第10章模拟控制电路
第10章《自测题、习题》参考答案
第10章 直流电源自测题填空题1．单相半波整流与桥式整流电路相比，输出波形脉动比较大的是 。
2．电容滤波电路的滤波电容越大，整流二极管的导通角越 ，流过二极管的冲击电流越 ，输出纹波电压越 ，输出直流电压值越 。
3．电容滤波电路中的电容器与负载 联，电感滤波电路中的电感器与负载 联。
电容滤波和电感滤波电路相比，带负载能力强的是 ，输出直流电压高的是 。
4．并联型稳压电路主要是利用 工作在 状态时，电流在较大范围内变化，管子两端的 基本保持不变来达到稳压的目的。
5．串联型稳压电路正常时，调整管工作在 状态，比较放大管工作在 状态，提供基准电压的稳压二极管工作在 状态。
6．在图10.4.4所示的串联型稳压电路中，要改变输出直流电压应调节 电路的 电阻，输出电压最大时应将 电阻调至 。
7．如题10.1.7图所示的电路，已知1240ΩR =，2480ΩR =。
（1）1R 上的电压为 V ，2R 上的电压为 V 。
（2）输出电压为 V ，输入电压最小应为 V 。
（3）电容1C 的作用是 ，电容2C 的作用是 。
8．串联型稳压电路的控制对象是调整管的 ，而开关型稳压电路是控制调整管的 。
9．串联型稳压电路与开关型稳压电路相比效率高的是 ，主要原因W7805 题10.1.7图是 。
答案：1．单相半波整流电路。
2．小，大，平滑，高。
3．并，串，电感滤波电路，电容滤波电路。
4．稳压二极管，反向击穿，电压。
5．放大，放大，反向击穿。
6．取样，可变，最下端。
7．5，10；15，18；减小纹波和防止自激振荡，抑制高频干扰（消除高频噪声）。
8．管压降，导通、截止时间的比例。
9．开关型稳压电路、开关型稳压电路的调整管工作在开关状态，功率损耗小。
选择题1．理想二极管在单相半波整流、电阻性负载中，其导通角为 。
A ．小于o 180；B ．等于o 180；C ．大于o 180；D ．等于o 360。
2．电感滤波电路常用在 的场合。
第10章汽车电路分析
3.顶杆式开关
顶杆式开关 凭借作用于顶杆 上的外力和内部 的弹簧力改变控 制触点的闭合和 断开，主要用作 门灯开关、机械 式制动灯开关、 倒车灯开关等。
图10-18 顶杆式开关
4.扳柄式开关
扳柄式开关常 用作转向灯开 关和顶灯开关。
5.翘板式开关
翘板式开关常用 作顶灯开关、雾 灯开关、危险信 号灯开关等，一 般带有指示板照 明灯，指示板上 有表示用途的图 形符号。
紫V
收音机、点烟器、电钟等辅助 系统
灰 Gr 各种辅助电气设备的电动机及 操纵系统
黑 B 搭铁线
有些电路图中，低压导 线上标注有符号。符号 由两部分组成：第一部 分是数字，表示导线的 截面积（mm 2）；第二 部分是英文字母，表示 导线的主色和辅助色 （即呈轴向条纹状或螺 旋状的颜色，图10-1）。 如1.5 RB表示截面积为 1.5 mm 2 、带有黑色条 纹的红色低压导线。
为便于检 查和更换熔断 器，常将汽车 上各电路的熔 断器集中安装 在一起，形成 熔断器盒。同 时，在熔断器 盒盖上注明各 熔断器的名称、 额定电流和位 置，并且用不 同的颜色来区 别熔断器的容 量。
图10-25 熔断器盒
图10-26一汽大众宝来轿车熔断器盒
图10-27 别克凯越轿车熔断器盒
2.易熔线
33
约300
易熔线比常见导线 柔软，长度一般为 50~200 mm，主 要用于保护电源电 路和大电流电路， 因此通常接在蓄电 池正极端或集中安 装在中央接线盒内。 易熔线不得捆扎在 线束内，也不得被 车内其他部件包裹。
图10-29 接在蓄电池正极端的易熔线
3.双金属电路断路器
双金属电路断路器（bimetallic circuit breaker）是利 用双金属片受热弯曲变形的特点工作的。双金属片用两片线 膨胀系数不同的金属材料制成，当负载电流超过限定值时双 金属片受热变形，使触点分开，切断电路。双金属电路断路 器按其能否自动复位分为一次作用式和多次作用式两种。
第10章AD及D
2.ADC 0809接口与应用
图10-2 是ADC0809与8031单片机的一种常用接口电路图。8路模拟量的变化范围在0～5V间，ADC0809的 EOC转换结束信号接803l的外部中断1上，803l通过地址线P2.0和读、写信号来控制转换器的模拟量输入通 道地址锁存、启动和输出允许。模拟输入通道地址A、B、C由P0.0～P0.2经锁存器提供。ADC0809时钟输 入由单片机ALE经2分频电路获得，若单片机时钟频率符合要求，也可不加2分频电路。
MOVX ＠DPTR，A ；启动A／D LP： JB P3.3，LP ；等待A／D转换结束
MOV DPTR，#0FF0lH ；A／D高8位数据口地址A0=0，R／ ＝l MOVX A，＠DPTR ；读高8位数据 MOV ＠Rl，A ；存入片内RAM
INC R1 MOV DPTR，#0FF03H ；低4位数据口地址A0=1，R/ =1 MOVX A，＠DPTR ；读低4位数据 MOV ＠R1，A ；存入片内RAM
