电子测量技术基础课后习题答案1-8章(第二版).pdf

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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：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

2、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/,而后根据函数关系P=U/,经过计算，间接获得电阻消耗的功耗尸；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

3、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。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，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

4、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 0.00,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：10.10,10.07,10.12,10.06,10.07,10.12,10.11,10.08,10.09,10.11；9.5 9,9.7 1,

5、1 0.6 8,10.4 2,10.33,9.6 0,9.80,10.21,9.9 8,10.38；10.05,10.04,9.9 8,9.9 9,10.00,10.02,10.01,9 9 9,9.97,9.9 9 答：精密欠正确；准确度低；准确度高。1.8 SX18 4 2数字电压表数码显示最大数为19 9 9 9,最小一档量程为2 0 m V,问该电压表的最高分辨率是多少？解：20mV/19 9 9 9=0.001mV=l u V1.9 SR4 6 示波器垂直系统最高灵敏度为5 0u V/d i v,若输入电压为120u V,则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格？解：120/5 0=2.4

6、 格1.10某待测电路如题1.10图所示。(1)计算负载0 上电压U。的值(理论值)。(2)如分别用输入电阻R,为 120k O.和 1 0 M Q 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,Lrx=(Uo-Ux)/Ux0 0%30解.(i)U =-x5=2.5 V好 o 30+3030 m电压表V(2)R=30/7 120=24 K O外 I24U n =_3_0_+_2_4 x5=2.22V 题越 iL 1IU0 图囱R 外，=30/10000=29.9 1 K QJ J IJ 9 9 9 9 日r=一 _ _

7、_ _xl00%=_ _ _ _ _ _二 x 100%=-12.6%.vi U 2.221.11已知某热敏电阻随温度变化的规律为R =R 叩 坪，其中R、/?,分别为热力学温度为To=3O O K 和 T 时的阻值，B为材料系数。已测得T =29 0K,%=14.12k C,=320K,R,=5.35 k g。求 勺 和 瓦解：1 4.1 2=1 *2 9 0 300)(1 )5.3 5 R/(320 300)(2)0联 立(1)、(2)解得:B=3003Ro=lO.O 5 K Q1.12 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30k C 左右）。解：设计如右图所示，为减

8、少测量误差采用数字电压表测量，且 R R2都在3 0 K Q 左右,可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有:_ R R (U-U )所以：r-RU-R UI 2 2 11.13 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 1.10所示的测量电路，现分别用M F-2 0 晶体管电压表的6 V 档和3 0V档测量负载勺上电阻U。，已知电压表的电压灵敏度为2 0k C/V（由此司算出各档量程电压表输入电阻R v=电压灵敏度x 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A xm=s%,x/试分别计算两个量程下的绝对

9、误差和相对误差。解：6 V 档时:R v =1 2 0KQ R =3 0/1 2 0=2 4 KQi外 i x =U X-A=2.2 2 2 2.5=-0.2 78V 2.5%X6=0.1 5 V3 0V档时:R v =3 0X2 0=600KQ R t=3 0/600=2 8.5 7 K QA 均=2.2 4 4 2.5=-0.06V X22=2.5%X30=0.75V =0.8 IV1.1 4 比较测量和计量的类同和区别。答：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

10、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,主基准也叫国家基准。副基准:通过直接或间接与国家

11、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，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

12、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。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

13、：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：A r=x-A02、相对误差Ar(1)实际相对误差：r=xlOO%A AAr(2)示值相对误差：r=xlOO%X X(3)满度相对误差：r=xlOO%Ax-iXm(4)分贝误差：G=2 0 lgA(/(d B)

14、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C|=200040pF,C2=470pF5%,问哪个电容器的误差大些？为什么？40解：方=砺*1%=2%因为*三,所以C2的误差大些。2.6 某电阻衰减器，衰减量为200.1的，若输入端电压为1 OOOmV,输出端电压等于多少？解：由：G=201g=20 得：u c=u

