《电子测量技术与应用项目》思考与练习答案

1、第一章 思考与练习1简述电子测量的意义和主要特点。答：电子测量的意义：测量是人类认识事物和揭示客观世界规律不可缺少的重要手段。通过测量使人们对事物有定量的概念并用数字表述，从而发现事物的规律性。电子测量系统的出现对整个电子技术领域及其他技术领域均产生了巨大的影响，对现代科学技术的发展起着巨大的推动作用。电子测量的主要特点：1测量频率范围宽；2测量量程宽；3测量准确度高；4测量速度快；5可以实现遥测并实现测试过程的自动化；6易于实现测量过程自动化和测量仪器智能化；7 测量误差较难处理。2电子测量包括哪些内容？ 答：电参量的测量：1）电能量的测量：即测量电流、电压、电功率等。2）元件和电路参数的测

2、量：如电阻、电感、电容、电子器件、集成电路的测量和电路频率响应、通频带、衰减、增益、品质因数的测量等。3）信号特性的测量：如信号的波形、频率、相位、信号频谱、信噪比等的测量。非电参量的测量：如压力、温度、气体浓度等。3简述测量误差的分类。答：按误差的性质和特点，将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。4说明系统误差与随机误差的特点及减小系统误差和随机误差的主要方法。答：系统误差具有如下特点：（1）系统误差是一个恒定不变的值或是一个确定的函数值。（2）多次重复测量，系统误差不能减小或消除。（3）系统误差具有可控制性或修正性。减小系统误差的方法：（1）消除系统误差产生的根源。（2）采用典型

3、测量技术消除系统误差。随机误差具有如下特点：（1）在多次测量中，误差绝对值得波动有一定的界限，即具有界限性。（2）当测量次数足够多时，正负误差出现的机会几乎相同，即具有对称性。（3）随机误差的算术平均值趋于零，即具有抵偿性。减小随机误差的方法：可通过多次测量取平均值或者采用其他数理统计的办法处理。5若测量10V电压，现有两只直流电压表，一只量程为150V，0.5级；另一只15V，2.5级。问选用哪一只电压表测量更合适，为什么？解：150V，0.5级电压表的满度误差为：。15V，2.5级电压表的满度误差为：。由于0.375V<0.75V，故15V，2.5级电压表更合适。6采用一只量程为5V

4、，1.5级的电压表去测量两处电压，测量值分别为4.26V及4.19V，问两处电压的绝对误差和相对误差各为多少？解：（1）两处的绝对误差为：（2）测量值为4.26V时，真值：1）示值相对误差：2）真值相对误差：（3）测量值为4.19V时，真值：1）示值相对误差：2）真值相对误差：7现校准一个量程为100mV ，表盘为100等分刻度的毫伏表，测得数据如下：仪表刻度值/mv0102030405060708090100校准表示值/mv0.09.9212939.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差x/mv修正值C/mv求：（1）将各校准点的绝对误差和修正值填在表格中； （2）10

5、 mV刻度上的示值相对误差x和实际相对误差A为多少？ （3）确定仪表的准确度等级。解：（1）各校准点的绝对误差和修正值如下所表所示：仪表刻度值/mv0102030405060708090100校准表示值/mv0.09.9212939.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差x/mv00.1-110.2-0.2-0.4-0.300.30修正值C/mv0-0.1 1-1-0.20.20.40.30-0.30（2）10 mV刻度上的示值相对误差x和实际相对误差A：（3）仪表的准确度等级：，该表为0.4级。8按照舍入法则，对下列数据进行处理，使其各保留三位有效数字：0.992， 8

6、.9145， 3.1750， 0.03215， 59.450， 0.000715， 21000， 24.4550， 33.650解：原数字0.9928.91453.17500.0321559.4500.0007152100024.455033.650有效数字0.9928.913.180.032259.40.0007152.10×10424.533.69按照有效数字的运算法则，计算下列各结果：（1）1.0713×3.2 （2）1.0713×3.20 （3）4.0313×1.52（4）5.14×3.7 （5）56.094.6532 （6）70.40

7、.453解：（1）1.0713×3.21.1×3.23.5（2）1.0713×3.201.07×3.203.42（3）4.0313×1.524.03×1.526.13（4）5.14×3.75.1×3.719（5）56.094.653256.09+4.65360.74（6）70.40.45370.4-0.4569.910指出下列数据中的有效数字、准确数字和欠准数字：10009， 0.00071， 0.549000， 00000885189， 0.900004， 0066， 7.500解：各数据中的有效数字、准确数字和

8、欠准数字如下表所示：数据100090.000710.549000000008851890.90000400667.500有效数字1,0,0,0,0,97,15,4,9,0,0,08,85,1,8,99,0,0,0,0,46,67,5,0,0准确数字1,0,0,0,075,4,9,0,085,1,89,0,0,0,067,5,0欠准数字91089460第二章 思考与练习1. 模拟式交流电压表分为哪几种？分别属于什么结构类型？各有什么特点？答：模拟式交流电压表分为均值电压表、峰值电压表和有效值电压表。其中均值电压表属于放大-检波式，其电路结构简单，灵敏度高，波形失真小。峰值电压表属于检波-放大式，

