电子测量与仪器 宋悦孝 主编bwus.docx

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1、高等职业业教育电电子信息息贯通制制教材（电子技术专业）电子测量量与仪器器电子教学学资料宋悦孝 主编Publlishhingg Hoousee off Ellecttronnicss Inndusstryy北京BEEIJIING前 言为了配合合电子子测量与与仪器课课程的教教学，体体现教材材的编写写特色，更更好地为为读者服服务，编编写本教学资资料。教教学资料料内容包包括三个个部分：第一部分分是教学学指南，包包括课程程性质与与任务、课课程内容容和要求求、教学学建议、教教学时间间分配。第二部分分是习题题答案，给给出了多多数习题题的详细细解答过过程。第三部分分是电子子教案，采采用PoowerrPoiin

2、t课课件形式式。教师师可以根根据不同同的教学学要求按按需选取取和重新新组合。限于编著著者水平平，教学学资料中中有错误误或不妥妥之处，敬请读者给予批评指正。编 者20033年122月电子测测量与仪仪器教教学指南南一、课程程的性质质与任务务电子测测量与仪仪器是是电子与与信息技技术类专专业及相相近专业业的一门门必修技技术课。主主要介绍绍电子测测量基本本概念、测测量基本本原理及及常用电电子测量量仪器的的基本组组成与操操作应用用。本课程的的主要任任务是使使学生具具备电子子测量技技术与测测量仪器器方面的的基础知知识和基基本技能能，为学学生学习习专业技技术和职职业技能能奠定基基础，使使他们成成为具有有全面素

3、素质和实实践能力力的应用用型技术术人才。主要教学学目标是是学习电电子测量量技术原原理、测测量仪器器以及测测试系统统方面的的专业知知识和职职业技能能；学习习分析问问题、解决问问题的基基本方法法；学习习基本的的科学思思维方式式和工作作方法；培养职职业道德德、促进进全面素素质的提提高。为为学生今今后从事事电子与与信息技技术类等等方面的的工作打打下良好好的基础础。（1）基基本概念念方面：基本概概念主要要包括测测量数据据处理、电电子测量量仪器使使用与组组成，以以及测量量原理等等方面的的概念。掌掌握电子子测量与与仪器的的基本概概念是学学习本门门课程的的基础，对对于绝大大多数基基本概念念，尤其其对那些在在工

4、作实实践中比比较常用用的概念念应能够够牢固掌掌握、灵灵活应用用，并注注意个别别概念间间的区别别。（2）测测量技术术方面：测量技技术主要要包括电电压测量量技术、波波形显示示与测量量技术、频频域测量量技术、元元器件测测量技术术、频率率/时间间测量技技术、数数据域测测量技术术等。测测量技术术是进行行测量工工作的理理论指导导，也是是测量仪仪器构成成与应用用的理论论依据。对对于测量量技术应应能够理理解掌握握，并灵灵活应用用，切忌忌生搬硬硬套，并并学会用用所学理理论解决决实际问问题。（3）测测量仪器器的构成成与应用用方面：测量仪仪器主要要包括电电压测量量仪器、波波形显示示仪器、频频域测量量仪器、元元器件测

5、测量仪器器、频率率/时间间测量仪仪器、数数据域测测量仪器器、智能能仪器等等，所有有仪器的的构成都都是以其其测量原原理为依依据的，只只要理解解掌握了了测量原原理，学学习仪器器的构成成与应用用就游刃刃有余了了。（4）测测量技能能方面：测量技技能主要要包括测测量的组组织进行行、测量量仪器的的选用、测测量数据据的处理理、测量量中现象象的分析析和问题题的解决决以及查查阅资料料等方面面的综合合能力，是是学习本本课程的的目标。需需要通过过实验实实习来提提高学生生的测量量技能。要要求教学学工作中中要不失失时机地地增加学学生动手手实践的的机会，并并鼓励学学生多动动手、多多观察、多多分析、多多思考，并并养成严严谨

6、求实实、讲究究科学的的好作风风。二、预备备知识本书从电电子测量量与仪器器基本概概念、基基本原理理等基本本知识入入手，比比较全面面、系统统地介绍绍了电子子测量技技术及其其在电子子测量仪仪器或测测量中的的应用，以以及测量量仪器的的基本操操作与应应用等。读读者在学学习本书书之前，应应具备一一定的模模拟电子子技术、脉脉冲与数数字电路路等基础础知识和和一定的的电子实实验实践践的基本本技能。三、教学学内容、教学重重点与教教学要求求第1章 电子测测量与仪仪器的基基本知识识（一）教教学内容容电子测量量的内容容与方法法，测量量误差的的表示与与分类，测测量结果果的表示示与有效效数字的的处理等等。 （二）教教学重点

