电子测量习题期末总复习题

典型例题分析

一、填空题

1.电子计数器的测周原理与测频相反，即由被测信号控制主

门开通，而用晶振脉冲进行计数。

2信号发生器的基本结构由振荡器、变换器、输出

级、指ZF器,以及电源构成。

3.静电偏转型电子射线示波管从结构上看主要由三部分组成，

即电子枪、偏转系统和荧光屏。其中电子枪又由灯丝、

阴极、栅极、第一阳极'第二阳极和前加速级组成。

4电子测量按测量过程分类可分为直接测量、间接测

量、和组合测量三种。

5.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，

它是不可缺少的基本环节。

6.消弱系统误差的典型测量技术有零示法、替代法、补偿

法、对照法、微差法和交叉读数法。

7.电子电压表按显示方式不同，可分为模拟式电子电压表

和数字式电子电压表o

8.已知示波器的扫描控制开关置于0.2ms/div,被测信号为正弦波,

荧光屏上显示8格的两个周期的完整波形。则被测信号的频率为

_1.25KHz_（0.2*8/2取倒数）

9.通常用频率特性、输出特性和调制特性（俗称三

大指标）来评价正弦信号发生器的性能。

10.电子测量的内容包括—电能量测量_、电信号特性测量、

和电路元件参数测量电子设备性能测量四个方面。

11.SR46示波器垂直系统最高灵敏度为50//v/dzV,若输入电压

为120d,则示波器上光点偏移原位2.4格。（120/50）

12.测量相位差的主要方法示波器测量、相位差转换为时间

间隔测量'相位差转换为电压测量及零示法测量等

13.电子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度

校正器、扫描时间校正器及电源等部分组成。

14.SX1842数字电压表数码显示最大数为19999,最小一档量程为

20mV,则该电压表的最高分辨率为1微伏。（20mV/19999）

15.多次测量中随机误差具有且性、对称性和抵偿性。

16.有两个周期相同的正弦波，在屏幕上显示一个周期为6个div,

两波形间相位间隔为0.5div,则两波形间相位差为30度。

（360/6*0.5）

二、简答题

1.简述消除或削弱系统误差的典型测量技术有哪几种？

答：（1）零示法，（2）替代法，（3）补偿法，（4）对照法，（5）微

差法，（6）交叉读数法

2.说明通用计数器测量周期的工作原理。

答：将被测信号整形转换后作为闸门时间，而用标准频率作为计

数脉冲，进行计数，同样通过改变标准频率的分频，即改变时标信号,

来测量更宽的范。

3.什么是相对误差？

答：相对误差可以说明测量的准确程度，可分为实际相对误差'

示值相对误差、满意度相对误差和分贝相对误差。

4.锁相环路的主要构成是什么？各部分有何作用？

答：锁相环路主要由压控振荡器（简称VCO,其振荡频率可由偏

置电压改变）、鉴相器（简称PD,其输出端直流电压随其两个输出信

号的相位差改变）'低通滤波器（简称PLE在这里的作用是滤除高频

成分，留下随相位差变化的直流电压）及晶体振荡器等部分构成。

5.试画出由晶振、放大整形'分频整形、门控'主门和计数显示器

构成的测量频率的原理框图。（P144）

答：略

6.测量误差的表示方法？测量误差的来源？

答：测量误差的来源有仪器误差、使用误差'人身误差'影响误

差、和方法误差。

7.频率计数器中，门控电路起什么作用？

答：略

8.测量相位差的方法主要有哪些？

答：测量相位差的方法有示波器测量'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。

9.双踪示波器的“交替”转换方式是如何工作的？

答：将A、B两通道信号轮流加于Y偏转板，荧光屏上显示两个通

道的信号波形。具体实现时，以时基发生器的回扫脉冲控制电子开关

的触发电路，每次扫描后，改变所接通道，使得每两次扫描分别显示

一次A通道波形和一次B通道波形

三'应用题

1.用计数式频率计测量频率，闸门时间（门控时间）为Is时，计

数器读数为5400,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?

±1±1

=±0.019%

解：Q）量化误差N5400一万

A7V±1±1±1中=300095%

N'行=4小

（2）量化误差

2.用全波整流均值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，若电

压表示值均为10V,那么被测电压的有效值各为多少?

