2023年机电接口技术期末学习复习资料.doc

<p>《机电接口技术》学习复习指导（开放教育本科）

第一部分 &nbsp;课程考核说明
1．考核目的
考核学生对集成稳压电源、信号解决电路、常用功率器件及直流电机、交流电机和步进电机的驱动接口等基础知识的掌握和简朴典型接口分析与设计的能力。
2．考核方式
笔试闭卷。
3、合用范围、教材
本课程期末复习指导合用范围为开放教育本科机械设计制造及其自动化专业的选修课程。
考试命题的教材是由王岚主编，中央广播电视大学出版社《机电接口技术》教材（2023年7月第1版）。
4．命题依据
本课程的命题依据是《机电接口技术》课程的教学大纲、教材、实行意见。
5．考试规定
本课程的考试重点涉及基本知识和应用能力两个方面，重要考核学生对集成稳压电源、信号解决电路、常用功率器件及直流电机、交流电机和步进电机的驱动接口等基础知识的掌握和简朴典型接口分析与设计的能力。
6．考题类型及比重
考题类型及分数比重大体为：填空题(20%)；选择题(15%)；简答题（24%）；综合应用题（41%）。

第二部分 &nbsp;期末复习指导
第一章 &nbsp;绪论
一、重点名词
机电接口技术
二、纯熟掌握
机电接口技术的作用。

第一章 &nbsp;典型直流集成稳压电源及抗干扰技术
一、重点掌握
1、集成稳压器的极限参数、工作参数、集成稳压器的质量参数。
2．固定型正电压输出稳压电路——7800系列的引脚功能和应用。
3、固定型负电压输出稳压电路——7900系列的引脚功能和应用。
4、计算机控制系统的接地方法。
二、一般掌握
1、三端可调型正电压输出稳压电路——317系列的引脚功能和应用。
2、三端可调负电压输出稳压电路——337系列的引脚功能和应用。
3、DC/DC隔离电源、基准电源。地线系统、干扰来源及抗干扰设计。

第二章 &nbsp;信号解决电路
一、重点掌握
1、比例放大器、加、减法器、差动放大器的电路原理及其应用。
2、模拟电压比较器的特性参数。
3、过零比较器、电平检测器、窗口比较器、回差电压比较器及区域比较器的电路原理及其应用。
二、一般掌握
绝对值检测电路原理及如何改善绝对值电路的性能。电压--电流变换器的原理及应用。

第三章 &nbsp;信号隔离电路
一、重点掌握
1、信号隔离的意义、原理和分类。
2、光电隔离、继电器的使用方法。
二、一般掌握
模拟量的隔离方法：电磁隔离放大器、线性光电隔离放大器。

第四章 &nbsp;调节器和滤波器电路
一、重点掌握
1、PID运算电路、有源滤波器的分类和特点。
2、一阶有源滤波器电路原理及其应用。
二、一般掌握
二阶有源滤波器电路原理及其应用。

第五章 &nbsp;功率驱动电路
一、重点掌握
1、晶闸管的原理和特性。
2、晶体管的原理和特性。
3、发光二极管、光电耦合器、继电器和晶闸管的驱动方法。
二、一般掌握
发光二极管、光电耦合器、继电器和晶闸管的驱动接口的应用设计。

第六章 &nbsp;直流电动机的驱动与控制
一、重点掌握
1、直流电机的结构组成、作用及工作原理。
2、直流电机的基本控制电路的原理。
3、LM3524、L297、L298和L292电机控制芯片的引脚功能。
二、一般掌握
LM3524、L297、L298和L292电机控制芯片的应用。

第七章 &nbsp;步进电机的驱动与控制
一、重点掌握
1、步进电机的结构组成、作用及工作原理。
2、步进电机的单电压、双电压和斩波功率放大电路。
3、三相步进电机的控制：环行分派器、电机控制器3717。
4、三相异步电动机的结构和工作原理，SPWM的基本思想。
二、一般掌握
1、步进电机的特点和重要技术性能指标。两相步进电机控制器L297的应用。
2、SLE4520三相可编程脉宽调制器的引脚功能及应用。

第三部分 &nbsp; &nbsp;综合练习题

一、填空题
1、集成稳压器最大输入电压，是指 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 电压值。
2、电压调整率SV反映器件在 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的能力。
3、固态继电器内部一般有 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的漏电流，因此不宜直接控制小功率的负载。
4、在使用晶闸管的控制电路中，过零触发是指规定晶闸管在电源电压 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
或 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 时触发晶闸管，以减少晶闸管导通时对电源的影响。
5、PID控制就是对偏差信号e(t)进行 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;运算变换后形成的一种控制规律。
6、直流电动机是一种将直流电转换为机械能的装置，由 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;和
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;两大部分组成。它的最大优点是调速性能好，可以在宽广的范围内实现 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。
7、功率场场效应晶体管常用的驱动方式有TTL驱动、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。
8、步进电机的环形分派器的输出既是周期的，又是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。
9、LM3524是开关电源PWM控制集成电路，它事实上是一个 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;变换器，其脉冲宽度与 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 成正比。
10、按照使用场合的不同可选择不同的电动机，在伺服控制中常采用 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;电动机，在动力控制中常使用 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;电动机。
11、七段LED显示器又称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;，是由 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;组成的一个阵列。
12、高频电路应______________接地，低频电路应______________接地。
13、解决过压、欠压的重要方法是使用______________和电源调节器。
14、一般情况下，解决空间干扰的措施有______________、______________ 、滤波和隔离。
15、抱负的基准电压电路的______________是恒定的。
16、根据受光元件不同，光电耦合器可分为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 输出型和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 输出型两种类型。
17、使用固态继电器时，切忌将负载两端 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，以避免导致永久性损坏。
18、在机电系统中，为了克制过程通道的干扰，常用的隔离方式有 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;、继电器隔离、
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 和隔离放大器隔离等。
19、单向晶闸管又称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，它的最大特点是有 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;两种稳定状态。
20、直流电动机的机械特性是指电动机的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;与 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;之间的关系。
21、L298芯片是一种高压(可达46V)、大电流（可达2A）的双H桥式驱动器，能驱动 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 、
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 和步进电动机等电感性负载。
22、改变电动机电枢电压是常用的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 电动机的调速方法
23、电流调整率SI反映器件在 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的能力。
24、干扰的来源有 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。
25、截止频率也称为转折频率，它是频率特性下降 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;那一点所相应的频率。通带增益是指选通的频率中，滤波器的电压 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。
26、脉宽调制变换电路是采用 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 调制的一种直流斩波器。它有 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;两类。
27、抱负集成运算放大器的重要技术指标为：共模克制比为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ；输入偏置电流为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。
28、单向晶闸管又称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;，可以把它理解成由一个 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 晶体管和一个 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 晶体管结合而成。
29、发光二极管简称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;，是一种将电能转变成 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的半导体器件。
30、改变电动机电枢电压是常用的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;电动机的调速方法。
31、步进电机可以将输入的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 信号转换成相应的角位移或直线位移。
32、按照使用场合的不同可选择不同的电动机，在伺服控制中常采用 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;电动机，在动力控制中常使用 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 电动机。

