电子测量复习重点

1、第一章1) 电子测量：指以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，对电量和非电量进行的测量。 2) 电子测量特点：1测量频率范围宽：10-6-1012；2测量量程宽：10-14 -108；3测量准确度高低相差悬殊：10-14 -10-1；4测量速度快；5可以进行遥测；6易于实现测试智能化和测试自动化；7影响因素众多，误差处理复杂。 3)电子测量方法的分类：1.按测量过程分类（直接测量、间接测量、组合测量）2.按测量的性质分类（时域测量、频域测量、数据域测量和随机域测量）4) 测量仪器的功能：1.变换功能；2.传输功能

2、；3.显示功能。 5) 测量仪表的主要性能指标：1.精度：精密度、正确度、准确度；2.稳定性；3.输入阻抗；4.灵敏度；5.线性度；6.动态特性。 6) 计量：是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。7) 基本计量单位（7个）：长度：米（m）时间：秒（s）；质量：千克（kg）；电流：安培（A）；物质量：摩尔（mol）；热力学温度：开尔文（K）；发光强度：坎德拉（cd）。 8)计量基准：基准是指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。分

3、为主基准、副基准和工作基准。作业题：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

4、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。1.14 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。计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测

5、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。第二章1) 真值A0：“纯理论值”，在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值称作它的真值。2) 指定值As ：“约定真值”，一般由国家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，一般就用来代替真值。3) 实际值A ：“相对真值”，以上一级标准所体现的值当作准确无误的值。 4) 标称值：测量器具上标定的数值。5)&#

6、160;示值：“测得值或测量值”，由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。 6) 测量误差的表示方法绝对误差和相对误差。7) 绝对误差定义为：，x为测得值,A0为真值,但一般无法得到,所以用实际值A代替A0 。 8) 绝对误差的特点：绝对误差是有单位的量；绝对误差是有符号的量。 9) 修正值：与绝对误差绝对值相等，符号相反，一般用符号c表示，C = Ax= x 。 10) 相对误差：实际相对误差：示值相对误差（标称相对误差）：满度相对误差（满度误差和引用误差）：11) 误差的整量

7、化：仪表各量程内绝对误差的最大值：。我国电工仪表的准确度等级分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。 12) 分贝误差：广泛用于增益(衰减)量的测量中，电压增益分贝误差：13) 容许误差：又称仪器误差，指测量仪器在规定使用条件下可能产生的最大误差范围，是恒量电子测量仪器质量的最重要的指标。有四项指标：工作误差、固有误差、影响误差和稳定误差。 14) 工作误差：在额定工作条件下仪器误差的极限值；固有误差：当仪器的各种影响量和影响特性处于基准条件时仪器所具有的误差；影响误差：当一个影响量在其额定使用范围内取任一值，而其它影响

8、量和影响特性均处于基准条件时所测得的误差；稳定误差：仪器的标称值在其他影响量和影响特性保持恒定的情况下，于规定时间内产生的误差极限。15) 测量误差的来源：仪器误差：出厂校准定度不准确产生的校准误差、刻度误差，读数分辨力有限而造成的读数误差及数字式仪表的量化误差，仪器内部噪声引起的内部噪声误差，元器件疲劳、老化及周围环境变化造成的稳定误差，仪器响应的滞后现象造成的动态误差等；使用误差：有些设备要求正式测量前进行预热而未预热，有些设备要求水平放置而倾斜或垂直放置，有的测量设备要求实际测量前须进行校准而未校准等；人身误差：主要指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等而对测量实验中

9、的现象与结果判断不准确而造成的误差；影响误差：影响误差是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。对电子测量而言，最主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。方法误差：又称理论误差，是指所使用的测量方法不当，或测量所依据的理论不严密，或对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误差。方法误差通常以系统误差形式表现出来。 16) 误差的分类（按照基本性质和特点分）：系统误差：在多次等精度测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时按某种规律变化的误差称为系统误差（系差）。分为恒定系差和变值系差。主要特点：a.只要测量条件不变，误差即为确切的数值；b.用多次测

