測控電路期末考試題簡答題〔每題6分，共48分〕1、什么是自舉電路？說明圖1所示電路是如何提高放大器的輸入阻抗的？uououii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2圖1當(dāng)時，輸入回路阻抗無窮大，到達了提高放大器輸入阻抗的目的。2、如圖2所示電路，N1、N2、N3工作在理想狀態(tài)，R1=R2=200KΩ，RP=20KΩ，R3=R4=10KΩ，R5=R6=20KΩ，試求該電路的差模增益。ui1uui1ui2uo1uo2R1RPR2R3R4R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3圖23、什么是隔離放大電路？就一種隔離方式簡述其工作原理。答：隔離放大電路是一種測量用的電路，它的輸入，輸出，隔離電路之間沒有直接的電路耦合，即輸入、輸出沒有公共接地端。輸入信號經(jīng)放大進入耦合器，使LED導(dǎo)通，通過光電耦合器件〔晶體管〕轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號，經(jīng)放大輸出。4、相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能、性能與電路構(gòu)成上主要有哪些區(qū)別？答：相敏檢波電路可以鑒別調(diào)幅信號與載波信號之間的相位關(guān)系，還可選頻；而包絡(luò)檢波只是將調(diào)幅信號的包絡(luò)線解調(diào)出來，但不具有鑒相選頻特性。相敏檢波電路除了輸入調(diào)幅信號外，還需輸入一個參考信號，一般選用載波信號來做參考信號；而包絡(luò)檢波那么不是將調(diào)幅信號輸入，進行解調(diào)。5、180導(dǎo)通型逆變器正常工作的必要條件是什么？答：180導(dǎo)通型逆變器正常工作的必要條件是可靠換流。即每一相上、下橋臂主晶閘管交替導(dǎo)通時，須經(jīng)過短暫的全關(guān)斷狀態(tài)，以保證可靠換流。6、PWM控制電路在雙極式工作時會不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象？為什么？答：PWM控制電路在雙極式工作時不會發(fā)生電流斷續(xù)現(xiàn)象。因為雙極式電路中的四個大功率晶體管分為兩組，同一組中的兩個晶體管同時導(dǎo)通，關(guān)斷，每一組晶體管輪流交替導(dǎo)通，截止，并且電流可以反向，所以電樞電流始終連續(xù)，不會發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。7、什么是SPWM控制？采用SPWM控制有什么好處？答：在調(diào)制控制中，載波信號采用等腰三角波，基準(zhǔn)信號采用正弦波，這樣的調(diào)制控制稱為正弦脈寬調(diào)制控制，簡稱SPWM控制。采用SPWM控制時，調(diào)壓，調(diào)頻都在逆變器中進行，控制及時，動態(tài)性能好，且電動機效率和脈動轉(zhuǎn)矩都比等寬SPWM控制時高。8、圖3所示電路為無限增益多路反應(yīng)型濾波電路還是壓控電壓源型濾波電路？假設(shè)根據(jù)此電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成一低通濾波電路，Y1—Y5應(yīng)分別選用何種RC元件？∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Ru∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)圖3二、分析題〔共52分〕1、圖4為一單穩(wěn)辨向電路，輸入信號A、B為相位差90的方波信號，分析其辨向原理，并就A導(dǎo)前B90及B導(dǎo)前A90的情況，畫出A、Uo1、Uo2的波形。