北交大电子测量试卷与

北交大电子测量试卷与北交大电子测量试卷与北交大电子测量试卷与北京交通大学考试一试题〔A卷〕课程名称：电子测量

学年学期：

2021-2021

学年第

1学期课程编号：

14L109Q-02

开课学院：电子学院

出题教师：课程组学生姓名：

学号：

任课教师：学生学院：

班级：〔请考生注意：本试卷共有六道大题。所有题答在答题纸上〕题号一二三四五六总分得分阅卷人一、选择题〔单项选择题

,每题

2分〔除了注明

*的为

1分外〕，共

30分〕1．下面关于各种测量相关看法的描述中，哪一个是错误的：〔A〕。A〕测量是认识自然界的主要工具，测量结果平时用一个确定的数值来表示。B〕狭义地说，电子测量是经过运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特点和参数进行测量。C〕计量拥有一致性、正确性和法制性的特点。D〕计量基准或计量标准是指“为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参照的实物量具、测量仪器、参照物质或测量系统〞。2.下面关于引用误差的描述中，哪一个是错误的：〔C〕A〕引用误差又称为满度相对误差或引用相对误差。B〕引用误差是可正、可负的，平时用百分数表示。C〕引用误差的定义是仪器示值的相对误差与测量范围上限值〔量程〕之比。D〕若是一块电压表的等级为±1.0级，说明使用该电压表进行电压测量的最大引用误差不高出±1.0％。3.使用数字万用表测量某工频信号的电压，将屡次测量测得的电压值用数轴上的实心圆点来表示，获得下面4个图，图中的空心圆点v0表示用高等级数字万用表测量该信号电压的实质值，那么下面4个图中测量正确度最差的是〔C〕。A〕v0B〕v0C〕v0D〕v04.以下关于粗大误差及系统误差的判据描述中，错误的选项是：〔D〕〔A〕肖维纳检验法也是以正态分布作为前提的，且给出了剔除数据判据对应得置信概率。B〕格拉布斯检验法是在未知整体标准误差的情况下，对正态样本或凑近正态样本异常值进行判其他一种方法。〔C〕马利科夫判据是常用的鉴识有无累进性系统误差的方法。当n为偶数，若是以下不等式成立，那么认为测量中存在累进性系统误差。n2nvivivimaxi1in21D〕阿卑—赫梅特判据常用来检验周期性系统误差的存在。假设以下不等式成立那么能够为测量中存在周期性系统误差。1vivi1n?2(X)15．对某信号源输出信号频率进行了10次等精美度测量，测得的数值〔kHz〕为：20.46，20.52，20.50，20.52，20.48，20.47，20.50，20.49，20.47，20.49。假设要求在P=95%的置信概率下，那么该信号源输出信号频率真值应在的置信区间能够由以下步骤求出。其中哪一步的计算公式有误〔不考虑数值计算的错误〕？〔B〕110〔A〕第一步，求出均值：ffi20.49kHz10i1102nf2fi〔B〕第二步，求出均值的标准误差估计值?(f)

i10.006kHzn1〔C〕第三步：查t分布表，由P=0.95，k=n-1=9查得t＝2.26。〔D〕第四步：估计频率值的置信区间

f

t

?f

,f

t

?f

，将上述计算结果带入，获得：信号源输出频率的置信区间为［

20.48，20.50］kHz，对应的置信概率为

95%。6．以下关于倒数计数器的描述中，错误的选项是：〔D〕A〕倒数计数器中包括一个事件计数器，用于实现关于设定主门时间内待测信号周期出现次数的计数。B〕倒数计数器中还包括时间计数器，用于实现关于设定主门时间内时基信号周期出现次数的计数，实质上经过该计数器能够计算出主门开启的时间。〔C〕倒数计数器的频率分辨率指标平时以“位/秒〞表示。〔D〕假设采用倒数计数器对某频率fx的信号进行测试，fc为时钟脉冲频率，时间计数器的计数值为NB，事件计数器的计数值为NA，那么被测信号的频率可表示为以下的公式：fx