10、量取平均值的办法不能改变或消除系差；而当条件改变时，这种误差的变化是有规律的，具有可重复性；c.可用修正值来减小这种误差。系统误差体现了测量的正确度。随机误差：又称偶然误差，是指对同一量值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号均以不可预料的方式无规则变化的误差。特点：有界性；对称性；抵偿性。随机误差体现了多次测量的精密度。粗大误差：在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差称为粗大误差，也称疏失误差或粗差。确认含有粗差的测得值称为坏值。 17) 产生系统误差的主要原因：测量仪器设计原理及制作上的缺陷。例如刻度偏差，刻度盘或指针安装偏心，使用过程中零点漂移，安放位置

11、不当等；测量时的环境条件如温度、湿度及电源电压等与仪器使用要求不一致等；采用近似的测量方法或近似的计算公式等；测量人员估计读数时习惯偏于某一方向等原因所引起的误差。 18) 产生随机误差的主要原因：测量仪器元器件产生噪声，零部件配合的不稳定、摩擦、接触不良等；温度及电源电压的无规则波动，电磁干扰，地基振动等；测量人员感觉器官的无规则变化而造成的读数不稳定等。  19) 产生粗差的主要原因：测量方法不当或错误；测量操作疏忽和失误；测量条件的突然变化。 20) 设对被测量x进行n次等精度测量，得到n个测得值：xi(i=1,2,n

12、)，定义这n个随机变量的算术平均值为：，也称作样本平均值；当测量次数n 时，样本平均值的极限定义为测得值的数学期望：，也称作总体平均值。随机误差的算术平均值：，由于随机误差的抵偿性，当测量次数n趋于无限大时，趋于零，即随机误差的数学期望等于零。而因为，故Ex=A，即测得值的数学期望等于被测量真值A。 21) 当进行有限次测量时，各次测得值与算术平均值之差，定义为剩余误差或残差：。 22) 方差定义为时，测量值与期望值之差的平方的统计平均值，即， 标准差反映了测量的精密度，小表示精密度高，测得值集中，大表示精密度低，测得值分散。 23)

13、 极限误差（最大误差或随机不确定度）：=3莱特准则：在正态分布的前提下，用极限误差来判断坏值，即把|vi|i|>3的测得值判为坏值。 24) 贝塞尔公式：当n为有限值时，我们用残差来近似或代替真正的随机误差i；用标准差的最佳估计值来近似或代替标准差。25) 算术平均值的标准差：26) 当系差与随机误差同时存在时，若测量次数足够多，则各次测量绝对误差的算术平均值等于系差。 27) 消弱系统误差的典型测量技术：零示法替代法补偿法对照法微差法交叉读数法。 28) 零示器的种类有：光电检流计、电流表、电压表

14、、示波器、调谐指示器、耳机等。 29) 常用函数的合成误差：和差函数的合成误差：；积函数的合成误差：y=±(|x1|+|x2|)；商函数的合成误差：y=±(|x1|+|x2|)；幂函数的合成误差：y=±(|mx1|+|nx2|)；积商幂函数的合成误差：y=±(|mx1|+|nx2|+|px3|) 30) 有效数字从左边第一个不为零的数字起，到右面最后一个数字(包括零)止，都叫做有效数字。 31) 多余数字的舍入规则：“小于5舍，大于5入，等于5时采取偶数法则”，为0.5时，则末位为奇数时加1，末

15、位为偶数时不变。如l2.35l2.4 (3是奇数，5入)，12.4512.4 (4是偶数，5舍)。 32) 当需要对几个测量数据进行运算时，保留的位数原则上取决于各数中精度最差的那一项。 (1) 加法运算：以小数点后位数最少的为准(若各项无小数点，则以有效位数最少者为准)，其余各数可多取一位。(2) 减法运算：当相减两数相差甚远时，原则同加法运算，当两数很接近时，有可能造成很大的相对误差，因此第一要尽量避免导致相近两数相减的测量方法。(3) 乘除法运算：以有效数字位数最少的数为准，其余参与运算的数字及结果中的有效数字位数与之相等。33)等精度测

16、量结果的处理：(1) 利用修正值等办法对测得值进行修正，将已减弱恒值系差影响的各数据xi依次列成表格；(2) 求出算术平均值；(3) 列出残差, 并验证；(4) 列出v2i, 按贝塞尔公式计算标准偏差；(5) 按|vi|>3的原则，检查和剔除粗差。如果存在坏值，则应当剔除不用，而后从第(2)步开始重新计算，直到所有|vi|3为止。(6) 判断有无系统误差。如有系差，则应查明原因，修正或消除系差后重新测量。(7) 算出算术平均值的标准偏差(实际上是其最佳估计值)：；(8) 写出最后结果的表达式，即。课后题：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