9、有效值电压表采用检波式（分段逼近式检波）、热电转换式和计算式等。2. 什么是模拟式交流电压表的波形误差？用均值电压表或峰值电压表测量非正弦波时，可以将读数值充当被测波形的有效值吗？为什么？答：用模拟交流电压表测量非正弦波电压时，如果将电压表的读数值当成它的有效值，将会产生测量误差，该误差称为波形误差。用均值电压表或峰值电压表测量非正弦波时，不可以将读数值充当被测波形的有效值。因为均值电压表或峰值电压表都是以正弦有效值进行标度的，读数并不表示被测信号的有效值。3. 数字电压表是怎样组成的？与模拟式电压表有什么联系和区别？答：数字电压表由模拟电路、数字逻辑电路和显示电路组成，如下图所示：数字电压表

10、具有精度高、测速快、抗干扰能力强和便于实现电压测量智能化与自动化等优点，但是不能直观观测到交流电压的变化情况，不能完全替代模拟式电压表。4. 数字万用表一般可以测量哪些参量？数字万用表与数字电压表之间有什么联系和区别？答：数字万用表可以测量电压、电流和电阻等多种参量。数字万用表是由数字电压表表头配上各种转换器，如电路转换开关、电流/电压转换器和电阻/电压转换器等构成。万用表的应用比电压表更普遍更广泛。5. 已知正弦波、三角波和方波的峰值均为10V，当分别采用均值、峰值、有效值电压表测量时，请问各电压表测量三种波形时的读数值分别是多少？解：均指电压表测量时有：正弦波时读数为：。三角波时有：，故。

11、方波时有：，故。峰值电压表时有：正弦波时读书为：。三角波时有：。方波时有：。有效值电压表时有：正弦波时：三角波时有：。方波时有：。6. 计算图2-23所示电压波形的平均值、正峰值、负峰值、峰峰值、有效值。u/vt图2-23 习题6 电压波形图解：由图可知，T=0.4，且，其中k取整数。平均值正峰值，负峰值、峰峰值。有效值根据公式 得：7. 利用同一块均值电压表或峰值电压表测量幅度相同的正弦波、方波、三角波，读数相同吗？为什么？如果利用有效值电压表时，情况又怎样呢？ 解：用峰值电压表测量幅度相同的正弦波、方波、三角波，读数相同。因为用峰值电压表测量时有，如用峰值电压表测量幅度均为10V的正弦波、

12、三角波和方波。其读数分别为：正弦波时读数为：。三角波时有：。方波时有：。用均值电压表测量幅度相同的正弦波、方波、三角波，读数不相同。因为用均值电压表测量时有。如用均值电压表测量幅度均为10V的正弦波、三角波和方波。其读数分别为：正弦波时读数为：。三角波时有：，故。方波时有：，故。用有效值电压表测量幅度相同的正弦波、方波、三角波，读数不相同。因为用有效值电压表测量时有。如用有效值电压表测量幅度均为10V的正弦波、三角波和方波。其读数分别为：正弦波时：三角波时有：。方波时有：。8. 用峰值（或均值）电压表测量正弦波、方波、三角波时的读数值均为9V，试计算三种波形的有效值、峰值、平均值各是多少？解：

13、（1）用峰值电压表时有：测正弦波时：有效值。平均值。峰值。测方波时：峰值。有效值。平均值。测三角波时：峰值有效值。平均值。（2）用均值电压表时有：测正弦波时：平均值。有效值。峰值。测方波时：平均值。有效值。峰值。测三角波时：平均值。有效值。峰值9. 下列四种数字电压表的最大显示数字分别为9999、19999、5999和1999，问它们各属于几位表？试求第二块表在0.2V量程上的分辨力是多大？解：四种数字电压表分别为4、。分别称为4位表，4位半表，3位半表，3位半表。第二块表的最大显示数字为19999，量程为0.2V时，显示数字应为.19999（假设小数点前的数字“0”不显示），则其分辨力为0.

14、00001V。10. 数字万用表是怎样构成的？其核心是什么？一般可以测量哪些参量？答：数字万用表是在电压表的基础上配以合适的转换器构成的。其核心是数字电压表。可以测量电压、电流和电阻等参量。11画图简述双积分数字电压表的工作过程和特点。答：双积分式数字电压表分为三个工作过程：准备阶段：计数器清零，积分电容放电；取样阶段：为定时不定值正向积分；比较阶段：为定值（基准电压）不定时反向（与取样时的积分方向相反）积分。其特点为：1）优点为价格低廉，稳定性好，准确度高，抗干扰，能力强。2）平均值转换方式。对于串态干扰抑制能力很强。对元件要求低。两次积分中RC的影响相互抵消，故对RC稳定性要求不高。3）缺

15、点为允许输入的电压范围不大，且为直流电压，转换速度较慢。 4）对基准电压UR要求高。第三章 思考与练习1. 示波管主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：电子枪、偏转系统和荧光屏组成。其中电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。偏转系统的作用是使电子束（光点）产生在垂直和水平方向上的位移。荧光屏的作用是在高速电子轰击下激发可见光，显现波形。2. 通用示波器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？通用示波器可以测量哪些参数？答：通用示波器主要由X通道、Y通道和主机部分组成。其中X 通道主要作用是：在内触发信号的作用下，输出大小合适、极性相反的双端对称扫描电压，以驱动电子束进行水平扫描。