解：对于正弦波，由于电压表本来就是按其有效值定度的，即

电压表的示值就是正弦波的有效值，因此正弦波的有效值为

U=Ua=10V

对于三角波，其波形系数KF=1.15,所以有效值为

U=0.9KFUa=0.9X1.15X10=10.35V

对于方波，其波形系数KF=1,所以有效值为

U=0.9KFUa=0.9X1X10=9V

3.某示波管的Y偏转因数为Df=8V/div,用其构成一示波器。要求该

示波器的最小偏转因数Dymin=50mv/div,试计算Y通道放大器的

放大倍数。假如荧光屏的有效高度为5div,则Y通道末级放大器

的输出电压幅度为多少？

A==160

解：50*10-3,所以Y通道放大器的放大倍数为160,

Vy=Df*5div=8V/div*5div=40V

4.若电子计数器内晶振频率为=7°M〃z,闸门时间为is,试求中界频率。

解：

f,n=Xfo,

-JfJT

=V10xl06/l=3162^z

5.SBM70A型示波器的带宽力，=30MHz,求上升时间。。

解：放大器的带宽启=力，而%*0*350

贝[],tr«350/fB=350/30-12juS

电子测量习题及解答（一）

选择题

1、按测量的性质分类，测量可分为（B）

A时域测量'频域测量'数据域测量、偏差测量

B时域测量、频域测量、数据域测量、随机测量

C直接测量、间接测量、组合测量、直接测量

D直接测量、间接测量、组合测量、随机测量

2、用6V量程测量电压，U*=1.38V,则对应的分贝值为

（A）

A5dB

B10dB

C15dB

D2.5dB

3、在下列各测量中，测量条件保持不变的为：（B）

A数据域测量

B等精度测量

C非等精度测量

D频域测量

4、某数字电压表，在5V档的允许误差（工作误差）为±0.03%±1个字，其

含义为（C）

A该电压表的最大绝对误差为

AX=±0.03%x(测得值)±1x二-(V)

1999

B蝇球的窿=±0.03%±1x二-(V)

1999

C该电压表在5V档的最大绝对误差为

AX=±0.03%x(测得值)±1x(V)