7、点测量误差差的表示示与应用用，测量量结果的的表示及及测量数数据的处处理。（三）教教学难点点测量误差差的表示示与应用用，测量量结果的的表示与与有效数数字处理理。（四）教教学要求求明确电子子测量的的方法，掌掌握测量量误差的的基本计计算，掌掌握准确确度等级级、允许许误差的的概念，明明确电子子测量误误差的种种类，了了解测量量结果的的表示方方法与测测量数据据的处理理，了解解通用电电子测量量仪器的的主要分分类。第2章 测量用用信号发发生器（一）教教学内容容信号发生生器的分分类与功功能，主主要技术术指标，信信号发生生器的主主要组成成原理与与操作使使用等。（二）教教学重点点信号发生生器分类类与功能能，主要要技

8、术指指标，基基本工作作原理与与基本操操作使用用。（三）教教学难点点信号发生生器基本本工作原原理与基基本操作作使用。（四）教教学要求求掌握信号号发生器器分类与与功能、主主要技术术指标，了了解信号号发生器器基本工工作原理理，熟悉悉信号发发生器基基本操作作使用，了了解频率率合成原原理与正正弦波成成形电路路工作原原理。第3章 电压测测量与电电压表（一）教教学内容容交流电压压的表征征，交流流模拟电电压表分分类与读读数修正正，数字字电压表表技术指指标与AA/D变变换器。（二）教教学重点点交流电压压的表征征，交流流模拟电电压表分分类与读读数修正正。（三）教教学难点点A/D变变换器工工作原理理与特点点分析。（

9、四）教教学要求求掌握交流流电压的的表征以以及均值值电压表表、峰值值电压表表读数修修正，明确检检波器种种类及电电路组成成，了解解均值表表、峰值值表、有有效值电电压表的的结构类类型，了了解数字字电压表表基本组组成以及及A/DD变换器器工作过过程。第4章 波形测测试与仪仪器（一）教教学内容容波形测试试的原理理，示波波器的组组成，示示波器多多波形显显示，示示波器的的应用，数数字存储储示波器器和取样样示波器器。（二）教教学重点点波形测试试原理，示示波器的的组成，示示波器多多波形显显示和示示波器的的应用。（三）教教学难点点波形测试试原理和和示波器器的组成成及开关关旋钮的的作用与与实现方方法。（四）教教学要

10、求求掌握示波波器的基基本组成成，明确示波波器线性性偏转特特性与示示波器用用途，掌握示示波器直直接测量量电压、周周期和双双踪法测测量相位位差。理理解示波波器双踪踪显示原原理，熟悉示示波器有有关开关关旋钮的的作用。了了解示波波器测量量电压、周周期、频频率、相相位差的的其他方方法及示示波器测测量调幅幅系数方方法。第5章 频域测测量与仪仪器（一）教教学内容容扫频仪、频频谱仪工工作原理理，扫频频仪、频频谱仪技技术指标标与应用用（二）教教学重点点扫频仪、频频谱仪工工作原理理与技术术指标（三）教教学难点点扫频仪、频频谱仪操操作应用用（四）教教学要求求明确扫频频仪、频频谱仪的的用途，掌掌握扫频频仪、频频谱仪的

11、的工作原原理，了了解扫频频仪、频频谱仪技技术指标标与操作作应用。第6章 电子元元器件测测量与仪仪器（一）教教学内容容集中参数数元件的的等效，伏伏安法、电电桥法与与谐振法法测量原理理，晶体体管特性性图示仪仪组成与与使用。（二）教教学重点点伏安法、电电桥法与与谐振法法测量原原理，晶晶体管特特性图示示仪组成成与使用用。（三）教教学难点点阻抗的数数字化测测量原理理，不平平衡电桥桥测量原原理，谐谐振法测测量原理理，晶体体管特性性图示仪仪组成原原理与使使用。（四）教教学要求求掌握伏安安法、电电桥法、谐谐振法测测量原理理与用途途，掌握握晶体管管特性图图示仪组组成原理理，明确确晶体管管特性图图示仪的的用途，了

12、了解阻抗抗的数字字化测量量原理、不不平衡电电桥测量量原理与与晶体管管特性图图示仪的的使用。第7章 频率和时间间测量及及仪器（一）教教学内容容测量频率率的方法法，电子子计数器器分类、组组成与技技术指标标，电子子计数器器测量频频率、周周期、时时间、累累加计数数等工作作原理，电子计数器测量误差分析与扩频技术，数字相位计。（二）教教学重点点电子计数数器测量量频率、周周期、时时间、累累加计数数等工作作原理，电电子计数数器测量量误差与与分析。（三）教教学难点点电子计数数器测量量误差与与分析，数数字相位位计。（四）教教学要求求理解掌握握电子计计数器测测频、测测周、累累加计数数等工作作原理，理理解掌握握测量误