16、Y 通道（垂直系统）主要作用是：对单端输入的被测信号进行变换，处理成为大小合适极性相反的双端对称输出信号加到Y偏转板上，使电子束在垂直方向上产生偏转。主机部分主要包括标准信号源、增辉电路、电源、示波管。其中增辉电路的主要作用是：在扫描正程使波形增辉，而在扫描逆程、扫描休止期使回扫线和休止线消隐；或在外加输入信号作用下，对显示的波形进行亮度调制。标准信号发生器用于产生幅度、周期等都很准确的方波信号。电源中的低压电源提供稳定的直流电压，高压电源提供示波管正负直流高压以及辉度、聚焦和辅助聚焦调节等直流控制电压。示波管是把电信号转换为光信号并进行显示。通用示波器可以观测信号的波形，测量电压、频率、相位

17、、时间和调制系数等。3. 示波器得到稳定波形的条件是什么？简述示波器波形显示原理。答：示波器得到稳定波形的条件：1）加在Y偏转板上的被测信号必须是周期性的信号，2）加在X偏转板上的扫描信号必须是线性良好的锯齿波。3）被测信号周期是扫描信号周期的整数倍。 示波器波形显示原理：示波器波形显示原理为逐点扫描。如右图所示。以正弦波的显示为例：一个足够大的正弦电压加到示波管垂直偏转板，加到水平偏转板的为一个随时间而线形变化电压，即锯齿波电压，又称为扫描电压。当满足待测正弦信号的频率为扫描电压信号频率的整数倍关系，即fy=Nfx（Tn=NTs）时，称之为同步，这时即可在屏幕上得到稳定而清晰的波形。4. 为

18、什么采用连续扫描只适宜观测连续的信号，若用于观测占空比较小的窄脉冲信号就会出现哪些问题？（这里出现一个错误，将占空比比较大改为小）。当研究脉冲持续时间与重复周期之比，即占空比很小的脉冲过程，如果采用连续扫描，波形则会出现以下情况： （b）波形水平方向被压缩，（c）波形非常暗淡而时间基线很明亮，这样都不便观测。 （d）只要采用触发扫描，同时选择扫描电压的持续时间等于或稍大于脉冲底宽，就会得到几乎布满整个横轴、明亮清晰的信号波形。答：a 图为被测信号，b 图为低速连续扫描信号，c 图为高速扫描信号， d 图为触发扫描信号5. 示波器触发方式有哪些？各自的作用是什么？ 答：示波器触发方式通常有常态、

19、自动和高频三种。常态触发方式是在有触发信号，并且产生有交往的触发脉冲时，扫描发生器才工作，屏幕上才有扫描线。自动触发，指无触发输入信号时，扫描系统仍有扫描输出，屏幕上仍能显示扫描线，当系统中加入触发信号时，又能进行触发扫描。高频触发是自动触发的另一种形式，它有利于观测高频信号。6. 内触发信号可以在延迟线后引出吗？为什么？答：内触发信号不可以在延迟线后引出。因为被测信号从Y系统输入，经过前置放大器和延迟级电路送往Y偏转板。其中从前置放大器输出一路被测信号至X系统的触发电路作为内触发信号。被测信号从0开始上升到一定的触发电平需要经历一定的时间，这表明扫描电压比被测信号晚出现一段时间到达偏转板，从

20、而使被测信号的前沿无法完整显示。为了完整显示被测信号波形，在Y通道中设置延迟级电路，对被测信号进行延时,使之晚一点到达Y偏转板，而内触发信号并不延迟，正常产生扫描信号。若在延迟线后引出内触发信号，则被测信号与扫描电压总也无法同步，会导致被测波形无法完整显示。7.试根据显示出的方波波形判断出图3-48所示，示波器触发电平和触发极性各是怎样的？图3-48 习题7波形图解：（a）零电平、负极性 （b）零电平、正极性 （c）正电平、正极性 （d）负电平、正极性（e）正电平、负极性 （f）负电平、负极性8. 双踪显示方式有哪几种？交替显示和断续显示各适于测试哪种信号？为什么？答：双踪示波器一般有五种显示

21、方式：YA、YB、YA±YB、交替和断续。交替显示方式适于观测频率较高的信号。这是因为被测信号频率较低时，所需扫描电压的周期长，即轮流显示同一个信号的间隔时间较长，当间隔时间接近或超过人眼视觉暂留时间时，显示波形会产生闪烁，不便于观测。断续工作方式适用于被测频率较低的场合。这是因为被测信号频率较高时，所需扫描电压的周期短，即电子束水平移动速度快，但显示每一线段的时间是相等的，这样显示出的波形的断续感比较明显，不便于观测；另外，被测信号频率较高时，要求断续器的振荡频率也要很高。9. 示波器观测正弦波时得到如图3-42所示波形，已知信号连接正确、示波器工作正常，试分析产生的原因，并说明如

22、何调节有关的开关旋钮，才能正常地显示波形。（a） （b） （c） （d） （e） （f）图3-49 习题9波形图答：（a）该波形可能为通道选择错误，应按下通道1或通道2旋钮，波形周期和幅度太大，应调节时基因数旋钮和偏转因数旋钮。（b）该波形幅度太大，周期太大，均超出屏幕范围，应调大偏转因数旋钮和时基因数旋钮，使得在有限的屏幕内显示23个完整波形为好。（c）该波形幅度太大，均超出屏幕范围，应调大偏转因数旋钮，同时调整垂直移位旋钮，使得在有限的屏幕内显示23个完整波形为好。（d）该波形有2种可能信号Y系统X系统不同步，应调节稳定度旋钮，将信号稳定成一个波形。双通道两个信号位置不合适，应调节通道1和

