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文檔簡介

第一章 測量的基本原理一、 填空題:1 某測試人員在一項對航空發(fā)動機頁片穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速試驗中,測得其平均值為 20000 轉(zhuǎn) / 分鐘(假定測試次數(shù)足夠多)。其中某次測量結(jié)果為 20002 轉(zhuǎn) / 分鐘,則此次測量的絕對誤差x _ ,實際相對誤差 _ 。答案:2 轉(zhuǎn) / 分鐘, 0.01 。2 在測量中進行量值比較采用的兩種基本方法是 _ 和 _ 。答案:間接比較法,直接比較法。3 計量的三個主要特征是 _ 、 _ 和 _ 。答案:統(tǒng)一性,準(zhǔn)確性,法律性。4 _ 是比較同一級別、同一類型測量標(biāo)準(zhǔn)的一致性而進行的量值傳遞活動。答案:比對。5 計算分貝誤差的表達式為 ,其中 稱為 _ 。答案:相對誤差6 指針偏轉(zhuǎn)式電壓表和數(shù)碼顯示式電壓表測量電壓的方法分別屬于 _ 測量和_ 測量。答案:模擬,數(shù)字7 為了提高測量準(zhǔn)確度,在比較中常采用減小測量誤差的方法,如 _ 法、 _ 法、 _ 法。答案:微差、替代、交換二、判斷題:1 狹義的測量是指為了確定被測對象的個數(shù)而進行的實驗過程(錯)2 基準(zhǔn)用來復(fù)現(xiàn)某一基本測量單位的量值,只用于鑒定各種量具的精度,不直接參加測量。(對)3 絕對誤差就是誤差的絕對值(錯)4 通常使用的頻率變換方式中,檢波是把直流電壓變成交流電壓(錯)5 某待測電流約為 100mA ?,F(xiàn)有兩個電流表,分別是甲表: 0.5 級、量程為 0400mA ;乙表 1.5 級,量程為 0100mA 。則用甲表測量誤差較小。(錯)6 在電子測量中,變頻是對兩個信號的頻率進行乘或除的運算。(錯)三、選擇題:1 下列各項中不屬于測量基本要素的是 _ C _ 。A 、被測對象 B 、測量儀器系統(tǒng) C 、測量誤差 D 、測量人員2 下列各項中不屬于國際單位制基本單位的是 _ D _ 。A 、坎德拉( cd ) B 、開爾文( K ) C 、摩爾( mol ) D 、千米( km )3 下列不屬于測量誤差來源的是 _ B _ 。A 、儀器誤差和(環(huán)境)影響誤差 B 、滿度誤差和分貝誤差 C 、人身誤差和測量對象變化誤差 D 、理論誤差和方法誤差4 _ B _ 是 同時考慮了事物運動狀態(tài)及其變化方式的外在形式、內(nèi)在含義和效用價值的主體認識論層次信息。A 、語法信息 B 、全信息 C 、實在信息 D 、先驗信息5 主體認識論層次的信息比客體認識論層次信息具有豐富得多的內(nèi)涵。并不是因為:AA 、認識的主體具有想象力 B 、認識的主體具有感覺能力 C 、認識的主體具有理解能力 D 、認識的主體具有目的性6 分頻是對信號頻率進行 _ D _ 運算。A 、加法 B 、減法 C 、乘法 D 、除法四、簡答題1 試述測量的定義。答:關(guān)于測量的科學(xué)定義,有狹義和廣義之分。狹義測量是指為了確定被測對象的量值而進行的實驗過程。廣義測量是指 為了獲取被測對象的信息而進行的實驗過程。2 測量兩個電壓,分別得到它的測量值,它們的實際值分別為,求測量的絕對誤差和相對誤差。答案:答案:4 什么是計量?它有何特點?計量與測量的關(guān)系如何?答案:計量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測量,它是利用技術(shù)和法制手段實施的一種特殊形式的測量,即把被測量與國家計量部門作為基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進行比較,以確定合格與否,并給出具有法律效力的檢定證書。計量的三個主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。由于測量發(fā)展的客觀需要出現(xiàn)了計量,測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠,需要計量予以保證,計量是測量的基礎(chǔ)和依據(jù),沒有計量,也談不上測量。測量又是計量聯(lián)系實際應(yīng)用的重要途徑,可以說沒有測量,計量也將失去價值。計量和測量相互配合,相輔相成。5 比較有哪些類型?它們各自的特點是什么?答案:測量中使用比較器可進行五種不同層次的比較:6 電子測量中典型的比較方法有哪些?答案:7.電子測量中常用了哪些參量的比較技術(shù)?答案:電壓比較、阻抗比較、頻率(時間)比較、相位比較、數(shù)字比較等。8 試舉例說明運算與處理功能在電壓測量中的應(yīng)用。答案:第二章 測量方法與測量系統(tǒng)一、 填空題:1 電子測量的特點有:測量頻率范圍寬、_、_、_、_、易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器智能化。答案:量程范圍寬;測量準(zhǔn)確度高、測量速度快、易于實現(xiàn)遙測。2 從基本的測量對象來看,電子測量是對_和_ 的測量。答案:電信號;電系統(tǒng)3 有源量測量系統(tǒng)與無源量測量系統(tǒng)在功能結(jié)構(gòu)上最顯著的區(qū)別是有無_ 。答案:測試激勵信號源。4 測量系統(tǒng)的理想靜態(tài)特性為_ 。答案:5 常用的可靠性指標(biāo)有_ 、_ 、_ 、_ 。答案:平均無故障時間;可信任概率;故障率或失效率;有效度或可用度。6 描述系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型有:時域中的_ 和_ ,復(fù)頻域中的 _ ,頻域中的_ 。