13、误差的来来源，了了解测量量误差减减小措施施，了解解电子计计数器整整机组成成、扩频频技术与与数字相相位计工工作原理理。第8章 数据域域测量与与仪器（一）教教学内容容数据与测测量基本本概念与与特点，数数据域测测量仪器器设备，数数据域测测试技术术，逻辑辑分析仪仪的组成、触触发方式式与显示示方式。（二）教教学重点点数据域测测试技术术，逻辑辑笔组成成与应用用，逻辑辑分析仪仪组成、触触发方式式与显示示方式。（三）教教学难点点数据测试试技术，逻逻辑分析析仪组成成、触发发方式与与显示方方式。（四）教教学要求求掌握逻辑辑笔与逻逻辑分析析仪的组组成，明明确逻辑辑分析仪仪的触发发方式与与显示方方式，了了解数据据域测

14、试试技术与与特点点点，了解解逻辑分分析仪的的应用。第9章 智能测测试仪器器与系统统（一）教教学内容容智能测试试仪器与与系统分分类与组组成，GGPIBB标准接接口，智智能仪器器典型处处理功能能。（二）教教学重点点智能仪器器、自动动测试系系统、个个人仪器器与虚拟拟仪器的的组成，GGPIBB标准接接口，智智能仪器器的典型型处理功功能。（三）教教学难点点智能仪器器、自动动测试系系统、个个人仪器器与虚拟拟仪器的的区别，智智能仪器器的典型型处理功功能。（四）教教学要求求了解智能能测试仪仪器与系系统的分分类、特特点与区区别，了了解GPPIB标标准接口口，了解解智能仪仪器的典典型处理理功能。四、教学学时间分分

15、配章 节节课程内容容课时数第一章电子测量量与仪器器的基础础知识4课时第二章测量用信信号发生生器6课时第三章电压测量量与电压压表8课时第四章波形测试试与仪器器16课时时第五章频域测量量与仪器器6课时第六章电子元器器件测量量与仪器器8课时第七章频率和时时间测量量及仪器器6课时第八章数据域测测量与仪仪器6课时第九章智能测试试仪器与与系统6课时注：以上上课时分分配仅供供参考，教教学中可可根据教教学的安安排再做做调整。五、习题题答案（一）习习题1答答案1.解：x=x-A=1000V-95VV=5VVC=-x=-55VA=x+C=1000V-10VV=900Vx=-C=100V2.解：x=x-A=400m

16、A-38mmA=22mA3.解：xmm1=m1xm1=1.55%110V=0.15VVxm22=m2xm2=1.00%220V=0.20VVxxm1选用第第一块表表。4.解：x=x-A=944.5mmA-990mAA=4.5mAAC=-x=-44.5mmA被校表表的准确确度等级级应定为为5.00级。5.解：Um=0.5%10VV=00.5VV本次测量量报告值值为8VV，测量量记录值值为7.5V。6.解：54.7954.8，886.337244866.4，5500.02885000，2210000=22.1000010442.101044，0.0003122500.0003122，3.17553

17、.18，43.5243.5，58350=5.83501045.841047.解：有效数数字为118.44V，有有效数字字+1位位安全数数字为118.444V。8.解：相同数数据有22.1000k，21100，2.10001003，00.2110010kk（二）习习题2答案1.答：按照输输出信号号波形的的不同，通通用信号号发生器器分为正正弦信号号发生器器、函数数信号发发生器、脉脉冲信号号发生器器和随机机信号发发生器四四类。正正弦信号号发生器器为电路路或系统统检修提提供低频频、高频频等幅正正弦信号号或振幅幅调制波波等已调调波；函函数信号号发生器器为电路路或系统统检修提提供正弦弦波、方方波、三三角波

18、等等波形；脉冲信信号发生生器为分分析研究究电路或或系统的的瞬态特特性提供供矩形脉脉冲波或或双脉冲冲波等波波形；随机机信号发发生器为为电路提提供模拟拟噪声信信号，为为分析研研究电路路或系统统的抗噪噪声性能能等提供供模拟噪噪声。2.答：低频信信号发生生器一般般有500、1150、6000、55k等等各种不不同输出出阻抗，而而高频信信号发生生器一般般只有550或或75一种输输出阻抗抗。使用用时，如如果阻抗抗不匹配配，会使使波形失失真变大大、功率率传输效效率变小小。为了了避免阻阻抗不匹匹配产生生的不良良影响，应应借助阻阻抗变换换器等使使之匹配配连接。3.答：信号发发生器作作为主动动测试仪仪器其构构成应