23、通道2的垂直移位旋钮，将两个波形位置调节好。由于幅度偏大，应调节两个通道的偏转因数旋钮将幅度降低。最后由于波形偏左，调节水平移位旋钮，将波形向左移至合适位置。（e）该波形幅度太大，超出屏幕范围，应调节偏转因数旋纽，同时也应调节时基因数旋钮使得在有限的屏幕内显示23个波形为好。（f）该波形周期太大，超出屏幕范围，应调节时基因数旋纽，同时也应调节偏转因数旋钮使得在有限的屏幕内显示23个波形为好。10. 示波器时间因数、偏转因数分别置于1ms/cm、10mV/cm，试分别绘出下列被测信号的波形。（1）方波，频率为500Hz，峰峰值为40mV；（2）正弦波，频率为1000Hz、峰峰值为60mV。解：（

24、1）方波，频率为500Hz，峰峰值为40mV；该方波周期，则一个周期水平方向距离为2cm，垂直方向距离为4cm。波形如下图所示：2cm2cm1cm2cm（2）正弦波，频率为1000Hz、峰峰值为60mV；该正弦波周期，则一个周期水平方向距离为1cm，垂直方向距离为6cm。波形如下图所示：0.5cm1cm3cm3cm11.延迟线的作用是什么？简述延迟线为什么要放置在内触发信号之后引出的原因。答：延迟线的作用对被测信号进行延时,使之晚一点到达Y偏转板。被测信号从Y系统输入，经过前置放大器和延迟级电路送往Y偏转板。其中从前置放大器输出一路被测信号至X系统的触发电路作为内触发信号。只有当被测信号达到触

25、发电路的触发电平时，触发电路才能产生触发脉冲并激励扫描电路形成扫描电压，被测信号从0开始上升到一定的触发电平需要经历一定的时间，这表明扫描电压比被测信号晚出现一段时间到达偏转板，从而使被测信号的前沿无法完整显示。为了完整显示被测信号波形，在Y通道中设置延迟级电路，对被测信号进行延时,使之晚一点到达Y偏转板，延迟时间一般为60200ns，常在100ns左右。而内触发信号并不延迟，正常产生扫描信号。如图所示，图a、b、c、d分别为被测信号、触发脉冲、扫描电压的波形和被测信号的显示波形，Ut为触发电平。由此可见，经过延迟级适当延迟后即可看到完整的被测信号波形。12.双踪示波器测量相位差，显示波形如图

26、3-45所示，测得AB=1cm，AC=12cm，试求两个波形的相位差。图3-50 习题12波形图解：13画图简述实时取样和非实时取样的特点与区别。答：实时取样和非实时取样如下图所示。其中实时取样中，取样脉冲周期远小于输入信号周期并且取样持续的时间等于输入信号的一个周期或输入信号实际经历的时间。非实时取样中，取样点来自输入信号若干周期。实时取样非实时取样14说明数字存储示波器的特点，简述模拟通用示波器与数字存储示波器的异同。答：数字存储示波器的特点：（1）可以长期存储波形（2）可以进行负延迟（预延迟）（3）便于观测单次过程和缓慢变化的信号（4）多种显示方式（5）具有很强的数据处理能力（6）可用字

27、符显示测量结果 （7）便于程控和用多种方式输出 （8）便于进行功能扩展（9）测量精度高与模拟示波器相比，数字存储示波器的主要特点是具有良好的信号存储和数据处理能力，但是数字存储示波器由于A/D转换器最大取样速率等因素的影响，使其不适用于较高的频率范围。15简述晶体管特性图示仪的组成及各部分的作用。答：晶体管特性图示仪由阶梯波发生器、集电极扫描电路、测试转换电路、示波器组成。阶梯波发生器用来提供测试所需的各种阶跃跳变的基极电流IB （阶梯波）或电压。集电极扫描电路使每一个固定IB期间集电极电压uce作相应（0最大）改变，通常是由50Hz市电通过全波整流获得频率为100Hz的正弦单向脉动信号。测试

28、转换电路则是为适应NPN、PNP管测试而设立的。通过测试转换电路可使晶体管基极电压、电流和阶梯波、集电极扫描电压的极性按不同要求而改变，并选择合适的显示信号送至X、Y偏转板，以显示各种不同的曲线。示波器显示各种曲线。16晶体管特性图示仪中基极偏置为什么要采用阶梯信号源？为什么它和集电极扫描信号必须保持同步？答：因为晶体管特性图示仪是用来观测各种晶体管、场效应管的特性曲线的，阶梯信号源可以提供测试所需的各种阶跃跳变的基极电压或电流。和集电极扫描信号同步以保证在每一个固定IB（阶梯波一个阶梯）期间，集电极电压做相应改变，从而显示晶体管、场效应管的特性曲线。17什么是频域测量？什么是时域测量？两者的

