2-37b，畫出可獲得1、10、100十進制增益的電路原理圖。由圖X2-3可得：當開關A閉合時，Uo=Ui；當開關B閉合時，Uo=10Ui，當開關C閉合時，Uo=100Ui。CCR+NUoBAUi9R90R圖X2-32-14 根據圖2

10、-37c和式（2-32），若采用6個電阻，請畫出電路原理圖，并計算電阻網絡各電阻的阻值。N=6 : R6 =R1 +R2 + R3 +R4 +R5 , R6 +R5 =2（R1 +R2 + R3 +R4）R6 +R5 +R4=3（R1 +R2 + R3）, R6 +R5 +R4+ R3=4（R1 +R2）, R6 +R5 +R4+ R3+R2=5R1,取R1=R，則R6=3R，R5=R，R4=R/2，R3=3R/10，R2=R/5，R1=R。見圖X2-4。UoUo+N5路摸擬開關RR/5R3RUi3R/10R/22-15 請簡述圖2-25a所示的同相交流放大電路為何有高輸入阻抗特性？對于交流來

11、講，在不接入之前，輸入阻抗為；接入后，由于運算放大器的“虛短”特性，兩端的電壓很小，故吸取的電流是很小的，對于交流來說，輸阻抗無窮大。2-16 證明圖2-49所示電路為差分式V/I轉換器，并有，式中。 由疊加原理得：由得將以上兩式聯立得：其中。若，則，且。2-17 什么是隔離放大電路？應用于何種場合？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（如生物醫學人體測量、自動化試驗設備、工業過程控制系統等）中，能在噪聲環境下以高阻抗、高共模抑制能力傳送信號。2-18 試分析圖2-41電路中的限幅電路是如

12、何工作的？并寫出o的計算公式。當輸入過載時，即輸入正向（或反向）電壓突然很大時，低漂移斬波穩零運算放大器235L輸出飽和電平，限幅電路的正向（或反向）二極管導通，使放大器的增益減小，輸出從飽和狀態迅速恢復。運算放大器235L 的輸出為, AD277隔離放大器的電壓放大倍數約為196.078，所以。附錄資料：不需要的可以自行刪除 機械原理總復習第二章一基本概念：1機構的組成;2運動副的概念;3機構自由度的計算,注意復合鉸鏈、局部自由度和虛約束的處理;4機構具有確定運動的條件 5何謂機構運動簡圖；它與實際機構有何異同。二填空題：1 根據機構的組成原理，任何機構都可以看作是由（機架）、（主動件）和（

13、從動件）組成的。2 兩構件之間線接觸所組成的平面運動副，稱為（高） 副，它產生（1個）約束，而保留（2個）自由度。3機構具有確定運動的條件（原動件數目等于自由度數目）。三計算分析題：1 計算如圖所示機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2計算如圖所示機構的自由度，并指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，如果以凸輪為原動件，該機構是否具有確定的運動？為什么?3如圖所示為齒輪連桿機構，試分析： 1） 該機構自由度為多少？（要計算過程） 2） 試用瞬心法求齒輪1與3的傳動比1/3 第三章一 基本概念：1連桿機構的傳動特點；2平面四桿機構的類型；3有曲柄存在的條件，急回特性，傳動角與壓力角，死

14、點及死點與自鎖的區別等概念；4矢量方程圖解法，瞬心法，三心定理，怎樣求瞬心，絕對瞬心與相對瞬心的區別。二 填空題：1 對心曲柄滑塊機構以曲柄為原動件時，其最大傳動角為（90）。2 3個彼此作平面平行運動的構件間共有( 3 )個速度瞬心,這幾個瞬心必定位于(同一直線上 );3 含有6個構件的平面機構,其速度瞬心共有( 15)個,其中有( 5)個是絕對瞬心,有( 10)個是相對瞬心;4 一對心曲柄滑塊機構中，若改為以曲柄為機架，則將演化為（回轉導桿）機構。 5 在平面四桿機構中，能實現急回運動的機構有（曲柄搖桿機構）、（雙曲柄機構）等。 6相對瞬心與絕對瞬心的相同點是（兩構件上的同速點），不同點是