D该电压表在5V档的最大绝对误差为AX=±0.03%x（测得值）±1（V）

5、电子测量仪器发展大体经历了四个阶段：：A

A模拟仪器'数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

B机械仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

C模拟仪器、电子化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

D模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和PC仪器。

图1.6

6、高频示波器常用图1.6所示的探头（虚线内部）检测被观测信号，探头里可

调电容C与电阻R并联，与示波器的输入阻抗R,、G构成补偿式分压器。由

于某种原因，补偿电容C偏低，当输入标准方波信号时，显像管荧光屏上将

显示下列哪一种波形（C）

上述波形

都不对

ABCD

7、用示波器观察信号时，下列叙述正确的是：（C）

A取样示波器可以观察高频信号

B取样示波器可以观察高速单次信号

C取样示波器可以观察高频周期信号

D高频信号只能用高速示波器观察

8、在使用示波器探头时，下列叙述错误的是（D）

A必须根据测试的具体要求来选用探头类型，如不能用电阻分压器探头

去测量高频或脉冲电路。

B探头和示波器都应配套使用，不能互换，否则将会导致分压比误差增

加或高频补偿不当。

C低电容探头的电容器C应定期校正。

D电阻分压器探头一般用于测量高频电路。

9、在交流电压表中，为了减小高频信号的测量误差，往往采用下列哪一种电

路：

（B）

A调制式放大器

B检波一放大式放大器

C热偶变换式放大器

D放大一检波式放大器

10、测量时用仪器仪表指针的位移来表示被测量大小的测量方法是：

（C）

A微差式测量法

B组合测量法

C偏差式测量法

D零差式测量法

11、通过测量待测量与标准量之差来得到待测量量值的测量方法是：（）

A偏差式测量法

B零差式测量法

C组合测量法

D微差式测量法

12、下列说法错误的是（）

A在数字系统测试中，穷举测试法可以测出100%的故障

B逻辑笔在同一时刻只能显示一个被测点的状态，逻辑夹在同一时刻能

显示多个被测点的状态。

C逻辑分析仪可以同时采集多路信号，便于对被测系统正常运行的数据

流的逻辑状态和各信号间的相互关系进行观察和分析。

D在数字系统测试中，随机测试法可以测出100%的故障

13、用10V量程测量电压，U=27.5V,则对应的分贝值为

（）

A5dB

B31dB

C25dB

D35dB

14、按测量的方式分类，测量可分为（）

A时域测量、频域测量、数据域测量

B偏差式测量、零位式测量、微差式测量

C直接测量、间接测量、组合测量

D偏差式测量'零位式测量、随机测量

15、某数字电压表，在2V档的允许误差（工作误差）为±0.025%±1个字，

其含义为()

A该电压表的最大绝对误差为AX=±0.02砺x（测得值）±1x'一（V）

19999

B该电压赘Wji建为AX=±0.025%±1X-A-（V）

19999

C该电压表在2V档的最大绝对误差为AX=10.025%x（测得值）±lx二一（K）

19999

D该电压表在2V档的最大绝对误差为AX=±0.023%*（测得值）±1（丫）

16、高频示波器常用图1.7所示的探头（虚线内部）检测被观测信号，

探头里可调电容C与电阻R并联，与示波器的输入阻抗R,、C,构成补偿式分

压器。由于某种原因，补偿电容C偏高，当输入标准方波信号时，显像管荧

光屏上将显示下列哪一种波形（）

图I.7

—一[]上述波形

_II__JUL_都不对

ABCD

17、对高频信号（大于1000MHz）,可以采用高速示波器或取样示波器观察，

下列叙述正确的是（）

A取样示波器可以观察高频信号

B取样示波器可以观察高速单次信号

C取样示波器可以观察高频周期信号

D高频信号只能用高速示波器观察

18、在交流电压表中，为了减小低频信号的测量误差，往往采用下列哪一种

电路：（）

A调制式放大器

B检波一放大式放大器

C热偶变换式放大器

D放大一检波式放大器

二、填空题

1、SR46示波器垂直偏转系统最高灵敏度为50uV/div,若输入电压为120uV,

则示波器荧光屏上光点偏移原位2.4格。

2、某文氏桥振荡器如图1.5所示，

其中凡、R,为热敏电阻，贝I

Rt、R,温度系数的性质为：

用为—负温度系数―，

以为—正温度系数

振荡频率为—1/2nRC

3、某数字电压表的数码显示部分为4,位，最小一档量程为20mV,则该电压

2

表的最高分辨率为1uV。

4、某2.5级电压表，满度值XFIOOV,测量值为70V,则绝对误差为_±

2.5V,最大绝对误差为_±2.5丫,示值相对无差为—±3.6%o

5、直流DVM的核心部件是_A/D转换器_,直流DVM配上0/V,I/V,

AC/DC等变换器就可构成DMM。

6、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10000,

晶振最高频率为10MHz,则中介频率九=316KHz。

7、用椭圆法测量两个同频正弦信号的相位差，若示波器上出现的椭圆的长轴

A为8cm,短轴B为4cm,则相位差为2arctg0.5=53.1°。

8、示波器的核心部件为—示波管，由电子枪，偏转系统，荧光屏组成。

9、某示波器垂直系统灵敏度位于0.2V/div档，t/div位于211s档，一正

弦波信号（未经探头接入），HMdiv,D=4div则该波形的幅度为,频

率为O

三'计算题（共60分）

1、下图为示波器组成原理框图，试根据所学知识回答下列问题：（12）

1）画出各点信号的波形

2）简述触发电路作用

3）示波器是如何消除回扫线的？

解答：

⑴各点波形如右图

Q）触发电路作用.•

产生触发脉冲去同步时基发生器以显示稳定的波形

⑻示波器利用信号⑥通过Z轴电路加到栅极,在时基正程加亮显示信

号，在时基逆程不显示以消除仞石线。

2、下图为简化了的频率合成器原理框图，为基准频率，f为输出信号频率,

试确定两者之间的关系。如f°=10MHz,n、m可以从1变到20,步长为1,试

简述其工作原理并确定输出信号频率f的变化范围。

解答：⑴确定两者关系

由题知：4=.-.f=-f0

nmn

(2)f的变化范围：

'的变化范围：乙〜20

n20

...f的变化范围为：500KHZ-200MHz

3、图示为函数信号发生器的原理框图，试完成:

1)简述其工作原理

2)作出Q、D、F点的波形。

3)若要在D点得到锯齿波，如何修改电路?