15、./10=100 mV04=昨 限 69=0.1/8.69=1.2%=7%=1.2%xl00=1.2 mV输出端电压为：100mV1.2mV2.7 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A U,示值相对误差和实际相对误差口 o解：U=5.42-5.60=-0.18Vr=-0.18/5.42=-3.32%=-0.18/5.60=一 3.21%2.8 标称值为1.2kC,容许误差5%的电阻，其实际值范围是多少？解：Zkr=rxxx=+5%x 120=60Q实际值范围是：120060。2.9 现检定一只2.5级量程100V电压表，在50V

16、刻度上标准电压表读数为4 8 V,问在这一点上电压表是否合格?解：Axn=2.5%xlOO=2.5V A x=50-48=2V 2.5V 电压表合格。2.1 0现校准一个量程为100 m V,表盘为100等分刻度的毫伏表，测得数据如下:仪表刻度值(mV)0102030405060708090100标准仪表示值(mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差(mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值c(mV)0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求：将各校准点的

17、绝对误差AU和修正值c填在表格中;10 m V刻度点上的示值相对误差和实际相对误差确定仪表的准确度等级;确定仪表的灵敏度。解：R.时，很小。x V x(b)RR,+RA ARJRA R/R1 0测得值偏大，RAW R 时，)很小。2.1 6 被测电压8V左右，现有两只电压表，一只量程。10V,准确度=1.5,另一种量程05 0 V,准确度2=1.0级，问选用哪一只电压表测量结果较为准确？解：1=Ax=r.xx.=1.5%xl0=0.15Vxl ml ml mlr=A ,/x,=0.15/8=1.88%1 xl 1A=Ax _=r.xx _=1.0%x50=0.5Vx2 m2 m2 m2r,=A

18、x2/x2=+0.5/8=6.25%r,3 ,%为坏值应剔除。（4）剔除题后的算术平均值（5）重新歹！J 出 V j 和 V j 2 如表2.2 7 2表 2.2 7-2nviVj2nviVj2nviVj210.0 0 60.0 0 0 0 3 660.0 1 60.0 0 0 2 5 61 00.0 0 60.0 0 0 0 3 620.0 1 60.0 0 0 2 5 67-0.0 2 40.0 0 0 5 7 61 1-0.0 0 40.0 0 0 0 1 63-0.0 1 40.0 0 0 1 9 61 2-0.0 2 40.0 0 0 5 7 640.0 1 60.0 0 0 2 5

19、 68-0.0 1 40.0 0 0 1 9 61 3-0.0 2 40.0 0 0 5 7 650.0 0 60.0 0 0 0 3 690.0 1 60.0 0 0 2 5 61 4-0.0 1 40.0 0 0 1 9 6（6）剔除后的标准差的估计值（7）剔除%后无坏值因此用数字电压表测得结果为：2 0.4 1 4 0.0 1 32.2 8 按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字：8 6.3 7 2 4,8.9 1 4 5,3.1 7 5 0,0.0 0 3 1 2 5,5 9 4 5 0解：8 6.3 7 2 4=8 6.4 8.9 1 4 5 =8.9 1 3.1 7

20、5 0=3.1 80.0 0 3 1 2 5=0.0 0 3 1 25 9 4 5 0=5 9 4 x 1 0 22.2 9 按照有效数字的运算法则，计算下列各结果:1.0713x3.2=3.42 1.0713x3.20=3.43 40.313x4.52=182.2 51.4x3.7=190 56.09+4.6532=60.74 70.4-0.453=70.02.30 某电压放大器，测得输入端电压Uj=1.0m V,输出端电压U=1200mV,两者相对误差均为 2%,求放大器增益的分贝误差。解：r=(|r|+|r|)=(2%+2%)=4%r =201g(1+4%)=+(20 x0.017)=0

21、.34dBdB 0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30kHz以下电声学、声纳低频信号发生器30kHz300kHz电报通讯视频信号发生器300kHz6MHz无线电广播高频信号发生器6MHz30MHz广播、电报甚高频信号发生器30MHz300MHz电视、调频广播、导航超高频信号发生器300MHz3000 M Hz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、扫频信号发生器、数字序列信号发生

