1、.高等職業教育電子信息貫通制教材（電子技術專業）電子測量與儀器電子教學資料宋悅孝主編Publishing House of Electronics Industry北京 ? BEIJING;.前言為了配合電子測量與儀器課程的教學，體現教材的編寫特色，更好地為讀者服務，編寫本教學資料。教學資料內容包括三個部分：第一部分是教學指南，包括課程性質與任務、課程內容和要求、教學建議、教學時間分配。第二部分是習題答案，給出了多數習題的詳細解答過程。第三部分是電子教案，采用 PowerPoint 課件形式。教師可以根據不同的教學要求按需選取和重新組合。限于編著者水平，教學資料中有錯誤或不妥之處，敬請讀者給予

2、批評指正。編 者2003 年 12 月;.電子測量與儀器教學指南一、課程的性質與任務電子測量與儀器是電子與信息技術類專業及相近專業的一門必修技術課。主要介紹電子測量基本概念、測量基本原理及常用電子測量儀器的基本組成與操作應用。本課程的主要任務是使學生具備電子測量技術與測量儀器方面的基礎知識和基本技能，為學生學習專業技術和職業技能奠定基礎，使他們成為具有全面素質和實踐能力的應用型技術人才。主要教學目標是學習電子測量技術原理、測量儀器以及測試系統方面的專業知識和職業技能；學習分析問題、解決問題的基本方法；學習基本的科學思維方式和工作方法；培養職業道德、促進全面素質的提高。為學生今后從事電子與信息技

3、術類等方面的工作打下良好的基礎。（1）基本概念方面：基本概念主要包括測量數據處理、電子測量儀器使用與組成，以及測量原理等方面的概念。掌握電子測量與儀器的基本概念是學習本門課程的基礎，對于絕大多數基本概念，尤其對那些在工作實踐中比較常用的概念應能夠牢固掌握、靈活應用，并注意個別概念間的區別。（ 2）測量技術方面：測量技術主要包括電壓測量技術、波形顯示與測量技術、頻域測量技術、元器件測量技術、頻率 /時間測量技術、數據域測量技術等。測量技術是進行測量工作的理論指導，也是測量儀器構成與應用的理論依據。對于測量技術應能夠理解掌握，并靈活應用，切忌生搬硬套，并學會用所學理論解決實際問題。（ 3）測量儀器

4、的構成與應用方面：測量儀器主要包括電壓測量儀器、波形顯示儀器、頻域測量儀器、元器件測量儀器、頻率 /時間測量儀器、數據域測量儀器、智能儀器等，所有儀器的構成都是以其測量原理為依據的，只要理解掌握了測量原理，學習儀器的構成與應用就游刃有余了。（ 4）測量技能方面：測量技能主要包括測量的組織進行、測量儀器的選用、測量數據的處理、測量中現象的分析和問題的解決以及查閱資料等方面的綜合能力，是學習本課程的目標。需要通過實驗實習來提高學生的測量技能。要求教學工作中要不失時機地增加學生動手實踐的機會，并鼓勵學生多動手、多觀察、多分析、多思考，并養成嚴謹求實、講究科學的好作風。二、預備知識本書從電子測量與儀器

5、基本概念、基本原理等基本知識入手，比較全面、系統地介紹了電子測量技術及其在電子測量儀器或測量中的應用，以及測量儀器的基本操作與應用等。讀者在學習本書之前，應具備一定的模擬電子技術、脈沖與數字電路等基礎知識和一定的電子實驗實踐的基本技能。三、教學內容、教學重點與教學要求;.第 1 章 電子測量與儀器的基本知識（一）教學內容電子測量的內容與方法，測量誤差的表示與分類，測量結果的表示與有效數字的處理等。（二）教學重點測量誤差的表示與應用，測量結果的表示及測量數據的處理。（三）教學難點測量誤差的表示與應用，測量結果的表示與有效數字處理。（四）教學要求明確電子測量的方法，掌握測量誤差的基本計算，掌握準確

