電子測量原理課后習(xí)題答案

1、 第一章 測量的基本原理一、填空 1、2 轉(zhuǎn) / 分鐘， 0.01 2、間接比較法， 直接比較法 3、統(tǒng)一性， 準(zhǔn)確性， 法律性 4、 比對 5、相對誤差 6、模擬，數(shù)字 7、微差、替代、交換二、 判斷 錯 對 錯 錯 錯 錯三、選擇 CDBBAD 四、簡答題 1、 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(jìn)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(jìn)行的實驗過程。2、3、 4、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(jìn)行比較，以確 定合

2、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7、電 壓比較、阻抗比較、頻率（時間）比較、相位比較、數(shù)字比 較等。 5、測量中使用比較器可進(jìn)行五種不同層次的比較： 6、 8、 第二章 測量方法與測量系統(tǒng)一、 填空題 1、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、電信號； 電系統(tǒng) 3、測試激勵信號源。 4、ykx

3、5 、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、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、0.707； ； 8、0.707 二、判斷題：對 錯 錯 對 錯 錯 錯三、選擇題： 1、ABCDE 2、A 3、BD 4、C 5、D 四、簡答題 1、量程=測 量范圍上限測量范圍下限=600 - 100 = 500kPa2、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(jìn)行多次往復(fù)測試的過程，如下圖所示。3、 4、 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

4、得：化解得：故：該測量系統(tǒng)的時間常數(shù)為 8.506 秒。 第四章 時間與頻率的測量一、填空題 1、 1 量 化、標(biāo)準(zhǔn)頻率 2、測頻率比、測時間間隔、測相位差、自檢 3、量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差、頻標(biāo)4、多周期 5、增大閘門 時間、 被計數(shù)頻率越低 6、頻率較低、 一個周期、 頻率較高； 7、頻率準(zhǔn)確度、 頻率穩(wěn)定度 8、連續(xù)的二、 判斷題 錯 錯 對 錯 對 對 對 錯三、選擇題 DCDCDBACAB 四、簡答題 1、 (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：10KH玄0.1s= 1000 ,則量化誤差的相 對值為：1/1000 = 0.1%(

5、 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：105/10s= 10KHz2、( 1)測頻時，在 1s的 閘門時間內(nèi)對被測信號的計數(shù)值為：200HzX1s= 200則量化 誤差為：1/200 = 0.5 %測周時，因為被測信號的頻率為 200Hz，則一個周期時間為1/200 = 0.0005秒。由于時標(biāo)為 0.1 心所以被計數(shù)頻率為1/0.1 營10MHz = 107Hz。在 0.0005秒內(nèi)計得的數(shù)為：107 0.0005 = 5000，所以量化誤差 為：1/5000 = 0.02%( 2)為了確定是采用測頻還是測周的 方法，必須

6、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、(1)由于f1 = 10MHz , 則 T1 = 1/10MHz = 100ns；同理 T2 = 1/10.001MHz = 99.99ns 則被測時間間隔尸100 (100- 99.99) ns= 1ns。(2)最 大分辨率為：100ns- 99.99ns= 0.01ns= 100ps。 第五章 電 壓測量一、填

7、空題 1、 0.25 2、 1.41 3、峰值 3.53V 4、檢波 放大 5、寬帶放大器帶寬內(nèi)部噪聲 6、 26dBm 7、或四位 半10卩V 8浮置二、判斷題對對對錯錯對錯錯三、 選擇題 CBBBD BAADBC 四、簡答題 1 、( 1 ) ，故 DVM 為四位( 2)分辨力 ( 3) ， 3、 2、 第六章 阻抗測量一、 填空題 1、寄生電容，寄生電感，損耗 2、頻率，測試信號 電平，直流偏置，溫度 3、電阻，電容，電感，Q 值，電導(dǎo) 4、模，相位 5、頻率覆蓋范圍，測量量程，測量精度，操作 的方便性 6、標(biāo)準(zhǔn)元件值的誤差，電橋指示器的誤差，屏蔽 不良引起誤差 7、并聯(lián)，串聯(lián) 8、微處