22、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：式中4 为度盘或数字显示数值，也称预调值，力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，

23、信号频率在任意15min内所发生的最大变化，表示为：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3 h 内所发生的最大变化，表示为：预调频率的xXlOs+yH?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、负教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 C所产生的相对频率变化，表示为：预 调 频 率 的 IO。，即式 中 为 温 度 变 化 值，为预调值，力为温度改变后的频率值。电源引起的频率变动量供电电源变化 1 0%所产生的相对频率变化，表示为：X 1 0-6,即负载变化引起的

24、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-1 0-6,即式中人为空载时的输出频率，力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U 1为输出信号基波有效值，%、%为各次谐波有效值。由于4、4 等 较 U 1 小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义，：(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6 0 0 0 (或 i k Q),功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常5 0。、7 5 Q、1 5 0。、6 0 0Q和 5

25、k C等档。高频信号发生器一般仅有5 0 Q或 75 Q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。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：当。=4=1/R C,或尸力=1/2TTRC时，输出信号与输入信号同相，且此时传输函数模N(%)=M MM=1/3 最大，如果输出信号 后接放大倍数K y=N(%)=3 的同相放大器，那么 就 可 以 维 持 或 者 齐 力=1/2兀 R C 的正弦振荡，而由于R C 网络的选频特

26、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3.4 图所示，其中叫、勺 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,R 应具有负性质的温度系数。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和固定频率的高频振荡f2,经过混频器M 产生两者差频信号尸 卜 后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器中。3.6 XD-

27、1型低频信号发生器表头指示分别为2 V 和 5 V,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？3.7 结 合 图 3.3-1 1,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 电平头指示OdB10dB20dB30dB40dB50dB60dB70dB80dB90dB倍 数13.161031.62100316100031601043.16x1042 V20.630.20.0630.026.3x10-32x10-36.3x10-42x 10-46.3x10-55 V51.580.50.1580.050.01580.0050.001585x10-41.5810-4中二极管应

28、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。F%2一 为正向锯齿波。3.8 说明图3.3-14所示XD8B框图中R P 4和 R P 2两个电位器的功能。答：RP4调频率，RP2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

29、入电压大小的要求，电源的作用是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：f =-=0 2n电感反馈式振荡器的振荡频率：f=a ;、0 27t（L+）C电容反馈式振荡器的振荡频率：/=-2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。3.1 1 题 3.1 1 图是简化了的频率合成器框图，力为基准频率，力为

30、输出频率，试确定两者之间的关系。若 =l M H z,分 频 器 和+机 中 、”可以从1 变 到 1 0,步长为1,试确定力的频率范围。题 3.1 1 图解：相位锁定时：/n=m =力 m/n当 m=1 1 1=1 0 时,m i n=f/1 0=0 1 M H z当 m=1 0 n=l 时/,n r i x=1 0/-1=1 O M H z3.1 2 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（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

31、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。3.1 3 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

32、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的返波管法、Y1G谐振法等。在磁调电感法中L?、C 谐振回路的谐振频率人为：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 成正比当扫描电流随时间变化时，使得

33、磁芯的有效导磁系数口。也随着改变，扫描电流的变化就导致了 4 及谐振频率力的变化，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r：脉冲波从0.1 U上升到0.9 U所经历的时间。rmm 脉冲下降时间4：脉冲波从

34、0.9 U下降到0.1 U所经历的时间。脉冲的占空系数J脉冲宽度T与脉冲周期7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下突出部分.平 顶 降 落AU：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。3.1 6以图3.6-4中XC-1 4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

35、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 T d时间，(b)波形表示(a)信号进行积分并与一比较电平E,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，调节积分器电容C和积分器中恒流源可以使T在1 0 ns1 0 0 0 u s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

36、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50Q负载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

37、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前后沿，可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形。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。用开关K 选择输出脉冲的正、负极性。3.18 用 题 3.18图（a 所示方案观测网络瞬态响应，如果输入波形是矩形脉冲（b）,被观测网络分别为（c）、（d）,则示波器上显示的输出波形各为什么？（a）观测装置（协输入波形”0被观测网络（小被观测网络题 3.18图解：对网络(C)：T=RC 5RCT/2