6、度等級、允許誤差的概念，明確電子測量誤差的種類，了解測量結果的表示方法與測量數據的處理，了解通用電子測量儀器的主要分類。第 2 章 測量用信號發生器（一）教學內容信號發生器的分類與功能，主要技術指標，信號發生器的主要組成原理與操作使用等。（二）教學重點信號發生器分類與功能，主要技術指標，基本工作原理與基本操作使用。（三）教學難點信號發生器基本工作原理與基本操作使用。（四）教學要求掌握信號發生器分類與功能、主要技術指標，了解信號發生器基本工作原理，熟悉信號發生器基本操作使用，了解頻率合成原理與正弦波成形電路工作原理。第 3 章 電壓測量與電壓表（一）教學內容交流電壓的表征，交流模擬電壓表分類與讀

7、數修正，數字電壓表技術指標與A/D 變換器。（二）教學重點交流電壓的表征，交流模擬電壓表分類與讀數修正。（三）教學難點;.A/D 變換器工作原理與特點分析。（四）教學要求掌握交流電壓的表征以及均值電壓表、峰值電壓表讀數修正，明確檢波器種類及電路組成，了解均值表、 峰值表、 有效值電壓表的結構類型，了解數字電壓表基本組成以及A/D 變換器工作過程。第 4 章 波形測試與儀器（一）教學內容波形測試的原理，示波器的組成，示波器多波形顯示，示波器的應用，數字存儲示波器和取樣示波器。（二）教學重點波形測試原理，示波器的組成，示波器多波形顯示和示波器的應用。（三）教學難點波形測試原理和示波器的組成及開關旋

8、鈕的作用與實現方法。（四）教學要求掌握示波器的基本組成，明確示波器線性偏轉特性與示波器用途，掌握示波器直接測量電壓、周期和雙蹤法測量相位差。理解示波器雙蹤顯示原理，熟悉示波器有關開關旋鈕的作用。了解示波器測量電壓、周期、頻率、相位差的其他方法及示波器測量調幅系數方法。第 5 章 頻域測量與儀器（一）教學內容掃頻儀、頻譜儀工作原理，掃頻儀、頻譜儀技術指標與應用（二）教學重點掃頻儀、頻譜儀工作原理與技術指標（三）教學難點掃頻儀、頻譜儀操作應用（四）教學要求明確掃頻儀、頻譜儀的用途，掌握掃頻儀、頻譜儀的工作原理，了解掃頻儀、頻譜儀技術指標與操作應用。第 6 章 電子元器件測量與儀器;.（一）教學內容

9、集中參數元件的等效，伏安法、電橋法與諧振法測量原理，晶體管特性圖示儀組成與使用。（二）教學重點伏安法、電橋法與諧振法測量原理，晶體管特性圖示儀組成與使用。（三）教學難點阻抗的數字化測量原理，不平衡電橋測量原理，諧振法測量原理，晶體管特性圖示儀組成原理與使用。（四）教學要求掌握伏安法、電橋法、諧振法測量原理與用途，掌握晶體管特性圖示儀組成原理，明確晶體管特性圖示儀的用途，了解阻抗的數字化測量原理、不平衡電橋測量原理與晶體管特性圖示儀的使用。第 7 章 頻率和時間測量及儀器（一）教學內容測量頻率的方法，電子計數器分類、組成與技術指標，電子計數器測量頻率、周期、時間、累加計數等工作原理，電子計數器測

10、量誤差分析與擴頻技術，數字相位計。（二）教學重點電子計數器測量頻率、周期、時間、累加計數等工作原理，電子計數器測量誤差與分析。（三）教學難點電子計數器測量誤差與分析，數字相位計。（四）教學要求理解掌握電子計數器測頻、測周、累加計數等工作原理，理解掌握測量誤差的來源，了解測量誤差減小措施，了解電子計數器整機組成、擴頻技術與數字相位計工作原理。第 8 章 數據域測量與儀器（一）教學內容數據與測量基本概念與特點，數據域測量儀器設備，數據域測試技術，邏輯分析儀的組成、觸發方式與顯示方式。（二）教學重點數據域測試技術，邏輯筆組成與應用，邏輯分析儀組成、觸發方式與顯示方式。（三）教學難點;.數據測試技術，

