电子测量技术基础课后习题答案1-8章张永瑞(第二版).pdf

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1、目录习 题 一1习 题 二6习 题 三16习 题 四24习 题 五30习 题 六35习 题 七37习 题 八46 1 习题一1.1 解释名词：测量；电子测量。答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：

2、用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流 I，而后根据函数关系PUI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏

3、差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。2 1.4 叙述电子测量的主要内容。答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数

4、，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。1.5 列举电子测量的主要特点.。答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：被测量本身的特性；所要求的测量准确度；测量环境；现有测量设备等。1.7 设某待测量的真值为土000，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点：10.10，l0.07

5、，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09，10.11；9.59，9.7l，1 0.68，l0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21，9.98，l0.38；10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99。答：精密欠正确；准确度低；准确度高。1.8 SXl842 数字电压表数码显示最大数为19 999，最小一档量程为20mV，问该电压表的最高分辨率是多少？解：20mV/19999 0.001 mV 1 V l.9 SR46 示波器垂直系统最高灵敏度为50uVdiv，若输入电压为120

6、uV，则示波器3 荧光屏上光点偏移原位多少格？解：120/502.4 格1.10 某待测电路如题1.10 图所示。（1）计算负载RL上电压 U。的值(理论值)。（2）如分别用输入电阻Rv为 120kO 和 10MQ 的晶体管万用表和数字电压表测量端电压 U。，忽略其他误差，示值U。各为多少？（3）比较两个电压表测量结果的示值相对误差 rxrx(UoUx)/Ux 100%解：（1）03052.53030UV（2）R外130/12024 K 12452.2230 xUV24题 1.10 图R外230/1000029.91 K 22 9.9 152.4 9 630 xUV29.91（3）01100%

7、100%12.6%2.22xxxUUrU2.22 2.502100%100%.16%2.496xxxUUrU2.496 2.5 01.11 已知某热敏电阻随温度变化的规律为0(1/1/)0BTTTRRe，其中 Ro、Rt分别为热力学温度为T0 300K 和 T 时的阻值，B 为材料系数。已测得 T1290 K，R1 14.12k，T2 320K，R2 5.35kg。求 R0和 B。解：11()290300014.12BR e（1）4 11()3203000BRe5.35（2）联立（1）、（2）解得：B3003 R010.05K1.12 试设计一个测量方案，测量某放大器的直流输出电阻(阻值估计在

8、30k左右)。解：设计如右图所示，为减少测量误差采用数字电压表测量，且R1、R2都在 30 K左右，可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有：111RUERr222RUERr所以：12121221()R R UURURUr 1.13 选择测量仪器时，通常要根据被测量的大致大小选择合适的测量量程。例如仍采用题 1.l0 所示的测量电路，现分别用MF 20 晶体管电压表的6 V 档和 30V 档测量负载RL上电阻 Uo，已知电压表的电压灵敏度为20kV(由此司算出各档量程电压表输入电阻Rv电压灵敏度 量程)，准确度等级为2.5 级(准确度等级s表示仪表的满度相对误差不超过s，即最大绝对误差为 xm

9、s%xm。试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。解：6V 档时：Rv1120KR外130/12024 K12452.22230 xUV24x11Ux1A2.2222.5 0.278V x12 2.5%6 0.15V rERRVK125 111120.482xxxV110.4282.5xyA100%100%17%30V 档时：Rv23020600KR外230/60028.57 K 228.5752.24430 xUV28.57x21 2.2442.5 0.06V x22 2.5%30 0.75V x20.81V 20.862.5y 100%32.4%1.14 比较测量和计量的类同和区别。答：

10、测量是把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。计量是利用技术 阳法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量可看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。因此，计量又是测量的基础和依据。1.15 解释名词：计量基准；主基准；副基准；工作基准。答：用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。主基准也称作原始基准，是用来复现和

11、保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。因此，6 主基准也叫国家基准。副基准：通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。其地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。工作基准：经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。1.16 说明检定、比对、校准的含义。各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。答：检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。比对：在规定条件下，