38、即：T T/10 则图(C)为微分电路，所以，输入方波脉冲时，输出为正负尖峰脉冲。对网络(d)：；t=RC 5RCT/2 即：T=ldivH=0.5div,O=2div解：U=2 div X 20V/divX 10=400VT=0.5 div X 0.5s/div=0.25s/=l/T=4Hz U=1 divX20V/divX10=200VT=ldivX0.5s/div=0.5s/=l/T=2Hz U=0.5divX20V/divX10=100VT=2divX0.5s/div=ls/=l/T=lH z4.18有两个周期相同的正弦波，在屏幕上显示一个周期为6 个 d iv,两波形间相位间隔为如下

39、值时，求两波形间的相位差。(1)0.5 div(2)2 div(3)1 div(4)1.5 div(5)1.2 div(6)1.8 div解：巾=0.5X360/6=30(2)6=2X360/6=120(3)6=1X360/6=60(4)=1.5X360/6=90(5)6=1.2X360/6=72(6)6=1.8X360/6=1084.19取样示波器的非实时取样过程为什么能将高频信号变为低频信号？取样示波器能否观测单次性高频信号？答：非实时取样过程对于输入信号进行跨周期采样，通过若干周期对波形的不同点的采样，经过保持延长后就将高频信号变成了低频信号。取样示波器不能观测单次性高频信号，因为不能对

40、其进行跨周期采样。4.20 记忆示波管是怎样实现记忆波形的功能？记忆示波器能否观测单次性高频信号？答:记忆示波器的记忆功能是由记忆示波管完成的。将记忆信号存贮于示波管的栅网上，需要显示时，泛射枪发出的流均匀地近乎垂直地射向存储栅网，将栅网存储的波形在荧光屏上清晰地显示出来。记忆示波器能观测单次性高频信号。4.21 数字存贮示波器是怎样工作的？答：数字存贮示波器采用数字电路，将输入信号先经过A/D 变换器，将模拟波形变换成数字信息，存贮于数字存贮器中，需要显示时，再从存贮器中读出，通过D/A 变换器，将数字信息变换成模拟波形显示在示波管上。习题五5.1 试述时间、频率测量在日常生活、工程技术、科

41、学研究中有何实际意义？答：人们在日常生活、工作中离不开计时，几点钟吃饭、何时上课、几时下班、火车何时开车都涉及到计时。工程技术、科学研究中时间、频率测量更为重要，科学实验、邮电通信，人造卫星，宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制，都要准确的测量时间与频率测量。5.2 标准的时频如何提供给用户使用？答：标准的时频提供给用户使用有两种方法：其一，称为本地比较法。就是用户把自己要校准的装置搬到拥有标准源的地方，或者由有标准源的主控室通过电缆把标准信号送到需要的地方，然后通过中间测试设备进行比对。其二，是发送一接收标准电磁波法。这里所说的标准电磁波，是指含有标准时频信息的电磁波。5.3 与其他物理量的测量

42、相比，时频测量具有哪些特点？答：(1)测量的精度高;(2)测量范围广(3)频率的信息传输和处理比较容易并且精确度也很高。5.4 简述计数式频率计测量频率的原理，说明这种测频方法测频有哪些测量误差？对一台位数有限的计数式频率计，是否可无限制地扩大闸门时间来减 壮1 误差，提高测量精确度？答：是根据频率的定义来测量频率的。若某一信号在7秒时间内重复变化了N次，则根据频率的定义，可知该信号的频率,为：f=N/T测量误差主要有：1 误差：标准时间误差：不可无限制地扩大闸门时间来减小1 误差，提高测量精确度。一台位数有限的计数式频率计，闸门时间时间取得过大会使高位溢出丢掉。5.5 用一台七位计数式频率计