29、测量对象是什么？答：频域测量主要是获取待测量与频率之间的关系，而时域测量主要是获取待测量与时间之间的关系。示波器是时域测量常用的仪器，便于测量信号波形参数、相位关系和时间关系等。频谱分析仪是频域测量常用的仪器，便于测量频谱、谐波、失真、交调等。18扫频仪中怎样产生扫频信号？扫频信号的特点是什么？答：扫频仪中扫频信号常用磁饱和电抗管扫频和变容二极管扫频。前者是电流控制磁调制扫频，后者是压控变容扫频。扫频信号特点：输出信号的幅度恒定，但瞬时频率随时间在一定范围内由低到高随某种规律发生线性变动。19什么是频谱分析？用频谱分析仪和示波器分析信号有什么不同？各有什么优点？答：频谱分析是显示输入信号的幅度

30、即频率分布，可以显示信号的全部组成。频谱分析仪是从频域观点进行测量，得到的是关系曲线，而示波器是从时域观点分析信号，得到的是关系曲线。频谱分析仪可测量电信号的电平、频率响应、谐波失真、频谱纯度及频率稳定度等。示波器可观测信号波形，测量被测信号的幅度、周期、频率、相位和调制系数等，有时也间接观测电路的有关参数及元器件的伏安特性。20画出扫频仪和频谱仪的组成原理框图，并比较它们在电路结构上的异同点。答：扫频仪和频谱仪在结构上有些类似，例如“调频->调幅”的转换机理，类似的扫频信号、类似的显示结构等等。但频谱仪和扫描仪是本质不同的两种测量设备，仪器的结构也是不一样的。并且扫频仪测试的是信号的特

31、性；频谱仪则是测量系统的特性。扫频仪 并行滤波实时频谱仪 扫频外差式频谱仪第四章 思考与练习1. 根据输出信号波形种类的不同，通用信号发生器分为哪几类？通常用于什么用途？答：根据输出信号波形种类的不同，通用信号发生器分为正弦信号发生器、矩形信号发生器、脉冲信号发生器、三角波信号发生器、钟形脉冲信号发生器、噪声信号发生器、图像信号发生器、扫频信号发生器等。通常用于产生不同频率、不同波形的电压、电流信号，提供测试用电信号。2. 信号发生器常用的技术指标有哪些？是如何定义的？答：信号发生器常用的技术指标包括频率特性、输出特性和调制特性。其中频率特性包括有效频率范围、频率准确度和频率稳定度。有效频率范

32、围指各项指标均得到保证的输出频率范围；频率准确度指频率的实际值与标称值的偏差；频率稳定度指在一定的时间间隔内频率的相对变化。输出特性包括输出阻抗、输出电平、输出波形、平坦度和谐波失真。调制特性包括调幅、调频和调相。3. 低频信号发生器一般包括哪几个部分？各部分的作用是什么？答：低频信号发生器组成:主振器、电平调节、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器、电压表。主振器：产生低频正弦信号，其振荡频率范围即为信号发生器的有效频率范围 。电压放大器：具有缓冲、电压放大作用。缓冲是为了隔离后级电路对主振器的影响，保证主振频率稳定，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。放大是为了使信号发生器

33、的输出电压达到预定技术指标，要求其频带宽、谐波失真小、工作稳定等。 输出衰减器：改变信号的输出电压或功率。功率放大器：对衰减器送来的信号进行功率放大。阻抗变换器：匹配不同阻抗的负载，以获得最大输出功率。电压表：指示电压放大器或功率放大器的输出电压幅度，或对外部电压信号进行测量。4. 高频信号发生器一般包括哪几个部分？各部分的作用是什么？答：高频信号发生器的组成：1） 主振级：产生高频振荡信号。2）缓冲级：隔离调制级对主振级可能产生的不利影响，以保证主振级工作稳定。3）调制级：对缓冲级输出的信号进行正弦幅度调制和放大后输出并保证一定的输出电平和输出阻抗。4）内调制振荡器：提供频率为400Hz或1

34、000Hz的内调制信号。5）可变电抗器：实现频率调制。6）输出级：进一步控制输出电压的幅度。5. 简述高频信号发生器中主振器与内调制振荡器的区别和作用。答：内调制振荡器与主振器都是振荡器，但作用完全不同。内调制振荡器产生低频信号，并且作为调制信号存在，它有两种输出：400HZ与1000HZ。而主振器作为高频信号发生器的核心电路。它主要产生高频载波信号，频率范围是100KHZ到30MHZ。当高讯处于AM调幅工作状态时，用内调制振荡器产生的信号对主振产生的高频载波信号的幅度进行调制，让输出的信号频率保持载波信号不变，而幅度随调制信号的变化规律变化。达到输出调幅波的目的。当高讯处于FM调频工作状态时

35、，用内调制振荡器产生的信号对主振产生的高频载波信号的频率进行调制，让输出的信号幅度保持载波信号幅度不变，而频率随调制信号的变化规律变化，达到输出调频波的目的。6. 正弦信号发生器的调制方式一般有哪几种方式？答：高频正弦信号发生器的调制方式一般为调幅或调频。7. 基本锁相环有哪些部分组成？各部分作用是什么？ 答：基本锁相环由基准频率源、相位比较器、环路滤波器和压控振荡器组成。其中基准频率源提供基准频率；相位比较器将两个输入信号的相位进行比较，输出与相位差成正比的误差电压；环路滤波器滤出误差电压中的高频分量；压控振荡器根据输入电压的大小改变振荡的频率。8如图所示三环频率合成器，为了得到38.912

