1、思考與練習111 什么是測量？什么是電子測量？答：測量是為確定被測對象的量值而進行的實驗過程。在這個過程中，人們借助專門的設備，把被測量與標準的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數值關系，最后用數值和單位共同表示測量結果。從廣義上說，凡是利用電子技術進行的測量都可以說是電子測量；從狹義上說，電子測量是指在電子學中測量有關電的量值的測量。13 按具體測量對象來區分，電子測量包括哪些內容？答：電子測量內容包括：（1）電能量的測量如：電壓，電流電功率等；（2）元件和電路參數的測量如：電阻，電容，電感，阻抗，品質因數，電子器件的參數等：（3）電信號的特性的測量如：信號的波形和失真度，頻率

2、，相位，調制度等；（4）電子電路性能的測量如：放大倍數，衰減量，靈敏度，噪聲指數等：（5）特性曲線顯示如：幅頻特性，相頻特性曲線等。14 電子測量技術有哪些優點？答：（1）測量頻率范圍寬（2）測試動態范圍廣（3）測量的準確度高（4）測量速度快（5）易于實現遙測和長期不間斷的測量（6）易于實現測量過程的自動化和測量儀器的智能化15 常用電子測量儀器有哪些？答：（1）時域測量的儀器：電子電壓表、電子計數器、電子示波器、測量用信號源等。（2）頻域測量的儀器：頻率特性測試儀、頻譜分析儀、網絡分析儀等。（3）調制域測量儀器：調值 調制度儀、調制域分析儀等。（4）數據域測量儀器：邏輯筆、數字信號發生器、邏

3、輯分析儀、數據通信分析儀等。（5）隨機測量儀器：噪聲系數分析儀、電磁干擾測試儀等。思考與練習221 測量時為何會產生誤差？研究誤差理論的目的是什么？答：測量是用實驗手段確定被測對象量值的過程，實驗中過程中采用的方法、標準量和比較設備不一樣，都可能使實驗的確定值與被測對象的真值有差異，即都會產生誤差。研究誤差理論的目的就是掌握測量數據的分析計算方法、正確對測量的誤差值進行估計、選擇最佳測量方案。22 測量誤差用什么表示較好？答：測量誤差通常可用絕對誤差和相對誤差兩種方法表示。若要反映測量誤差的大小和方向，可用絕對誤差表示；若要反映測量的準確程度，則用相對誤差表示。23 測量誤差與儀器誤差是不是一

4、回事？答：當然不是一回事。測量誤差指的是測量值與被測量真值的差異，造成這種差異的原因可能是儀器誤差、人身誤差、方法誤差和環境誤差等原因，因此儀器誤差是造成測量誤差的原因之一。而儀器誤差僅僅是指作為比較設備的測量儀器由于測量精度和準確度所帶來的測量誤差。24 有一個100V的被測電壓，若用0.5級、量程為0-300V和1.0級、量程為0-100V的兩只電壓表測量，問哪只電壓表測得更準些？為什么？答： 要判斷哪塊電壓表測得更準確，即判斷哪塊表的測量準確度更高。（1）對量程為0-300V、±0.5級電壓表，根據公式有 （2）對量程為0-100V、±1.0級電壓表，同樣根據公式有

5、從計算結果可以看出，用量程為0-100V、±1.0級電壓表測量所產生的示值相對誤差小，所以選用量程為0-100V、±1.0級電壓表測量更準確。25 系統誤差、隨機誤差和粗大誤差的性質是什么？它們對測量結果有何影響？答：（1）系統誤差是一個恒定不變的值或是具有確定函數關系的值；進行多次重復測量，系統誤差不能消除或減少；系統誤差具有可控制性或修正性。系統誤差使測量的正確度受到影響。（2）隨機誤差的性質主要有：在多次測量中，絕對值小的誤差出現的次數比絕對值大的誤差出現的次數多；在多次測量中，絕對值相等的正誤差與負誤差出現的概率相同，即具有對稱性；測量次數一定時，誤差的絕對值不會超

6、過一定的界限，即具有有界性；進行等精度測量時，隨機誤差的算術平均值的誤差隨著測量次數的增加而趨近于零，即正負誤差具有抵償性。隨機誤差影響測量精度。（3）粗大誤差的主要性質是測量結果明顯偏離實際值。它使測量結果完全不可信，只有在消除粗大誤差后才能進行測量。26 削弱系統誤差的主要方法是什么？答：削弱系統誤差的主要方法有：（1）零示法（2）替代法（3）補償法（4）對照法（5）微差法（6）交換法27 減小隨機誤差的主要方法是什么？答：理論上當測量次數n趨于無限大時，隨機誤差趨于零。而實際中不可能做到無限多次的測量，多次測量值的算術平均值很接近被測量真值，因此只要我們選擇合適的測量次數，使測量精度滿足

