测控电路课后答案（张国雄 - 第四版）(5)

A B

A B

A B

A' Uo1 Uo2

图X7-1

A

B

A' Uo1 Uo2

可见，当A导前B 90?时，Uo1有输出，Uo2无输出，当B导前A 90?时，Uo1无输出，Uo2有输出，实现辨向。

7-2 参照图7-6电阻链五倍频细分电路的原理，设计一电阻链二倍

频细分电路。

该电阻链二倍频细分电路如图X7-2所示，其输出A、B为相位差90°的二路信号，它们的频率是输入信号频率的二倍。

12kΩ 18kΩ Esinωt 0o ∞ - + + N ∞ - + + N ∞ - + + N ∞ - + + N 1 = 1 3 2 = 1 4 B1 A 45o 18kΩ 90o 18kΩ Ecosωt 12kΩ 135o -Esinωt

18kΩ UR 图X7-2

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7-3 若测得待细分的正余弦信号某时刻值为u1=2.65V, u2=-1.33V，

采用微机对信号进行200细分，请判别其所属卦限，并求出对应的?值和k值。

某时刻正弦信号值为u1=2.65V, 余弦信号值为 u2=-1.33V，根据两信号的极性（u1为+、u2为-）和绝对值大小（|u1|〉|u2|），可判别出信号在3卦限。

由于对信号进行200细分，因此在一个卦限内，需实现25细分。在3卦限用|ctg?|

ctg??Acos?Asin??u2u1?1.33 2.65求它的arctan,得到?=26.65°，由于26.65°/1.8°=14.81，所以k=65。

7-4 在图7-9所示只读存储器256细分电路中，请计算第A000(十

六进制)单元的存储值。

A000(十六进制)对应的二进制为1010000000000000，即X=10100000、Y=00000000，对应十进制X=160、Y=0， 由下式

??2π?arctgY?128X?128(X?128,Y?128)可得θ=284°，284°×（256/360°）=201.96，取整为202，对应的二进制为11001010。

因此，A000(十六进制)单元的存储值为11001010，对应十进制为202。

7-5 在图7-14a所示鉴相电路中为什么要设置门槛，门槛电路是如

何工作的？

鉴相电路若没有设置门槛，会有在平衡点附近振摆跟踪的问题。鉴相电路设置门槛（见图7-14a），只是在鉴相电路中加有两个RC延时回路起门槛的作用。在Uj超前时（见图7-14b），只有DG1有可能输出低电平、Uj?的上升要滞后于Uj的上升。若Uj与Ud的相位差很小，在Uj?到达开门电平前，Ud已经上跳，就不会形成Ux为高电平的相位差信号，当Uj滞后Ud时（图7-14c），只有DG2有可能输出低电平, Ud?是Ud的延时信号，也可起门槛作用。调节电阻R和电容C可改变门槛的大小。

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7-6 请说明图7-19中用sinA?+cosA?tgB?代替sin?d=sin(A?+B?)，

用cosA?-sinA?tgB?代替cos?d=cos(A?+B?)，为什么不会带来显著误差？

图7-19中把180?的相位角先按?=18?等分为10份，再把18?按?=1.8?等分为10份，则?d＝A?＋B?。A、B为0～9的整数。可写出

sin?d=sin(A?+B?)=cosB?(sinA?+cosA?tgB?) cos?d=cos(A?+B?)=cosB?(cosA?-sinA?tgB?)

因为B?=(0～9）?1.8?=0?～16.2?，cosB?=1～0.963。正余弦激磁电压同时增大不影响平衡位置，故可近似取 sin?d?sinA?+cosA?tgB?， cos?d?cosA?-sinA?tgB? 。