36、MHZ的输出频率, 问分频比N1, N2各为多大? 已知: M=100 , fi =100KHZ , fo2 =38.6MHZ , f0 =38.912MHZ。图4-26 习题8图解：由图4-26可得：，。则。9证明下图所示的频率合成器的输出频率与输入频率的关系为：图4-27 习题9图解：，又有，则。9.函数信号发生器能输出哪几种波形的信号？函数信号发生器一般有哪几种构成方式？答：函数信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、矩形波和正负尖脉冲等波形。函数信号发生器一般有正弦式、脉冲式和合成式三种构成方式。10.简述数字频率合成技术的特点。答：数字频率合成技术分为直接数字频率合成和锁相环

37、数字频率合成。其中直接数字频率合成具有频率切换速度快、频率分辨率高、频率和相位易于控制等特点，锁相环数字频率合成除了具有这些特点外还可以产生极高的频率以及输出频率相对带宽较宽等特点。第五章 思考与练习1.通用电子计数器的主要测试功能有哪些？答：通用电子计数器可以测量频率、频率比、周期、时间间隔及累加计数等，还可以自检。2.通用电子计数器基本组成是怎样的？画出方框图并说明各组成部分的作用是什么？答：通用电子计数器由以下部分组成：（1）输入通道（2）计数显示电路 （3）逻辑控制电路（4）标准时间产生电路。其方框图如下图所示：其中各部分作用为：输入通道即输入电路。其作用是接受被测信号，并对被测信号进

38、行放大整形，然后送入闸门（即主门或信号门）。输入通道通常包括A、B 两个独立的单元电路。 计数显示电路是一个十进制计数显示电路，对通过闸门的脉冲（即计数脉冲）进行计数，并以十进制方式显示计数结果。 逻辑控制电路 产生各种控制信号，用于控制电子计数器各单元电路的协调工作。在 “启动”、“停止” 信号作用下，输出门控信号控制门电路即控制显示时间的长短。计数结束后发出复零指令。 标准时间信号由石英晶体振荡器提供，作为电子计数器的内部时间基准。3.画出通用电子计数器测量频率、周期的原理框图，简述其基本原理，并说明二者的区别。答：测量频率：基本原理为：1石英晶体振荡器产生高稳定的振荡信号，经分频后产生准

39、确的时间间隔Ts。2用这个Ts作为门控信号去控制主门的开启时间。3被测信号经放大整形后，变成方波脉冲，在主门开启时间Ts内通过主门，由计数器对通过主门的方波脉冲的个数进行计数。4若在时间间隔Ts内计数值为N。则被测信 号的频率f=N/Ts。5该频率由显示电路将测量结果显示出来。测量周期：基本原理为：被测信号从B输入端输入，经脉冲形成电路的放大整形变成方波，加到主门门控信号；同时，晶振产生的标准信号（又称时标信号）经分频或倍频后送到主门作为计数脉冲。计数器对门控信号作用期间通过时标信号进行计数。若计数器读数为N，标准时标信号周期为To，则被测周期Tx=N To。二者的区别：测频时被测信号经变换后

40、作为计数脉冲，石英晶振产生的信号作为时间间隔控制闸门。测周时被测信号经变换后作为时间间隔控制闸门，石英晶振产生的信号经变换后作为计数脉冲。4. 时标信号和时基信号的特点与区别？ 答：测量周期时标准时间信号（晶振）经过放大整形和倍频电路，送入A通道，用作测周期时的计数脉冲，称为时标信号。测量频率时标准时间信号（晶振）经过放大整形和一系列分频，送入B通道，用作控制门控电路的信号，称为时基信号。5. 通用电子计数器测量频率、周期时存在哪些主要误差？如何减小这些误差？答：通用电子计数器测量频率、周期时存在量化误差、触发误差和标准频率误差。量化误差是不可消除的；触发误差对测量周期影响较大，而对测量频率影

41、响较小，可以提高被测信号的信噪比，并采用多周期测量法测量周期，以减小触发误差；标准频率误差较小，可以不予考虑。6. 用7位电子计数器测量fx=10MHZ的信号频率。当闸门时间置于1s、0.1s、10ms时，试分别计算电子计数器测频量化误差是多少？解：绝对量化误差都为±1。相对量化误差为，当闸门时间分别置于1s、0.1s、10ms时，计数器计数N分别为107，106，104。则对应的相对量化误差分别为±0.00001%，±0.0001%，±0.01%。7. 用电子计数器测量频率，已知闸门时间和计数值N如下表所示，求各情况下的fx =?T10s1s0.1s1

42、0ms1msN1 000 000100 00010 0001 000100fx解：，则各情况下的fx如下表所示。T10s1s0.1s10ms1msN1 000 000100 00010 0001 000100fx1000001000001000001000001000008. 电子计数器多周期法测量周期。已知被测信号重复周期为50s，计数值为100000，内部时标信号频率为1MHz。保持电子计数器状态不变，测量另一未知信号，已知计数值为15000，求未知信号的周期是多少？解：电子计数器测周时有，则，已知，N1=100000，N2=15000，则9. 要用电子计数器测量一个的信号频率，采用测频（