19、该该包括振振荡器，而而LC振振荡器、RRC振荡荡器等特特性决定定了振荡荡器的频频率范围围或频率率稳定性性都比较较差。由由于频率率合成器器具有自自动实现现频率跟跟踪的锁锁相环而而使之具具有很高高的频率率稳定度度和极纯纯的频谱谱。6.答：函数信信号发生生器一般般能够输输出正弦弦波、三三角波、方方波等三三种基本本波形。7.答：函数信信号发生生器产生生信号的的方法有有三种：一种是是先产生方方波，然然后经变变换得到到三角波波和正弦弦波形；第二种种是先产产生正弦弦波再得得到方波波和三角角波；第第三种是是先产生生三角波波再变换换为方波波和正弦弦波。函函数信号号发生器器的构成成方式则则相应地地有上述述三种形形

20、式。8.答：（1）函函数信号号发生器器的频率率范围比比低频信信号发生生器或高高频信号号发生器器的宽，频频率范围围约为几几毫赫至至几十兆兆赫。（22）函数数信号发发生器能能够提供供正弦波波、三角角波、方方波等多多种波形形，而正正弦信号号发生器器只能提提供正弦弦波或已已调波。（33）脉冲冲式函数数信号发发生器的的振荡器器是由施施密特触触发器、密密勒积分分器、电电压比较较器等部部分组成成的组合合振荡器器，缺一一不可；而正弦弦信号发发生器的的振荡器器是单一一的正弦弦波振荡荡器，是是独立的的振荡器器。（三）习习题3答答案1.答：模拟式式交流电电压表按按照检波波器类型型的不同同分为均均值电压压表、峰峰值电

21、压压表和有有效值电电压表，分分别属于于放大检波式式、检波波放大大式和放放大检检波式。均值电压压表频带带窄、测测量灵敏敏度较低低，为低低频或视视频毫伏伏表。峰峰值电压压表频带带宽、灵灵敏度较较高，为为高频或或超高频频毫伏表表。有效效值电压压表种类类较多，一一般情况况下，它它的频带带较窄、灵灵敏度较较低，为为低频毫毫伏表。2.解：UP+=6VUP-=-2VVUP-PP=8VVU=33.5VV。3.解：（1）如如果用峰峰值表测测量，测量正正弦波、三三角波和和方波时时的读数数值都为为（2）如如果用均均值表测测量，测量正弦弦波时，测量非正正弦波时时，测量三三角波时时，测量方波波时，（3）如如果用有有效值

22、电电压表测测量，U=U=测量正正弦波时时，U=U=测量三角角波时，U=U=测量方波波时，U=U=答：（略略）4.解：（1）如如果峰值值电压表表测量，测量正弦波时：U=UU=200V测量三角角波时：测量方波波时：KF方方=KP方=11=U方方=（2）如如果用均均值电压压表测量量，测量量正弦波波时：U=UU=200V测量三角角波时：测量方波波时：KF方方=KP方=11=U方方=答：（略略）5.解：因为DDVM位位数为，且且量程为为10VV，所以以电压表表末尾11个单位位为0.0011V。读数误差差为：0.0025%Ux=00.0225%8V=0.0022V满度误差差为：0.001%UUm=00.0

23、11%110V=0.0011V满度误差差相当于于：固有误差差：（00.0001V+0.0002VV）=0.0003VV答：（略略）6.解：U=0.0005%读数0.0002%满度=0.0055%44V00.0002%5V=00.00003VVx=答：（略略）7.答：最大显显示数字字分别为为99999，1199999，331999和19999的的数字电电压表的的位数分分别是44位，位位，位（或或统称位位）和位位。当小数点点位置在在第一位位后时，第第1、22位的利利用率低低，并且且分辨力力要比小小数点在在第1位位前的低低，所以以小数点点应在第第1位前前，故第第二块表表在0.2V量量程上的的分辨力力

24、是0.000001VV。8.答：双积分分式A/D变换换器的工工作过程程分为定定时准备备、定时时取样和和不定时时比较三三个过程程，其中中取样是是利用输输入电压压（有效效输入为为直流电电压）对对积分电电容定时时充电（正正向积分分），而而比较是是利用与与输入电电压极性性相反的的基准电电压对积积分电容容不定时时放电（反反向积分分）。双双积分式式A/DD变换器器是将两两个电压压（输入入电压和和基准电电压）的的比较变变换为取取样时间间（定时时）和比比较时间间（不定定时）的的比较，而而比较时时间的大大小与输输入直流流电压的的大小成成正比，所所以双积积分式AA/D变变换器属属于V-T型积积分式AA/D变变换器