8、理器二、 判斷題 對 對 對錯對錯錯對三、選擇題 BAADC四、簡答題1、 電橋法優(yōu)點：精度高（ 0.1 典型值），使用不同電橋可得到 寬頻率范圍，價格低。缺點：需要手動平衡，單臺儀器的頻 率覆蓋范圍較窄。諧振法優(yōu)點：可測很高的Q值。缺點： 需要調(diào)諧到諧振，阻抗測量精度低。電壓電流法優(yōu)點：可 測量接地器件，適合于探頭類測試需要。缺點：工作頻率范 圍受使用探頭的變壓器的限制。RF電壓電流法優(yōu)點：高 頻范圍內(nèi)具有高的精度（ 0.1 典型值）和寬阻抗范圍。缺點： 工作頻率范圍受限于探頭使用的變壓器。自動平衡電橋法 優(yōu)點：從低頻至高頻的寬頻率范圍，且寬的阻抗測量范圍內(nèi) 具有高精度。缺點：不能適應(yīng)更高的

9、頻率范圍。網(wǎng)絡(luò)分析 法優(yōu)點：高頻率范圍，當(dāng)被測阻抗接近特征阻抗時得到高精 度。缺點：改變測量頻率需要重新校準(zhǔn)，阻抗測量范圍窄。 2、 3、 第七章 信號波形測量一、填空題 1、電子槍 2、掃 描 3、 X 偏轉(zhuǎn)板 4、 20ms/cm 5 、非實時， 重復(fù) 6、正弦信 號 相位 7、 RC 分壓 或阻容分壓 8、第一陽或 A1 第二陽 或A2，或G29、連續(xù)掃描 觸發(fā)掃描10、鋸齒延遲觸發(fā) 電平二、判斷題：錯 錯 錯 對 對三、選擇題 CAACC CB 四、簡答題 1、 1 為掃描鋸齒波線性度不好； 2Y 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、

10、頻率： 相差 :3、不考慮倍率開關(guān)時，cm， 由于倍率開關(guān)為“X 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、0.7 2、 1 1 6.42Hz 3、8， 2， 69， 31 4、100MHz 5 、 PD， LPF， VCO6 、頻率范圍，頻率準(zhǔn)確度，頻率穩(wěn)定度。 二、判斷題：對 錯 對 錯 錯 錯 對三、選擇題： BDCBA 四、簡答題 1 、2、鎖相環(huán)是一個相位負(fù)反饋系統(tǒng)，其基本組 成部分包括：鑒相器、環(huán)

11、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。3、 第九章 信號分析和 頻域測量一、填空題 1 、本振信號 2、中頻帶通濾波器 3、 7.5KHz 4 、寬， 慢 5、中頻增益二、判斷題： 錯 對 對 對 錯三、選擇題： 1、A 2、B 3、B 4、ACD 5、CD 四、簡答 題：1、 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，

12、但它又不是指單純意 義上的測量時間短、速度快。一般認(rèn)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(dá)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

13、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(jìn)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(jìn)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(rèn)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、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?近的兩個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

14、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、共需要 個濾波器。 4、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、 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。 ，根 據(jù) dB 與 V 的單位換算式 6、證明：若已知邊頻與載波的 幅度差為 A （dB

15、） ，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。第十章 線性系統(tǒng)頻率特性測量和網(wǎng)絡(luò)分析 一、填空題 1、 0 2、端口 2 ，正向反射系數(shù)， 端口 1 ， 反向傳輸系數(shù) 3、信號源、 S 參數(shù)測量裝置、 矢量電壓表 4、 方向性誤差 5、 S21 小于 1 二、判斷題： 對 錯 錯 對 錯三、 選擇題： ADBCA 四、簡答題： 1、宜采用 YIG 掃頻法，這 種掃頻方式通常用于產(chǎn)生較高頻段的掃頻信號，掃頻線性 好。 2、通常采用外差式差頻掃頻、全基波多頻段聯(lián)合式掃 頻、倍頻式掃頻等方法。 3、較低頻段一般用 Z 參數(shù)或 Y 參

16、 數(shù)來表述網(wǎng)絡(luò)特性，測量時需要開路、短路等特定的端口條 件。而高頻、微波條件下的電壓和電流參數(shù)很難測量，且有 時不允許人為地將網(wǎng)絡(luò)端口開路或短路，因此必須應(yīng)用不同 的概念。 在微波網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用 S 參數(shù)具有以下優(yōu)點： 1 S 參數(shù) 與慣常使用的增益、 衰減、反射系數(shù)等物理量聯(lián)系非常密切； 2 對電路進(jìn)行分析或設(shè)計時， S 參數(shù)能全面而嚴(yán)格地表征網(wǎng) 絡(luò)特性，并且便于利用； 3 S 參數(shù)較易于測量，只需要一般 的反射和傳輸測量系統(tǒng)或設(shè)備即可； 4 S 參數(shù)易于用信流圖 表示，對于分析復(fù)雜的組合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常有利。4、 反射參 數(shù)測量系統(tǒng)中使用了功率分配器、定向耦合器等微波器件， 這些器件的性能通常都不

