暖通与燃气数值化测量技术2007(3)

算电路。

主要器件：FX101、FX108 2-3-4 模拟乘除法器

电路由运放FX3140、双三极管5G9215及同轴电位器等构成。电路电阻宜选取精度为1%的金属膜电阻。 2-3-5 微分器

电路的输出电压是电路输入电压微分的常数倍。 电路主要器件：F007运放

设计时应注意电路参数的选取条件。 2-3-6 积分器

运放选用FX318高速运算放大器，电阻精度为0.1%时，可取得非常好的线性。该电路积分周期可短到1nS或长到1000S。

2-4 光电隔离电路

2-4-1 稳定的光电耦合器 2-4-2 直流光电耦合器 2-4-3 交流模拟光电耦合器 2-4-4 集成固态光电继电器 2-4-5光电式双向可控硅阵列驱动器 2-4-6 隔离式零电压开关 2-4-7光电式高速纸带读出器 2-4-8 数字传输隔离器 2-4-9 光发射机 2-4-10 光接收机

2-5 信号检测

2-5-1 高频检波器 2-5-2 高稳定峰值检波器 2-5-3 高速过零检波器 2-5-4 零交叉检测器 2-5-5 跟随型峰值检波器

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2-5-6 频率极限检波器 2-5-7 10位精度的鉴相器

2-6 滤波器

测量现场的电磁干扰问题 增加系统的信噪比（S/N） 滤波电路

2-6-1 滤波器分类

无源滤波器 有源滤波器

无源滤波器是指用无源器件如电感、电容和电阻组成的滤波器。

有源滤波器是利用放大器、电阻和电容组成的滤波器电路，在低频（1MHz）中使用，比无源滤波器有更优越的性能。

滤波器是频率选择电路，只允许通带内的频率通过，因此，按通带可分为低通、高通、带通、带阻（又叫陷波器）和全通（移相器）5类滤波器。 2-6-2 有源滤波器的设计

有源滤波器在测控系统中的应用极为广泛，首先从理论上对有源滤波器进行讨论。

一般有源滤波器的设计是根据所要求的幅频特性，寻找可实现的有理函数进行逼近设计。常用的逼近函数有：巴特奥斯函数（Butterworth）、车比雪夫（Chebyshev）函数和贝塞尔（Besel）函数等。 2-6-3 集成有源滤波器

常用的集成滤波器主要有“有源RC”滤波器和“开关电容”滤波器两种。 开关电容滤波器是一种新型的大规模集成电路，主要特点是用开关电容来代替电阻，利用这种方法可将一大类有源RC滤波器转换成开关电容滤波器。

2-7 信号发生器

2-7-1 钟脉冲发生器

2-7-2 输出200mA的方波发生器 2-7-3 锯齿波发生器

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2-7-4 正弦余弦信号发生器 2-7-5 三角波方波振荡器 2-7-6 阶梯波发生器

2-8 保护电路

2-8-1 过压保护电路 2-8-2 交流电子断路器 2-8-3 12nS高速断路器 2-8-3 低电压断路器 2-8-4 自动短路保护电路 2-8-5 电子过压短路器

2-9 电源电路

2-9-1具有温度稳定性的参考电压源

问题的提出：稳压二极管必须运用在产品说明书中所推荐的工作电流值上，才能有良好的温度稳定性，一般的参考电压源在改变输出电压时，工作电流会随之改变，所以就不能得到良好的温度稳定性。 参考电压源电路的核心器件：FX741

参考电压源电路的特点：工作电流不受输出电压变化的影响。 2-9-2温度系数和电压可变的参考电压源

核心器件：运算放大器F007

为了得到长时间稳定性，电路中所有的固定电阻要求是金属膜或线绕电阻。 电路特点：既可以调节输出电压值，又可以调节输出电压的温度系数，并且互相没有影响。

2-9-3 用单电源构成的稳定参考源

运算放大器F007

F007可采用正、负电源供电，可分别得到正、负参考电压输出。 2-9-4 高压稳压电源

稳定高压通常用高压晶体管，若用一个稳压二极管降压，则可以用耐压较低的晶体管。例如用60V耐压的晶体管去稳定250V输出电压，甚至可以用低压管去稳定2kV的电压。

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核心器件:运放F007 晶体管FG1008

稳压二极管2CW56、2DW143 2-9-5 开关稳压电源

具有短路和过载保护功能

电路组成：FW723、3AD30C、FG14等 2-9-6 自动控制的参考电压源

提供一个不随时间和温度变化的参考电压源。 电路由F007、FG13等构成

温度从0℃变化到75℃，电源电压变化±10%时，输出电压稳定在±7mV以内。

2-9-7 压控恒流源

受电压控制的电流源

匹配很好的晶体管（具有相同的β值）FG12和FG13、运放FX741 频率响应可做到1MHz。 思考题：

1、模拟信号为什么必须进行调制处理？信号调制有哪两种形式？ 2、模拟信号的调制主要包括哪几类电路？

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第三章 信号输入与采集

3-1 概述 输入通道 输出通道

测量系统核心任务：如何准确获取被测信号。

测控系统不可缺少的环节：对被控对象状态的测试和对控制条件的监视。

信号的输入/输出分类：一类是模拟量信号，另一类是开关量信号。

由于模拟量信号是连续变化信号，其信号幅度在任何时刻都有定义，因此，对其进行处理就较为复杂，在进行小信号放大、滤波和量化处理过程中需考虑对干扰信号的抑制、转换精度及线性等诸多因素，而这种信号是测控系统中最普遍、最常碰到的信号。例如：温度、湿度、流量、压力和亮度等。

开关量信号（开关量指信号的状态，其电平只有两种，即高电平或低电平），只需经放大、整形和电平转换等处理后就可直接送入计算机。开关信号包括：仪器仪表的BCD码、开关状态的闭全与断开、指示灯的亮和灭、继电器或接触器的吸合和释放、马达的启动和停止、可控硅的通和断、阀门的打开和关闭以及脉冲信号的计数和定时信号等等。

开关信号的共同特征：以二进制的逻辑“1”或“0”出现 开关信号的电气接口形式：TTL电平、DTL电平、COMOS电平以

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