25、。其其依据的的关系是是取样时时，输入入电压对对积分电电容净充充上的电电荷与比比较时基基准电压压对积分分电容放放去的电电荷相等等。双积分式式A/DD变换器器显著的的优点是是抗干扰扰能力强强，最大大的缺点点是变换换速度慢慢。经对工作作过程的的分析发发现如果果取样时时间为干干扰信号号周期的的整数倍倍，取样样结束时时，干扰扰信号（如如工频干干扰）对对积分电电容净充充上的电电荷为零零，这对对比较时时电容放放电时间间的大小小是不产产生影响响的，即即抗干扰扰。经上述分分析得知知，为了了提高双双积分式式A/DD变换器器的抗干干扰能力力，A/D变换换器的取取样时间间至少要要取干扰扰信号的的1个周周期，并并且为了

26、了提高AA/D变变换器的的分辨力力也应使使取样时时间延长长，这样样势必使使双积分分式A/D变换换器的变变换速度度变慢。9.答：三次积积分式AA/D变变换器是是在双积分分式A/D变换换器的基基础上，将将双积分分式A/D变换换器的第第二次积积分分成成粗积分分、精积积分两次次进行的的积分式式A/DD变换器器。三次积分分式A/D变换换器的特特点是变变换速度度快、分分辨力高高、变换换误差小小。这是是因为同同样分辨辨力的情情况下，三三次积分分式A/D变换换器所需需的位数数较少，而而且精积积分时的的基准电电压较小小，而使使积分器器输出以以很慢的的速度越越过零点点，故可可以提高高变换精精度，减减小变换换误差。

27、三次积分分式A/D变换换器的工工作过程程分为准准备、取取样、粗粗积分和和精积分分四个阶阶段。其其中取样样是在固固定时间间内利用用输入电电压对积积分电容容进行充充电，粗粗积分是是利用基基准电压压对积分分电容放放电，精精积分利利用较小小的基准准电压对对积分电电容进行行放电。粗粗积分、精精积分的的工作时时间取决决于取样样时对积积分电容容净充上上电荷的的多少，与与输入电电压大小小成正比比。10.答答：逐次次比较式式A/DD变换器器按照“大大者弃、小小者留”的的原则，经经D/AA变换器器把已有有的和当当前假设设的A/DD输出变变换成可可变的基基准电压压，将被被测电压压和可变变基准电电压逐次次进行比比较，

28、当当基准电电压不大大于被测测电压时时，保留留“1”作作为当前前A/DD位输出，即即“小者者留”。否否则，舍舍弃“11”改为为“0”作作为当前前A/DD位的数数据，即即“大者者弃”。上述过程是从高位到低位逐次进行逼近的，直至得出被测量或到A/D变换器末位为止。逐次比较较式A/D变换换器的优优点是变变换速度度快、精精度高。这这是因为为跳步电电压是按按照2-nUR递减设设置的，没没有双积积分式AA/D变变换器中中电压的的积分过过程，且且只要二二进制数数码位数数足够多多，其精精度亦很很高。逐次比较较式A/D变换换器的缺缺点是抗干扰扰能力差差。这是是因为电电压比较较器的输输入是被被测电压压瞬时值值，所以

29、以外界任任何干扰扰电压的的串入都都可以影影响测量量结果。（四）习习题4答答案1.答：示波器器得到稳稳定波形形的条件件即示波波器同步步条件是是扫描电电压周期期等于被测测信号周周期的整整数倍（隐隐含被测测信号是是周期性性信号）。示波器波波形显示示原理是是：（11）因为为示波管管（示波波器）具具有线性性偏转特特性，所所以当YY偏转板板上加上上被测信信号，而而X偏转转板上加加上与时时间成正正比的锯锯齿波时时，就可可以使每每一次扫扫描出的的波形是是与实际际波形一一致的被被测信号号波形。（22）当示示波器采采用电平平触发（即即触发扫扫描）且且满足同同步条件件时，每每一次扫扫描得到到的波形形就一致致，保证证