ADC0809是28引脚DIP封装的芯片，各引脚功能如下： IN0～IN7（8条）：8路模拟量输入，用于输入被转换的模拟电压。 D7～D0为数字量输出。 A、B、C：模拟输入通道地址选择线，其8位编码分别对应IN0～IN7，用于选择IN7～IN0上哪一路模拟电压 送给比较器进行A/D转换。
ALE：地址锁存允许，高电平有效。由低至高电平的正跳变将通道地址锁存至地址锁存器，经译码后控制八路 模拟开关工作。
②查询方式 A/D转换芯片有表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此，可以用查询方式，软件测试EOC的
电工电子技术基础第十章
第二节 晶体三极管
不同的晶体管， 值不同，即电流的放大能力不同，一般为 20 ～ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义： 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化，当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ，就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见，晶体管是一个电流控制元件。
操作：调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
（1）直流电流分配关系：
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1．结构和符号
、发射区 三个区：集电区、基区 （1）结构： 两个PN 结：集电结、发射结 发射极：e 三个区对应引出三个极： 基极：b 集电极：c
第二节 晶体三极管
（2）放大状态 UBE 大于死区电压，IB > 0，集电极电流 IC 受 IB 控制，即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是：发射结正偏，集电结反偏， 即VC > VB > VE （NPN管，PNP管正好相反） 。
第二节 晶体三极管
第10章西门子S7-200PLC
四、工业通信网络
1．工业以太网 2．PROFIBUS现场总线 3．MPI多点接口通信 4．AS-i现场级通信 5．PPI通信 6．点对点自由通信
图10-1 SIMATIC S7通信网络
五、人机界面（HMI）硬件 六、SIMATIC S7工业软件 1．编程和工程工具 2．基于PC的控制软件 3．人机界面软件
某种意义上说，SIMATICＳ７ 系列ＰＬＣ代表了现代可编程序控 制器的方向。
第二节 S7-200 PLC的系统组成
S7-200系列可编程控制器作为西门子 SIMATIC PLC家族中的最小成员，以其 超小体积，灵活的配置，强大的内置功能， 在各个领域得到广泛的应用。S7-200可 提供四个不同配置的CPU：CPU221、 CPU222、CPU224、CPU226，外形见 图10-2，各CPU功能和技术参数见表101。
I0.3
M0.1
图中的最后3条指令结构的输出 形式，称为连续输出。
3) 触点并联指令O(Or)，ON(Or Not) O：常开触点并联连接。 ON：常闭触点并联连接。 O，ON指令应用于并联单个触点，紧接 在LD、LDN之后使用，可以连续使用。 O，ON指令的操作数为：I、Q、M、SM、 T、C、V、S。
这就是用图形符号表示的指令，它包括 三个基本形式以及一些连线。 (1)触点 代表逻辑“输入”条件，例如开 关、按钮、内部条件等。能量流仅在常开触点 闭合时通过。 (2)线圈 （ ）通常代表逻辑“输出”结果， 例如灯、接触器、中间寄存器、内部输出条件 等。当有能量流输入时才会有输出。 (3)盒(方框) 代表附加指令，例如定时器、 计数器或者数学运算指令等。当能量流 到 此框，就能执行一定的功能。
单片机原理与c51编程课件10第十章 模拟通道技术
11 A
10 B
9C
CD4051引脚图
7
一、数据采集系统的组成
（2）多路转换开关的扩展
当采样的通道比较多，可以将两个或两个以上的多路开关并联 起来，组成8×2或16×2的多路开关。下面以CD4051为例说明 多路开关的扩展方法。两个8路开关扩展成16路的多路开关的 方法。
{IN
模拟输入 （1 ~ 8） IN
保持模拟信号基本不变。
注：保持电容一般外接，其取值与采样频率和精度有关。 减小CH可提高采样频率，但会降低精度。
11
一、数据采集系统的组成
常用采样/保持器：随着大规模集成电路的发展，已生产 出各种各样的采样/保持器。如用于一般目的有AD582、 AD583 、 LF198/398 等 ； 用 于 高 速 的 有 THS-0025 、 THS-0060、THC-0030、THC-1500等；用于高分辨率 的有SHA1144、ADC1130等。
的频谱 f (t)的最高频率 F( j的) 两倍，即
max
s 2max
采样定理奠定了选择采样频率的理论基础，但对于 连续对象的离散控制，不易确定连续信号的最高频率。 因此，采样定理给出了选择频率的准则，在实际应用中 还要根据系统的实际情况综合考虑.。
10
一、数据采集系统的组成
（2）采样保持 采样保持电路：对变化的模拟信号快速采样，并在转换过程中
T型电阻网络
28