12、对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日常工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。7 习题二2.1 解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。实际值：实际测量时，在每

13、一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。标称值：测量器具上标定的数值。示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。2.2 什么是等精度测量？什么是不等精度测量？答：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变，这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。2.3 按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类？答：1、绝对误差：定义为：xxA02、相对误差（1）实际相对

14、误差：100%AxrA（2）示值相对误差：100%xxrx（3）满度相对误差：100%mmmxrx8（4）分贝误差：Gx20 lgAu（d B）2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。随机误差的特点是：有界性；对称性；抵偿性。粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。2.5 有两个电容器，其中 C1 2000 40 pF，C2470 pF 5%，问哪个电容器的误差大些？为什么？解：140100%2%200r因为 r1

15、r2，所以 C2的误差大些。2.6 某电阻衰减器，衰减量为20 0.1dB，若输入端电压为1 000mV，输出端电压等于多少？解：由：020lg20ixuGu得：u 0 ui/10100 mV rxrDb/8.69 0.1/8.69 1.2%u 0rx u0 1.2%100 1.2 mV 输出端电压为：100 mV 1.2 mV 2.7 用电压表测量电压，测得值为5.42V，改用标准电压表测量示值为5.60V，求前一只电压测量的绝对误差U，示值相对误差rx和实际相对误差rA。解：U 5.425.60 0.18V rx 0.18/5.42 3.32%rA 0.18/5.60 3.21%2.8 标

16、称值为1.2k ，容许误差 5的电阻，其实际值范围是多少？9 解：xrx x 5%120 60 实际值范围是：1200 602.9 现检定一只2.5 级量程 100V 电压表，在 50V 刻度上标准电压表读数为48V，问在这一点上电压表是否合格？解：xm 2.5%1002.5V x50482V2.5V 电压表合格。2.10 现校准一个量程为100 mV，表盘为 100 等分刻度的毫伏表，测得数据如下：仪表刻度值(mV)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 标准仪表示值(mV)0.0 9.9 20.2 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 80.0 89.

17、7 100.0 绝对误差(mV)0.0 0.1-0.2-0.4 0.2-0.2-0.4-0.3 0.0 0.3 0.0 修正值 c(mV)0.0-0.1 0.2 0.4-0.2 0.2 0.4 0.3 0.0-0.3 0.0 求：将各校准点的绝对误差U 和修正值c 填在表格中；10 mV 刻度点上的示值相对误差rx和实际相对误差rA；确定仪表的准确度等级；确定仪表的灵敏度。解：rx0.1/10 100%1%rA0.1/9.9 100%1.01%因为：xm 0.4 mV rm 0.4/100 0.4%所以：s0.5 100/1001 mV 2.11 WQ1 型电桥在f 1 kHz 时测 0.1p

18、F110pF 电容时，允许误差为 1.0 (读数值)0.01 (满量程值)，求该电桥测得值分别为lpF、10pF、100pF 时的绝对误差、相对误差。解：xm 0.01%110 0.011 pF x1 1.0%10.011 0.021 pF 10 x2 1.0%100.011 0.111 pF x3 1.0%1000.011 1.011 pF 10.021100%2.1%1xr 20.111100%1.11%10 xr 31.011100%1.011%100 xr 2.12 如题 2.12 图所示，用内阻为Rv 的电压表测量A、B 两点间电压，忽略电源E、电阻 R1、R2 的误差，求：不接电压

19、表时，A、B 间实际电压UA；若 Rv 20K，由它引入的示值相对误差和实际相对误差各为多少？若 Rv1M ，由它引入的示值相对误差和实际相对误差又各为多少？解：20129.6520AUV2101250 xUV81289.6100%8xr20289.6100%9.6Ar16.7R外20/100019.6K 题 2.12 图319.3125xU 9.561V19.339.6100%9.56xr9.56 0.41839.61 0 0%9.6Ar9.56 0.4172.13 用准确度s1 0 级，满度值 100A 的电流表测电流，求示值分别为80A 和 40A时的绝对误差和相对误差。解：x1 x2

