测控电路第五版李醒飞第五章习题答案.docVIP

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2024-11-22 发布于江西
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测控电路第五版李醒飞第五章习题答案.doc

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学习资料

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学习资料

信号运算电路

5-1推导题图5-43中各运放输出电压，假设各运放均为理想运放。

(a)该电路为同相比例电路，故输出为：

(b)该电路为反相比例放大电路，于是输出为：

(c)设第一级运放的输出为，由第一级运放电路为反相比例电路可知：

后一级电路中，由虚断虚短可知，，则有：

于是解得：

(d)设第一级运放的输出为，由第一级运放电路为同相比例电路可知：

后一级电路中，由虚断虚短可知，，则有：

于是解得：

Rui7ui8u-

ui7

ui8

∞

ui6

∞

ui3

ui4

∞

ui2

ui1

ui5

图X5-1

5-3由理想放大器构成的反向求和电路如图5-44所示。

推导其输入与输出间的函数关系；

如果有、、、、，输入的范围是0到4V，确定输出的变化范围，并画出与输入的变化曲线。

由运放的虚断虚短特性可知，则有：

于是有：

将已知数据带入得到表达式：

函数曲线可自行绘制。

5-4理想运放构成图5-45a所示电路，其中、、。图5-54b为输入信号波形，分别画出和的输出波形。

前一级电路是一个微分电路，故

输入已知，故曲线易绘制如图X5-2所示。

0.5

.5O

t/s

Uo1/V

-0.5

图X5-2

后一级电路是一个积分电路，故?

则曲线绘制如图X5-3所示。

.5O

t/s

Uo/V

图X5-3

5-5理想运算放大器构成图5-46所示电路，推导输入/输出关系，并说明电路作用。

该电路为差分放大电路，故输出为：（具体推导过程可参考教材）

该电路为差分放大电路，可有效抑制电路中的共模信号，有较大的共模抑制比

5-6理想单电源运算放大器作为线路放大器使用时，经常需要用减法器电路，实现电平迁移，如图5-47所示为一理想运算放大器构成的电平迁移电路，试推导其输入/输出关系。

该电路为差分放大电路，故电路的输出为：

5-7图5-48为图5-47所示的一种实用电路，根据电路所示参数，推导输入/输出关系，完成运算，求其系数m、b?

由：

可得：

由

可得：

由以上可得：

5-8图5-49为Pt100铂电阻的三线测温线路，TL431为2.5V的精密电压基准源，试分析线路工作原理，推导出与Pt100的关系，当Pt100电阻值从100Ω到178.5Ω变化时，对应温度变化0到200℃，要求线路输出0到2V的电压输出，说明和的作用。如何调整线路输出零点和满度？

TL431提供电压源，Rp1所在电路提供运放的正相输入电压。根据运放特性得到(2.5-U+)/2.4k=（U+-Uo1）/Rt式中的U+可以通过调节Rp1进行调整。之后Uo1接一个反相放大器，得到最终的输出。

通过上述分析，通过调节Rp1可以调节输出的零点，而调节Rp2则可以调节输出的饱和度。

5-9如何利用乘法器构成立方运算电路？

图X5-4

如图X5-4所示，首先经过一个对数电路，然后经过一个比例放大电路，最后接一个指数运算电路，即可完成立方运算电路。

5-10将正弦信号加到图5-50电路中，试分析电路的输出，并画出其波形。

15V

-15V

图X5-5输入信号波形

-UZ

图X5-6输出信号波形

5-11在图5-35所示的调节器电路中为什么需要采用电平移动电路？

调节器之所以要电平移位电路，是为了不要因为单电源而限制了输出，为了满足放大器的共模电压范围的要求，解决输出的直流偏置问题。

5-12试说明图5-35中输入指示和给定指示中两个电流表的工作原理。

输入显示：利用开关S5可以选择输入信号。当S5打下时，输入信号为以0V为基准的DC1~5V信号。当S5往上打时，则输入信号通过VS和电位器稳压在3V左右（在这一情况下，可配合开关S7进行标定功能）。但无论S5开关朝向，它们都送到N5的差动输入端，然后面板上的电表A1指示输入值。

给定显示：调节器的输入信号与给定信号均是以0V为基准的DC1~5V信号；利用开关S6可以选择内或外给定信号。在接外给定信号时，给定信号为DC4~20mA电流信号IR，通过250Ω精密电阻RR转换为DC1~5V信号。在接内给定信号时，给定信号由稳压管VS上取出6V的基准电压，经电位器RPS分压后形成DC1~5V信号。无论采用内、外给定信号，它们都送到N6的差动输入端，然后面板上的电表A2指示给定值。在