三、数/模转换
T型电阻网络D/A转换原理框图
VRE
IL3
IL2
IL1
IL0
D
C
B
T型电阻网络
F
R
I3 2R I2 2R I1 2R I0 2R
模拟电子技术)第10章直流电源
智能化与数字化控制
智能监控与管理
随着物联网和云计算技术的发展，直流电源的智能化监控与 管理已成为趋势。通过集成传感器和通信模块，实现电源状 态的实时监测和远程控制，提高电源管理的便捷性和效率。
数字化控制
数字化控制技术为直流电源提供了更加灵活和精确的控制方式。 通过采用数字信号处理器（DSP）或可编程逻辑控制器（PLC）， 实现对电源的参数调整、故障诊断和自动校准等功能。
类型
根据滤波效果的不同，可 分为电容滤波、电感滤波 和复合滤波。
稳压电路
作用
类型
保持输出电压的稳定，不受输入电压 和负载变化的影响。
根据稳压方式的不同，可分为串联型 稳压电路和并联型稳压电路。
工作原理
通过负反馈和比较电路，实时监测输 出电压的变化，并调整整流和滤波电 路的参数，以保持输出电压的稳定。
分布式直流电源系统的应用场景
分布式直流电源系统适用于对供电可靠性要求极高，负载电流变化大且需要扩展的场合， 如数据中心、通信基站等。Βιβλιοθήκη 03直流电源的基本组成
电源变压器
作用
将交流电转换为适合整流电路的 电压。
工作原理
利用电磁感应原理，通过改变输入 交流电的匝数比，实现电压的变换。
类型
根据使用需求，可选择不同的变压 器类型，如单相、三相变压器等。
高效率与高功率密度
高效能转换
随着电力电子技术的不断进步，直流电源的高效率转换已成为可能。通过采用 先进的拓扑结构和控制算法，提高电源的转换效率，减少能源浪费。
高功率密度
为了满足便携式设备和分布式电源系统的需求，直流电源需要具备更高的功率 密度。通过优化电路设计和材料选择，减小电源体积，提高单位体积的功率输 出。
模拟电子电路智慧树知到答案章节测试2023年吉林大学
第一章测试1.P型半导体带正电，N型半导体带负电。
A:对B:错答案:B2.PN结内的漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。
A:错B:对答案:B3.由于PN结交界面两边存在电位差，所以当把PN结两端短路时就有电流流过。
A:错B:对答案:A4.PN结外加反向电压，当电压绝对值增大时，空间电荷区变窄。
A:对B:错答案:B5.纯净的、结构完整的半导体称为本征半导体，掺入杂质后称杂质半导体。
A:对B:错答案:A第二章测试1.二极管的伏安特性曲线既描述了二极管正向特性和反向特性，又描述了二极管的反向击穿特性。
A:对B:错答案:A2.稳压二级管是一种特殊的二极管，它通常工作在反向击穿状态A:错B:对答案:B3.稳压二极管不允许工作在正向导通状态A:对B:错答案:B4.二极管的在交流等效为一个小电阻。
A:对B:错答案:A5.所有的二极管正向导通后压降都为0.7V。
A:对B:错答案:B第三章测试1.三极管工作于哪个区域与外加电压的情况有关。
A:对B:错答案:A2.测出某三极管的共基电流放大系数A:错B:对答案:A3.a小于1，表明该管子没有放大能力。
A:错B:对答案:A4.由于三极管的发射区和集电区的掺杂浓度不同，所以发射极和集电极互换后电流放大能力大大减小。
A:对B:错答案:A5.只要是硅三极管，无论是NPN还是PNP型，正常工作时，发射结的工作电压vBE都为0.7V左右。
A:错B:对答案:A第四章测试1.三小信号模型是交流下用线性电路代替非线性伏安特性的过程A:错B:对答案:B2.晶体管的输入电阻rbe是一个动态电阻，所以它与静态工作点无关A:对B:错答案:B3.在共射放大电路中，当负载电阻RL减小，电压放大倍数下降A:对B:错答案:A4.在共射放大电路中，当负载电阻RL减小，输出电阻也减小A:错B:对答案:A5.共集放大电路电压放大倍数小于1，所以不能实现功率放大A:对B:错答案:B6.共集放大电路的电压放大倍数接近于1，与负载RL是否接通关系不大A:对B:错答案:A7.常用的稳定静态工作点的方法有直流负反馈法和温度补偿法A:对B:错答案:A8.共基极放大电路不具备电流放大能力A:错B:对答案:B第五章测试1.场效应管通过电压控制实现信号放大的条件是工作在恒流区A:错B:对答案:B2.N沟道结型场效应管的vGS越负，iD越小，vGS不可为正A:对B:错答案:A3.场效应管是单极型电压控制器件，即使栅极电流为零，也可正常放大A:错B:对答案:B4.场效应管是电压控制器件，iD=gmvGS这是个线性方程，所以它是线性器件A:错B:对答案:A5.结型场效应管和增强型绝缘栅型场效应管的转移特性中都有饱和漏极电流IDSSA:错B:对答案:A第六章测试1.场效应管的栅极电流几乎等于零，所以场效应管放大电路的输入电阻通常很大A:对B:错答案:A2.共漏放大电路电压放大倍数总是小于1A:对B:错答案:A3.场效应管的跨导gm=IDQ/VGSQA:错B:对答案:A4.增强型绝缘栅场效应管可以采用自偏压电路A:对B:错答案:B5.共源放大电路不具备电压放大能力A:错B:对答案:A第七章测试1.如果要求各级静态工作点互不影响，可选用阻容耦合方式A:错B:对答案:B2.放大交流信号，只能采用阻容耦合方式或变压器耦合方式A:对B:错答案:B3.在三级放大电路中，已知各级电压增益分别是20dB、25dB、35dB，则三级放大电路总增益为80dB，折合为104倍A:错B:对答案:B4.单端输入差分放大电路的共模输入信号等于该输入端信号的一半A:错B:对答案:B5.差分放大电路的输出信号电压值等于差模电压放大倍数与差模输入电压的乘积。