7、要求，就可將算術平均值作為最后的測量結果。28 準確度為0.5級、量程為0-100V的電壓表，其最大允許的絕對誤差為多少？ 答：最大允許的絕對誤差為： 29 測量上限為500V的電壓表，在示值450V處的實際值為445V，求該示值的：（1）絕對誤差（2）相對誤差（3）引用誤差（4）修正值答：（1）絕對誤差（2）相對誤差（3）引用誤差（4）修正值210 對某電阻進行等精度測量10次，數據如下（單位k）：0.992、0.993、 0.992、 0.991、 0.993、 0.994、 0.997、 0.994、 0.991 、0.998。試給出包含誤差值的測量結果表達式。答：1）將測量數據按先后次

8、序列表。nn 10.992-0.00150.0000022560.9940.00050.0000002520.993-0.00050.0000002570.9970.00350.0000122530.992-0.00150.0000022580.9940.00050.0000002540.991-0.00250.0000062590.991-0.00250.0000062550.993-0.00050.00000025100.9980.00450.000020252）用公式求算術平均值。3）用公式求每一次測量值的剩余誤差，并填入上表中。4）用公式計算標準差的估計值。5）按萊特準則判斷粗大誤差，

9、即根據剔除壞值。從表中可以看出，剩余殘差最大的第10個測量數據，其值為： 所以該組測量數據中無壞值。6）根據系統誤差特點，判斷是否有系統誤差，并修正。測量數據分布均勻，無規律分布，無系統誤差。7）用公式求算術平均值的標準差估計值。 8）用公式求算術平均值的不確定度。9）寫出測量結果的表達式。211 對某信號源正弦輸出信號的頻率進行10次測量，數據如下（單位kHZ）：10.32、10.28、10.21、10.41、10.25、10.04、10.52、10.38、10.36、10.42。試寫出測量結果表達式。 答：1）將測量數據按先后次序列表。如表一所示。表一nn 110.320.0010.000

10、001610.04-0.2790.077841210.28-0.0390.001521710.520.2010.040401310.21-0.1090.011881810.380.0610.003721410.410.0910.008281910.360.0410.001681510.25-0.0690.0047611010.420.1010.0102012）用公式求算術平均值。3）用公式求每一次測量值的剩余誤差，并填入上表中。4）用公式計算標準差的估計值。5）按萊特準則判斷粗大誤差，即根據剔除壞值。從表中可以看出，剩余殘差較大的為第6、7個測量數據，其值分別為： 所以該組測量數據中這兩個值為

11、具有粗大誤差的值，應剔除。剔除壞值后，對剩余數據再重復以上步驟。6）用公式求算術平均值。 7）用公式求每一次測量值的剩余誤差，并填入下表二中。表二nn 110.32-0.0090.000081210.28-0.0490.002401310.21-0.1190.014161610.380.0510.002601410.410.0810.006561710.360.0310.000961510.25-0.0790.006241810.420.0910.0082818）用公式計算標準差的估計值。9）再按萊特準則判斷粗大誤差，即根據剔除壞值。從表中可以看出，剩余殘差較大的為第3個測量數據，其值為：數據

12、說明剩下的數據無粗大誤差。10）根據系統誤差特點，判斷是否有系統誤差，并修正。測量數據分布均勻，無規律分布，無系統誤差。11）用公式求算術平均值的標準差估計值。 12）用公式求算術平均值的不確定度。13）寫出測量結果的表達式。（kHZ）212 將下列數據進行舍入處理，要求保留四位有效數字。3.14159、2.71729、4.51050、3.21650、3.6235、6.378501、7.691499。答：3.14159 3.142（要被舍數字的值恰好等于5時，要保留數的末位為奇數1，所以在 最后位加1）。2.717292.7174.510504.511 （將5舍去向前一位進1）3.216503

13、.216 （被舍數字的值恰好等于5時，要保留數的末位為偶數6，所以不變。） 3.62353.624 （要被舍數字的值恰好等于5時，要保留數的末位為奇數1，所以在 最后位加1）。6.3785016.378（被舍數字的值恰好等于5時，要保留數的末位為偶數6，所以不變。） 7.6914997.691思考與練習332 使用電阻器時要考慮哪些問題？答：電阻在電路中多用來進行限流、分壓、分流以及阻抗匹配等。是電路中應用最多的元件之一。使用電阻器時主要應考慮電阻的標稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工作電壓、噪聲系數及高頻特性等。RXGR1R2RnE圖3.1 直流電橋測電阻33 簡述直流電橋測量電阻

14、的基本方法。答：當對電阻值的測量精度要求很高時，可用直流電橋法進行測量。典型的惠斯登電橋的原理如圖3.1所示。其步驟如下：（1） 測量時，接上被測電阻，再接通電源（2） 通過量程開關調節比例系數，其中k=R1/R2。（3） 再調節，使電橋平衡，即檢流計指示為0。（4） 讀出和的值，用公式求得。R2GR3LXRXC2C4圖3.2 串聯電橋35 右圖表示的串聯電橋達到了平衡，其中、試求、的值。答：串聯電橋中，由電橋的平衡條件可得 由實部與實部、虛部與虛部相等可得： 分別將已知數值代入，可算得： 37 簡述晶體管圖示儀的組成及各部分的作用。答：晶體管圖示儀主要由同步脈沖發生器、基極階梯波發生器、集電