11、邏輯分析儀組成、觸發方式與顯示方式。（四）教學要求掌握邏輯筆與邏輯分析儀的組成，明確邏輯分析儀的觸發方式與顯示方式，了解數據域測試技術與特點點，了解邏輯分析儀的應用。第 9 章 智能測試儀器與系統（一）教學內容智能測試儀器與系統分類與組成，GPIB 標準接口，智能儀器典型處理功能。（二）教學重點智能儀器、自動測試系統、個人儀器與虛擬儀器的組成，GPIB 標準接口， 智能儀器的典型處理功能。（三）教學難點智能儀器、自動測試系統、個人儀器與虛擬儀器的區別，智能儀器的典型處理功能。（四）教學要求了解智能測試儀器與系統的分類、特點與區別，了解GPIB標準接口，了解智能儀器的典型處理功能。四、教學時間分

12、配章 節課程內容課時數第一章電子測量與儀器的基礎知識4 課時第二章測量用信號發生器6 課時第三章電壓測量與電壓表8 課時第四章波形測試與儀器16 課時第五章頻域測量與儀器6 課時第六章電子元器件測量與儀器8 課時第七章頻率和時間測量及儀器6 課時第八章數據域測量與儀器6 課時第九章智能測試儀器與系統6 課時注：以上課時分配僅供參考，教學中可根據教學的安排再做調整。五、習題答案（一）習題1 答案1.解：x=x-A=100V-95V=5VC=-x=-5VA=x+C=100V-10V=90V;.x=-C=10V2.解：x=x-A=40mA-38mA=2mAx2mA100%5%A40mAAx2mA10

13、0%5.3%x38mAxxm3.解：mxmxm1=m1xm1 =±1.5% ×10V=±0.15Vxm2=m2xm2=±1.0%× 20V=± 0.20V>xm1選用第一塊表。4.解：x=x-A=94.5mA-90mA=4.5mAC=- x=-4.5mAx4.5mA100% 5%m90mAA mxm4.5mA100%4.5%xm100mA被校表的準確度等級應定為5.0 級。5.解：Um=±0.5% ×10V=±0.5V本次測量報告值為8V ，測量記錄值為7.5V 。6.解： 54.79 54.8，8

14、6.3724 86.4， 500.028 500， 21000=2.100010×42.10 ×104 ，0.0031250.00312 ，3.175 3.18， 43.52 43.5， 58350=5.835010×4 5.84 ×1047.解：有效數字為18.4V ，有效數字 +1 位安全數字為18.44V 。8.解：相同數據有2.100k ， 2100 ， 2.100 ×103，0.2100 ×10k（二）習題2 答案1.答：按照輸出信號波形的不同，通用信號發生器分為正弦信號發生器、函數信號發生器、脈沖信號發生器和隨機信號發生器

15、四類。正弦信號發生器為電路或系統檢修提供低頻、高頻等幅正弦信號或振幅調制波等已調波；函數信號發生器為電路或系統檢修提供正弦波、方波、三角波等波形；脈沖信號發生器為分析研究電路或系統的瞬態特性提供矩形脈沖波或雙脈沖波等波形；隨機信號發生器為電路提供模擬噪聲信號，為分析研究電路或系統的抗噪聲性能等提供模擬噪聲。2.答：低頻信號發生器一般有50、 150 、600 、5k 等各種不同輸出阻抗，而高頻信號發生器一般只有50 或 75 一種輸出阻抗。使用時，如果阻抗不匹配，會使波形失真變大、功率傳輸效率變小。為了避免阻抗不匹配產生的不良影響，應借助阻抗變換器等使之匹配連接。;.3.答：信號發生器作為主動

16、測試儀器其構成應該包括振蕩器，而LC 振蕩器、 RC 振蕩器等特性決定了振蕩器的頻率范圍或頻率穩定性都比較差。由于頻率合成器具有自動實現頻率跟蹤的鎖相環而使之具有很高的頻率穩定度和極純的頻譜。6.答：函數信號發生器一般能夠輸出正弦波、三角波、方波等三種基本波形。7.答：函數信號發生器產生信號的方法有三種：一種是先產生方波，然后經變換得到三角波和正弦波形；第二種是先產生正弦波再得到方波和三角波；第三種是先產生三角波再變換為方波和正弦波。函數信號發生器的構成方式則相應地有上述三種形式。8.答：（ 1）函數信號發生器的頻率范圍比低頻信號發生器或高頻信號發生器的寬，頻率范圍約為幾毫赫至幾十兆赫。 （