答案:微分方程;脈沖響應(yīng)函數(shù);傳遞函數(shù);頻率響應(yīng)函數(shù)。7 一階系統(tǒng)的頻率特性中,當(dāng)時,答案:0.707; ;。8 二階系統(tǒng)的頻率特性中,當(dāng)阻尼比_ ,在信號頻率等于諧振頻率時,系統(tǒng)會發(fā)生共振;當(dāng)阻尼比_ 時,系統(tǒng)無諧振。答案: 0.707二、判斷題:1 從廣義上說,電子測量是泛指以電子科學(xué)技術(shù)為手段而進行的測量,即以電子科學(xué)技術(shù)理論為依據(jù),以電子測量儀器和設(shè)備為工具,對電量和非電量進行的測量。(對)2. 信號是用變化著的物理量來表示信息的一種函數(shù),信號是信息的載體,具有能量。所以信號就是信息。(錯)3. 周期性信號是確定性信號,非周期信號(如瞬變沖激信號)是隨機信號。(錯)4. 給線性系統(tǒng)輸入一個正弦信號,系統(tǒng)的輸出是一個與輸入同頻率的正弦信號(對)5. 頻域測量中最典型的測試信號是脈沖信號。(錯)6. 測試裝置的靈敏度越高,其測量范圍越大。(錯)7. 從系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有無振蕩,一定可以區(qū)分出一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)。(錯)三、選擇題:1. 電子信息技術(shù)應(yīng)用在電子測量中的優(yōu)點有(A、B、C、D、E )。A.速度極快 B. 分辨力高 C.范圍寬 D.利于信息傳遞 E. 變換技術(shù)靈活2. 采樣信號是指( A)。A.幅值連續(xù)、時間離散 B.幅值離散、時間連續(xù) C.幅值連續(xù)、時間連續(xù) D.幅值離散、時間離散3. 下列參量中有源量有(B D)。A.反射系數(shù) B.功率 C.導(dǎo)磁率 D.信號頻率4.儀器通常工作在(C ),可滿足規(guī)定的性能。A.基準(zhǔn)條件 B.極限工作條件 C.額定工作條件 D.儲存與運輸條件5.已知系統(tǒng)輸入量的拉氏變換為X(S),輸出量的拉氏變換為Y(S),則測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為(D )。四、簡答題:1 某壓力傳感器具有線性靜態(tài)特性,其壓力測量范圍為100600kPa,對應(yīng)輸出直流電壓0.050.0mV,求該傳感器的量程和靈敏度。答案:量程測量范圍上限測量范圍下限600100500 (kPa)2. 如何獲得一個實際測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性?答案:測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是通過靜態(tài)標(biāo)定或靜態(tài)校準(zhǔn)的過程獲得的。靜態(tài)標(biāo)定就是在一定的標(biāo)準(zhǔn)條件下,利用一定等級的標(biāo)定設(shè)備對測試系統(tǒng)進行多次往復(fù)測試的過程,如下圖所示。3. 簡述線性系統(tǒng)的頻率特性的測量方法。答案:4. 某一階測量系統(tǒng),在 時,輸出為10mV;在 時,輸出為100mV;在 時,輸出為50mV,試求該測量系統(tǒng)的時間常數(shù)。答案:初始值不為零的一階測量系統(tǒng),其階躍響應(yīng)的微分方程的解為:由已知條件得:化解得:故:該測量系統(tǒng)的時間常數(shù)為8.506秒。 第三章 測量誤差及數(shù)據(jù)處理1、 填空題:1. 在測量數(shù)據(jù)為正態(tài)分布時,如果測量次數(shù)足夠多,習(xí)慣上取 作為判別異常數(shù)據(jù)的界限,這稱為萊特準(zhǔn)則。答案:32. 相對誤差定義為 _ 與 _ 的比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示。答案:誤差;真值 3. 隨機誤差的大小,可以用測量值的 _ 來衡量,其值越小,測量值越集中,測量的 _ 越高.答案:標(biāo)準(zhǔn)偏差;精密度 4. 測量值的數(shù)學(xué)期望 M( ) ,就是當(dāng)測量次數(shù) n 趨近無窮大時,它的各次測量值的 _ 。答案:算術(shù)平均值 5. 隨機誤差的特點有 _,_,_,_ 。答案:對稱性;單峰性;有界性;抵償性6. 分貝誤差是用 形式表示的 誤差. 答案:對數(shù);相對7. 將 15.36 和 362.51 保留 3 位有效數(shù)字后為 _,_. 答案:15.4 ; 363 ;8. 用一只 0.5 級 50V 的電壓表測量直流電壓,產(chǎn)生的絕對誤差 _ 伏。答案:0.25 9. 設(shè) ,且各分項的相對誤差分別為 ,則 y 的相對誤差 =_ 。答案:10. 10 下列幾種誤差中,屬于系統(tǒng)誤差的有 _ 、 _ ,屬于隨機誤差的有 _ ,屬于粗大誤差的有 _ 。( 1 )儀表未校零所引起的誤差; ( 2 )測頻時的量化誤差;( 3 )測頻時的標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差; ( 4 )讀數(shù)錯誤。答案:系統(tǒng)誤差( 1 );( 3 );隨機誤差( 2 );粗大誤差( 4 )答案:12 根據(jù)測量誤差的性質(zhì)和特點,可將它們分為 _ 、 _ 、 _ 。答案:隨機誤差;系統(tǒng)誤差;粗大誤差13. 在變值系差的判別中,馬利科夫判別常用于判定 _ 性系差,阿卑一赫梅特判別常用于判定 _ 性系差。答案:累進性;周期性 14. 