15、極掃描電壓發生器、測試轉換開關、垂直放大器、水平放大器和示波管組成。圖示儀工作時，同步脈沖發生器產生同步脈沖信號，使基極階梯波發生器和集電極掃描電壓發生器保持同步，以顯示正確而穩定的特性曲線；基極階梯波發生器提供大小呈階梯變化的基極電流；集電極掃描電壓發生器提供集電極掃描電壓；測試轉換開關用以轉換測試不同結法和不同類型的晶體管特性曲線參數；垂直放大器、水平放大器和示波管組成示波器系統，用以顯示被測晶體管的特性曲線。思考與練習441 電流的直接測量與間接測量原理有何區別？兩種測量方法的測量準確度各取決于什么因數？答：電流的直接測量就是把電流表串入電路，從電流表直接測出電流值。間接測量法就是先測量

16、負載兩端電壓，然后換算出電流值。直接測量法的測量準確度主要取決于串入的電流表的精度和內阻，內阻越小越好；間接測量法則與電壓表精度和內阻有關，內阻越大越好。43 電流表的基本量程和擴大量程，哪一個量程的測量準確度高？為什么？答：電流表的基本量程是指不增加測量線路直接測量電流的量程。如磁電式儀表可以直接測量直流，但由于被測電流要通過游絲和可動線圈，被測電流的最大值只能限制在幾十A到幾十mA之間，要測量大電流，就需要另外加接分流器。因此擴大量程是通過并聯不同的分流電阻實現，這種電流表的內阻隨量程的大小而不同，量程越大，測量機構流過的電流越大，分流電阻越小，電流表對外顯示的總內阻也越小，而電流表測量電

17、流是串聯在電路中的，內阻越小對電路的影響越小，因而測量準確越高。44 有兩只量程相同的電流表，但內阻不一樣，問哪只電流表的性能好？為什么？答：電流表測量電流是將表串聯在電路中的，內阻越小對電路的影響越小，因而測量準確越高。47 電流的測量方案有哪些？答：電流測量的方法可分為直接測量法和間接測量法。直流電流的測量可采用磁電式電流表、數字電壓萬用表等儀表，通過直接測量法和間接測量法進行測量；交流電流的測量可采用電磁式電流表、熱電式電流表和數字電壓萬用表等儀表，通過直接測量法和間接測量法進行測量。思考與練習551 簡述電壓測量的意義。答：電壓、電流和功率是表征電信號能量大小的三個基本參數，其中又以電

18、壓最為常用。通過電壓測量，利用基本公式可以導出其它的參數；此外，電路中電流的狀態，如飽和、截止、諧振等均可用電壓形式來描述；許多電參數，如頻率特性、增益、調制度、失真度等也可視為電壓的派生量；許多電子測量儀器，如信號發生器、阻抗電橋、失真度儀等都用電壓量作指示。因此，電壓測量是其他許多電參數量，也包括非電參數量測量的基礎，是相當重要和相當普及的一種參數測量。52用正弦有效值刻度的均值電壓表測量正弦波、方波和三角波，讀數都為1V，三種信號波形的有效值為多少？解：先把=1V換算成正弦波的平均值。按“平均值相等則讀數相等”的原則，方波和三角波電壓的平均值也為0.9V，然后再通過電壓的波形因數計算有效

19、值。 53 在示波器上分別觀察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，分別用都是正弦有效值刻度的、三種不同的檢波方式的電壓表測量，試求讀數分別為多少？解：（1）用峰值檢波方式電壓表測量，讀數都是5V，與波形無關。（2）用有效值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量正弦波 方波 三角波 （3）用均值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量正弦波 方波 波形因數和波峰因數均為1，所以其平均值為5V，相應此平均值的正弦有效值即為讀數值。三角波 相應此平均值的正弦波的有效值即為讀數值。54 欲測量失真的正弦波，若手頭無有效值電壓表，只有峰值電壓表和均值電壓表可選用，問選哪種表更合適些？為什么？答：利用峰值電壓表測失真的正弦波

20、時可能產生非常大的誤差。因為峰值檢波器對波形響應十分敏感，讀數刻度不均勻，它是在小信號時進行檢波的，波形誤差可達30左右。若用均值電壓表測量波形誤差相對不大，它是對大信號進行檢波，讀數刻度均勻。所以，選用均值電壓表更合適。55 逐次逼近比較式DVM和雙積分式DVM各有哪些特點？各適用于哪些場合？答：逐次逼近比較式DVM的特點：（1）測量速度快（2）測量精度取決于標準電阻和基準電壓源的精度以及D/A轉換器的位數（3）由于測量值對應于瞬時值，而不是平均值，抗干擾能力較差。逐次逼近比較式DVM多用于多點快速檢測系統中雙積分式DVM的特點：（1）它通過兩次積分將電壓轉換成與之成正比的時間間隔，抵消了電