17、2）函數信號發生器能夠提供正弦波、三角波、方波等多種波形，而正弦信號發生器只能提供正弦波或已調波。 （ 3）脈沖式函數信號發生器的振蕩器是由施密特觸發器、密勒積分器、電壓比較器等部分組成的組合振蕩器，缺一不可；而正弦信號發生器的振蕩器是單一的正弦波振蕩器，是獨立的振蕩器。（三）習題3 答案1.答：模擬式交流電壓表按照檢波器類型的不同分為均值電壓表、峰值電壓表和有效值電壓表，分別屬于放大 檢波式、檢波 放大式和放大 檢波式。均值電壓表頻帶窄、 測量靈敏度較低，為低頻或視頻毫伏表。 峰值電壓表頻帶寬、 靈敏度較高，為高頻或超高頻毫伏表。有效值電壓表種類較多，一般情況下，它的頻帶較窄、靈敏度較低，為

18、低頻毫伏表。2.解： U1 (0.16dt0.42dt) 3(V)00.10.4UP+=6VUP-=-2VUP-P=8VU=1 (0.162dt0 .422 dt ) 3.5V 。00 .10.43.解：（ 1）如果用峰值表測量，?40V ，U2U 測量正弦波、三角波和方波時的讀數值都為?40 VUU 28.3V2 2（ 2）如果用均值表測量，;.測量正弦波時， U?2U 40V?40 VU 28.3V U 22?測量非正弦波時，UUK PU?U0.9U UKFKPK FU? U 0.9KFKP?40V測量三角波時，U29.6VU KP20.9K F0.933?40V測量方波時，U U44.4

19、V0.9K FK P0.911（3）如果用有效值電壓表測量，U ?U=U =K P測量正弦波時， U?40 V28.3VU=U =K P2測量三角波時， U?40VU=U=23.1VK P3測量方波時， U ?40VU=U=K P40V1答：（略）4.解：（ 1）如果峰值電壓表測量，測量正弦波時：U=U=20VU 0.9U 0.920V18V?2U 220V28.3VU 測量三角波時：;.?2U 2 20V28.3VUU?28.3V16.3VUUK P33UU16.3V14.1VK F23測量方波時：K F 方 =KP 方=1?2U 2 20V 28.3V =U 方= U方 U 方（2）如果用

20、均值電壓表測量，測量正弦波時：U=U=20VU 0.9U 0.920V18V?2U 220 V28.3VU 測量三角波時：U0.9U 0.920 V18VUUK F18V215.6V3?UK P18V23 36VU3測量方波時：K F 方 =KP 方=1 U 方 0.9U 0.9 20V18V =U 方=U 方答：（略）5.解：因為 DVM位數為 41，且量程為10V ，所以電壓表末尾1 個單位為 0.001V。2讀數誤差為： ±0.025%U x=±0.025% ×8V=±0.002V滿度誤差為： ±0.01%U m=±0.01%

21、×10V=±0.001V滿度誤差相當于：0.001V1字0.001V固有誤差： ±（ 0.001V+0.002V ） =±0.003V答：（略）6.解：U=±0.005%讀數 ±0.002%滿度 =±0.005% ×4V±0.002% ×5V=±0.0003V;.x=U100%0.0003V0.0075%x4V答：（略）7.答：最大顯示數字分別為9999，19999，3199 和 1999 的數字電壓表的位數分別是4位，41位，23 3位（或統稱3 1位）和 31位。422當小數點位置

22、在第一位后時，第1、 2 位的利用率低，并且分辨力要比小數點在第1 位前的低，所以小數點應在第1 位前，故第二塊表在0.2V 量程上的分辨力是0.00001V 。8.答：雙積分式A/D 變換器的工作過程分為定時準備、定時取樣和不定時比較三個過程，其中取樣是利用輸入電壓（有效輸入為直流電壓）對積分電容定時充電（正向積分），而比較是利用與輸入電壓極性相反的基準電壓對積分電容不定時放電（反向積分）。雙積分式A/D變換器是將兩個電壓（輸入電壓和基準電壓）的比較變換為取樣時間（定時）和比較時間（不定時）的比較，而比較時間的大小與輸入直流電壓的大小成正比，所以雙積分式A/D 變換器屬于V-T 型積分式 A