波形选择

解答：⑴双稳态电路产生矩形波，经过积分器转化为三角▼、

波，再经二极管整形电路产生正弦波⑺一；匕玄。、

⑵各点波形如右图U7

(3)若要在D点得到锯齿波,可在电阻R两端并联二极管

4、某电子计数器最高标准频率fc^10MHz,若忽略标准频率误差及触发误差,

试完成:(12)

1)在测量时间间隔Tx分别为500Hs、50uS、5uS时的测量误差

2)若要求最大相对误差Yx=±1%,确定用该计数器测量的最小时间间

隔

解答：⑴待测时间间隔T,为500us：

B±-----------------------

-500X10-6X10X106

=+2xlO-4

待测时间间隔T,为50us：

±----------------------

50x10-6:x10x1()6

±2x10-3

待测时间间隔T*为5us：

②要求最大相对误差Yx=±1%

4min—/■II

Jcmax|/.r|

1

-lOxlO6xO.Ol

=10小

5、计数式频率计组成框图如下，试完成:

1）简述测频工作原理

2）作出a、b、c点的波形

3）分析电路的测量误差

解答：⑴利用频率的定义，用某一已知时间"，

的脉冲控制主门让代测信号脉冲通过去计0

数，从而得到信号频率

⑵各点波形如右图：

（3）分析电路的测量误差:

♦nn口n

6、用全波整流峰值电压表分别测量正弦T.

波、三角波、方波，若电压表示值Ua为10V,试求各被测电压的有效值。（下表

给出了各种波形的参数,LU为峰值）（9

分）

名称有效值U

波形系数KF波峰系数KP平均值0

正弦波1.111.4142UP-P/n

Up-p/V2

三角波1.151.73Up-p/2

Up-p/73

方波11Up-pU-

解答：

正弦波：U=^Ua=10V

Kp

方波：U=交U,=14.1V

Kp

三角波:U一男尸8.17V

K.

7、下图所示为逐次逼近数字电压表原理框图，试简述其工作原理。

8、图所示电路为数字合成低频信号发生器框图，试回答下列问题:

（1）加/减5位二进制计数器的作用

⑵ROM的作用

⑶检测计数器输出状态（OOOOOx11111）的目的

电子测量习题及解答（二）

一、填空题（每空1分，共25分）

1.测量误差就是测量结果与被测量______的差别，通常可以分为和两种。

2.多次测量中随机误差具有性、性和性。

3.4；位DVM测量某仪器两组电源读数分别为5.825V、15.736V,保留三位有效数字分别应

为、.

4.示波器Y轴前置放大器的输出信号一方面引至触发电路，作为信号；另一方面经

过_______引至输出放大器。

5.示波器X轴放大器可能用来放大信号，也可能用来放大信号。

6.在示波器中通常用改变______作为“扫描速度”粗调，用改变_________作为“扫描速度”

微调。

7.所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的或触发。

8.测量频率时，通用计数器采用的闸门时间越,测量准确度越高。

9.通用计数器测量周期时，被测信号周期越大，误差对测周精确度的影响越小。

10.在均值电压表中，检波器对被测电平的平均值产生响应，一般都采用电路作为

检波器。

11.所有电压测量仪器都有一个问题，对DVM尤为重要。

12.判据是常用的判别累进性系差的方法。

13.分配是指分配给各分项的误差彼此相同。

14.当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的方式。

15.频谱仪的分辨力是指能够分辨的它表征了频谱仪能将紧挨在一起的

信号区分开来的能力。

二、改错题（每小题3分，共15分。要求在错误处的下方划线，并将正确答案写出）

1.系统误差的大小可用测量值的标准偏差。（x）来衡量。

2.绝对值合成法通常用于估计分项数目较多的总合不确定度。

3.示波器电子枪中调节A?电位的旋钮称为“聚焦”旋钮。

4.阴极输出器探头既可起到低电容探头的作用，同时引入了衰减。

5.积分式DVM的共同特点是具有高的CMRo

三、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括

号内。每小题2分，共10分）

1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为（）三大类。

A.绝对误差、相对误差、引用误差B.固有误差、工作误差、影响误差

C.系统误差、随机误差、粗大误差D.稳定误差、基本误差、附加误差

2.用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如

下波形，应调整示波器（）旋钮或开关才能正常观测。

A.偏转灵敏度粗调

B.Y轴位移

C.X轴位移

D.扫描速度粗调

3.通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是（）误差。

A.随机B.量化C.变值系统D.引用

4.DVM的读数误差通常来源于（）»