21、路參數的影響。（2）積分器時間可選為工頻的整數倍，抑制了工頻干擾，具有較強的抗干擾能力。（3）積分過程是個緩慢的過程，降低了測量速度，特別是為了常選積分周期，因而測量速度低。雙積分式DVM適用于靈敏度要求高,測量速度要求不高, 有干擾的場合56 模擬電壓表和數字電壓表的分辨率各自與什么因數有關？答：模擬電壓表的分辨率是指能夠響應的信號的最小值，一般用輸入信號的最小幅度表示。數字電壓表的分辨率是指DVM能夠顯示的被測電壓的最小變化值，即顯示器末位跳動一個數字所需的電壓值。它們的分辨率主要由工作原理、測試方法、電路參數等決定，數字電壓表的分辨率受A/D轉換器的影響。57 繪圖說明DVM的電路構成和

22、工作原理答：數字電壓表（DVM）的組成如圖5.1所示。圖5.1數字電壓表的組成框圖模擬部分被測信號A/變換器邏輯控制電路計數器輸入電路顯示器時鐘信號發生電路數字部分整個框圖包括兩大部分，模擬部分包括輸入電路（如阻抗變換電路、放大和擴展量程電路）和A/D轉換器。A/D轉換器是數字電壓表的核心，完成模擬量到數字量的轉換。電壓表的技術指標如準確度、分辨率等主要取決于這部分的工作性能。數字部分主要完成邏輯控制、譯碼和顯示功能。59 數字電壓表的技術指標主要有哪些？它們是如何定義的？答：數字電壓表的技術指標主要有以下幾項。1測量范圍 測量范圍包括顯示的位數、量程的范圍和是否具有超量程能力等。 （1）顯示

23、位數 顯示位數是表示DVM精密程度的一個基本參數。所謂位數是指能顯示09共十個完整數碼的顯示器的位數。 （2）量程的范圍 DVM的量程范圍包括基本量程和擴展量程。基本量程是測量誤差最小的量程，它不經過衰減和放大器；擴展量程是采用輸入衰減器和放大器來完成的，它的測量精度比基本量程的測量精度降低。 （3）超量程能力超量程能力是DVM的一個重要的性能指標。1/2位和基本量程結合起來，可說明DVM是否具有超量程能力2分辨率 分辨率是指DVM能夠顯示的被測電壓的最小變化值，即顯示器末位跳動一個數字所需的電壓值。3測量速率測量速率是指每秒鐘對被測電壓的測量次數，或一次測量全過程所需的時間。4輸入特性輸入特

24、性包括輸入阻抗和零電流兩個指標。直流測量時，DVM輸入阻抗用表示。量程不同，也有差別，一般在10M1000 M之間。交流測量時，DVM輸入阻抗用和輸入電容的并聯值表示，一般在幾十至幾百皮法之間。5抗干擾能力DVM的干擾分為共模干擾和串模干擾兩種。儀器中采用共模抑制比和串模抑制比來表示DVM的抗干擾能力。一般共模干擾抑制比為（80150）dB；串模抑制比為（5090）dB。6固有誤差和工作誤差DVM的固有測量誤差主要是讀數誤差和滿度誤差，通常用測量的絕對誤差表示。 (5-15)工作誤差指在額定條件下的誤差，通常也以絕對值形式給出。510 直流電壓的測量方案有哪些？答：直流電壓的測量一般可采用直接

25、測量法和間接測量法兩種。可用數字式萬用表、模擬式萬用表、電子電壓表、示波器等設備運用零示法、微安法等測量直流電壓。511 交流電壓的測量方案有哪些？答：交流電壓的測量一般可分為兩大類，一類是具有一定內阻的交流信號源，另一類是電路中任意一點對地的交流電壓。交流電壓的常用測量方法有電壓表法和示波器法。512 甲、乙兩臺DVM，甲的顯示器顯示的最大值為9999，乙為19999，問：（1）它們各是幾位的DVM，是否有超量程能力？（2）若乙的最小量程為200mV，其分辨率為多少？（3）若乙的固有誤差為，分別用2V和20V檔測量電壓時，絕對誤差和相對誤差各為多少？答：（1）超量程能力是DVM的一個重要的性

26、能指標。1/2位和基本量程結合起來，可說明DVM是否具有超量程能力。甲是4位DVM，無超量程能力；乙為4位半DVM，可能具有超量程能力。（2）乙的分辨率指其末位跳動±1所需的輸入電壓，所以其分辨率為0.1mV。（3）用2V擋測量絕對誤差 相對誤差 用20V擋測量絕對誤差 相對誤差 思考與練習661 目前常用的測頻方法有哪些，各有何特點？答：目前常用的頻率測量方法按工作原理可分為直接法和比對法兩大類。（1）直接法是指直接利用電路的某種頻率響應特性來測量頻率的方法。電橋法和諧振法是這類測量方法的典型代表。直接法常常通過數學模型先求出頻率表達式，然后利用頻率與其它已知參數的關系測量頻率。如