23、/D 變換器。其依據的關系是取樣時，輸入電壓對積分電容凈充上的電荷與比較時基準電壓對積分電容放去的電荷相等。雙積分式A/D 變換器顯著的優點是抗干擾能力強，最大的缺點是變換速度慢。經對工作過程的分析發現如果取樣時間為干擾信號周期的整數倍，取樣結束時，干擾信號（如工頻干擾）對積分電容凈充上的電荷為零，這對比較時電容放電時間的大小是不產生影響的，即抗干擾。經上述分析得知，為了提高雙積分式A/D 變換器的抗干擾能力，A/D 變換器的取樣時間至少要取干擾信號的1 個周期，并且為了提高A/D 變換器的分辨力也應使取樣時間延長，這樣勢必使雙積分式 A/D 變換器的變換速度變慢。9.答：三次積分式A/D 變

24、換器是在雙積分式A/D 變換器的基礎上，將雙積分式A/D 變換器的第二次積分分成粗積分、精積分兩次進行的積分式A/D 變換器。三次積分式A/D 變換器的特點是變換速度快、分辨力高、變換誤差小。這是因為同樣分辨力的情況下，三次積分式A/D 變換器所需的位數較少，而且精積分時的基準電壓較小，而使積分器輸出以很慢的速度越過零點，故可以提高變換精度，減小變換誤差。三次積分式A/D 變換器的工作過程分為準備、取樣、粗積分和精積分四個階段。其中取樣是在固定時間內利用輸入電壓對積分電容進行充電，粗積分是利用基準電壓對積分電容放電，精積分利用較小的基準電壓對積分電容進行放電。粗積分、精積分的工作時間取決于取樣

25、時對積分電容凈充上電荷的多少，與輸入電壓大小成正比。;.10.答：逐次比較式A/D 變換器按照 “大者棄、小者留”的原則，經D/A 變換器把已有的和當前假設的 A/D 輸出變換成可變的基準電壓，將被測電壓和可變基準電壓逐次進行比較，當基準電壓不大于被測電壓時，保留“1作”為當前A/D 位輸出，即 “小者留 ”。否則，舍棄 “1”為改 “0作”為當前A/D位的數據，即“大者棄 ”。上述過程是從高位到低位逐次進行逼近的，直至得出被測量或到A/D 變換器末位為止。逐次比較式A/D 變換器的優點是變換速度快、精度高。這是因為跳步電壓是按照2-nU R 遞減設置的，沒有雙積分式A/D 變換器中電壓的積分

26、過程，且只要二進制數碼位數足夠多，其精度亦很高。逐次比較式A/D 變換器的缺點是抗干擾能力差。這是因為電壓比較器的輸入是被測電壓瞬時值，所以外界任何干擾電壓的串入都可以影響測量結果。（四）習題4 答案1.答：示波器得到穩定波形的條件即示波器同步條件是掃描電壓周期等于被測信號周期的整數倍（隱含被測信號是周期性信號）。示波器波形顯示原理是： （ 1）因為示波管（示波器）具有線性偏轉特性，所以當Y 偏轉板上加上被測信號，而X 偏轉板上加上與時間成正比的鋸齒波時，就可以使每一次掃描出的波形是與實際波形一致的被測信號波形。（ 2）當示波器采用電平觸發（即觸發掃描）且滿足同步條件時，每一次掃描得到的波形就

27、一致，保證每一次掃描得到的波形能夠在屏幕上重合，從而為得到穩定波形提供必要的條件。 （ 3）當保證同一點熒光物質熄滅間隔時間不超過視覺暫留時間時，就能使上述波形不產生閃爍，保證在屏幕上得到一個便于觀察的穩定波形。2.答：示波器線性掃描方式主要包括觸發掃描、連續掃描以及自動掃描、單次掃描等方式。觸發掃描是在觸發源（一般選擇內觸發源被測信號）電平達到觸發電平時，在由觸發電路產生的觸發脈沖的作用下，由掃描環產生掃描電壓，由于該方式最容易得到同步條件而優先采用，該方式在無觸發源的情況下，為避免熒光物質被燒壞而黑屏。連續掃描是通過改變時基閘門電路直流輸入電平的大小而在自激狀態下產生的掃描，該方式不管是否