17、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：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

18、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。2.4 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C12000±40 pF，C2470 pF±5%，问哪个电容器的误差大些？为什么？解：因为r1r2，所以C2的误差大些。2.7 用电压表测量电压，测得值为5.42V，改用标准

19、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：U5.425.600.18Vrx0.18/5.423.32% rA0.18/5.603.21%2.9 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%×100±2.5V x50482V2.5V 电压表合格。2.13 用准确度s10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：x1x2xm±1%×100±1Arx1x1/ x1

20、±1/80±1.25% rx2x2 / x2±1/40±2 .5%2.21 用电桥法测电阻时，利用公式RxR1·R3 / R2，已知R1100，R1±0.1，R3100，R3±0.1，R21000，R2±0.1。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%r Rx±(0.1%0.1%0.1%)±0.3%2.27 用数字电压表测得一组电压值如下表：nxinxinxi12345

21、20.42 20.4320.4020.4320.4267891020.4320.3920.3020.4020.43111213141520.4220.4120.3920.3920.40判断有无坏值，写出测量报告值。解：（1）用公式求算术平均值。20.404（2）列出vi和vi2如表2.271（3）表2.271nvivi2nvivi2nvivi2123450.0160.026-0.0040.0260.0160.0002560.0006760.0000160.0006760.0002566789100.026-0.014-0.104-0.0040.0260.0006760.0001960.0108

22、160.0000160.00067611121314150.0160.006-0.014-0.014-0.0140.0002560.0000360.0001960.0001960.00001630.098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：，n8为坏值应剔除。（4）剔除n8后的算术平均值（5）重新列出vi和vi2如表2.272表2.272nvivi2nvivi2nvivi2123450.0060.016-0.0140.0160.0060.0000360.0002560.0001960.0002560.00003667890.016-0.024-0.0140.0160.

23、0002560.0005760.0001960.00025610111213140.006-0.004-0.024-0.024-0.0140.0000360.0000160.0005760.0005760.000196（6）剔除n8后的标准差的估计值（7）剔除n8后无坏值因此用数字电压表测得结果为：20.414±0.013第三章1) 超低频信号发生器：30kHz以下，用于电声学、声纳。低频信号发生器：30 kHz300 kHz，用于电报通讯。视频信号发生器：300 kHz6 MHz，用于无线电广播。高频信号发生器：6 MHz

24、30 MHz，用于广播、电报。甚高频信号发生器：30 MHz300 MHz，用于电视、调频广播、导航。超高频信号发生器：300 MHz3000 MHz，用于雷达、导航、气象。 2) 信号发生器原理框图：  各组成部分作用：（1）振荡器：是信号发生器的核心，它产生不同频率、不同波形的信号。（2）变换器：主要完成对主振器信号进行放大、整形及调制等工作。（3）输出电路：基本作用是调节输出信号的电平和变换输出阻抗，以提高带负载能力。（4）指示器：用以检测输出信号的电平、频率及调制度，它可能是电压表、功率计、频率计

25、或调制仪等。（5）电源：为信号发生器各部分提供所需的直流电压。通常是将50HZ的市电经变压、整流、滤波及稳压后得到的。3) 信号发生器总的趋势是向着宽频率复盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 4) 正弦信号发生器的性能指标：大的分类为频率特性、输出特性和调制特性，细分如下： 频率范围（指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率复盖）频率准确度（指信号发生器度盘显示数值与实际输出信号频率间的相对误差）频率稳定度（指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

26、，分为频率短期稳定度和频率长期稳定度）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量非线性失真系数(失真度，用来说明输出信号波形接近正弦波的程度，输出阻抗输出电平调制特性。 5) 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：。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。6) 用通用RC振荡器作为主振器的低频信号发生器中，可以使用同轴电阻器改变电阻R进行粗调，使得换档时频率变化10倍，而用改变双联同轴电容C的方法在一个波段内进行频率细调。 7) 函

27、数信号发生器是低频信号发生器的一种，基本工作原理是先由积分电路和触发电路产生三角波和方波，然后通过函数转换器(例如二极管整形网络)将三角波整形成正弦波。 8) 射频 （高频）信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全部复盖300kHz1GHz(允许向外延伸)，并且具有一种或一种以上调制或组合调制(正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调制)的信号发生器。 9) 射频信号发生器分为：调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器。 10) 调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器，可分为：变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式)、电