對于大量獨立的無系統(tǒng)誤差的等精度測量,測量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,其測量隨機誤差也服從正態(tài)分布,它們有 _ (不同、相同)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。答案:相同 15. 不確定度是說明測量結(jié)果可能的 _ 程度的參數(shù)。這個參數(shù)用 _ 表示,也可以用 _ 的倍數(shù)或置信區(qū)間的半寬度表示。 答案:分散;標(biāo)準(zhǔn)偏差;標(biāo)準(zhǔn)偏差 二、判斷題:1 為了減少測量誤差,應(yīng)使被測量的數(shù)值盡可能地在儀表滿量程的 2/3 以上。( 對)2 非等精度測量時, 大 ,對應(yīng)的權(quán)值就大。(錯 ) 3 粗大誤差具有隨機性,可采用多次測量,求平均的方法來消除或減少。( 錯)4 通過多次測量取平均值的方法可減弱隨機誤差對測量結(jié)果的影響。(對 )5 被測量的真值是客觀存在的,然而卻是無法獲得的。(對 ) 6 系統(tǒng)誤差的絕對值和符號在任何測量條件下都保持恒定,即不隨測量條件的改變而改變。(錯)7 不論隨機誤差服從何種分布規(guī)律,均可用萊特準(zhǔn)則判定粗大誤差。(錯 )8 A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度對應(yīng)隨機誤差, B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度對應(yīng)系統(tǒng)誤差。(錯 )9 在測量不確定度的評定前,要對測量數(shù)據(jù)進行異常數(shù)據(jù)判別,一旦發(fā)現(xiàn)有異常數(shù)據(jù)應(yīng)先剔除之。(對 )10. B 類不確定度的評定不是利用直接測量來獲得數(shù)據(jù),因此B類不確定度不如A類不確定度準(zhǔn)確。(錯)3、 選擇題:1 若馬利科夫判據(jù)成立,則說明測量結(jié)構(gòu)中含有 _b_ 。( a )隨機誤差 (b) 粗大誤差 (c) 恒值系差 (d) 累進性變值系差 2 在使用連續(xù)刻度的儀表進行測量時,一般應(yīng)使被測量的數(shù)值盡可能在儀表滿刻度值的_d _ 以上。 3 貝塞爾公式利用有限次測量數(shù)據(jù)對測量值的總體方差進行估計,試指出下面各式哪個是貝塞爾公式的正確表示 _b_ 。4 被測量真值是 _b _ 。(a) 都是可以準(zhǔn)確測定的; (b) 在某一時空條件下是客觀存在的,但很多情況下不能準(zhǔn)確確定;(c) 全部不能準(zhǔn)確測定; (d) 客觀上均不存在,因而無法測量。db 7 在相同條件下多次測量同一量時,隨機誤差的 _a_ 。(a) 絕對值和符號均發(fā)生變化 (b) 絕對值發(fā)生變化,符號保持恒定 (c) 符號發(fā)生變化,絕對值保持恒定 (d) 絕對值和符號均保持恒定8 被測電壓真值為 100v ,用電壓表測試時,指示值為 80v ,則示值相對誤差為( d)。(a) +25% (b) -25% (c) +20% (d) -20% 9. 修正值是與絕對誤差的絕對值 _a _ 的值。(a) 相等但符號相反;(b)不相等且符號相反;(c)相等且符號相同;(d)不相等但符號相同。10. 通常在相同的條件下,多次測量同一量時,誤差的絕對值和符號保持恒定或在條件改變時,按某種規(guī)律而變化的誤差稱為 _b_ 。(a) 隨機誤差;(b)系統(tǒng)誤差;(c)影響誤差;(d)固有誤差。11 下述方法中,能減小系統(tǒng)誤差的有 _b和d _ 。(a) 統(tǒng)計平均; (b). 交換法; (c) 加權(quán)平均;(d) 經(jīng)高一級計量標(biāo)準(zhǔn)檢定后以表格等方式加以修正。12 四位有效數(shù)字的數(shù)有 。 c 和 d 和 e (a)0417; (b)4270.0; (c)042.00; (d)27.0010 4 ;(e) 2.378 13 下列為相對誤差的有 。a 、 c 和 d (a) 相對真誤差;(b)讀數(shù)誤差;(c)分貝誤差;(d)引用誤差;(e)固有誤差。4、 簡答題1 檢定量程為 100 A 的 2 級電流表,在 50 A 刻度上標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)為 49 A ,問此電流表是否合格?解: x 0 =49 A x=50 A x m =100 A 則此表在 50 A 點是合格的。要判斷該電流表是否合格,應(yīng)該在整個量程內(nèi)取足夠多的點進行檢定。2 對某電感進行了 12 次精度測量,測得的數(shù)值( mH )為 20.46 , 20.52 , 20.50 , 20.52 , 20.48 , 20.47 , 20.50 , 20.49 , 20.47 , 20.49 , 20.51 , 20.51 ,若要求在 P=95% 的置信概率下,該電感真值應(yīng)在什么置信區(qū)間內(nèi)?答案:3 設(shè)電壓 V 的三個非等精度測量值分別為:它們的權(quán)分別為 6 , 7 , 5 ,求 V 的最佳估值。答案:答案:5 將下列數(shù)字保留 3 位有效數(shù)字: 45.77 36.251 43.149 38 050 47.15 3.995 答案:解:現(xiàn)將保留的有效數(shù)字列于下面: 45.8 36.2 43.1 3.80 47.2 4.00 舍如規(guī)則:小于 5 舍,大于 5 入,等于 5 時取偶數(shù) 第四章 時間與頻率的測量1、 填空題:1: 電子計數(shù)器的測頻誤差包括_誤差和_誤差。答案:1量化、標(biāo)準(zhǔn)頻率2: 頻率計除測頻、測周外,擴展功能有_ 、 _ 、_ 、 _ _ 。