北京交通大学 测控电路限选课作业答案.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————北京交通大学测控电路限选课作业答案 1. 测控电路的作用传感器的输出信号一般很微弱, 还可能伴随着各种噪声, 需要用测控电路将它放大, 剔除噪声、选取有用信号, 按照测量与控制功能的要求, 进行所需演算、处理与变换, 输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中,电路是最灵活的部分,它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用, 测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。 2 举例说明测量与控制技术在生活中的广泛应用。为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件, 机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。为了炼出所需规格的钢材,除了严格按配方配料外, 还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。为了做到这些, 必须对机器的运行状态进行精确检测, 当发现它偏离规定要求, 或有偏离规定要求的倾向时, 控制它, 使它按规定的要求运行。计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案, 而这依赖于光刻的精确重复定位,依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行,都需要靠精密测量与控制保证它们轨道的准确性。一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器, 对点火时间、燃油喷射、------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————空气燃料比、防滑、防碰撞等进行控制。微波炉、照相机、复印机等中也都装有不同数量的传感器, 通过测量与控制使其能圆满地完成规定的功能。 3. 查找 AD277 变压器耦合隔离放大器的资料,分析他的工作原理。如图所示,其前后级各由高性能运算放大器 N1 N2 构成,前级由浮置电源供电,并输出浮置电压(正负 15V )可供传感器使用。 N1 的3、4 端为差动输入端, 6、 7、8 端为零位调整端, 2 端是 N1 的输出端,为构成各种反馈放大时使用。输出级 N2 的反相端有 100K? 电阻,在增益调整引脚 12 与输出引脚 10 之间外接不同阻值的电阻,可得到不同的闭环增益。 13 端的 1M? 电阻用于调整零点误差,如不需要调零,应将 13 引脚接地以减小干扰------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————的影响。 14、 15和 16 引脚为外加正负直流稳压电源端,其中 16引脚是公共端,且与 N2 的同相端 11 引脚相连接,构成输出级的地。 AD277 隔离放大器的输出与输入级靠变压器耦合。 4. 上网查阅集成运放的资料, 比较二运放仪表放大器、三运放仪表放大器的不同特点。仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。仪表放大器把关键元件集成在放大器内部, 其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点, 使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。仪表放大器是一种-1- 具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件, 具有差分输出和相对参考端的单端输出。与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定, 而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。仪表放大器的 2 个差分输入端施加输入信号, 其增益即可由内部预置, 也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻预置。仪表放大器把关键元件集成在放大器内部其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————二运放仪