15、（絕對速度為零及不為零），在有六個構件組成的機構中，有（15）個瞬心。7圖1三種四桿機構分別是：1）(曲柄搖桿) 、2）(雙曲柄 )、3）(雙搖桿) 三 簡答題：1 鉸鏈四桿機構在死點位置時，驅動力任意增加也不能使機構產生運動，這與機構的自鎖現象是否相同？試加以說明。 答：不同。死點位置驅動力在驅動方向的分力為0；自鎖是驅動力克服不了摩擦阻力所做的功。2 平面鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件是什么？ 答：最長桿最短桿之和小于等于其余兩桿之和，機架或連架桿為最短桿。3 在對機構進行速度分析時，速度瞬心法一般適用于什么場合？能否利用速度瞬心法對機構進行加速度分析? 答：構件比較簡單的場合，且各構件間的速

16、度瞬心容易確定，且直觀，不能對機構進行加速度分析。4四桿機構中壓力角與傳動角有什么關系？它們對傳動性能有何影響？ 答：壓力角與傳動角互余。壓力角越大，傳動越不利；傳動角越大，傳動越有利。5在曲柄滑塊機構中，當以曲柄為原動件時，是否有死點位置？為什么？ 答：沒有因為在曲柄滑桿機構的最小傳動角始終大于0四 分析計算題：1 如圖3所示鉸鏈四桿機構中，各桿的長度為桿1為28mm，桿2為52mm,桿3為50mm，桿4為73mm，當取桿4為機架時，求機構的極為夾角，桿3的最大擺角max，機構的最小傳動角min(結果可以作圖量取)。2圖示鉸鏈四桿機構中，已知BC=50mm, DC =35mm, AD =30

17、mm,試問： 若此機構為曲柄搖桿機構，且AB桿為曲柄，AB的最大值為多少？ 若此機構為雙曲柄機構，AB的最大值為多少？若此機構為雙搖桿機構，AB應為多少？3 用圖解法設計擺動導桿機構，已知行程速比系數K=1.5，曲柄長。求機架長。4 設計一鉸鏈四桿機構，如圖已知其搖桿CD的長度為75mm，極位夾角等于36，機架AD的長度為100mm，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角=45。求曲柄AB 的長度，連桿BC的長度，及該機構的最小傳動角min（不必求具體值，只需畫出出現最小傳動角min時的機構位置圖并在圖上標出min即可） T4 T5 5 圖示機構運動簡圖中，l=1(mm/mm),AB桿的角速度為1，

18、方向如圖6所示，試用瞬心法求CD桿的角速度3的大小及方向。第四章一基本概念：1 凸輪機構的分類;2常用的名詞術語（如基圓、推程、推程壓力角、回程、回程壓力角等）；3推桿常用的運動規律及其特點;4凸輪機構的壓力角有何要求；減小推程壓力角可采用哪些措施？二 填空題：1在凸輪機構推桿的四種常用運動規律中(一次多項式) 運動規律有剛性沖擊, (二次多項式) 運動規律有柔性沖擊; (正弦) 運動規律無沖擊;2 偏心直動凸輪機構的壓力角過大時，可通過 （增大基圓半徑）和 （增大凸輪遠程運動角）來減小壓力角。 3凸輪的基圓半徑是從（凸輪回轉軸心）到（凸輪）的最短距離。 三 分析題：1一對心直動尖頂推桿偏心圓