答案:測頻率比、測時間間隔、測相位差、自檢 3: 在測量周期時的主要誤差有:_ 和_ 。 通用計數(shù)器采用較小的_可以減小1誤差的影響。答案:量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差、頻標(biāo) 4: 在測量周期時,為減少被測信號受到干擾造成的轉(zhuǎn)換誤差,電子計數(shù)器應(yīng)采用_測量法。答案:多周期 5: 采用電子計數(shù)器測頻時,當(dāng)被計數(shù)頻率一定時,_可以減小1誤差對測頻誤差的影響;當(dāng)閘門時間一定時,_,則由1誤差產(chǎn)生的測頻誤差越大。答案:增大閘門時間、被計數(shù)頻率越低 6: 在進行頻率比測量時,應(yīng)將_的信號加在B通道,取出_(周期倍乘為1)作為計數(shù)的閘門信號,將_ 的信號加在A通道,作為被計數(shù)的脈沖。答案:頻率較低、一個周期、頻率較高;7: 一個信號源頻率實際值和其標(biāo)準(zhǔn)值的相對偏差定義為_ , 而把信號源頻率變化的不確定性定義為_ 。答案:頻率準(zhǔn)確度、頻率穩(wěn)定度 8: 在測量阿侖方差時,其采樣方法與標(biāo)準(zhǔn)的偏差不同,它的兩次相鄰測量之間是_。答案:連續(xù)的 2、 判斷題:1: 一個頻率源的頻率穩(wěn)定度愈高,則頻率準(zhǔn)確度也愈高。(錯 )2: 當(dāng)被測頻率大于中界頻率時,宜選用測周的方法;當(dāng)被測頻率小于中界頻率時,宜選用測頻的方法。(錯 )3: 當(dāng)計數(shù)器進行自校時,從理論上來說不存在1個字的量化誤差。( 對 )4: 在測量低信噪比信號的周期時,計數(shù)器通常采用周期倍乘,這主要是為了克服1誤差的影響。( 錯)5: 用計數(shù)器直接測周的誤差主要有三項:即量化誤差、觸發(fā)誤差以及標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差。(對 )6: 使用模擬內(nèi)插法和游標(biāo)法不能從根本上來消除1個字的量化誤差。(對 )7: 標(biāo)準(zhǔn)頻率的相對不確定度應(yīng)該比1誤差引起的測頻誤差小一個量級。(對 )8: 在進行阿倫方差的測量時,組與組之間以及組內(nèi)兩次測量之間必須都是連續(xù)的。(錯 )3、 選擇題:1、 在通用計數(shù)器測量低頻信號的頻率時,采用倒數(shù)計數(shù)器是為了(D )A. 測量低頻周期 B.克服轉(zhuǎn)換誤差 C.測量低頻失真 D.減小測頻時的量化誤差影響2、 用于電子計數(shù)器中的高精度晶體振蕩器,通常采取了_措施。(C )A. 精密穩(wěn)壓 B.選擇電路元件 C.恒溫或溫補 D.消除寄生振蕩3、 測頻量化誤差曲線和測周量化誤差曲線交點處的頻率,稱為(D )A交點頻率 B臨界頻率 C中心頻率 D中界頻率4、欲測量一個標(biāo)稱頻率 的石英振蕩器,要求測量準(zhǔn)確度優(yōu)于 ,選用的計數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)頻率準(zhǔn)確度和閘門時間應(yīng)為(D )A. , ; B. , ;C. , ; D. , 5、 設(shè)計數(shù)器直接測周的分辨力為1ms,若采用多周期測量法,欲將測周分辨力提高到1,應(yīng)選擇的“周期倍乘”為(d )A.10; B.102; C.103; D.1046、 用計數(shù)器測頻的誤差主要包括:(B )A. 量化誤差、觸發(fā)誤差 B. 量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差C. 觸發(fā)誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 D. 量化誤差、轉(zhuǎn)換誤差7、 下列哪種方法不能減小量化誤差:(A )A. 測頻時使用較高的時基頻率 ;B. 測周時使用較高的時基頻率C. 采用多周期測量的方法 ;D. 采用平均法8、 用電子計數(shù)器測量某一頻率為10KHz的信號,其信噪比為 ,利用下列哪種測量方案測量誤差最?。ㄒ阎嫈?shù)器標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 )。(C )A. 測頻,閘門時間1S; B. 測周,時標(biāo) 1ns C. 周期倍乘 N=1000,時標(biāo)1s ;D. 周期倍乘N=10,時標(biāo)0.1s9、 若fx表示頻率實際值,f0表示頻率標(biāo)稱值,則頻率準(zhǔn)確度定義為 (a )。(A) (B) (C) (D) 10、 調(diào)制域描述的是(B )之間的關(guān)系。A 時間幅度 ; B 時間頻率 C 頻率幅度 ; D 時間相位4、 簡答題:1、 用一臺5位十進電子計數(shù)器測量頻率,選用0.1s的閘門時間。若被測頻率為10KHz,則測頻分辨力為多少?量化誤差(相對誤差值)為多少?如果該計數(shù)器的最大閘門時間為10s,則在顯示不溢出的情況下,測量頻率的上限為何值?答案:解: (1)測量分辨率(1/0.1s) 10Hz(2)在0.1s的閘門時間內(nèi)的計數(shù)值為:10KHz0.1s1000, 則量化誤差的相對值為:1/10000.1(3)為了顯示不溢出,則在10s的最大閘門時間內(nèi)計得的值不能超過105,由此可得測量頻率的上限值為:105/10s10KHz2、 欲用電子計數(shù)器測量一個fx=200Hz的信號頻率,采用測頻(選閘門時間為1s)和測周(選時標(biāo)為0.1s)兩種方法。(1)試比較這兩種方法由1誤差所引起的測量誤差;(2)從減少1誤差的影響來看,試問fx在什么頻率范圍內(nèi)宜采用測頻方法,什么范圍宜采用測周方法?