27、諧振法測頻，就是將被測信號加到諧振電路上，然后根椐電路對信號發生諧振時頻率與電路的參數關系，由電路參數L、C的值確定被測頻率。（2）比對法是利用標準頻率與被測頻率進行比較來測量頻率。其測量準確度主要取決于標準頻率的準確度。拍頻法、外差法及計數器測頻法是這類測量方法的典型代表。尤其利用電子計數器測量頻率和時間，具有測量精度高、速度快、操作簡單、可直接顯示數字、便于與計算機結合實現測量過程自動化等優點，是目前最好的測頻方法。62 通用電子計數器主要由哪幾部分組成？畫出其組成框圖。答：電子計數器一般由輸入通道、計數器、邏輯控制、顯示器及驅動等電路構成。 放大 整形 主門 門控信號被測信號 晶體振蕩

28、分頻電路 計數 譯碼 顯示邏輯控制Tx圖6.1電子計數器組成框圖63 測頻誤差主要由哪兩部分組成？什么叫量化誤差？使用電子計數器時，怎樣減小量化誤差？答：電子計數器測頻是采用間接測量方式進行的，即在某個已知的標準時間間隔內，測出被測信號重復的次數N，然后由公式計算出頻率。其誤差主要由兩部分組成。一是計數的相對誤差，也叫量化誤差；二是閘門開啟時間的相對誤差。按最壞結果考慮，頻率測量的公式誤差應是兩種誤差之和。 量化誤差是利用電子計數器測量頻率，測量實質是已知的時間內累計脈沖個數，是一個量化過程，這種計數只能對整個脈沖進行計數，它不能測出半個脈沖，即量化的最小單位是數碼的一個字。量化誤差的極限范圍

29、是±個字，無論計數值是多少，量化誤差的最大值都是一個字，也就是說量化誤差的絕對誤差。因此，有時又把這種誤差稱為“1個字誤差”，簡稱“誤差。”這種測量誤差是儀器所固有的，是量化過程帶來的。當被測量信號頻率一定時，主門開啟的時間越長，量化的相對誤差越小，當主門開啟時間一定時,提高被測量信號的頻率，也可減小量化誤差的影響。64 測量周期誤差由哪幾部分組成？什么叫觸發誤差？測量周期時，如何減小觸發誤差的影響？答：電子計數器測量周期也是采用間接測量方式進行的，與測頻誤差的分析類似，測周誤差也由兩項組成，一是量化誤差，二是時標信號相對誤差。測周時輸入信號受到噪聲干擾，也會產生噪聲干擾誤差，這是一

30、種隨機誤差，也稱為觸發誤差。觸發誤差是指在測量周期時，由于輸入信號中的干擾噪聲影響，使輸入信號經觸發器整形后，所形成的門控脈沖時間間隔與信號的周期產生了差異而產生的誤差，觸發誤差與被測信號的信噪比有關，信噪比越高，觸發誤差就越小，測量越準確。65 使用電子計數器測量頻率時，如何選擇閘門時間？答：電子計數器測量頻率時，當被測信號頻率一定時，主門開啟時間越長，量化的相對誤差就越小。所以在不使計數器產生溢出的前提，擴大主門的開啟時間Ts，可以減少量化誤差的影響。但主門時間越長測量時間就越長，所以兩者應該兼顧。66 使用電子計數器測量周期時，如何選擇周期倍乘？答：電子計數器測量周期時，“周期倍乘”后再

31、進行周期測量，其測量精確度大為提高。需要注意的是所乘倍數k要受到儀器顯示位數等的限制。67 欲用電子計數器測量=200HZ的信號頻率，采用測頻（閘門時間為1s）和測周（時標為0.1s）兩種方案，試比較這兩種方法由±1誤差所引起的測量誤差。答：測頻時，量化誤差為 測周時，量化誤差為 從計算結果可以看出，采用測周方法的誤差小些。68 使用電子計數器測量相位差、脈沖寬度時，如何選擇觸發極性？答：電子計數器測量相位差、脈沖寬度時時通常是測量兩個正弦波上兩個相應點之間的時間間隔，觸發極性可以取“+”，也可以取“-”，根據測量方便進行選擇。為了減小測量誤差，可利用兩個通道的觸發源選擇開關，第一次

32、設置為“+”，信號由負到正通過零點，測得T1；第二次設置為“-”，信號由正到負通過零點，測得T2；兩次測量結果取平均值。69 欲測量一個=1MHZ的石英振蕩器，要求測量準確度優于±1×10-6，在下列幾種方案中，哪種是正確的，為什么？（1） 選用E312型通用計數器（±1×10-6），閘門時間置于1s。（2） 選用E323型通用計數器（±1×10-7），閘門時間置于1s。（3） 通用計數器型號同上，閘門時間置于10s。答：要看哪個方案正確，就是要比較哪種方案的測量準確度符合要求。（1）選用E312型通用計數器（±1×