A.刻度系数、非线性等B.量化

C.偏移D.内部噪声

5.（）DVM具有高的SMR,但测量速率较低。

A.逐次逼近比较式B,斜坡电压式

C.双斜积分式D.V-f式

四、分析计算题（要求列出所求未知量的算式或关系式，最后计算结果一般保留三位有效数

字，误差保留两位，中间单纯数学运算过程可以省略。共35分）

1.设有两只电阻，R,=200±0.8Q,RHIQ士1%,试求这两只电阻并联时的总阻值及误差。

2.测量电阻R消耗的功率时，可间接测量电阻值R、电阻上的电压V、流过电阻的电流I,

然后采用三种方案来计算功率：

（1）请给出三种方案；

（2）设电阻、电压、电流测量的相对误差分别为VR=±1%,v尸±2%,n±2.5%,问采用哪

种测量方案较好？

3.欲用电子计数器测量一个fx=200Hz的信号频率，采用测频（选闸门时间为1s）和测周（选时

标为0.1Us）两种方法，试比较这两种方法由±1误差所引起的测量误差，并讨论所得结

果。

4.利用正弦有效值刻度的均值表测量正弦波、方波和三角波，读数均为1V,试求三种波形

信号的有效值分别为多少？

5.某单极放大器电压增益的真值A。为100,某次测量时测得的电压增益A=95,求测量的相

对误差和分贝误差。

6.已知示波器偏转灵敏度Dy=0.2V/cm,荧光屏有效宽度10cm

（1）若扫描速度为0.05ms/cm（放“校正”位置），所观察的波形如下图所示，求被测信号

的峰一峰值及频率；

（2）若想在屏上显示10个周期该信号的波形，扫描速度应取多大？

五、简答题（共15分）

1.对电压测量的几个基本要求是什么？

2.用示波器显示图像基本上有哪两种类型？

3.通用示波器中扫描发生器环常由哪三部分电路

组成？

4.串模抑制比和共模抑制比的定义分别是什么？

电子测量试题参考答案

一、填空题（每空1分，共25分）

1.真值绝对误差相对误差

2.有界对称抵偿

3.5.82V15.7V

4.同步触发延迟线

5.扫描直接输入的任意外接

6.积分电阻R（或积分电容C）积分电源E

7.上升沿下降沿

8.长

9.±1

10.二极管全波（或桥式整流）

11.抗干扰

12.马利科夫

13.等准确度

14.断续

15.最小谱线间隔频率

二、改错题（每小题3分，共15分。找出错误给1.5分，改正给1.5分）

1.系统（改成：随机）

2.生_（改成：少）

3.聚焦（改成：辅助聚焦）

4.引入了（改成：不引入）

5.CMR（改成：SMR）

三、单项选择题（每小题2分，共10分）

1.C2.A3.C4.A5.C

四、分析计算题（共35分）

1.解：（5分）

R]R?200X51

R弁=R〃Rz==40.60

R1+R)200+51

SlnR并SlnR-

VR并二△R,+——△R2

8R1SR2

_△!<]Z^R]।瓯2AR,

R]R[+R，2R°R[+R，2

±0.8±0.80±51X1%

=-------------------±1%--------------------

200251251

«±1.92%

△R并二VR并・R并二±1.92%X40.6=0.780

2.解：(8分)

方案1：P=VI

vP=v(+vv=±(2.5%+2%)=±4.5%

方案2：P=V2/R

vP=2vv-vR=±(2X2%+1%)=±5%

方案3：P=I2R

vP=2v,+vR=±(2X2.5%+1%)=±6%

.•.选择第一种方案P=VI

3.解：(5分)