解:(1)測頻時,在1s的閘門時間內(nèi)對被測信號的計數(shù)值為:200Hz1s200 則量化誤差為:1/2000.5測周時,因為被測信號的頻率為200Hz,則一個周期時間為1/2000.0005秒。由于時標(biāo)為0.1s,所以被計數(shù)頻率為1/0.1s10MHz107Hz。在0.0005秒內(nèi)計得的數(shù)為:1070.00055000,所以量化誤差為:1/50000.02(2)為了確定是采用測頻還是測周的方法,必須先得到采用這兩種方法的量化誤差相等的點,即中界頻率 : 式中:fst為測頻是選用的閘門時間的倒數(shù);fct為測周時選用的頻標(biāo)信號的頻率。代入數(shù)值可得: ,因此當(dāng)fx小于3162.3Hz時,宜選用測周的方法;當(dāng)fx大于3162.3Hz時,宜選用測頻的方法。 3、 用游標(biāo)法測量一個時間間隔,假設(shè)f1領(lǐng)先f2且f110MHz,f210.001MHz。經(jīng)過100個周期的追趕,兩時標(biāo)重合,求被測時間間隔以及這種方法所能達到的最大分辨率。解:(1)由于f110MHz,則T11/10MHz100ns;同理T21/10.001MHz99.99ns則被測時間間隔100(10099.99)ns1ns。(2)最大分辨率為:100ns99.99ns0.01ns100ps 第五章 電壓測量一、填空題:1、 用一只0.5 級50V的電壓表測量直流電壓,產(chǎn)生的絕對誤差_0.25 _伏。2、 用峰值電壓表測量某一電壓,若讀數(shù)為1V,則該電壓的峰值為_1.41_伏。3、采用某電壓表(正弦有效值刻度)測量峰值相等(Vp=5V)的正弦波、方波、三角波,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)相同,則該表為_峰值_檢波方式,讀數(shù)_3.53V _。4、.峰值電壓表的基本組成形式為_檢波放大_式。5、均值電壓表的工作頻率范圍主要受_寬帶放大器帶寬_的限制,而靈敏度受放大器_內(nèi)部噪聲_ 的限制。6、在150的電阻上,測得其電壓電平為+20dBv,其對應(yīng)的功率電平應(yīng)為_+26dBm _。7、某數(shù)字電壓表的最大計數(shù)容量為19999,通常稱該表為_(或四位半)_位數(shù)字電壓表;若其最小量程為0.2V,則其分辨力為_10V _8、DVM測量系統(tǒng)輸入端采取浮置的措施,是提高CMR的行之有效的方法。二、判斷題:1、 對雙積分式DVM來說,串模干擾的最大危險在低頻。(對)2、 數(shù)字電壓表的固有誤差由兩項組成,其中僅與被測電壓大小有關(guān)的誤差叫讀數(shù)誤差,與選用量程有關(guān)的誤差叫滿度誤差。(對)3、 峰值電壓表按有效值刻度,它能測量任意波形電壓的有效值。(對)4、 積分式DVM對一定的積分時間T,干擾頻率越高,SMR越大。(錯)5、 有效值電壓表適應(yīng)于非正弦波的電壓測量,其電壓刻度與被測電壓波形無關(guān)。(錯)6、雙斜式DVM中,其平均特性可以抑制共模干擾影響。(對)7、雙積分式DVM中變換結(jié)果與積分器積分元件RC有關(guān),但其積分器線性不好也不會引起測量誤差。(錯)8、對于雙積分式DVM,對輸入信號積分的時間只有等于工頻(50Hz)的周期時,才能抑制工頻干擾。(錯)三、選擇題:1、交流電壓的波峰因素Kp定義為_ C _。A:峰值/平均值B:有效值/平均值C:峰值/有效值D:平均值/峰值2、 波形因素為_ B _。A:平均值與有效值之比B:有效值與平均值之比C:峰值與平均值之比D:峰值與有效值之比3、 設(shè)測量電壓時的相對誤差的 ,則其分貝誤差 dB= _ B _。A:B:C:D:4、 交流電壓V(t)的有效值的表達式為_ D _。A:B:C:D:5、 DVM的固有誤差表示為 ,其中第一項 稱為_ B _。A:滿度誤差B:讀數(shù)誤差C:量化誤差D:零漂誤差6、 一臺5位DVM,其基本量程為10V,則其刻度系數(shù)(即每個字代表的電壓值)為_ B _mv/字。A:0.01B:0.1C:1D:107、 一臺5位半DVM,其基本量程為2V,則其刻度系數(shù)(即每個字代表的電壓值)為_ A _mV/字。A:0.01B:0.1C:1D:108、 DMM的串模抑制比定義為 ,其中 和 分別表示(A)。A:干擾電壓峰值和由干擾電壓引起的最大測量誤差 B:干擾電壓峰值和干擾電壓平均值C:干擾電壓有效值和干擾電壓最大值 D:由干擾電壓引起的平均測量誤差和最大測量誤差9、 根據(jù)dB及dBm的定義,當(dāng)負載阻抗為_ D _時,dB=dBm。A:75B:150C:300D:60010、 在雙斜式積分DVM中,積分過程可簡述為_ B _。A: 對被測信號定斜率正向積分,對基準(zhǔn)電壓 定時反向積分 B: 對被測信號定時正向積分,對基準(zhǔn)電壓 定斜率反向積分C: 對被測信號定時正向積分,對基準(zhǔn)電壓 定時反向積分D: 對被測信號定斜率正向積分,對基準(zhǔn)電壓 定斜率反向積分11、 一臺 位DVM,因有誤差為,則在2V量程上的滿度誤差為(C)。A:1mV B:2mVC:0.1mVD:0.2mV四、簡答題1、雙斜積分式DVM基準(zhǔn)電壓Vr=10V,第一次積分時間T1=100ms,時鐘頻率f0=100kHz,問:(1)該DVM為多少位的電壓表?(2)該DVM的分辨力為多少?(3)DVM顯示出T2時間內(nèi)的計數(shù)值N2=5600,問被測電壓Vx=?(1) ,故DVM為四位(2)分辨力 (3) , 2、一臺DVM,準(zhǔn)確度為() ,溫度系數(shù)為(),在室溫為28時用2V量程檔分別測量2V和0.4V兩個電壓,試求此時的示值相對誤差。