28、容反馈式(也称电容三点式)。11) 扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一定范围内反复变化的正弦信号发生器，它是频率特性测试仪(扫频仪)的核心，主要用于直接测量各种网络的频率响应特性。 幅频特性的测量方法：点频法(就是“逐点”测量幅频特性或相频特性的方法，操作繁琐，并且频率离散而不连续，很容易遗漏掉突变点)扫频法（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。）12)扫频法原理图：扫频振荡器发出振幅不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号加到被测网络(例如调谐放大器)的输

29、入端，由于调谐放大器的增益随频率而变，因此其输出信号uo的振幅也将随频率而改变，uo的包络就反映了该放大器的幅频特性(见图(d)，经峰值检波器检出输出信号的包络uo(见图(e)，将它送至示波管的垂直偏转系统，同时扫描信号us加到示波管的水平系统作为扫描时基信号，由于扫频信号ui的瞬时频率和水平扫描电压us的瞬时值一一对应，因此示波管的水平轴成为线性的频率坐标轴。这样在us和uo的共同作用下，示波管荧光屏上就直接显示出该调谐放大器的幅频特性。13)扫频仪的基本框图（1）时基系统产生一个扫描信号，由该信号控制一个可调谐的连续振荡源以产生频率随时间变化的正弦信号，频率变化的规律就取决于扫描信号。（2

30、）扫频振荡器是扫频仪的主要部分，实际上它是一个调频振荡器，在时基系统产生的扫描信号(即调频的调制信号)的作用下，产生频率随时间按一定规律变化的扫频振荡，并利用电平限制电路及自动幅度控制电路以确保输出振幅平稳的扫频信号，通过输出控制电路来控制系统的输出。（3）时标系统用来产生频率标记(简称频标)信号，以便在示波管荧光屏上确定扫频信号发生器的瞬时频率和扫频宽度。扫频信号施加于被测网络输入端，输出响应经检波，包络上加上频标信号，就可在示波管荧光屏上的频率特性曲线上找到对应的频率。第四章1) 电子示波器的基本特点是：能显示信号波形，可测量瞬时值，具有直观性。输入阻抗高，对被测信号影响小。工作

31、频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形的细节。在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电流量的函数关系。 2) 电子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。垂直偏转通道(Y通道)的任务是检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。同时为了与水平偏转系统配合工作，要将被测信号进行一定的延迟。垂直偏转系统由输入电路、延迟线和放大器组成。输入电路由探头、衰减器、阻抗变换器组成。阻抗变换器一般可由射极跟随器构成。射极跟随器的高输入阻抗使得示波器对外呈现高输入阻抗，射极跟随器的低输出阻抗容易与后接的低阻延迟线相匹

32、配。水平偏转通道(X通道)作用是产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的X偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。水平通道包括三部分：a.触发电路，其中包括触发方式选择、触发整形电路。b.时基发生器。由闸门电路、扫描发生器和释抑电路组成。c.水平放大器。Z轴电路在时基发生器输出的正程时间内产生加亮(增辉)信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。示波器设有两个校正器，幅度校正器和扫描时间校正器，分别调整幅度和扫描速度。电源一般由两个整流器组成。高压整流器供给示波管高压电极电压，低压整流器供给示波器所有其它电路的电压和示波管低压电极电压

33、。示波管：阴极射线管，Cathode Ray Tude(CRT)，是示波器的核心。包括三部分：电子枪（发射电子并形成很细的高速电子束）、电子偏转系统（决定电子束的偏转）、荧光屏（显示电信号的波形）。 3) 线性时基扫描方式可分为连续扫描和触发扫描。连续扫描的扫描电压是周期性的锯齿波电压，在扫描电压的作用下，示波管光点将在屏幕上作连续重复周期的扫描。连续扫描最主要的问题是如何保证在屏幕上显示出稳定的信号波形。为了得到稳定的波形显示，必须使扫描锯齿波电压周期T与被测信号周期Ty，保持整数倍的关系，即T=nTy。为此一般采用被测信号控制和触发时基电路，使T=n