△N,1

______二±-----

N-Tfx

=±-!—=±5X10-3

1X200

△N一1一

N-T、/TS-TX

=±0.1X10-6X200=±2X10-5

从结果可知，对于测量低频信号，测周比测频由±1误差所引起的测量误差要小,

4.解：(6分)

ai

二——二一«0.901V

1.11

V正二KF〜二，11X——=1V

正1.11

V方二降方可=1X0.901«0.901V

V三二KF三V.=1.15X0.901«1.04V

5.ft?：(5分)

△A=A-AO=95-1OO=-5

生二-5%

Ao100

v[dB]=20lg(1+v)dB

=201g(1-0.05)dB“0.446dB

6.解：(6分)

Vp-p-Dy-*0.2X6=1.2V

T=s-x=0.05X5=0.25ms

f=1/T=1/0.25nls=4KHz

10X0.25ms

=0.25ms/cm

XX10cm

五、简答题(共15分)

1.(1)应有足够宽的频率范围；

(2)应有足够宽的电压测量范围；

(3)应用足够高的测量准确度；

(4)应有足够高的输入阻抗；

(5)应具有高的抗干扰能力。

2.(1)显示随时间变化的信号；

(2)显示任意两个变量x与y的关系。

3.(1)积分器；

(2)扫描门;

(3)比较和释抑电路。

V

4.SMR(dB)=20lg-^

式中V.一串模干扰电压峰值

6——由、所造成的最大显示误差

CMR(dB)=20lg^-

V$sm

式中V™——共模干扰电压

V.——由V。“转化成的串模干扰电压

电子测量习题及解答(三)

1、用一内阻为RI的万用表测量下图所示电路A、B两点间电氏设E=12V,R1=5kQ,R2=20kQ,求:

⑴如E、RI、R2都是标准的,残万用表时A、B两点间的电压实际值4为多大？

(2)如果万用表内阻右=2曲0,则电压〃的示值相对误差和实际相对误差各为多大？

⑶如果万用表内阻4=啦,则电压4的示值相对误差和实际相对误差各为多大?

_p1?

解：⑴A、B两点间的电压实雕力=不&=n由2%=9.

