1、1试题三答案一、图 1 是同相输入高共模抑制比差动放大电路。由电路可得， 1i21o)(uRu4o2i3i1oRu所以 1i34122i34o )()( uuu因输入共模电压 uic=(ui1 +ui2 ) / 2， 输入差模电压 uid = ui2u i1 ，可将上式改写为id314234ic3142o )()( uRuRu为了获得零共模增益，上式等号右边第一项必须为零，可取 Rf3421此时，电路的差动闭环增益为RKf1d这种电路采用了二个同相输入的运算放大器，因而具有极高的输入阻抗。二、图 2 是一种由集成运算放大器构成的全波精密检波电路。在调幅波 us 为正+ us半波整流器 低通滤波
2、器+usi1CR4uoR1R2R2R3VD1VD2+ u i-+N1-+N2R3+uA+uA2的半周期，由于运算放大器 N1 的倒相作用，N 1 输出低电平，因此 VD1 导通、VD2 截止，A 点接近于虚地， uA0。在 us 的负半周，有 uA 输出。若集成运算放大器的输入阻抗远大于 R2，则 i- i1 。按图上所标注的极性，可写出下列方程组： 1s1s iRuius2iAAsduK其中 Kd 为 N1 的开环放大倍数。解以上联立方程组得到 uRuRuA)1()1( 2d2d21s 通常，N 1 的开环放大倍数 Kd 很大，这时上式可简化为： AuR21s或 s12A二极管的死区和非线性
3、不影响检波输出。图中加入 VD1 反馈回路一是为了防止在 us 的正半周期因 VD2 截止而使运放处于开环状态而进入饱和，另一方面也使 us 在两个半周期负载基本对称。图中N2 与 R3、R 4、C 等构成低通滤波器。对于低频信号电容 C 接近开路，滤波器的增益为- R4/R3。对于载波频率信号电容 C 接近短路，它使高频信号受到抑制。因为电容 C 的左端接虚地，电容 C 上的充电电压不会影响二极管 VD2 的通断，这种检波器属于平均值检波器。为了构成全波精密检波电路需要将 us 通过 与 uA 相加，图 2 中 N2 组成相3R加放大器，取 。在不加电容器 C 时，N 2 的输出为：32R
4、)(s34ouRuA3三、图 3 是脉宽调制电路。靠稳压管 VS 将输出电压 uo 稳定在 。若输出电压rU为 ，则它通过 VD2 和 RP1+RP3 向电容 C 充电，当电容 C 上的充电电压rU时其中 ，N 的状态翻转，使 。 通过 VD1 和cFu)/(434 rorRP1+RP2 对电容 C 反向充电，当电容 C 上的充电电压 时，N 再次翻转，rcFu使 。这样就构成一个在 间来回振荡的多谐振荡器。由于在两个半周期rorU通过不同的电阻通道向电容充电，那么两半周期充电时间常数不同，从而输出信号的占空比也随两支充电回路的阻值而变化。图 3 中 RP2、R P3 为差动电阻传感器的两臂，
5、R P2+RP3 为一常量，输出信号的频率不随被测量值变化，而它的占空比随 RP2、R P3 的值变化，即输出信号的脉宽受被测信号调制。四、图 4 是一种基于 双 T 网络的二阶带阻滤波电路，为使其传递函数为C2002p)/()(sQsKH双 T 网络必须具有平衡式结构， ，或RCCR12312123()= / ， = / 。一般实用时，电容取值为 ，R312C312 C32/在上述条件下，滤波器参数为 RKffp1012C12f20)(RKRQ五、图 5 是参数独立可调 PID 调节器电路，所有的参数都可以独立地调整。由于 R1 很小，可忽略不计，它的复放大倍数为 ID3PRR1j1CA调节
6、数据为4IID3P21,21, RCfRCfRA电路的调整和校准如下。首先，闭合开关 S，使积分电容 CI 充分放电；调整，使微分器无输出，此时电路相当于纯比例调节器。然后在输入端加入0DR方波信号，调节 RP，使 AP 从零逐渐增大，直到产生如下图上方曲线所示的有轻度衰减的振荡，这相当于无微分环节时，相位裕度 。再通过逐步增加15RD 来降低微分临界频率 fD，使其从无穷大下降，直到出现下图中下部曲线。最后，调节偏差 W-X 的过渡状态，这时断开开关 S，调节 RI 使积分临界频率 fI 增加，直到过渡状态持续时间最小。六、图 6 是高速采样/保持电路。在采样期间，U c 为正，V 与 V2 导通，V 1 截止。V 2 的导通将使 V 和 C 置于 N1 的闭环回路中，C 上的电压将等于输入电压而不受 V 的导通电阻的影响，另外，由于 N1 反相端的偏置电流和 V1 的漏电流都很小，V 2 导通电阻的压降极小，其影响可以略去不计，所以 C 上的电压仍能非常精确地等于 N1 反相端的电压。由于 N2 未在反馈回路中，虽然 N2 使电路工作速度得以提高，但它的漂移和共模误差在采样期间得不到校正，使采样误差增大。在保持期，V、V 2 截止。除了 V 外，V 2 也将产生漏电流。所以保持精度较差。电路的速度提高是靠牺牲精度换来的。