自己了解。無答案3、基本量程為10.000V的四位斜坡電壓式DVM中,若斜坡電壓的斜率為10V/40ms,問時鐘頻率應(yīng)為多少?當(dāng)被測直流電壓 時,門控時間及累計脈沖數(shù)各為多少?自己了解。無答案第七章 信號波形測量一、填空題1: 示波管由_電子槍_、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光熒三部分組成。2: 示波器熒光屏上,光點在鋸齒波電壓作用下掃動的過程稱為_掃描_。3: 調(diào)節(jié)示波器“水平位移”旋鈕,是調(diào)節(jié)_ X偏轉(zhuǎn)板_的直流電位4: 欲在x=10cm長度對 的信號顯示兩個完整周期的波形,示波器應(yīng)具有掃描速度為_20ms/cm _。5: 取樣示波器采用_非實時_取樣技術(shù)擴展帶寬,但它只能觀測_重復(fù)_信號。6: 當(dāng)示波器兩個偏轉(zhuǎn)板上都加_正弦信號_時,顯示的圖形叫李沙育圖形,這種圖形在_相位_和頻率測量中常會用到。7、 示波器為保證輸入信號波形不失真,在Y軸輸入衰減器中采用_ RC分壓 (或阻容分壓)_ 電路。8、 示波器的“聚焦”旋鈕具有調(diào)節(jié)示波器中_第一陽(或A1)_極與_第二陽(或A2, 或G2)_極之間電壓的作用。9、 在沒有信號輸入時,仍有水平掃描線,這時示波器工作在_連續(xù)掃描_狀態(tài),若工作在_觸發(fā)掃描_狀態(tài),則無信號輸入時就沒有掃描線10、雙掃描示波系統(tǒng),采用A掃描輸出_鋸齒_波,對B掃描觸發(fā),調(diào)節(jié)_延遲觸發(fā)電平_來實現(xiàn)延遲掃描的延時調(diào)節(jié)。二、判斷題:1、雙蹤示波器中電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率遠大于被測信號的頻率時,雙蹤顯示工作在“交替”方式。(錯)2、示波器的電阻分壓探頭一般為1001分壓,輸入阻抗很高,一般用來測量高頻高電壓。(錯)3、用示波器測量電壓時,只要測出Y軸方向距離并讀出靈敏度即可(錯)4、電子示波器是時域分析的最典型儀器。(對)5、用示波法測量信號的時間、時間差、相位和頻率都是以測量掃描距離D為基礎(chǔ)的。(對)三、選擇題:1: 通用示波器可觀測(C )。A:周期信號的頻譜 ; B:瞬變信號的上升沿 C:周期信號的頻率 ; D:周期信號的功率2: 在示波器垂直通道中設(shè)置電子開關(guān)的目的是_A_。A:實現(xiàn)雙蹤顯示 ; B:實現(xiàn)雙時基掃描 C:實現(xiàn)觸發(fā)掃描 ; D:實現(xiàn)同步3: 當(dāng)示波器的掃描速度為20 s/cm時,熒光屏上正好完整顯示一個的正弦信號,如果顯示信號的4個完整周期,掃描速度應(yīng)為(A )。A:80 s/cm ; B:5 s/cm ; C:40 s/cm ;D:小于10 s/cm4: 給示波器Y及X軸偏轉(zhuǎn)板分別加uy=Umsint,ux=Umsin(t/2),則熒光屏上顯示(C )圖形。A:半波 ; B:正圓 ; C:橫8字 ; D:豎8字5: 為了在示波器熒光屏上得到清晰而穩(wěn)定的波形,應(yīng)保證信號的掃描電壓同步,即掃描電壓的周期應(yīng)等于被測信號周期的_C_倍A:奇數(shù) ;B:偶數(shù) ; C:整數(shù) ; D:2/36: 用示波器顯示兩個變量a與b的關(guān)系時,a、b分別接在示波器的Y、X通道,顯示圖形為橢圓,則C_A:a與b同相,且幅度相同; B:a與b相差90,且幅度一定相同; C:a與b相差90,但其幅度不一定相同,其關(guān)系依x、y輸入增益而定; D:a與b幅度、相位關(guān)系不能確定。7: 在示波器上表示亮點在熒光屏上偏轉(zhuǎn)1cm時,所加的電壓數(shù)值的物理量是(B)A:偏轉(zhuǎn)靈敏度 ; B:偏轉(zhuǎn)因數(shù) ; C:掃描速度 ;D:頻帶寬度四、簡答題1.用示波器觀測正弦波時,熒光屏上得到如圖所示波形,試分析示波器哪個部分工作不正常?答案:(1)為掃描鋸齒波線性度不好;(2)Y放大器引入失真,出現(xiàn)削頂,產(chǎn)生截止失真;(3)有掃描回線,增輝電路工作不正常2. 用雙蹤示波器觀測兩個同頻率正弦波a,b,若掃描速度為20 s/cm,而熒光屏顯示兩個周期的水平距離是8cm,問:(1)兩個正弦波的頻率是多少?(2)若正弦波a比b相位超前1.5cm,那么兩個正弦波相差為多少?用弧度表示答案:頻率:相差: 3. 已知示波器的靈敏度微調(diào)處于“校正”位置,靈敏度開關(guān)置于5V/cm,倍率開關(guān)為“5”。信號峰峰值5V,試求屏幕上峰與峰之間的距離。如果再加上一個10:1的示波器探頭,結(jié)果又是多少?答:不考慮倍率開關(guān)時, cm,由于倍率開關(guān)為“5”,屏幕上波形偏轉(zhuǎn)增大5倍,所以屏幕上峰與峰之間的距離為 cm。如果采用探頭,對輸入有10倍衰減,輸入示波器的電壓減小10倍,相應(yīng)屏幕上峰與峰之間的距離減小10倍,即 cm。第八章 信號的產(chǎn)生一、填空題1: 設(shè)信號源預(yù)調(diào)輸出頻率為1MHz,在15分鐘內(nèi)測得頻率最大值為1.005MHz,最小值為998KHz,則該信號源的短期頻率穩(wěn)定度為_0.7%_ 。2: 若DDS頻率合成信號源的相位累加器位寬為32位,輸入?yún)⒖紩r鐘頻率為100MHz,頻率控制字為5000,則輸出頻率為: _116.42Hz _。 3: 小數(shù)分頻是通過可變分頻和多次平均來實現(xiàn),若要實現(xiàn)7.2的分頻,則在10個參考頻率周期中要_8_ 次除7和_2_ 次除8。若要實現(xiàn)5.31的小數(shù)分頻,則在100個參考周期中要 _69_次除5和_31_ 次除6。