F12

(2)〃测量值为：U------------RJ/R,20k//20k

A5k+20k//20k

R1+R2//RI-

=--—10k=8.0V

5k+10k

所以4的示值相对误差九=孚=塔著

-20%

Ux8.0

做雕对误差为一需=联…％

F12

(3)4测量值为：UA=-----------R2//R,------------20k//1M

R[+R2//RJ5k+20k//lM

——--19.6k=9.56V

5k+19.6k

所以4的示值相对误差八=当=956-96«-0.42%

Ux9.56

\i]956.96

4的斯相对误差为力=誓=屋«-0.42%

UA9.6

由此可见，当电压表内阻越大，测量结果越准确。

2、检定某一信号源的功率输出，信号源刻度盘读数为90闽其允许误差为±30%,检定时用标准功率计去测量信号源

的输出功率，正好为75M问此信号源是否合格？

解：信号源频率的测量绝对误差为7511倍90口W=-15口W

_is

相对误差为Y=--=-16.7%<30%,所以此信号源合格。

3、已知可变频率振荡器频率力=2.4996~4.5000MHz,固定频率振荡器频率人=2.5MHz,若

以力和力构成一差频式信号发生器，试求其频率覆盖系数，若直接以人构成一信号发生器，

其频率覆盖系数又为多少？

解：因为差频式信号发生器加=h

所以输出频率范围为：400Hz-2.0000MHz

回生aexkM,2.0000MHzu,八3

频率覆盖系数k.=------------=5000=5x10

j400Hz

如果直接以£构成一信号发生器，则其频率覆盖系数

,,4.5000MHz,

K=------------»1.8o

n°2.4996MHz

4、简述高频信号发生器主要组成结构，并说明各组成部分的作用？

答：高频信号发生器主要组成结构图如下图所示：

高频信号发生翳原理框图

(1)主振级

产生具有一定工作频率范围的正弦信号，是信号发生器的核心。

(2)缓冲级

主要起阻抗变换作用，用来隔离调制级对主振级可能产生的不良影响，以保证主振级工

作的稳定。

(3)调制级

主要进行幅度调制和放大后输出，并保证一定的输出电平调节和输出阻抗。

(4)输出级

进一步控制输出电压的幅度，使最小输出电压达到UV数量级。

5、简述各种类型的信号发生器的主振器的组成，并比较各自特点。

答：

(1)低频信号发生器的主振器组成为：RC文氏桥式振荡器，其特点是频率稳定，易于

调节，并且波形失真小和易于稳幅。

(2)高频信号发生器的主振器组成为：LC三点式振荡电路，主振级的电路结构简单，

输出功率不大，一般在几到几十毫瓦的范围内。

(3)脉冲信号发生器的主振器组成为：可采用自激多谐振荡器、晶体振荡器或锁相振

荡器产生矩形波，也可将正弦振荡信号放大、限幅后输出，作为下级的触发信号。对主振级

输出波形的前、后沿等参数要求不很高，但要求波形的一致性要好，并具有足够的幅度。

5、简述合成信号源的的各种频率合成方法及其优缺点。

答：合成信号源的的各种频率合成方法主要有模拟直接合成法，数字直接合成法和锁相环频

率合成法。

模拟直接合成法特点：虽然转换速度快(us量级)，但是由于电路复杂，难以集成化，因

此其发展受到一定限制。

数字直接合成法：基于大规模集成电路和计算机技术，尤其适用于函数波形和任意波形

的信号源，将进一步得到发展。但目前有关芯片的速度还跟不上高频信号的需要，利用

DDS专用芯片仅能产生100MHz量级正弦波，其相位累加器可达32位，在基准时钟为

100MHz时输出频率分辨力可达0.023Hz,可贵的是这一优良性能在其它合成方法中是难

以达到的。锁相环频率合成法：虽然转换速度慢(ms量级)，但其输出信号频率可达超

高频频段甚至微波、输出信号频谱纯度高、输出信号的频率分辨力取决于分频系数N,

尤其在采用小数分频技术以后，频率分辨力大力提高。

6、简述直接数字频率合成原理，试设计一个利用微处理器产生任意波形发生器的方案，并

讨论如何提高任意波形的频率？

答：在存储器里存储任意波形的数字量，通过

微处理器以一定的时间间隔读取数据，并送

D/A转换器进行转换，并将电压信号送滤波器

进行滤波，一直以相同的转换时间间隔取下一

个数进行转换，这样就可得到任意波形发生

器。

提高任意波形频率的方法有：

(1)减小读取时间间隔，并采用转换速度较快的D/A转换器；

(2)采用读取时间短的存储器；

(3)一个周期转换的点数减小。

7、有一频率合成器如图3.37所示，求：

(1)%的表达式；

(2)%的范围；

(3)最小步进频率。

解：由图可知：

⑴N\fH

100N]

图3.37题3.12图

所以/o=N/+空

(2)N,=560~1000M=5000-6000

uw5000/-5000xlA7/z_,...