19、凸輪機構，O為凸輪幾何中心，O1為凸輪轉動中心，O1O=0.5OA，圓盤半徑R=60mm。1)根據圖a 及上述條件確定基圓半徑r0、行程h，C點壓力角c和D點接觸時的位移SD及壓力角D.2)若偏心圓凸輪幾何尺寸不變，僅將推桿由尖頂改為滾子，見圖b，滾子半徑rT=15mm。試問上述參數r0、h、c和SD、D有否改變？如認為沒有改變需說明理由，可不必計算數值；如有改變也需說明理由，并計算其數值。在圖示的凸輪機構中，凸輪為原動件，其形狀為一偏心輪，（1）畫出基圓，并在圖上指出其基圓半徑rb; 畫出機構在圖示位置時推桿位移和壓力角; 畫出凸輪由圖示位置沿逆時針方向轉90后推桿位移和壓力角.第五章一基本

20、概念：1 齒廓嚙合基本定律;2漸開線的特性;3漸開線齒廓的嚙合特點;4漸開線齒輪的基本參數和幾何尺寸;5一對齒輪的正確嚙合條件;6斜齒輪當量齒輪的含義；7什么叫齒輪傳動的重合度？其意義何在？8漸開線齒輪變位修正的目的。二填空題：1內嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是( 模數和壓力角應分別相等且螺旋角相同 )，蝸輪蝸桿的正確嚙合條件是（ 蝸桿的軸面模數和壓力角分別等于渦輪的端面模數和壓力角mx1=mt2，ax1=at2=a ） ; 2一對斜齒圓柱齒輪傳動的重合度由( 端面重合度，軸向重合度 )兩部分組成,斜齒輪的當量齒輪是指( 以法向壓力角為壓力角，以法向模數為模數作的 )的直齒輪;3漸開線齒

21、輪的齒廓形狀取決于（ 基圓 ）半徑的大小，其值越大齒廓形狀越 （ 接近直線 ）。4采用（ 范成法 ）切制漸開線齒廓時發生根切的原因是（ 刀具的頂部會過多的切入輪齒根部，因而將齒根的漸開線切去一部分 ）。5斜齒輪的當量齒數ZV = （ z/cos3B ），圓錐齒輪的當量齒數ZV = （ z/cosa ）。6一個采取負變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數的標準齒輪相比較，其（ 齒頂 ）圓及（ 齒根 ）圓變小了；而（ 基 ）圓及（ 分度 ）圓有大小則沒有變。三簡答題：1簡述漸開線的主要特性，并寫出參數方程。 答：（1）發生線上BK線段長度等于基圓上被滾過的弧長AB，即BK=AB（2）發生線BK即為漸

22、開線在K點的法線，又因發生線恒切于基圓，故知漸開線上任意點的法線恒與其基圓相切（3）發生線與基圓的切點B也是漸開線在K點處的曲率中心，線段BK就是漸開線在K點處的曲率半徑。（4）漸開線的形狀取決于基圓的大小（5）基圓以內無漸開線，漸開線極坐標方程： Rk=Rb/cosk2對齒輪進行變位修正的目的是什么？ 答：由于標準齒輪可能會產生根切；可能無法安裝；可能產生過大的尺側間隙，影響傳動的平穩性，重合度降低；一對相互嚙合的標準齒輪中，由于小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑較小，齒根厚度也較薄，參與嚙合的次數又較多，強度較低，影響到整個齒輪傳動的承載能力。為了改善上述不足，故采用變位修正的方法進行修正。3一對

23、標準齒輪傳動的實際中心距 大于標準中心距 時，其傳動比有無變化？它們還能正確嚙合嗎？其重合度有無改變？ 答：無變化;能;減小4簡述漸開線標準斜齒圓柱齒輪當量齒數Zv 的用途。 答：可求得漸開線標斜齒圓柱齒輪不發生根切的最少齒數，并根據換算的結果選擇加工的標準齒輪刀具。5漸開線齒輪的基本參數有哪幾個？其中哪些是有標準的？為什么說這些參數是齒輪的基本參數？ 答：齒數z,模數m,壓力角 ，齒頂高系數ha*，頂隙系數c*壓力角、齒頂高系數和頂隙系數是標準的，因為這些參數能夠決定了齒輪的大小及齒輪齒廓的形狀。 6 簡述漸開線齒廓的嚙合特點。 答：（1）能保證定傳動比傳動且具有可分性（2）漸開線齒廓之間的