34、Ty，这个过程称为同步。连续扫描适用于观测连续信号。触发扫描适于扫描脉冲信号。 4) 电子枪组成部分为：灯丝(h)、阴极(K) 、栅极(G1)、前加速极(G2)、第一阳极(A1)、第二阳极(A2)。灯丝h对阴极K加热，阴极发射电子。栅极G1电位比阴极K低，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点F1，并且只有初速较高的电子能够穿过栅极奔向荧光屏，初速较低的电子则返回阴极，被阴极吸收。G2、A1、A2构成一个对电子束的控制系统。电子束进入G2、A1、A2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A1与G2、A1与A2形成的电子透镜

35、的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束。5) 示波器的主要技术性能：频率响应(频带宽度)：指垂直偏转通道(Y方向放大器)对正弦波的幅频响应下降到中心频率的0.707(-3dB)的频率范围。如果通道的带宽不够，信号波形便会产生失真。为了能够显示窄脉冲，示波器y通道带宽必须很宽。偏转灵敏度(S)：单位输入信号电压 yu引起光点在荧光屏上偏转的距离H，ySHu=。扫描频率：表示水平扫描的锯齿波的频率。扫描速度越高，表示示波器能够展开高频信号或窄脉冲信号波形的能力越强。输入阻抗：指示波器输入端对地的电阻Ri和分布电容Ci的并联阻抗。输入阻抗越大，示波器对被测电路的影响就越小，所以要求输

36、入电阻Ri大而输入电容Ci小。示波器的瞬态响应：指示波器的垂直系统电路在方波脉冲输入信号作用下的过渡特性。扫描方式：分成连续扫描和触发扫描。 6) 双踪和双线示波器：两者都可在一个示波管荧光屏上同时显示出两个信号波形。 双踪（双迹）示波器，它的垂直偏转通道由A和B两个通道，其输出信号在电子开关控制下，交替通过主通道加于示波管的同一对垂直偏转板。平衡倒相器的作用是把输入信号转换为对称的波形输出。在前置放大器中设有移位控制，可分别控制两个显示图形的上下位置。双线示波器:采用双线示波管构成。双线示波管在一个玻璃壳内装有两个完全独立的电子枪和偏转系统，每个电子枪发出的电子

37、束经加速聚焦后，通过“自己”的偏转系统射于荧光屏上。7) 记忆示波管可分为可变余辉存贮方式和快速转移存贮方式两种示波管，它们都是将记忆信号存贮于示波管的栅网上，需要显示时，将它显示出来。8)数字存储示波器：采用数字电路，将输入信号先经过AD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DA变换器，将数字信息变换成模拟波形显示在示波管上。9)波形显示原理：Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压，荧光屏上将显示出被测信号随时间变化的一个周期的波形曲线。课后题4.2 说明电子枪的结构由几部分组成，各部分的主要用途是什么？答：电子枪由灯丝(h

38、)、阴极(K) 、栅极(G1)、前加速极(G2)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。灯丝h用于对阴极K加热，加热后的阴极发射电子。栅极G1电位比阴极K低，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点F1，调节栅极G1的电位可控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度。G2、A1、A2构成一个对电子束的控制系统。这三个极板上都加有较高的正电位，并且G2与A2相连。穿过栅极交叉点F1的电子束，由于电子间的相互排斥作用又散开。进入G2、A1、A2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A1与G2、A1与A2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电

39、子束。4.6 电子示波器由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？答：电子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。Y通道的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。X通道的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。Z通道的作用是：在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。示波管的作用是：将电信号转换成光信号，显示被测信号的波形。幅度校正器的作用是：用于校正Y通道灵敏度。扫描时

40、间校正器的作用是：用于校正x轴时间标度，或用来检验扫描因数是否正确。电源的作用是：为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。4.11 延迟线的作用是什么？内触发信号可否在延迟线后引出，去触发时基电路？为什么？答：当示波器工作在内触发状态时，利用垂直通道输入的被测信号去触发水平偏转系统产生扫描电压波，从接受触发到开始扫描需要一小段时间，这样就会出现被测信号到达Y偏转板而扫描信号尚未到达X偏转板的情况，为了正确显示波形，必须将接入Y通道的被测信号进行一定的延迟，以便与水平系统的扫描电压在时间上相匹配。内触发信号不能在延迟线后引出，去触发时基电路。如果在延迟线后引出，水平系统的扫描电压在时间上相