28、有被測信號都保證在屏幕上得到波形或時基線。自動掃描是在自動電路（單穩態電路）作用下，實現觸發掃描和連續掃描的自動轉換，一般情況下，操作者通常采用自動掃描方式。單次掃描一般用來去觀察非周期性信號，它是在每一次人工操作下完成一次掃描的方式。3.答：內觸發信號不可以從延遲線后引出。這是因為：（ 1）脈沖等上升時間短的信號比較適合采用觸發掃描方式。對于占空比小的脈沖等信號來說，如果采用連續掃描方式，顯示出的脈寬部分太窄（甚至顯示出的線條也比應該顯示出的脈寬寬度還寬），而看不到脈寬細節，或者顯示出由很亮的時基線與較暗淡的脈寬組合而成的波形，只有采用觸;.發掃描才不致于出現上述情況。（ 2）采用觸發掃描時

29、，只有當觸發源（一般采用內觸發）電平達到觸發電平時，才能產生掃描電壓而顯示出產生掃描電壓之后的被測信號部分波形，而脈沖等由低電平達到觸發電平必須要經歷一定的時間，這樣勢必使掃描電壓比被測信號滯后而得不到完整的被測信號波形。因此要采用延遲線對被測信號延遲后加到示波管 Y 偏轉板上，使被測電壓滯后而看到完整的被測信號波形。對正弦波等上升時間較長的波形來說，由于該延遲時間較短而體現不出上述作用來，所以簡易示波器一般不加延遲線。（ 3）當從延遲線后引出內觸發信號時， 不能使被測信號比掃描電壓滯后， 得到的波形仍然不完整。所以內觸發信號不能從延遲線后引出。4.答：雙蹤顯示方式包括斷續顯示、交替顯示兩種方

30、式。斷續顯示和交替顯示分別適合測試高頻和低頻信號。交替顯示是指在每一個掃描周期內只掃描顯示其中的一個信號，間隔一個周期掃描一次。被測信號頻率越低，掃描電壓周期越長，即掃描同一個信號的間隔時間越長，當該時間超過視覺暫留時間時，顯示出的波形就會閃爍。反之，信號頻率較越高時，則不會使顯示波形產生閃爍。所以交替方式只適合觀測高頻信號。斷續顯示是指利用斷續器（頻率恒定）將每個掃描周期分割成很多的時間段，每個時間段顯示一個波形的一段，間隔一個時間段顯示同一個波形的另外一段。要顯示信號頻率越高，掃描周期越短，即掃描速度越快，因為時間段是不變的，這樣顯示出的波形線段越長，波形顯示的斷續感增強，不利于觀測。反之

31、，信號頻率越低，掃速越慢，波形顯示的連續感越好，便于觀察。所以斷續方式適合顯示低頻信號。5.答：將標準的方波通過探極加到示波器上，調整示波器有關開關旋鈕，當顯示出的波形是不失真的方波時，就表明探極補償電容補償正確，否則，說明探極補償電容補償不正確（欠補償或過補償）。當發現補償電容不合適時，利用小螺刀左右調整補償電容，直至補償正確為止。6.答：（ a）有可能是因為選擇了“GND ”輸入耦合方式而使信號沒有加到示波器內部所致，此時選擇“ DC”或“ AC ”耦合方式即可。另一原因可能是因為輸入的信號很小，而所選的偏轉因數又太大（對輸入信號衰減過大），此時調小偏轉因數即可。（b）此種情況，雖然把被測

32、信號加到了示波器上，但因為選擇了“X-Y”方式而沒有掃描電壓，所以只顯示一條豎線。此時，改變“X-Y ”方式為掃描方式即可。（ c）原因是因為所選偏轉因數太小，調大偏轉因數即可。（ d）原因是掃描不同步，選擇觸發掃描（或自動掃描）調節觸發電平即可。;.（e）原因是掃速太慢而使顯示出的信號周期個數太多所致，此時調快掃速（調小時基因數）即可。7.解：（ 1）HP-PV P P20 mV2cm=S10 mVcmT11L Tf2cmD x0.5kHzD x1mscm得到的波形如圖4-1（ a）所示。（2） H P-PV PP40mV4cm（ a）（ b）=10 mVScm圖 4-1 習題 4.7 題答