43、选闸门时间为1s）和测周（选时标0.1ms）两种方法，试比较两种方法由误差所引起的测量误差。解：测量频率时，计数器显示的计数值N=1000，则测量误差为。测量周期时，计数器显示的计数值N=10，则测量误差为第六章 思考与练习1. 测量电阻、电感、电容的方法有哪些？它们各有哪些特点？答：测量电阻、电感、电容的方法分为电压表-电流表法、谐振法、电桥法和三种。电压表-电流表法，即伏安法，是根据欧姆定律来确定被测量的值。测量精确度较差，比较适合直流电阻的测量。谐振法又称Q表法，它是以LC谐振回路的谐振特性为基础而进行测量的方法。从理论上讲，谐振法的测量精度不如交流电桥法。但在高频范围内，由于分布参数的

44、影响，用交流电桥法来测量已不能获得较准确的结果，而谐振法的测量过程比较符合高频集中参数元件的实际工作情况，反而容易获得较为可靠的测量结果。所以，谐振法比电桥法具有更为优越的地方。其次，谐振法的测量电路简单，成本低。因此，谐振法在集中参数元件的测量中是一种不可缺少的极有效的测试方法。电桥法是根据电桥电路平衡时，各桥臂之间的关系来确定被测量。电桥既可以用来测量各种电参量，也可以用来测量多种非电量，如温度、位移等。电桥还具有灵敏度和准确度较高的特点，因此，在电磁测量的各种工业自动监测技术中得到极为广泛的应用。2. 画出高频情况下实际电阻、电感、电容的等效电路。答： 3. 对于图6-27所示的电桥电路

45、，假设R3=8，R2+R4=68；当电桥平衡时，Rx=32，试求R2、R4的阻值。RxR2R4R3+-UsP图6-27 习题3解：电桥平衡时有，又有R3=8，RX=32，则，又已知R2+R4=68，求得或者。4. 使用QS-18A型万用电桥测量电容，当“量程开关”置于1000pF，“损耗倍率”为时，调节“损耗平衡”为1.2，“读数”两度盘分别为0.4和0.078时电桥平衡，试问被测电容的容量和损耗因数各为多少？解：电容容量。损耗因数。5. 某电感线圈工作在800kHz，在Q表上测得的各读数f0=795KHZ ，倍率X=0.1，电感读数6.84mH ; Q =125，求被测电感值。解：实际电感为

46、：。6. 用图6-28所示电桥测量线圈的电感量和品质因数，电桥对1000的频率平衡，电路各元件的值为：，求 Lx和 Q。UsR1RsLXR2CsRX图6-28 习题6解：。7. 简述如何用万用表测量二极管、三极管好坏？答：用模拟式万用表检测二极管的好坏，将模拟万用表放在欧姆档，用两表笔与二极管的两端相连，测其两端电阻，交换两表笔的位置再测量一次。上述两种方法若阻值为无穷和较小值，则较小值时，与黑表笔相连的为二极管的正。若上述两种方法测得的正、反向电阻均比较低，则说明二极管内部已经短路；如果测得的正、反向电阻都为无穷大，说明二极管内部已经断路，两种情况都指明二极管已损坏。数字式万用表中专门设置了

47、二极管检验档，测二极管时，红表笔插入“V”孔，黑表笔插入“COM”孔。需要注意与模拟式万用表测量不同，此时红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，测出的数值为二极管的正向压降。因为在这种测量方式下，二极管中将流过约0.6mA的电流，从而产生正向压降。根据该正向压降，还可以确定二极管为硅管（正向压降为0.550.7），还是锗管（正向压降为0.150.3）。同时由于二极管反向不导通，其反向电压为无穷大，故通过这种方法还可以判断二极管的极性。判别三极管的好坏，只需检查三极管各PN结是否损坏，通过万用表测量其发射极，集电极的正向电压和反向电压来判定。如果测得的正向电压与反向电压相似且几乎为零，或测

48、量正向电压时，数字电压表显示为超量程，则说明三极管已经短路或断路。8. 简述如何使用晶体管特性图示仪测量二极管、三极管特性曲线？答：使用晶体管特性图示仪时，要正确连接三极管的基极(B)、集电极(C)、发射极(E)，并通过切换开关将发射极接地，确定集电极的最大电压，同时确定基极电流IB的取值间隔。使用晶体管特性图示仪进行半导体参数的测量，需要注意如下事项：（1）应特别注意阶梯信号选择、功耗限制电阻、峰值电阻范围旋钮的使用，如果使用不当会损坏被测晶体管。（2）测试大功率晶体管和极限参数、过载参数时，应采用单簇阶梯信号，以防过载损坏被测器件。（3）测试MOS型场效应管时，应特别注意不要使栅极悬空，以

49、免感应电压过高击穿被测管。（4）测试完毕后，使仪器复位。9. 简述晶体管特性图示仪测量三极管特性曲线的原理。答：晶体管特性图示仪就是能自动显示晶体管特性曲线的仪器。其原理方框图如下图所示。阶梯波发生器产生固定七阶的阶梯波电流，每一阶梯代表一定的基极电流值IB。扫描发生器产生100赫正弦半波式脉动变化电压EC，在一个阶梯时间内变化一次，两者对应关系如图所示。这样，每个阶梯电流时，三极管的集电极电压UC和集电极电流IC将按其特性随时间变化，由集电极电压取样电阻及电流取样电阻取出，送到示波器X及Y输入端，示波器荧光屏上就可显示出三极管的输出特性曲线簇。当示波器的垂直系统和水平系统灵敏度被校准后，就可