20、xm 1%100 1Arx1 x1/x1 1/80 1.25%rx2 x2/x2 1/40 2.5%2.14 某142位(最大显示数字为19 999)数字电压表测电压，该表 2V 档的工作误差为11 0.025(示值)1 个字，现测得值分别为0.0012V 和 1.988 8V，问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少？解：10.02520.0012 10.110019999xmV411.003 10100%8.36%0.0012xr20.02521.9888 10.610019999xmV415.97210100%0.03%1.9888xr2.15 伏安法测电阻的两种电路示于题2.15

21、图(a)、(b)，图中A 为电流表，内阻RA，V 为电压表，内阻Rv，求：两种测量电路中，由于RA、Rv 的影响，只。的绝对误差和相对误差各为多少？比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的范围。题 2.15 图解：（a）xVxaxVR RRRR2xxaxaxxVRRRRRR11/xaaxVxRrRRRra 0 测得值偏小，RV Rx时，ra很小。（b）RxbRxRARxbRArb RA/Rxrb0 测得值偏大，RA Rx时，rb很小。12 2.16 被测电压8V 左右，现有两只电压表，一只量程0l0V，准确度 sl1.5，另一种量程 0 50V，准确度 s2 l.0 级，问选用哪一只电压表测量

22、结果较为准确？解：x1 xm1rm1 xm1 1.5%10 0.15V r1x1/x1 0.15/8 1.88%x2xm2rm2 xm2 1.0%50 0.5V r2x2/x2 0.5/8 6.25%r1r2，选用准确度sl1.5 电压表测量结果较为准确。2.17 利用微差法测量一个l0V 电源，使用9V 标称相对误差 0.1的稳压源和一只准确度为 s 的电压表，如题2.17 图所示。要求测量误差U/U0.5%，问 s？解：19(%0.1%)s191919(%0.1%)s19190.9()%1010s依题意得：0.9()%0.5%101 0s题 2.17 图所以：s 4.1 选用 2.5 级的

23、电压表。2.18 题 2.18 图为普通万用表电阻档示意图，Ri 称为中值电阻，Rx为待测电阻，E 为表内电压源(干电池)。试分析，当指针在什么位置时，测量电阻的误差最小？解：因为：xiEIRR则：xiERRIRx的绝对误差为：2xxRERIIII13 Rx的相对对误差为：2xxiREIRI RIE题 2.18 图令：220ixxiIRE ERIIRI RIE得：122miEIIR即指针在中央位置时，测量电阻的误差最小。2.19 两只电阻分别为R1202%，R2(1000.4)，求：两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。解：串联时：相对误差：12121212RRRRrrrRRRR串（）

24、201000.4%20 10020 100100（2）0.66R串 120 0.66%0.8 总电阻：120 0.8 并联时：212121121212221212()()()()RRRR RR RRR RRRRRRRR并22122112221212()()RRR RR RrrRRRR21121212RRRRRRrrrRRRRR并并并符号有正有负时：21121212RRRRRrrrRRRR并100200.4%1002 20100201001.77%14 R并20/10016.7 R并 16.7 1.77%0.3 并联时的总电阻为：16.70.3 2.20 用一只量程为5V，准确度s1.5 级电压

25、表测量题2.20 图中 a、b 点电位分别为和 Ua4.26V，Ub4.19V，忽略电压表的负载效应，求：Ua、Ub绝对误差、相对误差各为多少？利用 Uab UaUb公式计算，则电压Uab的绝对误差和相对误差各为多少？解：UaUb Um s%Um 1.5%50.075V Uab4.264.19 0.07V 4.264.19(1.79%)0.070.07abr 1.76%214.26%Uabrab Uab 214.26%0.07 0.15V 题 2.20 图2.21 用电桥法测电阻时，利用公式RxR1 R3/R2，已知 R1100，R1 0.1，R3100，R30.1，R21000，R20.1。