NBNA

fc7.某一款均值电压表是依照正弦有效值刻度的。现拟用这块均值电压表对一个三角波信号进行测量，电压表的示值为10V，那么被测电压的有效值应是：〔A〕〔注：三角波的波形因数为1.15，三角波的波峰因数为；正弦波的波形因数为1.11，正弦波的波峰因数为〕〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕8.下面关于数字电压表的技术指标或参数的描述中，错误的选项是：〔C〕〔A〕一块4?位的电压表，最小量程100mV，最末一位改变一个字时相当于10μV，因此它的分辨力就是10μV。〔B〕3?位数字电压表的最大显示数值为1999。〔C〕3?位DVM，当根本量程为2V时，拥有超量程能力。〔D〕数字电压表的固有误差平时表示为V%Vx%Vm。9.下面关于模拟示波器原理、性能的描述中，错误的选项是：〔B〕A〕锯齿波扫描电压的作用是在输入信号电压变化一个也很多个周期时线性地增加水平川址坐标，其收效就是将被测信号依照某种速率“画〞在屏幕上。〔B〕当被察看正弦信号周期是锯齿波扫描电压周期的整数倍时，CRT上能够获得清楚而牢固的波形。C〕触发电路向扫描电路供应了启动扫描也许波形采集的机会。若是没有触发信息，波形将在显示屏上以随机的初步时间显示出来。D〕边沿触发是示波器中最常用的一种触发方式。边沿触发的触发点是用触发源信号的电平和极性〔正极性或负极性〕来定义的。10.下面关于数字储藏示波器相关特点的描述中，错误的选项是：

〔

A

〕〔A〕关于采用了正弦内插、采样率为

100MSa/s的数字示波器

,

其数字实时带宽为100MSa/s?25＝4MHz。〔B〕关于采用了线性内插、采样率为

100MSa/s

的数字示波器

,

其数字实时带宽为100MSa/s?10＝10MHz。C〕实时采样常用于采集单次瞬变信号，也能够用于采集重复信号。D〕等效时间采样也称为非实时采样或重复采样。使用这种采样方式必定满足两个前提条件：信号必定是周期重复的；必定能产生牢固的触发条件。11.下面关于锁相环频率范围和带宽的描述中，错误的选项是：〔D〕A〕锁相环从失锁状态到返回锁定状态的过程中，反响信号频率与参照输入信号频率之间的最大赞同频率差称为捕捉带宽。B〕当锁相环反响信号频率与参照输入信号频率进入捕捉范围此后，当两个信号的相位差小于2π时，这两个信号的频率差称为锁定带宽。C〕当锁相环处于锁定状态时，若是参照输入信号的频率平稳而缓慢地变化，锁相环能够素来追踪这种变化，并保持在锁定状态。此时，反响信号频率与输入信号频率之间的最大赞同频率差称为同步带宽。D〕当锁相环处于锁定状态后，若是参照输入信号的频率变化十分激烈，锁相环也能够连续保持在锁定状态,此时，反响信号频率与输入信号频率之间的最大赞同频率差称为拉出带宽。显然，拉出带宽应该大于同步带宽。12.下面关于双模预分频锁相环的描述中，错误的选项是：〔B〕A〕双模预分频器能够同时实现P次和P+1次分频，平时以P/(P+1)表示。B〕双模预分频器时，仅有一个模值为P+1的预分频器，模值为P的预分频功能是经过在预分频器从前参加吞脉冲功能实现的。C〕双模预分频器存在最小连续分频系数。〔D〕使用双模预分频器的优势在于能够实现更大范围的分频系数N值，同时不降低锁相环合成频率的分辨率。13.下面关于逻辑解析仪的描述中，错误的选项是：