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D2
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模拟电子技术基础
1 . 工作原理
Tr D4 – D1
输入电压
u1
–
+
+ u2
D3
D2 C
+
RL
+ uO
–
u2
O
π
2π
3π 4π ωt
(1) 当C=0时
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模拟电子技术基础
桥式整流电路
Tr D4 – D1
输入电压
u2
O π
u1
–
+
+ u2
D3 D2 RL
2π
3π 4π
ωt
+ uO
10.3.4
集成三端稳压器
1. 电路主要组成部分 (1) 串联反馈型线性稳压电路 (2) 高精度基准电压源 (3) 过流、过热保护等电路
2. 主要特点
(1) 工作可靠 (2) 外接元件少
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(3) 使用方便
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模拟电子技术基础
3. 外形图 78系列 1 —— 输入端 2 —— 公共端 79系列
模拟电子技术基础
2．电容滤波电路的外特性及主要参数估计 (1) 电容滤波电路的外特性
Tr uO C大 D4 – D1
u1
–
+
+ u2
D3
iO
+
D2 C
RL
+ uO
–
0.9U2
C小 C=0
O
iO
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模拟电子技术基础
外特性特点 a. 当 iO 一 定 时 ， C 越 小 ，
uO C大
UO(AV)越小，纹波越大。
+
R
+
UI
DZ UREF
+ A
UB T
R1 + RL RW UO
-
UF
R2
–
–
–
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模拟电子技术基础
4．调整管参数选取原则 (1) ICM≥IOmax (2) PCM≥ (3) ≥
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模拟电子技术基础
5．限流保护电路
T1
+ IB1 I C2
R
+ UR T2
保护电路
IO
+
UI
UB
I
3. 主要性能指标
u2
2U 2
(1) 整流输出直流电压 因为输出电压
O
ωt uO
2U 2
O
ωt
输出直流电压
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模拟电子技术基础
(2) 输出电压纹波因数 定义
式中 Uor —— 输出电压中各次谐波电压有效值的总和 UO —— 输出电压的平均值
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模拟电子技术基础
对于全波整流电路 由于
放电时间常数越大，θ越 小，冲击电流越大。
IDM
iD
i i iD1 D3 iD2D4
(5) 整流二极管的最高反向电压
O
ωt
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模拟电子技术基础
3．π型滤波电路 RC—π型滤波电路 LC—π型滤波电路
+ uI
+
R
C1 C2
+
+ RL uO
+ uI
+
L C1
C2
+
+
RL
uO
–
–
–
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模拟电子技术基础
10
直流稳压电源 10.1 概述
直流稳压电源的组成方框图
交流 电源
电源 变压器
整流 电路
波形图
O
O
O
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模拟电子技术基础
整流 电路
滤波 电路
稳压 电路
波形图
O
O
O
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模拟电子技术基础
10.2
1. 电路组成 a
Tr
单相整流及电容滤波电路
10.2.1 单相桥式整流电路
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模拟电子技术基础
2
b. 79系列
+ UI –
LM79
3
C1 1
0.33µ F
+ C2 C3 UO + 0.1µ 100µ F F –
C1 防止自激振荡 各电容器的作用 C2 减小高频干扰