41、对于垂直通道输入的被测信号就没有延迟了。4.12 示波器Y通道内为什么既接入衰减器又接入放大器？它们各起什么作用？答：为适应Y通道输入的被测信号的大幅度的变化既接入衰减器又接入放大器。放大器对微弱的信号通过放大器放大后加到示波器的垂直偏转板，使电子束有足够大的偏转能量。衰减器对输入的大幅度信号进行衰减。4.13 什么是连续扫描和触发扫描？如何选择扫描方式？答：连续扫描：扫描电压是周期性的锯齿波电压。在扫描电压的作用下，示波管光点将在屏幕上作连续重复周期的扫描，若没有Y通道的信号电压，屏幕上只显示出一条时间基线。触发扫描：扫描发生器平时处于等待工作状态，只有送入触发脉冲时才产生一次扫描电压，在屏

42、幕上扫出一个展宽的脉冲波形，而不显示出时间基线。被测信号是连续的周期性信号时，选择连续扫描方式。被测信号是短短暂的周期性脉冲信号时，选择触发扫描方式。第五章1)时间是国际单位制中七个基本物理量之一， 它的基本单位是秒， 用s表示。“时间”在一般概念中有两种含义：一是指“时刻”。 二是指“间隔”， 即两个时刻之间的间隔， 回答某现象或事件持续多久2)周期过程重复出现一次所需要的时间称为它的周期， 记为T。频率是单位时间内周期性过程重复、 循环或振动的次数， 记为f。3)标准时频的传递：（1）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

43、需要的地方， 然后通过中间测试设备进行比对。（2）发送-接收标准电磁波法。 这里所说的标准电磁波是指其时间频率受标准源控制的电磁波， 或含有标准时频信息的电磁波。4）5) 计数式频率计测频的框图主要由三部分组成：时基产生电路、计数脉冲形成电路、计数显示电路。 (1) 时间基准T产生电路。 这部分的作用就是提供准确的计数时间T。 它一般由高稳定度的石英晶体振荡器、 分频整形电路与门控(双稳)电路组成。(2) 计数脉冲形成电路。 这部分电路的作用是将被测的周期信号转换为可计数的窄脉冲。 它一般由放大整形电路和主门(与门)电路组成。(3) 计数显示电路。 简单地说， 这部分电路的

44、作用就是计数被测周期信号重复的次数， 显示被测信号的频率。 它一般由计数电路、 控制(逻辑)电路、 译码器和显示器组成。6) 电子计数测量频率方法引起的频率测量相对误差，由计数器累计脉冲数相对误差和标准时间相对误差两部分组成：7)量化误差(又称脉冲计数误差)即±1误差：。脉冲计数最大相对误差为：。T为计数器的主门开启时间。Tx为被测信号周期。闸门信号T是由晶振信号分频而得。设晶振频率为fc(周期为Tc)，分频系数为m，所以有。闸门时间相对误差在数值上等于晶振频率的相对误差：。最后计数测频总的相对误差：或写为。8) 电子计数法测量周期总的相对误差：。把Tx扩大m倍后

45、：，表明了量化误差降低了m倍。在测量周期时，被测信号经放大整形后作为时间闸门的控制信号(简称门控信号)，因此，噪声将影响门控信号的准确性，造成所谓触发误差。测量周期时的触发误差与信噪比成反比。若考虑噪声引起的触发误差，那么，用电子计数器测量信号周期的误差共有三项，即量化误差(±1误差)、标准频率误差、触发误差：。 9) 对某信号使用测频法和测周法测量频率，两者引起的误差相等，则该信号的频率定义为中界频率，记为。10)电子计数法测量时间间隔电子计数器测量时间间隔的误差与测周期时类似，它主要由量化误差、触发误差和标准频率误差三部分构成。由原理框图可以看出，测时间间隔不

46、能像测周期那样可以把被测时间Tx扩大k倍来减小量化误差。所以，测量时间间隔的误差一般来说要比测周期时大。 11) 其他测量频率的方法：直读法测频：a. 电桥法测频; b. 谐振法测频比较法测频：a. 拍频法测频; b. 差频法测频; c. 用示波器测量频率: 李沙育图形测频法，在示波器的X通道和X通道分别加上不同信号时，示波管屏幕上光点的径迹将由两个信号共同决定。如果这两个信号是正弦波，则屏幕上的图形将取决于不同的频率比以及初始相位差而表现为形状不同的图形，这就是李沙育图形。课后题5.