〔

D

〕〔A〕逻辑准时解析仪是仪器自己的内时钟发生器产生的时钟为采样时钟的，能够实现关于被测信号的异步采样。B〕逻辑状态解析仪是以被测电路的时钟也许某些信号作为采样时钟来工作的，能够实现关于被测信号的同步采样。C〕逻辑准时解析仪只确定信号是逻辑高还是逻辑低，显示的是一连串只有“0〞、“1〞两种状态的伪波形，其实不确定真实的电压值。D〕逻辑状态解析仪能够用于测试数字系统的工作时序。14.下面关于逻辑解析仪的描述中，错误的选项是：〔A〕*A〕逻辑解析仪储藏器的储藏深度能够表示为：记录时间÷采样速率。B〕逻辑解析仪储藏器的通道宽度取决于逻辑解析仪的通道数量。C〕先进的逻辑解析仪能够将各种触发事件看作触发资源，将触发事件经过逻辑运算符组合起来，甚至参加一些鉴识、跳转、循环语句，形成相当复杂的触发序列。D〕逻辑解析仪能够采用跳变储藏、块储藏等多种方法来提高储藏空间的利用率。下面关于GPIB总线的描述中，错误的选项是：〔A〕*A〕GPIB总线是第一代自动测试系统常用的总线形式。B〕GPIB系统主要由器件、接口和总线三局部组成。C〕GPIB总线共有16条信号线，分为数据线、握手线和控制线三组。D〕GPIB总线上采用TTL电平、负逻辑。下面关于GPIB总线根本性能的描述中，错误的选项是：〔C〕〔A〕一个GPIB总线系统中平时赞同包括的计算机和仪器的总数量应少于或等于15台〔包括控者器件在内〕。〔B〕GPIB总线系统中，在标准电缆上的数据是速率一般为250～500kB/S。C〕由于GPIB总线系统中，5条控制线〔或称管理线〕的目的是保证数据双向、异步、可靠地在办理速度不同样器件之间传达。D〕GPIB系统中的任何器件都包括器件功能和接口功能这两局部功能。.拟采用老例电子计数器设计测量两路10kHz同频等幅正弦信号之间相位差的电路，试答复以下问题：〔1〕请在如图1所示的时间间隔测量原理框图基础进步行改良，画出实现相位差测量的原理框图〔5分〕〔2〕解析影响相位差测量正确度的因素，列出相位差测量相对误差的表达式；〔5分〕〔3〕写出减小相位差测量相对误差表达式中各个局部误差的方法。〔5分〕〔提示：两路正弦信号都可能存在搅乱或噪声，参照周期测量触发误差的解析方法〕触发沿选择触发电路+触发调治电路A_门控电路主门计数器触发沿选择触发电路+触发调治电路_B显示器晶振〔时基〕时基分频器图1答：1〕应在图中注明也许用文字描述清楚以下内容：A、B两路输入信号分别连接两路同频正弦信号，A、B两路触发电路的触发电平设置成同样的电平值，触发极性设置为同样的极性。其他局部保持不变。2〕影响相位差测量正确度的因素包括三个方面，分别是量化误差、触发误差和标准频率误差。相位差测量相对误差的表达式推导过程为：tNTsofxoTx360o，tNTs，相位差Tx360Nfs360。fs、Tx分别为时标信号频率和被测信号周期。由于被测信号周期，因此不考虑其对测量正确度的影响。对相位差表达式采用误差合成公式进行分解得：11Vnfc，fc为晶振频率。N2Vmfc〔3〕写出减小相位差测量相对误差表达式中各个局部误差的方法。〔5分〕减小触发误差的方法是：在一准时间限制条件，采用多周期测量，也许信噪比；减小量化误差能够提高时标信号的频率；减小标准频率误差的方法是采用高等级的晶振，比方恒温晶振。.双斜积分式ADC与三斜积分式ADC都是数字电压表常用的ADC，试答复以下问题：〔1〕画出双斜积分式ADC的工作波形图，并简述其工作过程；〔5分〕uoU?xUxU?omUomt0t1t2t3tT1T2T?2准时积分时间定值积分时间计数值N1计数值N2在测量开始时，开关S2接通一段时间，使积分器输出电压回到零。尔后，逻辑控制电路发出取样指令，将开关S1连接在被测电压-Vx，同时开关2断开，积分器开始对被测电压积分。当积分器输出电压大于0时，比较器输出从低电平跳到高电平，翻开闸门，启动准时计数器，时钟经过计数器计数。这时积分器输出是一个线性上升的电压如图4-3-7所示。这是ADC工作的第一个积分阶段，称为采样阶段，也许准时积分阶段。之因此称为准时积分，是由于这段积分时间固定为T1。平时选择计数器计满溢出的时间为T1。准时积分结束时，计数器的计数值为N1，同时计数器复零，逻辑控制电路把开关S1连接到参照电压Vref，上，转入第二个积分阶段。在第二个积分阶段，开关S1接到参照电压，参照电压与被测电压极性相反，因此电容开始放电。积分器输出开始线性下降，同时计数器从零开始计数。由于是对固定的参照电压进行积分，这个阶段也称为定值积分或反向积分阶段。当积分器输出下降到零时，比较器从高电平变为低电平，使闸门关闭，计数停止。由图4-3-7能够看出，这个阶段所计的计数值N2与被测电压成正比，反响了被测电压的数值。因此，只要将所计的脉冲数输出到显示器，就可以获得被测的电压数值。〔2〕依照公式讲解双斜积分式ADC为何拥有较高的抗周期性搅乱的能力？〔5分〕在被测电压碰到串模搅乱电压