24、正壓力方向不變7什么叫齒輪傳動的重合度？其意義何在？ 答：在一對輪齒的嚙合傳動過程中，實際嚙合線段B1B2與法向齒距Pb的比值稱為齒輪傳動的重合度重合度的大小表示同時參與嚙合的齒輪對數的平均值。重合度大，以為著同時參與嚙合的齒輪對數多，對提高齒輪傳動的平穩性和承載能力都有重要意義第六章一基本概念：1輪系傳動比的計算，及各輪轉向的判定;2輪系的功用.一填空題：1周轉輪系中的基本構件( 中心輪，行星輪，行星架 );2周轉輪系中，若自由度為2，則稱其為（差動輪系），若自由度為1，則稱其為（行星輪系）。二簡答題:1什么叫周轉輪系？ 答：傳動時,輪系中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而是繞另一個齒輪

25、的固定軸線回轉,這種輪系被稱為周轉輪系。2簡述輪系的功用。 答：1 實現兩軸間遠距離的運動和動力的傳動、2 實現變速傳動、3 實現換向傳動、4 實現差速作用。三計算題：1如圖所示輪系中，已知各輪齒數為Z1Z225，Z2Z3=20，ZH=100，Z420。試求傳動比i14。2如圖2所示已知齒輪1的轉速n1=200r/min，而Z1=40，Z2=20，Z3=80。求1)nH的大小及方向T2 3如圖所示輪系中，已知各輪齒數為Z160，Z220，Z220，Z320，Z4=20，Z5=100，試求傳動比i41。 第十一章一基本概念：1力的分類，驅動力與阻抗力的區別；2慣性力的確定方法；3運動副中摩擦力的

26、確定；4總反力的概念及其判定方法。二分析題：1如圖所示定滑輪2的直徑為D，虛線圓為轉動副A中的摩擦圓，其半徑為，F為驅動力，垂直向下。若不及繩與輪間的摩擦力，試求：1）在圖上標出轉動副A中的總反力FR12的位置和方向；2）使重物Q等速上升的驅動力F（用Q表示）；3）該滑輪的機械效率 在如圖2所示機構中，已知各構件的尺寸及1為常數（逆時鐘方向）。試確定：圖示位置的瞬心P13及P14的位置及滑塊4的速度v4（用1表示）；各運動副中的總反力R51、R12、R52、R23及R54的方位（不考慮各構件重量及慣性力；圖中M及P為外力，虛線小圓為摩擦圓，運動副B和移動副E處摩擦角為=10；要求分別作圖）。第

27、十二章一基本概念：1機械效率的定義，機械效率的意義；2什么叫機構的自鎖;3機械自鎖的條件.二填空題：1設螺紋的升角為，接觸面的當量摩擦系數為（ fv ）,則螺旋副自鎖的條件為（2移動副的自鎖條件是（ 驅動力作用于摩擦角內 ） ，轉動副的自鎖條件是（ 驅動力作用于摩擦角圓內 ） ，從效率的觀點來看，機構的自鎖條件是（ 驅動力做的功小于或等于由其引起摩擦力所做的功 ）。 三簡答題：1何謂摩擦圓？為何要引進摩擦圓的概念？摩擦圓的大小與哪些因素有關？ 答：在轉動副中，以軸頸中心為圓心，以 肉（密度符號）=fv*r為半徑所作的圓稱為摩擦圓。因軸承對軸徑的總反力FR始終切于摩擦圓，引入摩擦圓有利于判定總反力的方位。與軸承半徑以及當量摩擦系數有關。2何謂機構的自鎖？舉出兩種工程中利用機械自鎖完成工作要求的實例。 答：在