33、;10-6），閘門時間置于1s。（2）選用E323型通用計數器（±1×10-7），閘門時間置于1s。 （3）通用計數器型號同上，閘門時間置于10s。 從計算結果可以看出第3種方法是正確的，它符合測量準確度的要求。610 利用頻率倍增方法，可提高測量準確度，設被測頻率源的標稱頻率為=1MHZ，閘門時間置于1s，欲把±1誤差產生的測頻誤差減少到1×10-11，試問倍增系數應為多少？答：倍增前量化誤差為 倍增系數為 611 利用下述哪種測量方案的測量誤差最小？（1） 測頻，閘門時間1s。（2） 測周，時標100s。（3） 周期倍乘，N=1000。答：對于一確定

34、頻率f，可以根據中界頻率進行判斷。中界頻率若題目中給定的被測頻率低于中界頻率，則采用測周法比測頻法誤差小，若先經過“周期倍乘”，再進行周期測量則誤差最小。思考與練習771 低頻信號源中的主振器常用哪些電路？為什么不用LC正弦振蕩器直接產生低頻正弦振蕩？答：低頻信號源中的主振器一般由RC振蕩電路或差頻式振蕩電路組成。相對來說采用RC振蕩電路或差頻式振蕩電路比LC振蕩電路簡單，調節方便。72 畫出文氏橋RC振蕩器的基本構成框圖，敘述正反饋橋臂的起振條件和負反饋橋臂的穩幅原理。答：圖7.1文氏電橋振蕩器的原理框圖foR2C2R4+-AC1R1R3圖7.1為文氏電橋振蕩器的原理框圖。R1、C1、R2、

35、C2組成RC選頻網絡，可改變振蕩器的頻率；R3、R4組成負反饋臂，可自動穩幅。 在時，輸入信號經RC選頻網絡傳輸到運算放大器。同相端的電壓與運算放大器的反饋網絡形成的電壓同相，即有和。這樣，放大器和RC選頻網絡組成的電路剛好組成正反饋系統，滿足振蕩的相位條件，因而有可能振蕩。此時，反饋系數F=1/3，因此只要后接的二級放大器的電壓放大倍數為A，那么就滿足了振蕩器起振的幅值條件AVF1，可以維持頻率時的等幅正弦振蕩。實際電路中，其中R3是具有負溫度系數的熱敏電阻。在振蕩器的起振階段，由于溫度低，R3的阻值較大，負反饋系數小，使負反潰放大器的電壓增益大于3，的信號產生增幅振蕩。隨著該信號的增大，流

36、過R3的電流增大，從而使R3的溫度升高，阻值下降，反饋深度加深，負反饋放大器的電壓放大倍數減小，只要R3、R4選擇恰當，最后將達到穩定的等幅正弦振蕩。當電路進入穩定的等幅振蕩之后，如果由于某種原因引起輸出電壓增大時，由于直接接在R3、R4的串聯電路中，從而使流過R3的電流增大，R3減小也會使負反饋放大器的放大倍數下降，令輸出電壓減小，達到穩定輸出電壓的目的。73 高頻信號發生器主要由哪些電路組成？各部分的作用是什么？答：高頻信號發生器主要包括主振級、緩沖級、調制級、輸出級、監測電路和電源等電路。主振級產生高頻振蕩信號，該信號經緩沖級緩沖后，被送到調制級進行幅度調制和放大，調制后的信號再送給輸出

37、級輸出，以保證具有一定的輸出電平調節范圍。監測電路監測輸出信號的載波電平和調制系統數，電源用于提供各部分所需的直流電壓。74 高頻信號發生器中的主振級有什么特點？為什么它總是采用LC振蕩器？答：主振級用于產生高頻振蕩信號，它決定高頻信號發生器的主要工作特性。按產生主振信號的方法不同，高頻信號發生器可分為調諧信號發生器、鎖相信號發生器和合成信號發生器三大類。由調諧振蕩器構成的信號發生器稱為調諧信號發生器。常用的調諧振蕩器就是晶體管LC振蕩電路，LC振蕩電路實質上是一個正反饋調諧放大器，主要包括放大器和反饋網絡兩個部分。這種電路易于在高頻段起振和調節。76 什么是頻率合成器，說明頻率合成的各種方法

38、及優缺點。答：所謂頻率合成，是對一個或多個基準頻率進行頻率的加、減（混頻）、乘（倍頻）、除（分頻）四則運算，從而得到所需的頻率。這一系列頻率的準確度和穩定度取決于基準頻率，頻率合成的方法很多，但基本上分為兩類，一類是直接合成法，一類是間接合成法。在直接合成法中，由于基準頻率和輔助參考頻率始終是存在的，轉換輸出頻率所需時間主要取決于混頻器、濾波器、倍頻器、分頻器等電路的穩定時間和傳輸時間，這些時間一般較小，因此直接合成法可以得到較快的頻率轉換速度，從而廣泛應用于跳頻通信、電子對抗、自動控制和測試等領域。其缺點是需用大量的混頻器、濾波器，體積大，價格高，也不易集成化。間接合成法通過鎖相環來完成頻率