30、每一次次扫描得得到的波波形能够够在屏幕幕上重合合，从而而为得到到稳定波波形提供供必要的条条件。（33）当保保证同一一点荧光光物质熄熄灭间隔隔时间不不超过视视觉暂留留时间时时，就能能使上述述波形不不产生闪闪烁，保保证在屏屏幕上得得到一个个便于观观察的稳稳定波形形。2.答：示波器线性扫扫描方式式主要包括括触发扫扫描、连连续扫描描以及自自动扫描描、单次次扫描等等方式。触发扫描是在触发源（一般选择内触发源被测信号）电平达到触发电平时，在由触发电路产生的触发脉冲的作用下，由扫描环产生扫描电压，由于该方式最容易得到同步条件而优先采用，该方式在无触发源的情况下，为避免荧光物质被烧坏而黑屏。连续扫描是通过改变

31、时基闸门电路直流输入电平的大小而在自激状态下产生的扫描，该方式不管是否有被测信号都保证在屏幕上得到波形或时基线。自动扫描是在自动电路（单稳态电路）作用下，实现触发扫描和连续扫描的自动转换，一般情况下，操作者通常采用自动扫描方式。单次扫描一般用来去观察非周期性信号，它是在每一次人工操作下完成一次扫描的方式。3.答：内触发发信号不不可以从从延迟线线后引出出。这是是因为：（1）脉脉冲等上上升时间间短的信信号比较较适合采采用触发发扫描方方式。对对于占空空比小的的脉冲等等信号来来说，如如果采用用连续扫扫描方式式，显示示出的脉脉宽部分分太窄（甚甚至显示示出的线线条也比应该该显示出出的脉宽宽宽度还还宽），而

32、而看不到到脉宽细细节，或或者显示示出由很很亮的时时基线与与较暗淡淡的脉宽宽组合而而成的波波形，只只有采用用触发扫扫描才不不致于出出现上述述情况。（2）采采用触发发扫描时时，只有有当触发发源（一一般采用用内触发发）电平平达到触触发电平平时，才才能产生生扫描电电压而显示出产生扫扫描电压压之后的的被测信信号部分分波形，而而脉冲等等由低电电平达到到触发电电平必须须要经历历一定的的时间，这这样势必必使扫描描电压比比被测信信号滞后后而得不不到完整整的被测测信号波波形。因因此要采采用延迟迟线对被被测信号号延迟后后加到示示波管YY偏转板板上，使使被测电电压滞后后而看到到完整的的被测信信号波形形。对正正弦波等等

33、上升时时间较长长的波形形来说，由由于该延延迟时间间较短而而体现不不出上述述作用来来，所以以简易示示波器一一般不加加延迟线线。（3）当当从延迟迟线后引引出内触触发信号号时，不不能使被被测信号号比扫描描电压滞滞后，得得到的波波形仍然然不完整整。所以以内触发发信号不不能从延延迟线后后引出。4.答：双踪显显示方式式包括断续续显示、交交替显示示两种方方式。断断续显示示和交替替显示分分别适合合测试高高频和低低频信号号。交替显示示是指在在每一个个扫描周周期内只只扫描显显示其中中的一个个信号，间间隔一个个周期扫扫描一次次。被测测信号频频率越低低，扫描描电压周周期越长长，即扫扫描同一一个信号号的间隔隔时间越越长

34、，当当该时间间超过视视觉暂留留时间时时，显示示出的波波形就会会闪烁。反反之，信信号频率率较越高时，则不不会使显显示波形形产生闪闪烁。所所以交替替方式只只适合观观测高频频信号。断续显示示是指利利用断续续器（频频率恒定定）将每每个扫描描周期分分割成很很多的时时间段，每每个时间间段显示示一个波波形的一一段，间间隔一个个时间段段显示同同一个波波形的另另外一段段。要显显示信号号频率越越高，扫扫描周期期越短，即即扫描速速度越快快，因为为时间段段是不变变的，这这样显示示出的波波形线段段越长，波波形显示示的断续续感增强强，不利利于观测测。反之之，信号号频率越越低，扫扫速越慢慢，波形形显示的的连续感感越好，便便

35、于观察察。所以以断续方方式适合合显示低低频信号号。5.答：将标准准的方波波通过探探极加到到示波器器上，调调整示波波器有关关开关旋旋钮，当当显示出出的波形形是不失失真的方方波时，就就表明探探极补偿偿电容补补偿正确确，否则则，说明探极极补偿电电容补偿偿不正确确（欠补补偿或过过补偿）。当当发现补补偿电容容不合适适时，利利用小螺螺刀左右右调整补补偿电容容，直至至补偿正正确为止止。6.答：（a）有有可能是是因为选择择了“GNDD”输入耦合合方式而而使信号号没有加加到示波波器内部部所致，此时选择“DC”或“AC”耦合方式即可。另一原因可能是因为输入的信号很小，而所选的偏转因数又太大（对输入信号衰减过大），