50、根据被显示的特性曲线读取被测晶体管的参数。10. 简单设计测量放大电路放大倍数的原理框图，并简述测量方法。答：放大电路输入信号幅度Ui由电压表V1监测；输出信号幅度Uo由电压表V2监测；输入、输出波形由示波器监测。调节信号发生器，使频率保持不变，改变输入信号幅度Ui ，使输出波形无失真，根据电压表读数即可计算被测放大电路的电压放大倍数Au=Uo/Ui= V1/ V2。11. 简述扫频仪主要由哪几部分组成？简述其工作原理。答：扫频仪一般由扫描锯齿波发生器、扫频信号发生器、宽带放大器、频标信号发生器、X轴放大、Y轴放大、显示设备、面板键盘以及多路输出电源等组成。工作原理为：电源变压器将50Hz市电

51、降压后送入扫描锯齿波发生器，形成锯齿波，这个锯齿波一方面控制扫频信号发生器，对扫频信号进行调频，另一方面该锯齿波送到X轴偏转放大器放大后，去控制示波器X轴偏转板，使电子束产生水平扫描。由于这个锯齿波同时控制电子束水平扫描和扫频振荡器，因此电子束在示波管荧光屏上的每一个水平位置对应于某一瞬时频率。从左到右频率逐渐增高，且线性变化。扫频信号发生器产生的扫频信号送到宽带放大器放大后，送入衰减器，然后输出扫频信号到频标混频器，在频标混频器中与1MHz和10MH在或50MHz晶振信号或外频标信号进行混频。产生的频标信号送入Y轴偏转放大器放大后输出给示波管的Y轴偏转板，得到被测电路的幅频特性曲线。12.

52、比较扫频仪和通用示波器的异同点。答：扫频仪是频域测量，通用示波器为时域测量，两者都是通过逐点扫描显示信号的波形。若将示波器的屏幕的水平轴看成线性的频率轴，则示波器屏幕上描绘出的图形就是被测电路的幅频特性曲线。13. 简述计数器法测量脉冲周期、频率的原理，并画出测量原理框图。答：测量频率：基本原理为：1石英晶体振荡器产生高稳定的振荡信号，经分频后产生准确的时间间隔Ts。2用这个Ts作为门控信号去控制主门的开启时间。3被测信号经放大整形后，变成方波脉冲，在主门开启时间Ts内通过主门，由计数器对通过主门的方波脉冲的个数进行计数。4若在时间间隔Ts内计数值为N。则被测信 号的频率f=N/Ts。5该频率

53、由显示电路将测量结果显示出来。测量周期：基本原理为：被测信号从B输入端输入，经脉冲形成电路的放大整形变成方波，加到主门门控信号；同时，晶振产生的标准信号（又称时标信号）经分频或倍频后送到主门作为计数脉冲。计数器对门控信号作用期间通过时标信号进行计数。若计数器读数为N，标准时标信号周期为To，则被测周期Tx =N To。第七章 思考与练习1. 什么是自动测试系统，简述其发展情况。答：自动测试系统是指在计算机的控制和管理下，很少需要人工参与，由各种测量仪器对电量、非电量进行自动测量、自动进行数据处理，并以显示、打印等适当的方式给出测量结果的测量系统。自动测试系统源于20世纪50年代，迄今为止经历了

54、三个发展阶段，其系统组成结构也有较大的不同。第一代自动测试系统是根据测量任务的需要，自行设计专用的接口控制电路，以解决仪器和仪器、仪器和计算机之间的接口问题。第二代自动测试系统是将在测试系统中的所有设备通过标准化的接口总线连接成积木式结构。第三代自动测试系统把计算机和测试系统更紧密地结合起来，充分发挥软件的作用，使得一些硬件的功能完全可以用软件来实现，计算机不仅担任系统控制和数据的分析计算，更主要是利用软件直接完成以往需要硬件才能完成的测试功能。2. 简述GPIB系统的组成和基本特性。答：GPIB标准包括接口 和总线两部分。接口部分由各种逻辑电路组成，与各种仪器装置安装在一起，用于对传送的信息

55、进行发送、接收、编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用作传输各种消息。GPIB的基本特性（1）系统各器件采用总线方式连接，总线连接器包括插头和插座。总线上最多可挂15台仪器（含控制器），每增加一个接口，可多连14台仪器。（2）互连电缆的传输路径总长不超过20m，或者装置数目与装置之间距离的乘积不超过20m。（3）总线由24芯无源电缆组成，其中有8条数据线、3条挂钩线、5条接口管理线，其余的为屏蔽线和地线。（4）数据传输采用位并行（8位）、字节串行、双向异步传输方式，最大数据传输率为1MBps。（5）系统内的仪器地址采用5位二进制编码，共有31个讲地址和听地址，可被扩展为961个讲地址和961个听地址；但同一时刻最多只有一个讲者和14个听者在系统总线内工作。（6）总线上的逻辑采用负逻辑，低电平（+0.8V）为“1”，高电平（+2.0V）为“0”，高低电平的规定与标准TTL电平相容。（7）总线接口功能库中共配