二、选择题
1、抱负的基准电压电路的输出电压是（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）。
A、恒定的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、变化的 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、+5V &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、0V
2、抱负集成运算放大器的重要技术指标共模克制比为（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;）。
A、0 &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、+∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、-∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、5
3、截止频率是频率特性下降（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）那一点所相应的频率。
A、2dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、3dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、4dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、6dB
4、以下说法哪项不对的？（ &nbsp; &nbsp; ）
A．光电耦合器是电流输出型器件，不受输出端工作电压影响
B．光电耦合器可以隔离两个系统地线的作用，使两个系统的电源互相独立
C． 光电耦合器被隔离的输出端通道两侧必须单独使用各自的电源
D．光电耦合器的发光二极管是电压驱动器件
5、集成稳压器7915的输出电压为（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）。
A．15V 　B．12V 　　C．–15V　 D．79 V
6、有源滤波器的有源元件是（ &nbsp; &nbsp; ）。
A．运算放大器 &nbsp; &nbsp; &nbsp;B．电阻 &nbsp; 　C．电感 &nbsp; &nbsp; &nbsp; D．电容
7、下列哪项不是比例调节器所起的作用（ &nbsp; &nbsp; ）。
A．加快系统的响应速度 &nbsp; &nbsp; B．消除系统的稳态误差 　
C．克制干扰 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;D．减少偏差
8、截止频率是频率特性下降（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）那一点所相应的频率。
A、2dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、3dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、4dB &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、6dB
9、抱负集成运算放大器的重要技术指标输入偏置电流为（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;）。
A、+∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、-∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、5 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、0
10、下面叙述不对的的有（ &nbsp; &nbsp; ）。
A．交流地与信号地不能共用
B．模拟地是指传感器的地
C．浮地重要用于对电场的屏蔽
D．高电平线和低电平线不要走同一条电缆
11、抱负集成运算放大器的重要技术指标开环输出电阻为（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;）。
A、0 &nbsp; &nbsp; &nbsp; B、+∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; C、-∞ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; D、5
12、AD580能提供（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）的基准电压。
A．1.5V 　B．2.5V 　　C．–1.5V　 D．–2.5V
13、表征集成运算放大器带负载的能力的参数是（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;）。
A．最大输出电压幅度 &nbsp; &nbsp;B．开环输出电阻
C．输出短路电流 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;D．最大输出电流幅度
14、集成稳压器7915的输出电压为（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;）。
A．15V 　 &nbsp;B．79 V &nbsp;　　C．12V　 &nbsp; &nbsp; D．–15V
15、在以下哪些场合需使用隔离放大器？（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）
A．测量处在高共模电压下的低电平信号 &nbsp; &nbsp;
B．需消除由于对信号源地网络的干扰所引起的测量误差
C．对数字信号的隔离
D． 保护应用系统电路不致因输入端或输出端大的共模电压导致损坏
○—○—○—
三、简答题
1、什么是工作参数？说出重要的工作参数。
2、频带宽度是如何定义的？
3、图1所示为L297的引脚图，说明其引脚10、11、17、18、19的功能。

4、三相步进电机的工作方式哪几种？其中“单”、“双”、“拍”各是什么意思
5、接地的目的是什么？
6、什么叫固态继电器？它有哪些分类？
7、为什么要对信号进行隔离？信号隔离常采用什么方法？
8、图1所示为L297的引脚图，说明其引脚10、11、17、18、19的功能。

&nbsp;
9、什么低通滤波器，及增益、通带、阻带？
10、单向晶闸管的导通条件和关断条件各是什么？
○—○—○—
四、综合题
1、试设计电路使其实现运算。
2、电路如图2所示，求uo。

3、写出图3的传递函数。

图3

4、求出图2所示电路与、、之间的运算关系。

图2
5、电路如图3所示，求uo。

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;

6、已知有制动作用的不可逆PWM变换电路如图4所示，分析当电动机负载较轻时电路的工作原理，画出电流波形。

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 图4

7、○—○—○—
图2所示为反相比例放大器的电路图，若=5v，=200KΩ，=200KΩ，试求，及的值。

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;

8. 用7805设计一个输出电压为+10V的稳压电路。</p>