43、测量(=5MHz的信号频率，试分别计算当闸门时间为1 s、0.1 s 和 1 0 m s 时，由 于“土误差引起的相对误差。N 1 1 “解：闸门时间为 1 s 时：=+-=+0.2 x 1 0-6N f T 5 x l 0 C*C 2 X R N2 28.6 图示交流电桥，试推导电桥平衡时计算人和的公式。若要求分别读数，如何选择标准元件？解：电桥平衡时有:8.6图即:L.R D D .Rf-/=R R ja C 3c 2 4 J 3c1 1 4所以:L=R RC R=JRx 2 4 1 x C 24选择R2、6为标准元件，调节R C4可分别读数。8.7 某交流电桥平衡时有下列参数：Z1为 R

44、|=2000C与 C 1=0.5uF相并联，Z2为 R?=1000。与 C2=l n F 相串联，Z,为电容C4=0.5NF,信号源角频率3=103rad/s,求阻抗Z3的元件值。1解：电桥平衡时有：n-_+/o CR/Z=R+展开并整理得：z=R+/CR1所以：网=0C3=0.5 UF1 )131 Y322、1力3 cl8.8 某电桥在3=104rad/s时平衡并有下列参数：Z1为电容C=0.2 u F,Z2为电阻R?=500。，Z4为 R4=300C与 C4=0.25uF相并联，求阻抗Z式按串联考虑）。R-14，3 c解：电桥平衡时有：-T Z=R-J -岬 3 2/?+J_4 wc4展开

45、并整理得:所以：z=怨 q jsc/?+/)3 1+(C R J2 4 44 48.9 利用谐振法测量某电感的Q 值。当可变电容为100pF时，电路发生串联谐振。保持频率不变，改变可变电容，半功率点处的电容分别为102pF和 98pF.求该电感的Q 值。解:0=2C-Uc-c2 x100102-9 8=502 I8.10 利用图8 3 7 所示的串联比较法测量某电感线圈。已知信号源角频率3=i（Mad/s,当电感线圈被短路时，测得谐振时的可变电容C|=2 0 p F,回路的Q 值 为 1 2 0,当接入电感线圈，保持频率不变，测得谐振时的可变电容C 2=15pF,回路的Q 值为8 0,求该电感

46、线圈的电感量4损耗电阻AM和品质因数QM。c-c（2 0-1 5）x10-12解：L=/.=1_ v-=1.67 p/7M sC k l Os/x 2 0 x10-12 x15 xx 10-128.11 利用图8.3-8所示的并联比较法测量某电容器CM，已知信号源的角频率3=106rad/s,当 不 接 时，测得谐振时的可变电容C】=150pF,回路的Q 值 为 120。当并接电容 CM后，保持频率不变，测得谐振时的可变电容C 2=100pF,回路的Q 值 为 100求该电容器的电容量C#并接损耗电阻只旧和品质因数QM。解：C =C -C =150-100=50pFM I 28.12 阐述利用

47、鉴相原理构成的阻抗一电压变换器的基本工作原理。答：在图8.4-3中，由于激励源为正弦信号，故图中电流、电压均用相量表示，被测阻抗 2=夫+)乂。由图可知，变换器的输出电压相量即为被测阻抗Z、两端的电压，故:XX XIX若:R|R+/X I,b 1 x x1 7?R 则：U 弋 xU+j xU=U+U(U=f U ,U=j-U )1 R S R S r li Ir R S T i R Sb b b b所以：R=Rx U bs若被测元件为电感，则：L=R 若被测元件为电容，则：C=-LL*3 U b X 3 R US b S设：u=U c o s c o rs s i的实部电压 w和虚部电压“n分别为：贝i j：w =w +u =U c o s c o f+U c o s(c o z+)1 r II l r Ir 2鉴相器1中的乘法器，其两个输入端分别输入电压U 1和 工，乘法器的输出为：经低通滤波，滤除二次谐波后，鉴相器1输出的直流分量正比与、的实部。鉴相器2中的乘法器，两个输入端分别输入电压、和人移相加/2的信号(，乘法器的输出为：同理，乘法器的输出经滤波后，使鉴相器2的输出正比于勺的虚部。鉴相器的输出经A/D变换后，可实现被测参数的数字化测量。