4、.如圖8-31所示的雙模分頻器的模為5/6,輸入?yún)⒖碱l率為500MHz,則計數(shù)器N1與N2的最大工作頻率為_100MHz _。5、基本鎖相環(huán)包括三個組成部分,它們是_ PD _ 、_ LPF _ 與_ VCO _ 。6、正弦信號源的頻率特性指標(biāo)主要包括_頻率范圍_、_頻率準(zhǔn)確度_ 和_頻率穩(wěn)定度_ 。二、判斷題1: 差頻式信號發(fā)生器的特點是頻率覆蓋范圍寬,但頻率準(zhǔn)確度差。(對 )2: 鎖相式頻率合成技術(shù)是一種直接式的頻率合成技術(shù)。(錯 )3: 混頻式鎖相環(huán)可以實現(xiàn)頻率的加減運算。(對 )4: DDS頻率合成器在輸入?yún)⒖紩r鐘不變時,頻率控制值越大,則輸出頻率越大。(錯 )5: 頻率穩(wěn)定度又分為短期頻率穩(wěn)定度和長期頻率穩(wěn)定度,其中長期頻率穩(wěn)定度是指在任意24小時內(nèi)信號頻率發(fā)生的最大變化。(錯)6: 通用脈沖發(fā)生器可以輸出能提供可用頻譜達數(shù)十GHz的窄脈沖。(錯)7: 多摸分頻鎖相頻率合成技術(shù)常用來擴展鎖相環(huán)的輸出頻率上限。(對)三、選擇題:1、能夠輸出多種信號波形的信號發(fā)生器是_ B _。A:鎖相頻率合成信號源 ; B:函數(shù)發(fā)生器 C:正弦波形發(fā)生器 ; D:脈沖發(fā)生器2、鎖相環(huán)鎖定條件下,輸入頻率允許的最大變化范圍稱為_ D _A:環(huán)路帶寬 ; B:捕捉帶寬 C:輸入帶寬 ; D:同步帶寬3、一般的鎖相頻率合成信號源為了實現(xiàn)較寬的頻率覆蓋,通常采用_ C _ 。A:倍頻環(huán) ; B:分頻環(huán)C:多環(huán)合成單元 ; D:混頻環(huán)4、直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)的優(yōu)點不包括_ B _ 。A:頻率分辨力高 ; B:輸出頻率范圍大C:切換時間快 ; D:便于集成化5、小數(shù)分頻比為2.7,則經(jīng)過8個參考時鐘周期后,累加器的值為:_ A _。A:0.6 B:0.5 C:0.4 D:0.3四、簡答題1、 下圖為一雙環(huán)合成單元,其中內(nèi)插振蕩器的輸出頻率范圍為30KHz40KHz,環(huán)1的分頻比N變化范圍為200500,輸入?yún)⒖碱l率 為10KHz,問該合成單元的輸出頻率范圍是多少?答案:2、 鎖相環(huán)有哪幾個基本組成部分,各起什么作用?答案:鎖相環(huán)是一個相位負反饋系統(tǒng),其基本組成部分包括:鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。鑒相器完成輸入與輸出信號的相位比較,其輸出反映它們之間的相位差。環(huán)路濾波器為一低通濾波器,用于濾除鑒相器輸出中的高頻成分和噪聲。壓控振蕩器實現(xiàn)對輸入頻率的跟蹤,它根據(jù)鑒相器的輸出調(diào)整輸出頻率以降低輸出信號與輸入信號的相位差,從而實現(xiàn)頻率的跟蹤。4、 一DDS頻率合成器的參考時鐘為100MHz,相位累加器寬度為40位,問:(1)該頻率合成器的頻率分辨力是多少?(2)若頻率控制字M為800000000,求輸出頻率。答案:第九章 信號分析和頻域測量一、填空題1: 頻譜儀顯示出來的0Hz信號是由_本振信號_產(chǎn)生的。2: 當(dāng)頻率坐標(biāo)刻度很小時,一般情況下會看到幅度譜線呈鐘形,這是受_中頻帶通濾波器_ 的影響。3: 已知分辨率濾波器的形狀因子SF60/3為15:1,當(dāng)RBW為1KHz時,可能分辨的不等幅信號的最小頻率間隔是_7.5KHz _4: 通常,掃頻式頻譜儀與FFT分析儀相比具有較_寬_ 的頻率范圍,較_慢_ 的掃描速度。5: 當(dāng)改變頻譜儀的輸入衰減時,信號的幅度值并不因此改變,是因為_中頻增益_ 同時改變了。二、判斷題:1: 掃描調(diào)諧式頻譜分析儀和FFT分析儀一樣,都能夠測量相位。(錯)2: 分辨率帶寬設(shè)置得越小,掃描速度越慢。(對)3: 頻譜儀的靈敏度指標(biāo)可以告知用戶最低可測的信號電平。(對)4: 視頻濾波和跡線平均都能對測量結(jié)果進行平滑處理。(對)5: 應(yīng)用頻譜儀測量調(diào)制度時,必須先對已調(diào)信號進行解調(diào)。(錯)三、選擇題:1、頻譜分析儀的頻率范圍是_ A _。A: 頻譜儀可測得最大/最小頻率值之差B: 可在當(dāng)前屏幕上顯示的最大/最小頻率值之差C: 可進行實時分析的頻段寬度D: 不同的頻譜儀有不同的含義2、兩個等幅信號的頻率間距為30KHz,至少需要_ B _的分辨率帶寬才能分辨出兩個峰。A: 15KHz B: 30KHz C: 60KHz D: 300KHz3、中頻帶通濾波器的形狀因子決定了_ B _。A: 掃描速度 B: 不等幅信號的分辨率 C: 掃描寬度 D: RBW4、以下哪些因素可以由RBW的增加引起?A C DA: 顯示平均噪聲電平抬高 B: 中頻增益改變C: 掃描速度變快 D: 頻率分辨率變低5、以下哪些因素對頻率分辨率有貢獻?_ C D _。A: 信號幅度 B: 信號頻率 C: RBW D: 相位噪聲四、簡答題1如何理解“實時”頻譜分析的含義?傳統(tǒng)的掃頻式頻譜儀為什么不能進行實時頻譜分析?FFT分析儀為什么能夠進行實時分析答案:所謂“實時”頻譜儀,直觀的理解是能夠在被測信號頻率變化之前完成測量、分析和顯示,但它又不是指單純意義上的測量時間短、速度快。一般認為,實時分析是指在長度為T的時段內(nèi),完成頻率分辨率達到1/T的譜分析;或者待分析信號的帶寬小于儀器能夠同時分析的最大帶寬。顯然,實時的概念與信號帶寬及頻率分辨率有關(guān)。