26、求：测得值Rx的相对误差。解：r R1 0.1/100 0.1%r R3 0.1%r R2 1/1000 0.1%132()RxRRRrrrr(0.1%0.1%0.1%)0.3%2.22 电阻上消耗的电能WU2/R t，已知 rU 1%,rR 0.5%，rt 1.5%，求 rW。解：21WUtRrrrr（）（2%1.5%0.5%）4%2.23 金属导体的电导率可用 4L/d2 R 公式计算，式中L(cm)、d(cm)、R()分别为导线的长度、直径和电阻值，试分析在什么条件下的误差最小，对哪个参数的测量准确度要求最高。15 解：2322412LLRd Rd Rd R（Ld）2LdRRrrLdRL

27、d 2 r当 rL2 rdrR 时，/0 最小。导体的直径参数d 的测量准确度要求最高。2.24 电桥测一个50mH 左右的电感，由于随机误差的影响，使电感的测量值在LO 0.8mH的范围内变化。若希望测量值的不确定度范围减小到0.3mH 以内，仍使用该电桥，问可采用什么办法。解：采用对照法进行测量，第一次测量电桥平衡时有：j L0 R3j Ls1 R4则：L0Ls1 R4/R3 1413(rr)y mRsRrL若413rrRsRsLL则：13ymsrL第二次测量时，交换L0与 Ls的位置，电桥平衡时有：j L0 R4j Ls2 R3则：L0Ls2 R3/R4 比较两个 L0的表达式有：012

28、ssLL L则：21211()22ymssrLL若12sSsLLL则：2ymsrL所以：2110.273ymymrr2.25 题 2.25 图中，用 50V 量程交流电压表通过测量U1、U2获得 U 值，现 U1 U2 40V，若允许U 的误差 2，问电压表的准确度应为几级？解：U1U2 s%Um s%500.5s ru1ru2 0.5s/40 1.25s%124040()UUrrr40404040 1.25s%16 依题意得：1.25s%2%解得：s 1.6 所以，选用1.5 级的电压表。题 2.25 图2.26 用示波器测量题2.26 图所示调幅波的调幅系数100%AMBA B，已知 A、

29、B测量误差 10，问调幅系数误差为多少？解：2222BAMAB（AB）（AB）222222MABABABABABr r r当 A、B 有正有负时：224MAABrrAB题 2.26 图2.27 用数字电压表测得一组电压值如下表：n xin xin xi1 2 3 4 5 20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 6 7 8 9 10 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 11 12 13 14 15 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40 判断有无坏值，写出测量报告值。解：（1）用公式niixnx1求算术平均值。1511(20.42)

30、15ix20.43 20.4020.404（2）列出 vi和 vi2如表 2.27 1（3）152211110.0327niiiivvn1n117 表 2.271 n vivi2n vivi2n vivi21 2 3 4 5 0.016 0.026-0.004 0.026 0.016 0.000256 0.000676 0.000016 0.000676 0.000256 6 7 8 9 10 0.026-0.014-0.104-0.004 0.026 0.000676 0.000196 0.010816 0.000016 0.000676 11 12 13 14 15 0.016 0.006

31、-0.014-0.014-0.014 0.000256 0.000036 0.000196 0.000196 0.000016 3 0.098 从表 2.27 中可以看出，剩余残差最大的第8 个测量数据，其值为：80.100.10v 3，n8为坏值应剔除。（4）剔除 n8后的算术平均值x20.414（5）重新列出vi和 vi2如表 2.272 表 2.272 n vivi2n vivi2n vivi21 2 3 4 5 0.006 0.016-0.014 0.016 0.006 0.000036 0.000256 0.000196 0.000256 0.000036 6 7 8 9 0.016

32、-0.024-0.014 0.016 0.000256 0.000576 0.000196 0.000256 10 11 12 13 14 0.006-0.004-0.024-0.024-0.014 0.000036 0.000016 0.000576 0.000576 0.000196（6）剔除 n8后的标准差的估计值0.016330.048918（7）剔除 n8后无坏值/14xn0.01630.004360.01308x3因此用数字电压表测得结果为：20.414 0.013 2.28 按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字：86.372 4，8.914 5，3.175 0，0