C3 减小输出纹波和低频干扰
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模拟电子技术基础
8. 固定式三端稳压器的应用电路 a. 输出正、负电压的稳压电路
–
模拟电子技术基础
思考题
在图示电烙铁供电电路中，试分析以下几种情况各属 于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况下电烙铁 温度最低？为什么？ (1) S1、 S2均闭合;
S1 D1
S2
D2 + D4 UO C
(2) S1、 S2均分断;
(3) S1闭合、S2分断; ~220V (4) S1分断、 S2闭合。
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模拟电子技术基础
10.3.3 高精度基准电压源 1. 电路组成 + IO RC1 RC2 +
IC1
微电流源 UI T1
IC2
T2
T3
UREF 温度补 – 偿电路
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–
RE2
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模拟电子技术基础
2. 工作原理 图中 + IO RC1 RC2 +
IC1
UI T1
IC2
T2
T3
UREF –
– uO
输出电压波形
输出电压
O π 2π 3π 4π ωt
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模拟电子技术基础
(2) 当C≠0、RL=∞时
Tr
输入电压
u2
O π
D4
–
D1
2π
3π 4π
u1
–
+
+ u2
D3 D2 C +
ωt
+ uO
–
uO
O
ro 由于电容器的充电时间常数
π
2π
3π
4π ωt
输出电压波形
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模拟电子技术基础
O
ωt
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模拟电子技术基础
输入电压
二极管D1、D3电流
u2
2U 2
O
ωt
Tr
+ u1 –
a + u2 – b D3
D4
D1
iD1 iO + uO –
iD1 , iD3
2U 2 / RL
iD2 D2 RL
O
ωt
uD1 , uD3
O
2U 2
ωt
二极管D1、D3电压 上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(3) 当C≠0、RL ≠ ∞时
u2 Tr D4 – D1
O
输入电压
u1
–
+
+ u2
D3 D2 C + RL
π
2π
3π 4π
+ uO
–
ωt
uO , uC
ro 电容器的充电时间常数
O
π
2π
3π
4π
ωt
uO =uC u2
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输出电压
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模拟电子技术基础
输入电压
u2 Tr D4 – D1
O π
1
LM78 2
3
C1
1000µ + F
C2
0.1µ F
C3
100µ F
+
+ UO
C
0.33µ F
C1
C2
C3
100µ F
+
~
0.33µ F 0.1µ F 1 2 3 LM79
上页
– UO
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模拟电子技术基础
b . 提高输出电压 +
1
LM78
3 +
C1 UI –
IQ
2
+ – R1 R2
故
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模拟电子技术基础
Tr
+ u1 –
a + u2 – b D3
D4
D1
iD1 iO + uO –
iD2 D2 RL
(3) 整流二极管的正向平均电流
(4) 整流二极管的最高反向电压
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模拟电子技术基础
10.2.2
电容滤波电路
Tr
+ u1 _
+ u2 _
D4
D1 RL
+
C
uO
_
D3
T2 R1
UI
基准 UREF
I辅助
–g m + 误差放大器EA
T1
+ CO
UB1
IB1 R2
RL
UO
–
+
UF
+
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+
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模拟电子技术基础
思考题 1. 指出图示稳压电路中的错误，说明原因并改正之。
R + uI D1 D4 D2 C D3 DZ + RL UO -
-
2. 串联型稳压电路主要由哪四部分组成？简述各部分 的主要作用及电路的稳压原理。
电 烙 铁