39、的加、減、乘、除，即對頻率的運算是通過鎖相環來間接完成的。由于鎖相環具有濾波作用，因此可以省掉直接合成法中所需的濾波器，它的通頻帶可以作得很窄，其中心頻率便于調節，而且可以自動跟蹤輸入頻率，因而結構簡單、價格低廉、便于集成，在頻率合成中獲得廣泛應用。但間接合成法受鎖相環鎖定過程的限制，轉換速度較慢，一般為毫秒級。77 基本鎖相環由哪些部分組成，其作用是什么？答：基本鎖相環是由基準頻率源、鑒相器（PD）、環路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）組成的一個閉環反饋系統。鑒相器是相位比較裝置，它將兩個輸入信號Vi和VO之間的相位進行比較, 取出這兩個信號的相位差，以電壓Vd的形式輸出給低通濾波器（

40、LPF）。當環路鎖定后，鑒相器的輸出電壓是一個直流量。環路低通濾波器用于濾除誤差電壓中的高頻分量和噪聲，以保證環路所要求的性能，并提高系統的穩定性。壓控振蕩器是受電壓控制的振蕩器，它可根據輸入電壓的大小改變振蕩的頻率。一般都利用變容二極管（變容管）作為回路電容，這樣，改變變容管的反向偏置電壓，其結電容將改變，從而使振蕩頻率隨反向偏壓而變。78 已知用于組成混頻倍頻環，其輸出頻率，步進頻率，環路形式如下圖所示，求（1）M取“+”，還是“-”？（2）N=？混頻器(M)鑒相器f0=(73101.1)MHZ帶通濾波器f r1=100kHZ頻率源1壓控振蕩器低通濾波器頻率源2fr2=40MHZf=100

41、kHZ分頻器（÷N）解：根據鎖相原理，我們不難看出 而（1）若M取“+”，則則（2）若M取“-”，則則79 對測量信號源的基本要求是什么？答：對測試信號源的基本要求是：能滿足被測信號對頻率、幅度、波形種類、準確度和穩定度失真度等指標要求，能進行測試功能選擇。712 掃頻測量與點頻測量相比有什么優點？答：在現代電子測量中，掃頻信號發生器之所以能獲得廣泛應用，是因為掃頻信號發生器與點頻測量方法相比可以實現圖示測量，而且掃頻頻率的變化是連續的，不會漏掉被測特性的細節，從而使測量過程簡捷快速，并給自動或半自動測量創造了條件。與點頻法相比，掃頻法測頻具有以下優點：（1）可實現網絡頻率特性的自動

42、或半自動測量，特別是在進行電路測試時，人們可以一面調節電路中的有關元件，一面觀察熒光屏上頻率特性曲線的變化，從而迅速地將電路性能調整到預定的要求。（2）由于掃頻信號的頻率是連續變化的，因此，所得到的被測網絡的頻率特性曲線也是連續的，不會出現由于點頻法中頻率點離散而遺漏掉細節的問題。（3）點頻法是人工逐點改變輸入信號的頻率，速度慢，得到的是被測電路穩態情況下的頻率特性曲線。掃頻測量法是在一定掃描速度下獲得被測電路的動態頻率特性，而后者更符合被測電路的應用實際。714 如何合理選擇和正確使用測量用信號源？答：由于測量信號源的種類、型號繁多，使用時應根據具體情況進行選擇。（1）根據被測信號的頻率進行

43、選擇。可根據工作頻段選擇超低頻信號發生器、低頻信號發生器、視頻信號發生器、高頻信號發生器、超高頻信號發生器等。（2） 根據測試功能選擇。低頻信號發生器主要用于檢修、測試或調整各種低頻放大器、揚聲器、濾波器等頻率特性；高頻信號發生器主要用于測試各種接收機的靈敏度、選擇性等參數，同時也為調試高頻電子線路提供射頻信號；函數發生器可提供多種信號波形，可用于波形響應研究；脈沖發生器可用于測試器件的振幅特性、過度特性和開關速度等。（3）根據被測信號波形選擇。（4）根據測量準確度的要求進行選擇。如在學生實驗中，對輸出信號的頻率、幅度準確度和穩定度以及波型失真等要求不嚴格時，可采用普通信號發生器；在對儀器校準

44、或測量準確度嚴格要求的場合中，應選用準確度和穩定度較高的標準信號發生器。思考與練習881 通用示波器應包括哪些單元？各有何功能？答： 通用示波器主要包括X偏轉系統、Y軸偏轉系統和示波管三大部分。 Y軸偏轉系統將輸入的被測交流信號放大；X軸偏轉系統提供一個與時間成線性關系的鋸齒波電壓；兩組電壓同時加到示波管的偏轉板上，示波管中的電子束在偏轉電壓的作用下運動，在屏幕上形成與被測信號一 致的波形。陰極射線示波管主要由電子槍、偏轉系統和熒光屏三部分組成，它們都被密封在真空的玻璃殼內，電子槍產生的高速電子束打在熒光屏上，偏轉板控制電子束的偏轉方向，使其按要求在熒光屏相應的部位產生熒光。84 怎樣控制掃描