33、.003 125，59 450 解：86.372 486.4 8.914 58.91 3.175 03.18 0.003 1250.00312 59 450594 1022.29 按照有效数字的运算法则，计算下列各结果：1.07133.23.42 1.07133.203.43 40.3134.52182.2 51.43.7 190 56.094.653260.74 70.40.45370.0 2.30 某电压放大器，测得输入端电压Ui 1.0mV，输出端电压Uo1200mV，两者相对误差均为 2，求放大器增益的分贝误差。解：0ixUUrrr（）（2%2%）4%rdB20lg（14%）（20 0

34、.017）0.34dB 19 习题三3.1 如何按信号频段和信号波形对测量用信号源进行分类？答：按信号频段的划分，如下表所示：名称频 率 范 围主 要 应 用 领 域超低频信号发器低频信号发生器视频信号发生器高频信号发生器甚高频信号发生器超高频信号发生器 30kHz 以下 30kHz 300kHz 300kHz 6MHz 6MHz30MHz 30MHz300MHz 300MHz 3000 MHz 电声学、声纳电报通讯无线电广播广播、电报电视、调频广播、导航雷达、导航、气象按输出信号波形分类：可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信号发生器又可包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信

35、号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。3.2 正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？答：正弦信号发生器的主要性能指标及各自具有的含义如下：（1）频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围。（2）频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示：20 011100%fff式中 f0为度盘或数字显示数值，也称预调值，f1是输出正弦信号频率的实际值。（3）频率稳定度其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率长期稳定

36、度。频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15min 内所发生的最大变化，表示为：maxmin0100%fff频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h 内所发生的最大变化，表示为：预调频率的x10-6 yHz式中 x、y 是由厂家确定的性能指标值。（4）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。温度引起的变动量环境温度每变化1所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的x10-6/，即66100()1010/ffft式中 t 为温度变化值，f0为预调值，f1为温度改变后的频率

37、值。电源引起的频率变动量供电电源变化10所产生的相对频率变化，表示为：x 10-6，即21 66100()1010fff 负载变化引起的频率变动量负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为：x 10-6，即66211()1010fff式中 f1为空载时的输出频率，f2为额定负载时的输出频率。（5）非线性失真系数(失真度)用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数r 表示：式中 U1 为输出信号基波有效值，U2、U3 Un为各次谐波有效值。222231100%nUUUrU由于 U2、U3 Un等较 U1 小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义r：222

38、2322212100%nnUUUrUUU（6）输出阻抗信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般600(或 1k)，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常 50、75、150、600和 5k等档。高频信号发生器一般仅有50或 75 档。（7）输出电平输出电平指的是输出信号幅度的有效范围。（8）调制特性当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制，当调制信号由外部加到信号发生器进行调制时，称为外调制。22 3.3 文氏桥振荡器的振荡原理是什么？答：是文氏桥振荡器传输函数的幅频特性和相频特性分别为：220013NNj 00/3arctg 当 0 1/RC，或f

39、f01/2 RC 时，输出信号与输入信号同相，且此时传输函数模 N(0)N()max1/3 最大，如果输出信号U0后接放大倍数KVN(0)3 的同相放大器，那么就可以维持 0或者 f f01/2 RC 的正弦振荡，而由于RC 网络的选频特性，其他频率的信号将被抑制。3.4 某文氏桥只C 振荡器如题34 图所示，其中R3、R4是热敏电阻，试确定它们各自应具有什么性质的温度系数。答：R3应具有正性质的温度系数，R4应具有负性质的温度系数。题 3.4 图3.5 差频式振荡器作低频信号发生器振荡源的原理和优点是什么？答：差频式振荡器的可变频率振荡器和固定频率振荡器分别产生可变频率的高频振荡 f1和固定

40、频率的高频振荡f2，经过混频器M 产生两者差频信号f f1f2。这种方法的主要缺点是电路复杂，频率准确度、稳定度较差，波形失真较大；最大的优点是容易做到在整个低频段内频率可连续调节而不用更换波段，输出电平也较均匀，所以常用在扫频振荡23 器中。3.6 XD-1 型低频信号发生器表头指示分别为2V 和 5V，当输出衰减旋钮分别指向下列各位置时，实际输出电压值为多大？电 平表头指示0dB 10dB 20dB 30dB 40dB 50dB 60dB 70dB 80dB 90dB 倍 数1 3.16 10 31.62 100 316 1000 3160 1043.16 1042 V 2 0.63 0.