7-7 请比较相位跟踪细分、幅值跟踪细分和脉冲调宽型幅值跟踪细

分的优缺点。

相位跟踪细分常用于感应同步器和光栅的细分，由于在一个载波周期仅有一次比相，因此对测量速度有一定的限制。相位跟踪细分电路较简单。

幅值跟踪细分主要应用于鉴幅型感应同步器仪器。感应同步器是闭环系统的组成部分，因而幅值跟踪系统实现了全闭环，而相位跟踪系统只实现半闭环（感应同步器在环外），这使幅值跟踪系统具有更高的精度和更好的抗干扰性能。电路中函数变压器受温度、湿度影响小、不易老化，稳定性好，但工艺复杂，技术要求高，体积重量大，也可采用集成电路的乘法型D/A转换器代替函数变压器。幅值跟踪细分比相位跟踪系统允许更高的移动速度。但电路较复杂。

脉冲调宽型幅值跟踪细分也是一种幅值跟踪细分系统，只是用数字式可调脉宽函数发生器代替上一系统中的函数变压器和切换计数器。因此保留了幅值跟踪系统的优点，系统有高精度和高抗干扰能力。数字式脉宽函数发生器体积小、重量轻、易于生产，有高的细分数，且有高的跟踪能力。数字电路可以灵活地根据测速改变跟踪速度。军用的高速动态测量系统多采用具有高速数字跟踪能力的脉冲调宽方案，它有位置、速度甚至加速度跟踪能力。当然，电路相当复杂。

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第八章 逻辑控制电路

8-1 已知某直流电磁阀的驱动电流为6A，用2mA的标准TTL电平实

施控制，试设计一合适的驱动电路。 按照图X8-1组成电路：其中场效应晶体管 + EC V1采用IRF640，耐压200(V)，极限工作电

流15(A)；泄流二极管VD需耐压200(V)， ZL IL VD 极限工作电流10(A)；箝位二极管VS的箝

位电压为6.8(V)，极限工作电流100(mA)R1 ； V1 电阻R1为510(?)，电源Ec按照直流电磁阀 Ui 的要求取定。 VS

图X8-1

8-2 若图8-4中的负载ZL是电阻加热器，应在电路中做何改动以便

实现不同加热速度的给定？

改动后的电路如图X8-2所示。Ui为控制加热开始和停止的电平信号。Us则为5kHz的矩形波。通过改变Us的占空比，可控制V1的导通角，从而实现不同加热速度的给定。

E P1 R1 VD R2 e 4N25 Ui 4N25 US P2 R7

图X8-2 R6 VS V2 R3 b2 A V1 1 SCR b1 K C1 R4 R5 ZL IL ~ u

8-3 图8-9的电路应如何改动，才能使图8-6中的电源控制信号发挥作用？

改动后的电路如图所示。增加正与门D5，Us为实现电源控制的电平信号。当Us为高电平时，D5的输出由步进脉冲信号Ui控制；当Us为低电平时，D5的输出为低电平，强制V1与V２截止，步进电动机

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各绕组电流为零。

+5V +80V 光耦合器 R4 D1 R3 Up D Q Uq VD3 C1 V1 R VD1 R1 N D3 UR ? & +12V L IL R2 N R5 RL Ui & D5 1 D4 V2 Us VD2 GND R6 VD4 图X8-38-4 试设计一完整的三相步进电动机驱动电路。

采用3个题8-3图所示的电路单元，并配置相应的环行分配器电路，即可实现对三相步进电动机的驱动。基本电路如图所示，其中Up为斩波信号，Ui为步进脉冲信号，Ud为旋转方向控制信号，Us为电

Up 50kHz振荡器 +A 功率驱动电路A ?A Ui 光耦合器 环行 +B Ud 光耦合器 分配器 功率驱动电路B ?B 电动机 Us 光耦合器 +C 功率驱动电路C ?C AC-DC电源 图X8-4源控制信号。

8-5 试采用PAL16R4器件，设计一个可用于三相步进电机1-2分配方式（即三相六拍）的环行脉冲分配器。

三相步进电动机1-2分配方式环行分配器的输出信号步序应如表8-1所列，其状态真值表则如表X8-2所列，对应的卡诺图如图X8-5所示。 因此有

Q0n?1?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n

?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ1n?DQ2n Q1n?1?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n?DQ2nQ1nQ0n

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