33、案T11L Tf1cmD xD x1kHz 1mscm得到的波形如圖4-1（ b）所示。8.解：據題意知， T=4Ty=4×1/fy=4/2kHz=2mssTx=Ts+Tb=2ms+2ms/4=2.5msfx=400Hz圖 4-2 習題 4.9 答案答：（略）9.解：據題意知，掃描電壓周期是被測信號周期的2.5 倍，所以每次掃描得到2.5 個周期的被測信號波形。但因為不滿足掃描同步條件，所以示波器上得到的波形應不穩定，如圖4-2 所示。10.解：據題意知，掃描正程、掃描逆程分別可以得到3 個周期和1 個周期的被測信號波形。但因為滿足掃描同步條件，所以可以得到穩定的波形，如圖 4-3

34、所示，其中虛線為回掃線。圖 4-3 習題 4.10 答案11.解：由題意知， S=1mV/div，H p-p= 7.07div ，探極衰減比K=10： 1，所以Up-p=7.07div 1mV/div=7×.07mVU PP7.07mV探極輸出電壓： U=2KP=2 2=2.5mV正弦波電壓： U= 10×2.5mV=25mV答：（略）12.解：由題意知， S=10mV/div ， D x=1ms/div ，探極衰減比K=10： 1，所以;.11f1kHz1divTL =1msD xdivU P P0.5V(1) Hp-p=K105divS10mVdiv得到如圖4-4（a）

35、所示的波形。2 2U（a）（ b）（2） H P-P=K 220.4V10圖 4-4習題 4.12 答案S10mVdiv11.3div得到如圖4-4（b）所示的波形，圖中方格線間距2div 。13.解： Tmin=10div /2 × 0.01 s/div=0.05 sfmax =20MHz答：（略）max5ms/div=25ms×14.解： T =10div/2fmin=0.4Hz答：（略）15.答：（a）如圖所示表明顯示波形不穩定，又因為只有X 通道有故障，可能是觸發電路的觸發電平不穩定的原因。 （ b）如圖所示表明沒有對回掃線進行消隱，可能是原因Z 通道沒有與 X 通

36、道正確相連而不能在回程期間消隱。16.答：（ a） （ f ）圖的觸發情況分別是零電平負極性觸發、正電平負極性觸發、負電平負極性觸發、負電平正極性觸發、正電平正極性觸發和零電平正極性觸發。17.解：AB3602cm36030AC24cm答：（略）18.解：據題意知，Dx=1ms/ div ，S=0.5V/ div ， H=8div ，正弦波一個周期的寬度L=8div ，探極衰減比 K =101。正弦波周期： T=D xL/K =1ms/div× 8div =8ms正弦波頻率： f=1/T=125Hz正弦波峰 -峰值： U p-p=SH=0.5V/div8div× =4V正弦

37、波電壓： U= K U P P= 104V 14.1V2KUP22答：（略）;.19.解：據題意知，try=9ns，而示波器上升時間應滿足：trtry/3，即 tr9ns/3=3ns，BW0.35/3ns 120MHz答：（略）20.答：數字存儲示波器利用A/D 變換器將輸入的模擬信號變換成數字信號，然后存儲于數字存儲器中，需要時再將存儲器中存儲的內容調出，并通過D/A 變換器，將數字信號恢復為模擬信號，最后顯示在示波器熒光屏上。（五）習題5 答案1.答：掃頻儀實質上是掃頻信號源與X-Y 方式示波器的結合。主要包括掃描信號源、掃頻振蕩器、檢波器、頻標電路和X-Y 示波器。掃描信號源除了用來產生

38、掃描電壓外，還用來連續改變掃頻信號源振蕩頻率，以得到頻率連續變化的掃頻信號加到被測電路中，被測電路的輸出經檢波器檢波得到電路的幅頻特性曲線并通過示波器加以顯示出來。2.答：掃頻儀的掃描電壓可以是正弦半波信號。這是因為只要掃頻信號的頻率變化規律與示波器水平掃描電壓的變化規律完全一致，而不管掃描電壓是否均勻，掃描出的幅頻特性曲線是相同的。當掃頻信號u3 為正弦波電壓時，由于耦合變壓器電感磁心磁滯等原因，顯示出的波形也不能重合。因此，需要對掃頻信號源提供停振控制信號，使顯示出的波形為被測波形和用作水平軸的水平回掃線的組合。3.答：因為掃頻信號頻率的變化受掃描電壓的控制并保持一定的線性關系，掃描瞬時電