45、電壓的幅度？答：在示波器電路中比較和釋抑電路可用于控制掃描電壓的幅度。比較電路利用比較、識別電平的功能來控制鋸齒波的幅度，在比較電路中，輸入電壓與預置的參考電平進行比較，當輸入電壓等于預置的參考電平時，輸出端電位產生跳變，并把它作為控制信號輸出。它決定掃描的終止時刻，從而確定鋸齒波的幅度，使電路產生等幅掃描。86 比較觸發掃描和連續掃描的特點。答：連續掃描和觸發掃描示波器掃描的兩種方式。為了更好地觀測各種信號，示波器應該既能連續掃描又能觸發掃描，掃描方式的選擇可通過開關進行。在連續掃描時，沒有觸發脈沖信號，掃描閘門也不受觸發脈沖的控制，仍會產生門控信號，并啟動掃描發生器工作；在觸發掃描時，只有

46、在觸發脈沖作用下才產生門控信號。對于單次脈沖或者脈沖周期長的信號采用觸發掃描方式更能清晰觀測。87 試說明觸發電平、觸發極性調節的意義。答：在電路中設置觸發電平和觸發極性調節兩種控制方式，通過這兩種方式可任意選擇被顯示信號的起始點，便于對波形的觀測和比較。觸發極性是指觸發點位于觸發源信號的上升沿還是下降沿。觸發點位于觸發源信號的上升沿為“+”極性；觸發點位于觸發源信號的下降沿則為“”極性；觸發電平是指觸發脈沖到來時所對應的觸發放大器輸出電壓的瞬時值，觸發極性和觸發電平決定觸發脈沖產生的時刻，并決定掃描的起點。88 一示波器的熒光屏的水平長度為10cm，要求顯示10MHz的正弦信號兩個周期，問示

47、波器的掃描速度應為多少？解：被測交流信號的周期為 其中 所以 89 有一正弦信號，使用垂直偏轉因數為10mV/div的示波器進行測量，測量時信號經過10：1的衰減探頭加到示波器，測得熒光屏上波形的高度為7.07div，問該信號的峰值、有效值各為多少？ 答：示波器測量的是峰-峰值。 正弦信號的峰值 正弦信號的有效值 811 某示波器的帶寬為120MHz，探頭的衰減系數為10：1，上升時間為t0=3.5ns。用該示波器測量一方波發生器輸出波形的上升時間tx，從示波器熒光屏上測出的上升時間為t0=11ns。問方波的實際上升時間為多少？答：由于測量包含了示波器本身的固有上升時間，必須修正，同時考慮探頭

48、衰減倍數，方波的實際上升時間為814 示波器測量電壓和頻率時產生誤差的主要原因是什么？答：由于測量時是通過示波器屏幕上的刻度來讀數的，目前的多數示波器的最小刻度是1毫米，毫米以下是估測讀數，同時，示波器顯示的光跡不可能做得很細，因此產生誤差的主要原因是讀數誤差。816采用非實時取樣示波器能否觀察非周期性重復信號？能否觀察單次信號？為什么？答：不能。由于非實時取樣是從被測信號的許多相鄰波形上取得樣點的方法，以間隔10個、100個甚至更多個波形上取一個樣點，這樣，非周期重復信號和單次信號是不可能觀測的。思考與練習991 什么是時域測量？什么是頻域測量？兩者測試的對象是什么？答：以時間為自變量，以被

49、觀測信號(電壓、電流、功率)為變量進行的分析和測試，就是時域測量。通過時域測試可發現信號通過電路后放大、衰減或畸變的現象；可測定電路工作在線性或非線性區；可判斷電路設計是否符合要求。以頻率為自變量，以各頻率分量的信號值為因變量進行分析和測量就是頻域測量。任何一個過程或信號，既可在時域進行分析來獲取其各種特性，也可以在頻域進行分析獲取各種特性。 92 什么是頻譜分析，用頻譜分析儀和示波器分析信號有什么不同？各有什么優點？答：頻率特性測試儀、頻譜分析儀都是以頻率為自變量，以各頻率分量的信號值為因變量進行分析的，通過頻譜測量可以確定信號的諧波分量,還可以了解信號的頻譜占用情況。示波器和頻譜儀都可用來觀察同一物理現象，兩者所得的結果應該是相同的。但由于兩者是從不同角度去觀察同一事物，故所得到的現象只能反映事物的不同側面。因此，從測量的觀點看，這兩類儀器各有特點，使用時應注意選擇。（1）某些在時域較復雜的波形，在頻域的顯示可能較為簡單（2）如果兩個信號內的基波幅度相等，兩次諧波幅度也相等，但基波與兩次諧波的相位差不相等，則這兩個信號所顯示的頻譜圖是沒有分別的，因為實際的頻譜分析儀通常只給出幅度譜和功率譜，不直接給出相位信息；但用示波器觀察這兩個信號的波形卻有明顯不同。（3）當信號中所含的各頻率分量的幅度略有不同時,波形的變化是不太明顯的,用示波器很難定量分析失