在要求的頻段寬度范圍內(nèi),如果數(shù)據(jù)采集、分析速度不小于數(shù)據(jù)變化速度,這樣的分析就是實時的;如果待分析的信號帶寬過寬以至超過了最大分析帶寬,則分析變成非實時的。掃頻式頻譜儀實質(zhì)是一個中心頻率在整個頻率范圍內(nèi)可調(diào)諧的窄帶濾波器。當(dāng)改變它的諧振頻率時,濾波器就分離出特定的頻率分量,從而依次得到被分析信號的譜分量。因此,這種頻譜儀所顯示的頻譜圖是多次調(diào)諧之后拼接的結(jié)果,分析帶寬受限于窄帶濾波器的帶寬(通??偸切∮谛盘枎挘?,所以不能進行實時分析。FFT分析儀是在對信號采樣之后,選擇一定時間長度的離散采樣點進行付氏變換,從而得到頻域信息。由于離散時域信號中已包含了該時段內(nèi)所有的頻率信息,因此可以認為FFT的分析帶寬與信號帶寬是匹配的,能夠?qū)崿F(xiàn)實時分析。2什么是頻譜分析儀的頻率分辨率?在外差式頻譜儀和FFT分析儀中,頻率分辨率分別和哪些因素有關(guān)?答:頻譜儀的頻率分辨率一般指的是該分析儀中頻濾波器的最小3dB帶寬,它表征了能夠?qū)⒆羁拷膬蓚€相鄰頻譜分量分辨出來的能力。外差式頻譜儀的頻率分辨率主要由中頻濾波器的帶寬決定,最小分辨率還受到本振頻率穩(wěn)定度的影響。而FFT分析儀的頻率分辨率和采樣頻率及FFT計算的點數(shù)有關(guān):頻率分辨率 、采樣頻率fS和分析點數(shù)N三者之間的關(guān)系為 。3使用并行濾波式頻譜分析儀來測量1MHz10MHz的信號,如果要求達到的頻率分辨率為50KHz,共需要多少濾波器?答案:共需要 個濾波器。4如果已將外差式頻譜儀調(diào)諧到某一輸入頻率上,且信號帶寬小于調(diào)諧回路帶寬,此時停止本振掃描,屏幕將顯示什么?答案:由于本振并不掃描,即只能分析某一個特定的頻率。而此時分析帶寬(調(diào)諧回路帶寬)大于信號帶寬,所得結(jié)果是實時的,所以屏幕顯示的將是該特定頻率上的時域波形。5要想較完整地觀測頻率為20KHz的方波,頻譜儀的掃描寬度應(yīng)至少達到多少?答:周期方波是由多個純正弦信號復(fù)合而成的,理論上具有無限寬的頻譜,每根譜線均位于奇次諧波處。但工程中通常只考慮主瓣中的譜線,即零頻、基波(20KHz)、三次諧波(60KHz),所以頻譜儀的掃描寬度至少應(yīng)覆蓋060KHz的范圍。6使用頻譜分析儀觀測調(diào)幅信號,如果測得邊帶信號的幅度相對載波幅度為A(dB單位),試證:調(diào)幅系數(shù)為 。證明:若已知邊頻與載波的幅度差為A(dB),根據(jù)dB與V的單位換算式 ,有 其中S為邊頻幅度,C為載波幅度。由于調(diào)幅系數(shù)m與調(diào)幅波邊頻、載波幅度之間滿足式故有 得證。第10章 線性系統(tǒng)頻率特性測量和網(wǎng)絡(luò)分析1、 填空題1: 理想的定向耦合器的方向性應(yīng)該是 _0_。2: S11的物理意義是_端口2_ 匹配時端口1的_正向反射系數(shù)_ ;S12的物理意義是_端口1_匹配時的_反向傳輸系數(shù)_ 。3: 網(wǎng)絡(luò)分析儀主要是由_信號源_ 、_S參數(shù)測量裝置 、_矢量電壓表 - 三部分組成。4: 在反射參數(shù)測量中,由耦合器的方向性欠佳以及阻抗失配引起的系統(tǒng)誤差是_方向性誤差 _ 。5: 對于一個雙端口線性衰減網(wǎng)絡(luò),其正向傳輸系數(shù)滿足條件_|S21|小于1 _ 。2、 判斷題:1: 網(wǎng)絡(luò)分析儀最基本的任務(wù)是在頻域內(nèi)測量輸入/輸出及反射信號的相對幅度和相位。(對 )2: 對于相同的被測線性網(wǎng)絡(luò),掃頻測量所得的動態(tài)特性曲線峰值高于點頻測量所得的靜態(tài)特性曲線。(錯 )3: 頻譜分析儀中的“標(biāo)記(Marker)”與掃頻源中的“頻率標(biāo)記(頻標(biāo))”作用相似,產(chǎn)生方法也相同。( 錯 )4: 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可看作是內(nèi)置掃頻源的一體化幅相接收機。(對 )5: 網(wǎng)絡(luò)分析儀的反射測量與傳輸測量的誤差來源一樣,都可以用開路、短路、匹配負載三種標(biāo)準(zhǔn)件進行三次測量來求得。 (錯 )3、 選擇題:1、 以下哪種敘述是正確的?(A )A: 一般說來,反射系數(shù)的模|S11|、|S22|小于1B: 網(wǎng)絡(luò)分析儀不僅可測線性網(wǎng)絡(luò)的頻率特性,也能夠測非線性失真C: 在所有場合下,掃頻測量法均優(yōu)于點頻測量法D: 以上說法都不正確2、 在微波頻段使用S參數(shù),優(yōu)點有_D _。A: 易于測量,由S參數(shù)可求得其他相關(guān)參數(shù) B: 便于用Smith圖觀測阻抗匹配情況C: 便于用信流圖和Mason法則進行網(wǎng)絡(luò)特性分析 D: 以上全都是3、 線性網(wǎng)絡(luò)頻率特性測量的_B _誤差是可以用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行校準(zhǔn)和修正的。A: 隨機 B: 系統(tǒng) C: 溫漂 D: 以上三者的合成4、 不能作為掃頻源的掃描信號的是_C_。A: 鋸齒波 B: 正弦波 C: 方波 D: 三角波5、 開路器、短路器、匹配負載的反射系數(shù)S11分別是_A_。A: 1、-1、0 B: -1、1、0 C: 0、1、-1 D: 1、0、-14、 簡答題1 為獲得GHz以上的掃頻信號,宜采用哪種掃頻方式? 答:宜采用YIG掃頻法,這種掃頻方式通

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