41、2 0.063 0.02 6.3 10-32 10-36.3 10-42 10-46.3 10-55 V 5 1.58 0.5 0.158 0.05 0.0158 0.005 0.00158 5 10-41.5810-43.7 结合图3.311，说明函数信号发生器的工作原理和过程。欲产生正向锯齿波，图中二极管应如何联接？答：正向锯齿波充电电压增大的时间长，放电电压减少的时间短，在R 两端并联的二二极管左端为正，右端为负。1mRCtUE2(/)DmRRCtUEt1t2 为正向锯齿波。3.8 说明图 33-14 所示 XD8B 框图中 RP 4 和 RP 2 两个电位器的功能。答：RP4调频率，R

42、P2波形选择。3.9 说明图 3.4-1 高频信号发生器各单元的主要作用。答：振荡器产生高频等幅振荡信号，调频器产生高频调频信号，内调制信号振荡器产生低频等幅振荡信号，缓冲放大器放大高频等幅振荡信号或高频调频信号，同时还起缓冲隔离作用，调制度计显示调制度计的大小，电子电压表显示缓冲放大器输出电压的大小，步进衰减输出级衰减缓冲放大器输出电压使之满足输入电路对输入电压大小的要求，电源的作用是24 为高频信号发生器各单元电路提供合适的工作电压和电流。3.10 调谐式高频振荡器主要有哪三种类型？振荡频率如何确定和调节？答：调谐信号发生器的振荡器通常为LC 振荡器，根据反馈方式，又可分为变压器反馈式、电

43、感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。变压器反馈式振荡器的振荡频率：012fLC电感反馈式振荡器的振荡频率：01212fLLC（）电容反馈式振荡器的振荡频率：0121212fCCLCC通常用改变电感L 来改变频段，改变电容C 进行频段内频率细调。3.11 题 3.11 图是简化了的频率合成器框图，f1为基准频率，f2为输出频率，试确定两者之间的关系。若f1 1MHz，分频器 n 和 m 中 n、m 可以从 1 变到 10，步长为1，试确定 f2的频率范围。题 3.11 图解：相位锁定时：f1/n f2/m f2f1m/n 当 m 1 n10

44、 时f2minf1/100.1MHz 当 m 10 n1 时f2max10f110MHz 25 3.12 解释下列术语：频率合成，相干式频率合成，非相干式频率合成。答：频率合成是把一个(或少数几个)高稳定度频率源fs经过加、减、乘、除及其组合运算，以产生在一定频率范围内，按一定的频率间隔(或称频率跳步)的一系列离散频率的信号。相干式频率合成器：只用一个石英晶体产生基准频率，然后通过分频、倍频等，加入混频器的频率之间是相关的。非相干式直接合成器：用多个石英晶体产生基准频率，产生混频的两个基准频率之间相互独立。3.13 说明点频法和扫频法测量网络频率特性的原理和各自特点。答：点频法测量网络频率特性

45、的原理就是“逐点”测量幅频特性或相频特性。其特点是：原理简单，需要的设备也不复杂。但由于要逐点测量，操作繁琐费时，并且由于频率离散而不连续，非常容易遗漏掉某些特性突变点，而这常常是我们在测试和分析电路性能时非常关注的问题。另外当我们试图改变电路的结构或元件参数时，任何改变都必然导致重新逐点测量。扫频法测量网络频率特性的原理就是在测试过程中，使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复，利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示，就得到了被测电路的幅频特性曲线。其特点是：可实现网络的频率特性的自动或半自动测量；不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉细节的问题；得到的是被测电路的动态频率