fr--560fH------2-=560x1OKHz+----------=5650KHz-5.650MHz

Onmm，n1100100

,6

fOmm=1GOO/,+0°区=1OOOx1OKHz+GOOOx”生=j006(K//z=10.Q6QMHz

JOmax八JOO100

(3)因为N1和N2均可改变，但fO表达式中，N2的系数小，所以N2变化1得到的

f1KH7

fO的变化最小，即f0的最小步进频率为颂)=盏=^器=10"2

8、利用一片D/A转换器和一片RAM为主要部件，试设计一个正弦波发生器，如果要求波形

点数1000点，(D/A1：10b；D/A2：8b；RAM：8K字节)。

（1）画出电路原理图（包括其它必要的硬件电路）及其与微处理器的连接；

（2）根据要求确定D/A转换器的位数；

（3）若读取一个数据到D/A转换完一个数据的时间最短为10us,那么该信号发生器产生

的最高频率为多少？

（4）若要提高输出频率，可以采取哪些措施？

解：（1）电路原理图如下图所示：

ox1024

（2）因为要显示的波形点数为1000点，而RAM容量为8K字节，-------=8.192ft

1000

所以D/A位数为8位。

（3）由题意两个数据之间的时间间隔为10us,一个周期1000个点，所以T=10uSX1000

=0.01s,即尸=100Hz

（4）提高输出频率的措施有：采用存取速度快的存储器，采用转换速度快的D/A,减少一

个周期波形的点数。

3.15AD9850DDS中如果时钟频率信125MHz,相位累加器宽度忙32位，频率控制字

k=0100000H,这时输出频率为多少？

解：k=0100000H,所以Az0=1,因为DDS：

以+4A30+...+需A+看4=4%=与簪=3051757812立

=3O.518KHz

9、简述电压测量的基本要求及电压测量仪器的分类方法。

答：电压测量的基本要求：

1）应有足够宽的电压测量范围

2）应有足够宽的频率范围

3）应有足够高的测量准确度

4）应有足够高的输入阻抗

5）应具有高的抗干扰能力

电压测量仪器的分类方法：

1）按频率范围分类

2）按被测信号的特点分类

3）按测量技术分类

10、交流电压表都是以何值来标定刻度读数的？真、假有效值的含义是什么？

答：交流电压表都是以正弦波有效值为刻度的，

真有效值：我们认为有效值表的读数就是被测电压的有效值，即有效值表是响应输入信号有

效值的。因此，有效值表中a=4,并称这种表为真有效值表。

假有效值：有效值表的读数不能反映被测电压的有效值真实大小。

11、利用全波平均值电子电压表测量图5.70所示三种不同波

形(正弦波、方波、三角波)的交流电压，设电压表的读数都

是1V,问：

(1)对每种波形，电压表的读数各代表什么意义？

(2)三种波形的峰值、平均值及有效值分别为多少？

(3)根据测量结果，将三个波形画在同一坐标图上以进

行比较。

解：(1)对正弦波，读数为有效值，对其他波形，读数仅能间

接反应被测量的大小。

——OLi图5.70习题5.3图

(2)因为a=U_=KF_U,所以U=--=—~=0.90IV

KF_1.11

因为U=KFU,U=U〃Kp即Up=KpU=KpKfU

所以正弦波有效值为1V,峰值为Up=1.414x1=L414V,均值为0.901V。

方波有效值为。=长/口万=lx0.901=0.901V,峰值为Up=1x0.901=0.90IV,均

值为0.901V«

三角波有效值为U=KFJJ=1.15x0.901=1.036V,峰值为

L/P=1.73x1.036=1.792V,均值为0.901V。

三种波形在同一坐标图为：

12、若在示波器上分别观察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得〃=5V；现在分别采用

三种不同检波方式并以正弦波有效值为刻度的电压表进行测量，试求其读数分别为多少？

解：已知各波形W=5V

V5

均值表：正弦波a=l.llV=l.Hx—Jn=------三仪3.54V

%_kp_1.11x72

V5

方波a=LllV=l.llx——-=l.llx——»5.55V

k门乐网1x1

5

三角波c=l.llV=l.llx―^—=1.1lx——-——«2.79V

kfJ<.pA1.15x1.75

a斗

峰值表：因为各波形峰值相同，所以三种波形的读数均为:«3.54V

V2

匕5

有效值表：正弦波：a=V=上=^^3.54丫

kPV2

V5

方波：a=V=—―=—=5V

kpm1

V5

三角波：a=\/=上=7"2.89V

kpdJ3

13、论述HP3455DVM中校零方案的可行性。如图5.74所示,

开关K->1时，测得〃

KT2时，测得“

KT3时，测得为

经微机进行下面的运算

u「u、

U「U,

的运算，则达到自动校零的目的。

解：K-M时，由放大器可知一AX£4s=〃

KT2时，由放大器可知一A(«+E)="

KT3时，由放大器可知一A(”+a)=〃

U「U、-AU,A由此可知计算结果与“无关。

E

U2-Ut-AE

电子测量习题及解答（四）

一、填空题（每空1分，共25分）

1.电子测量的内容包

括、、、和五个

方面。

2.相对误差定义为与的比值，通常用百分数表

7J\©

3.电子测量按测量的方法分类为、和三

种。

4.为保证在测量80V电压时，误差W±1%,应选用等于或优于

级的100V量程的电压表。

5.用四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V,取四位有

效数字时，其值为________。

6.示波器为保证输入信号波形不失真，在