Usm的搅乱时，

ADC的输入电压为

ux

(U

x

usm)

,那么Uom1t2uxdtT1uxRCt1RC从上式看出，积分输出电压与输入电压的平均值成正比。串模搅乱电压在取平均后，对测量结果的影响将减小；若是串模搅乱电压是正负对称的周期信号〔比方工频50Hz〕，且积分时间是搅乱信号周期的整数倍，串模搅乱将完好被控制。因此，双斜积分式ADC拥有较高的抗搅乱能力。〔3〕与双斜积分式ADC对照，三斜积分式ADC有哪些优点？〔3分〕三斜积分式ADC的计数误差显然减小了。这里面的原理与计数器中采用内插扩展法减小量化误差的原理十分相似。在测量速度方面，三斜积分式ADC好似比双斜积分式ADC所用的时间要长。但在考虑到达同样的显示位数和计数误差条件下，三斜积分式测量速度提高了很多。四.AD7008是一款直接数字频率合成芯片，其原理框图如图2所示。图中MUX是数据选择器〔32位〕，受控于外面电平信号FSELECT，在高电平时选择FREQ0REG的数据输出给后级；在低电平时选择FREQ1REG的数据输出给后级。试答复以下问题：1〕简述图中FREQ0REG，PHASEACCUMULATOR，SIN/COSROM的作用；〔5分〕PHASEACCUMULATOR是相位累加器，在时钟脉冲的控制下，相位累加器输出线性递加的相位码，相位码作为地址信息来寻址波形储藏器；SIN/COSROM是波形储蓄器，存放正弦波形样点数据，也能够存放其他波形，实现任意波形产生的功能。FREQ0REG是频率存放器，存放频率控制字K，在时钟的作用下控制每次相位累加器累加的相位增量，从而实现对输出信号频率的控制。〔2〕在该芯片正常配置的情况下，假设FSELECT固定为高电平，且FREQ0REG中预置的数为10000H〔十六进制〕，时钟频率fc为，写出输出信号频率的计算公式并计算结果；〔5分〕foKfcfc，，计算结果为1000Hz.2N，K=1000H=65536；N=32，〔3〕列出直接数字频率合成技术的三个优点和两个弊端。〔5分〕优点：a〕极快的频率切换速度b〕极高的频率分辨率c〕连续的相位变化d〕富强的数字调制功能e〕易于集成、易于调整同时DDFS也存在一些方面的弊端：a〕工作频带的限制b〕功耗限制c〕杂散控制差d〕DDFS的全数字结构使得相位噪声不能够获得很高的指标，DDFS的相位噪声主要由参照时钟信号以及器件自己的噪声基底决定。图2五.用某数字储藏示波器进行测量，试答复下述问题：1〕在该示波器前面板右上角标为200MHz、2GS/S的两个参数，请讲解这两个参数的含义；〔2分〕两个参数分别是模拟带宽和采样率的指标。2〕某振荡电路产生的峰值为3V的正弦波在90度相位处有时会出现正极性的毛刺，如何设置数字储藏示波器触发参数，在屏幕上获得牢固的波形显示，且正确抓到该毛刺？5分〕能够采用边沿触发方式，设置触发电平大于3V、触发极性为正极性，采用老例触发方法就可以获得牢固的现实；假设该示波器有毛刺触发方式，也能够设置采用毛刺触发来捕捉。3〕数字储藏示波器储藏深度与波形记录时间之间有什么关系？深储藏会带来哪些问题？〔5分〕记录时间＝储藏深度/采样率=储藏深度×采样周期；由于在深储藏示波器中需要储藏和办理更多的样点，在示波器办理能力有限的条件下，将会以致死区时间增加、波形更新速率变慢、响应用户面板操作的时间增加等，甚至波形更新时间、响应用户面板操作时间会有数秒钟。六.图3所示为外差式频谱解析仪的原理框图，试答复以下问题：〔1〕简述输入滤波器、当地振荡器、混频器、中频滤波器、包络检波器的功能；〔5分〕输入滤波器的