47、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小±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T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fx为： fxN/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测量fx5MHz的信号频率，试分别计算当闸门时间为1s、0.1s和10ms时，由于“

48、7;1”误差引起的相对误差。解：闸门时间为1s时： 闸门时间为0.1s时： 闸门时间为10ms时：5.6 用计数式频率计测量频率，闸门时间为1s时，计数器读数为5 400，这时的量化误差为多大？如将被测信号倍频4倍，又把闸门时间扩大到5倍，此时的量化误差为多大？解：（1） （2）5.7 用某计数式频率计测频率，已知晶振频率的相对误差为fc / fc±5×108，门控时间T1s，求： （1）测量fx10MHz时的相对误差； （2）测量fx10kHz时的相对误差；并提出减小测量误差的方法。解：（1）（2）从fx / fx的表达式中可知， 提高晶振频率的准确度可减少fc / fc

49、的闸门时间误差， 扩大闸门时间T或倍频被测信号可减少±1误差。5.8 用计数式频率计测信号的周期，晶振频率为10MHz，其相对误差fc / fc±5×108，周期倍乘开关置×100，求测量被测信号周期Tx10s时的测量误差.。解：5.9 某计数式频率计，测频率时闸门时间为1s，测周期时倍乘最大为× 10 000，晶振最高频率为10MHz，求中界频率。解：第六章1) 用示波器测量相位差：直接比较法或，椭圆法: 若频率相同的两个正弦量信号分别接到示波器的X通道与Y通道，一般情况下示波器荧光屏上显示的李沙育图形为椭圆，而椭圆的形状

50、和两信号的相位差有关，基于此点用来测量相位差的方法称为椭圆法。设椭圆的长轴为A，短轴为B，可以证明相位差。设椭圆光点沿垂直及水平方向的最大位移分别为Ym、 Xm，与垂直、 水平轴的交点y0、 x0，则。2) 相位差测量方法：用示波器测量相位差相位差转换为时间间隔进行测量相位差转换为电压进行测量零示法测量相位差。 3)数字式相位计又称电子计数式相位计， 这种方法就是应用电子计数器来测量周期T和两同频正弦波过零点时间差T， 据式换算为相位差。被测两信号相位差为，为使电路简单， 测量操作简便， 一般取fc=360°· 10b · f得=n ·

51、; 10b ，与量化误差对应的相位误差为=±(10b)°课后题6.3 用椭圆法测量两正弦量的相位差，在示波器上显示图形如图6.2-3所示，测得椭圆中心横轴到图形最高点的高度Ym5cm，椭圆与)Y轴交点y04cm，求相位差。解： 53.1°6.5 用示波器测量两同频正弦信号的相位差，示波器上呈现椭圆的长轴A为100m，短轴B为4cm，试计算两信号的相位差。解： 43.6°第七章1)电压测量是电子测量的基础， 在电子电路和设备的测量调试中， 电压测量是不可缺少的基本测量。2)电压测量的特点：1.频率范围广：零频（直流），10-6109Hz，低频：1MHz以下

52、；高频（射频）：1MHz以上。2.测量范围宽： 微弱信号:心电医学信号、地震波等,纳伏级（10-9V）； 超高压信号：电力系统中，数千伏。3.电压波形的多样化：电压信号波形是被测量信息的载体。4.输入阻抗高：对被测电路的输出阻抗变化适应性较好；5.测量精度：直流电压测量精度10-7; 交流电压测量精度10-210-4；6.已受外界干扰。3)电子电压表中常采用调制式放大器代替直流放大器以抑制漂移， 这可使电子电压表测量微伏量级的电压。微弱的直流电压信号经调制器(又称斩波器)变换为交流信号， 再由交流放大器放大， 经解调器还原为直流信号(幅度已得到放大)。 振荡器为调制器和解调器提供固定频率的同步控制信号。4)周期性交变电压u(t)在一个周期内偏离零电平的最大值称为峰值，用Up表示，正、负峰值不等时分别用Up+和Up-表示。u(t)在一个周期内偏离直流分量U0的最大值称为幅值或振幅，用Um表示，正、负幅值不等时分别用Um+和Um-表示。 平均值一般用 表示， 在数学上定义为；交流电压的有效值是指均方根值 （rms)，用U或Urms表示。它的数学表示式为5) 波形因数电压的有效值与平均值之比；波峰因数电压的峰值与有效值之比。 6)&