36、此时调小偏转因数即可。（b）此此种情况况，虽然然把被测测信号加加到了示示波器上上，但因因为选择择了“XX-Y”方方式而没没有扫描描电压，所所以只显显示一条条竖线。此此时，改改变“X-YY”方式为为扫描方方式即可可。（c）原原因是因因为所选选偏转因数数太小，调调大偏转转因数即即可。（d）原原因是扫扫描不同步，选选择触发发扫描（或或自动扫扫描）调调节触发发电平即即可。（e）原原因是扫扫速太慢慢而使显示出出的信号号周期个个数太多多所致，此此时调快快扫速（调调小时基基因数）即即可。7.解：（1）HHP-PP=（a）（b）图4-1 习题4.7题答案得到的波波形如图图4-11（a）所所示。（2）HHP-P

37、P=图4-2 习题4.9答案得到的波波形如图图4-11（b）所所示。8.解：据题意意知，Ts =4Ty=41/ffy=4/2kHHz=22msTx=Ts+Tb=2mms+22ms/4=22.5mmsfx=4000Hz答：（略略）图4-3 习题4.10答案9.解：据题意意知，扫扫描电压压周期是是被测信信号周期期的2.5倍，所以每次扫描得到2.5个周期的被测信号波形。但因为不满足扫描同步条件，所以示波器上得到的波形应不稳定，如图4-2所示。10.解解：据题题意知，扫扫描正程程、扫描描逆程分分别可以以得到33个周期期和1个个周期的的被测信信号波形形。但因因为满足足扫描同同步条件件，所以以可以得得到稳

38、定定的波形形，如图图4-33所示，其其中虚线线为回扫扫线。11.解解：由题意知，S=1mmV/ddiv，Hp-p=7.07div，探极衰减比K=10：1，所以Up-pp=7.07ddiv1mVV/diiv=77.077mV探极输出出电压：U=2.5mVV正弦波电电压：UU=1002.5mVV=255mV答：（略略）12.解解：由题题意知，S=10mV/div，Dx=1ms/div，探极衰减比K=10：1，所以图4-4 习题4.12答案（a）（b）LT= (1)Hp-pp=得到如图图4-44（a）所所示的波波形。（2）HHP-PP=11.3diiv得到如图图4-44（b）所所示的波波形，图图中方

39、格格线间距距2diiv。13.解解：TTminn=10ddiv/200.011s/divv=0.05sfmaax=220MHHz答：（略略）14.解解：TTmaxx=10ddiv/255ms/divv=255msfmiin=00.4HHz答：（略略）15.答答：（aa）如图图所示表表明显示示波形不不稳定，又又因为只只有X通通道有故故障，可可能是触触发电路路的触发发电平不不稳定的的原因。（bb）如图图所示表表明没有有对回扫扫线进行行消隐，可可能是原因ZZ通道没没有与XX通道正正确相连连而不能能在回程程期间消消隐。16.答答：（aa）（ff）图的的触发情情况分别别是零电电平负极极性触发发、正电电平

40、负极极性触发发、负电电平负极极性触发发、负电电平正极极性触发发、正电电平正极极性触发发和零电电平正极极性触发发。17.解解：答：（略略）18.解解：据题题意知，Dx=1ms/ div，S=0.5V/ div，H=8div，正弦波一个周期的宽度L=8div，探极衰减比K=101。正弦波周周期：TT=DxxL/K=11ms/divv8ddiv =8mms正弦波频频率：ff=1/T=1225Hzz正弦波峰峰-峰值值：Up-pp=SH=0.55V/ddiv8diiv =4V正弦波电电压：UU=144.1VV答：（略略）19.解解：据题题意知，try=99ns，而而示波器器上升时时间应满满足：ttrtr

41、y/33，即ttr9nss/3=33ns，BW0.335/33ns1200MHzz答：（略略）20.答答：数字字存储示示波器利利用A/D变换换器将输输入的模模拟信号号变换成成数字信信号，然然后存储储于数字字存储器器中，需需要时再再将存储储器中存存储的内内容调出出，并通通过D/A变换换器，将将数字信信号恢复复为模拟拟信号，最最后显示示在示波波器荧光屏屏上。（五）习习题5答答案1.答：扫频仪仪实质上上是扫频频信号源源与X-Y方式式示波器器的结合。主主要包括括扫描信信号源、扫扫频振荡荡器、检检波器、频频标电路路和X-Y示波波器。扫描信号号源除了了用来产产生扫描描电压外外，还用用来连续续改变扫扫频信号