46、特性，更符合被测电路的应用实际。3.14 扫频仪中如何产生扫频信号？如何在示波管荧光屏上获得网络的幅频特性？答：实现扫频振荡的方法很多，常用的有磁调电感法、变容二极管法以及微波波段使用26 的返波管法、YIG 谐振法等。在磁调电感法中L2、C 谐振回路的谐振频率f 0为：0212fLC由电磁学理论可知，带磁芯线圈的电感量与磁芯的导磁系数0成正比L20 L 当扫描电流随时间变化时，使得磁芯的有效导磁系数0也随着改变，扫描电流的变化就导致了L2及谐振频率f0的变化，实现了“扫频”。在测试过程中，使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复，利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示，在示波

47、管荧光屏上就得到了被测电路的幅频特性曲线。3.15 对于矩形脉冲信号，说明下列参数的含义：脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲上升时间和下降时间、脉冲占空系数、脉冲过冲、平顶降落。答：脉冲幅度 Um：脉冲波从底部到顶部之间的数值。脉冲宽度：一般指脉冲前、后沿分别等于0.5 Um时相应的时间间隔。脉冲上升时间tr：脉冲波从0.1 Um上升到 0.9Um所经历的时间。脉冲下降时间tf：脉冲波从0.9 Um下降到 0.1Um所经历的时间。脉冲的占空系数：脉冲宽度 与脉冲周期T 的比值称为占空系数或空度比。脉冲过冲：包括上冲和下冲。上冲指上升边超过顶值Um以上所呈现的突出部分，下冲是指下降边超过底值以下所呈现的向

48、下突出部分.平顶降落 U：脉冲顶部不能保持平直而呈现倾斜降落的数值，也常用其对脉冲幅度的百分比值来表示。27 3.16 以图 36-4 中 XC-14 型脉冲信号发生器框图为例，说明通用脉冲信号发生器的工作原理。在通用脉冲信号发生器中，如何由方波(矩形波)信号获得梯形波、锯齿波和三角波？答：图 3.6-4 中外触发电路、自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲发生单元。延迟电路和前述延时级的电路形式及延时调节方法相同，输出波形(c)比自激多谐振荡器或外触发脉冲信号(a)延迟了 d时间，(b)波形表示(a)信号进行积分并与一比较电平E1相比较产生延迟脉冲的过程。图 3.6-4 中积分调宽电路、比较整

49、形电路和相减电路构成脉冲形成单元。积分调宽电路和比较整形电路的作用与前述延迟电路相似，形成比信号(c)延时 f 的脉冲(e)，而后信号(c)、(e)共同作用在相减电路上输出窄脉冲(f)，调节积分器电容C 和积分器中恒流源可以使 在10ns 1 000s 间连续可变。极性变换电路、前后沿调节电路、输出电路构成脉冲输出单元。极性变换电路实际上是一个倒相器，用开关K 选择输出脉冲的正、负极性。前后沿调节电路和延迟电路中积分器原理类似，调节积分电容c 和被积恒流源来调节脉冲前后沿，可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形，以供不同的需要。输出电路是由两极电流放大器构成的脉冲放大器，能保证在50负载

50、上获得波形良好的脉冲输出。输出脉冲的幅度和直流偏置电平也在该级进行调节。3.17 XD-11 型多用信号源产生脉冲波形的原理与XC-14 型脉冲发生器有何不同？答：XD-11 型多用信号源由文氏桥振荡器产生正弦振荡，在正弦波单元缓冲、放大，在正负脉冲单元产生正负脉冲，在锯齿波单元产生锯齿波，在正负尖脉冲单元产生正负尖脉冲，经按键开关K 选择由输出衰减器输出。XC-14 型脉冲发生器由自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲发生单元。经整形放大输出方波脉冲，延迟电路可调节方波脉冲的宽度，与积分调宽电路和比较整形电路输出的方28 波脉冲经相减电路相减可输出窄脉冲。调节积分电容c 和被积恒流源来调节脉冲