〔8分〕DG5DG5DG1ACARBUo1Uo2&1&DG4&1DG2DG3圖4A導(dǎo)前B90時，Uo1有輸出，Uo2輸出為0B導(dǎo)前A90時，Uo1輸出為0，Uo2有輸出由此可實現(xiàn)辨向AABA'B'Uo1Uo2CPUS計數(shù)器鎖存器延時CPUS計數(shù)器鎖存器延時時鐘脈沖DG2Uo鎖存指令清零UCDG1=1&N圖5aUCUSOOtt圖5bUo0t解：Uo0tUc與Us經(jīng)異或門輸出Uo，當(dāng)Uo為高電平時，翻開與門DG，使時鐘脈沖進入計數(shù)器，當(dāng)Uo為低電平時，DG門關(guān)斷，同時鎖存指令，將計數(shù)器中所計脈沖數(shù)存入鎖存器，并將計數(shù)器清零，以便進行下一次計數(shù)。由鎖存器內(nèi)鎖存的脈沖數(shù)可計算Uc與Us的相位差。異或門鑒相時，線性較好，鑒相范圍，但要求與的占空比均為1：1，且無法鑒別Uc與Us之間的導(dǎo)前、滯后的關(guān)系。3、試畫出數(shù)控機床位置伺服系統(tǒng)框圖，簡述其工作原理。〔10分〕時鐘脈沖f0經(jīng)分頻器1，N分頻后形成Uc與Us信號，輸入感應(yīng)同步器，作為滑尺勵磁電壓，此通道為基準(zhǔn)分頻通道。f0經(jīng)另一分頻器2，N分頻后形成基準(zhǔn)相位，送入鑒相器。當(dāng)無指令脈沖時，保持電壓UA不變，此路為調(diào)相分頻通道。當(dāng)指令脈沖發(fā)出一個正或負(fù)的脈沖時，UA的相位前移或后移一個，當(dāng)有個n正向脈沖發(fā)出時，UA相位前移，作為指令相位送入鑒相器。同時感應(yīng)同步器定尺勵磁電壓經(jīng)位移量測量，轉(zhuǎn)換為UF的實際相位也送入鑒相器。鑒相器經(jīng)比擬后輸出偏差電壓，即速度指令，經(jīng)過放大，送入速度控制單元。速度控制單元驅(qū)動電機，帶開工作臺正向移動一定位移，使UF與UA的相位到達相等時，工作臺停止運動，完成一次位置變化。當(dāng)有負(fù)脈沖發(fā)出時，工作臺負(fù)向移動，直到新的指定位置。4、試述圖6a所示檢波電路的工作原理？電路中哪些電阻的阻值必須滿足一定的匹配關(guān)系，阻值關(guān)系如何？寫出輸出uo與輸入us之間的關(guān)系式？假設(shè)Uc與us的波形如圖6b所示，請畫出在不接電容C的情況下uo的波形及接上電容C后uo的波形。〔12分〕當(dāng)Uc=“1〞時，V2導(dǎo)通，V1截止，，此時Us，UA同時加在N2的反向輸入端，當(dāng)不接電容C時當(dāng)Uc=“0〞時，V1導(dǎo)通，V2截止，UA=0，Us直接加在N2的反向輸入端，當(dāng)不接電容C時圖a圖b當(dāng)，時，圖a圖b假設(shè)Uc=“1〞，假設(shè)Uc=“0〞，圖a為不接電容C的情況下uo的波形；圖b為接電容C的情況下uo的波形。n/4分頻器二分頻器Uxn/2分頻器相對相位基準(zhǔn)移相脈沖門UcMs去數(shù)顯電路DFDG1DG3DG2Uxn/4分頻器二分頻器Uxn/2分頻器相對相位基準(zhǔn)移相脈沖門UcMs去數(shù)顯電路DFDG1DG3DG2UxUd&&SRDC&FxUdUX&&&&&UcUjUdDG1UcUjDG2DG3DG4DG5FXFXUj′Ud′RRCCUjUdUcUjUdUc圖7a圖7b答：圖中RC回路起到了設(shè)置門檻的作用。RC回路起延時作用。使Uj的上升滯后于Uj，Ud的上升滯后于Ud。當(dāng)Uj與Ud的相位差超過門檻時，有與相位差等寬的Ux脈沖輸出；假設(shè)Uj與Ud相位差很小，在Uj到達開門電壓以前，已經(jīng)翻轉(zhuǎn)，那么無法鑒別出Uj與Ud的相位差，無Ux輸出。通過RC參數(shù)選擇，可控制門檻的大小。1、當(dāng)Uj與Ud無相位差時Ux=“0〞，f0經(jīng)觸發(fā)器2分頻輸出，又因為Ux=“0〞，DG2輸出“1〞，翻開DG1門，使f0進入n/2分頻器，形成Ud輸出，輸出Uc作為方向參考信號。2、當(dāng)Uj與Ud有相位差時，Ux=“1〞，觸發(fā)器DF關(guān)閉當(dāng)滯后于時，F(xiàn)X=“0〞，那么DG2關(guān)閉，DG3翻開，f0通過DG3去