39、壓越大，振蕩頻率越高，所以可以水平位置的大小表示出頻率大小，即掃頻儀的X 軸可以用來表示頻率軸。4.答：掃頻儀主要用來顯示電路的幅頻特性曲線，并據此推算出被測電路的頻帶寬度、品質因數、電壓增益、輸入輸出阻抗及傳輸線特性阻抗等參數。頻譜儀主要用來顯示被測信號的頻譜圖，由此可以對信號的頻率組成及各頻率分量大小進行分析，即頻譜分析，另外還用于放大器的諧波失真、信號發生器的頻譜純度以及系統的頻率特性分析等。掃頻儀、頻譜儀的使用等參看課本相關內容及有關書籍。5.答：示波器主要用來顯示信號波形，并由此測出被測信號的電壓、頻率等參量，是在時域內對信號進行分析的時域測量儀器，它不能得出信號的頻率組成成分。頻譜

40、儀主要用來顯示被測信號頻譜圖，用來分析信號的頻率組成成分，是在頻域內對信號進行分析的頻域測量儀器，但不可以得到被測信號時域波形。6.答：相同點：都屬于專用示波器，這是因為他們都是在示波器的基礎上，通過增加專用電路;.而實現特殊波形的顯示。在電路上都用到了頻標電路和X-Y 方式示波器。不同點：掃頻儀用來顯示電路幅頻特性曲線，是時域測量儀器。頻譜儀用來顯示信號頻譜圖，是頻域分析儀器。7.答：掃頻外差式頻譜儀是利用頻率連續變化的掃頻振蕩信號與被測信號經混頻器差頻產生固定中頻信號而確定出被測信號頻率成分。由于掃頻信號頻率是連續可變的，只要被測信號中與本振頻率成固定中頻關系的組成頻率成分，都可以通過濾波

41、得到各頻率組成成分的大小。（六）習題6 答案1.答：測量集中參數元件的方法主要包括：伏安法、電橋法和諧振法。伏安法是根據歐姆定律來測量集中元件參數的。該方法使用方便，但測量精確度較差，僅適用于低頻測量，比較適合直流電阻的測量。電橋法（特指平衡電橋）是根據電橋平衡時的電橋平衡條件來確定被測量。該方法的工作頻率較寬，測量精度較高。但因為在高頻測量時，電橋對屏蔽良好的要求很高，所以比較適合低頻阻抗元件的測量。其中直流電橋用于測量直流電阻，交流電橋用于測量電容、電感等參數。諧振法是根據LC 諧振回路諧振特性來確定被測量的大小。在高頻段，諧振法受雜散耦合等的影響較小，且比較符合電感、電容的實際工作情況，

42、因此，諧振法高頻段測量結果比較可靠，是測量高頻元件的常用方法。2.答：伏安法分為電流表內接法和電流表外接法兩種方法。分別適合測量大電阻和小電阻。阻抗的數字化測量是利用正弦信號在被測阻抗兩端產生交流電壓，然后對電壓實部和虛部進行分離，最后利用電壓的數字化測量來實現阻抗的測量。3.答：不平衡電橋是通過直接測量電橋非平衡狀態下流經指示器的電流或兩端電壓大小來測量集中參數元件的，它的操作簡便、測量時間短、易實現數字化測量。不平衡電橋可以測量集中參數元件，其測量方法參見課本及有關書籍。4.答：答案參見課本及有關書籍。5.解：據題意知，電橋平衡條件為R1 ( Rs11)R2j Cs) (Rxj C x經推導，得RxR1Rs10kR22k 10k2kCxR2Cs2k100pFR1500pF10kD=CR =RC =2× 1kHz × 2k500pF=0×.00628xx xs s;.6.解：據題意知，電橋平衡條件為R1R2 (Rx1j L x )1j CsRs經推導