42、号源振荡荡频率，以以得到频频率连续续变化的的扫频信信号加到到被测电电路中，被被测电路路的输出出经检波波器检波波得到电电路的幅幅频特性性曲线并并通过示示波器加加以显示示出来。2.答：扫频仪仪的扫描描电压可以以是正弦弦半波信信号。这这是因为为只要扫扫频信号号的频率率变化规规律与示示波器水水平扫描描电压的的变化规规律完全全一致，而而不管扫扫描电压压是否均均匀，扫扫描出的的幅频特特性曲线线是相同同的。当扫频信信号u3为正弦弦波电压压时，由由于耦合合变压器器电感磁磁心磁滞滞等原因因，显示示出的波波形也不不能重合合。因此此，需要要对扫频频信号源源提供停停振控制制信号，使使显示出出的波形形为被测测波形和和用

43、作水水平轴的的水平回回扫线的的组合。3.答：因为扫扫频信号号频率的的变化受受扫描电电压的控控制并保保持一定定的线性性关系，扫扫描瞬时电电压越大大，振荡荡频率越越高，所所以可以以水平位位置的大小表表示出频频率大小小，即扫扫频仪的的X轴可可以用来来表示频频率轴。4.答：扫频仪仪主要用用来显示示电路的的幅频特特性曲线线，并据据此推算算出被测测电路的的频带宽宽度、品品质因数数、电压压增益、输输入输出出阻抗及及传输线线特性阻阻抗等参参数。频谱仪主主要用来来显示被测测信号的的频谱图图，由此此可以对对信号的的频率组组成及各各频率分分量大小小进行分分析，即即频谱分分析，另另外还用于于放大器器的谐波波失真、信信

44、号发生生器的频频谱纯度度以及系系统的频频率特性性分析等等。扫频仪、频频谱仪的的使用等等参看课课本相关关内容及及有关书书籍。5.答：示波器器主要用用来显示示信号波波形，并并由此测测出被测测信号的的电压、频频率等参参量，是是在时域域内对信信号进行行分析的的时域测测量仪器器，它不不能得出出信号的的频率组组成成分分。频谱谱仪主要要用来显显示被测测信号频频谱图，用用来分析析信号的的频率组组成成分分，是在在频域内对信信号进行行分析的的频域测测量仪器器，但不不可以得得到被测测信号时时域波形形。6.答：相同点点：都属属于专用用示波器器，这是是因为他他们都是是在示波波器的基基础上，通通过增加加专用电电路而实实现

45、特殊殊波形的显显示。在在电路上上都用到到了频标标电路和和X-YY方式示示波器。不同点：扫频仪仪用来显显示电路路幅频特特性曲线线，是时时域测量量仪器。频频谱仪用用来显示示信号频频谱图，是是频域分分析仪器器。7.答：扫频外外差式频频谱仪是是利用频频率连续续变化的的扫频振振荡信号号与被测测信号经经混频器器差频产产生固定定中频信信号而确确定出被被测信号号频率成成分。由由于扫频频信号频频率是连连续可变变的，只只要被测测信号中中与本振振频率成成固定中中频关系系的组成成频率成成分，都都可以通通过滤波波得到各各频率组组成成分分的大小小。（六）习习题6答答案1.答：测量集集中参数数元件的的方法主主要包括括：伏安

46、安法、电电桥法和和谐振法法。伏安法是是根据欧欧姆定律律来测量量集中元元件参数数的。该该方法使使用方便便，但测测量精确确度较差差，仅适适用于低低频测量量，比较较适合直直流电阻阻的测量量。电桥法（特特指平衡衡电桥）是是根据电电桥平衡衡时的电电桥平衡衡条件来来确定被被测量。该该方法的的工作频频率较宽宽，测量量精度较较高。但但因为在在高频测测量时，电电桥对屏屏蔽良好好的要求求很高，所所以比较较适合低低频阻抗抗元件的的测量。其其中直流流电桥用用于测量量直流电电阻，交交流电桥桥用于测测量电容容、电感感等参数数。谐振法是是根据LLC谐振振回路谐谐振特性性来确定定被测量量的大小小。在高高频段，谐谐振法受受杂散耦耦合等的的影响较较小，且且比较符符合电感感、电容容的实际际工作情情况，因因此，谐谐振法高高频段测测量结果果比较可可靠，是是测量高高频元件件的常用用方法。2.答：伏安法法分为电电流表内内接法和和电流表表外接法法两种方方法。分分别适合合测量大大电阻和和小电阻阻。阻抗的数数字化测测量是利利用正弦弦信号在在被测阻阻抗两端端产生交交流电压压，然后后对电压压实部和和虚部进进行分离