17、理想。定向耦合器的方向性或連接 部件的失配會造成方向性誤差；功率分配器、定向耦合器、 轉(zhuǎn)換接頭及測試電纜等都存在頻率響應(yīng)，因而造成頻響誤 差；定向耦合器的端口不匹配會造成源失配誤差。 在傳輸 參數(shù)測量系統(tǒng)中，傳輸路徑因為隔離不佳而產(chǎn)生信號泄漏， 由此引起傳輸泄漏誤差（隔離誤差） ；微波部件的傳輸頻 響將產(chǎn)生傳輸頻響誤差（跟蹤誤差） ；與反射參數(shù)測量類 似，端口不匹配會造成源失配誤差；另外，由于 DUT 必須 串接在測試信號通路中，失配還會造成負(fù)載失配誤差。5、 微波網(wǎng)絡(luò)的反射、傳輸參數(shù)測量中，在已知系統(tǒng)誤差來源并 建立了誤差模型之后，可以利用校準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)測量和誤差 修正來提高測量經(jīng)度?；舅?/p>

18、路是：根據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)件的實際測 量值和誤差模型，求出各項誤差并將它們的影響從測量值中 扣除。反射 / 傳輸參數(shù)測量誤差的校準(zhǔn)和修正的一般步驟如 下： 校準(zhǔn)測量：使用個數(shù)等于誤差項數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)件（反射 / 傳輸參數(shù)均為已知） ，依次作為 DUT 進(jìn)行反射 /傳輸參數(shù) 測量； 計算誤差：根據(jù)已建立的誤差模型和步驟的測 量結(jié)果，分別得到以誤差為未知數(shù)的方程，并由該方程組計 算求解各項誤差的值；將DUT接入，再次測量全部 S 參數(shù)； 修正：把S參數(shù)的測量值與校準(zhǔn)所得的誤差值代 入修正公式中， 計算求出 DUT 的實際反射 /傳輸系數(shù)， 這就 是誤差修正。 第十一章 數(shù)據(jù)域測試一、填空題 1、固定型 故障、橋接

19、故障、延遲故障和暫態(tài)故障 2、 3、154、組合觸 發(fā)、延遲觸發(fā)、序列觸發(fā)、手動觸發(fā)和限定觸發(fā)5、硬件時 序分析，軟件跟蹤分析。 6、序列觸發(fā) 7、正常采樣方式二、 判斷題：對 錯 對 錯 對 錯 錯 對 錯 錯三、選擇題： ADBCB AC 四、簡答題： 1、 一個邏輯子系統(tǒng)，如果穩(wěn)定狀 態(tài)對任何輸入狀態(tài)改變的響應(yīng)與子系統(tǒng)中電路的延遲無關(guān)， 并且，如果有兩個以上輸入改變， 輸出響應(yīng)與輸入改變的 先后順序也無關(guān)，子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)只取決于各輸入變化的 最終穩(wěn)定電平，則稱這樣的邏輯子系統(tǒng)為電平靈敏的。電 平靈敏設(shè)計可保證電路中器件的延遲、 上升和下降時間等 參量對電路工作無影響， 關(guān)鍵是時序邏輯中

20、的基本存貯元 件必須是電平靈敏的。32、定時分析最大速率。邏輯分 析儀工作在定時分析方式時的最大數(shù)據(jù)采集速率，可以是實 際的采樣時鐘最高 頻率，也可以是等效采樣速率。 狀態(tài) 分析最大速率。工作在狀態(tài)分析方式時，外部時鐘可以輸入 的最大頻率。 通道數(shù)。邏輯分析儀信號輸入通道數(shù)量， 它包括數(shù)據(jù)通道和時鐘通道。通道越多，我們可以同時觀測 的信 號就越多。 存儲深度。每個通道可以存儲的數(shù)據(jù)位 數(shù)，單位為比特（B）/通道，一般為幾 KB致幾十KB。 觸發(fā)方式。邏輯分析儀的觸發(fā)方式越多，其數(shù)據(jù)窗口定位就 越靈活。一般有：隨機觸發(fā)、通道觸發(fā)、毛刺 觸發(fā)、字觸 發(fā)等基本方式， 有的還有一些觸發(fā)附加功能， 如：

21、延遲觸發(fā)、 限定觸發(fā)、組合觸發(fā)、序列觸發(fā)等。 輸入信號最小幅度。 邏輯分析儀探頭能檢測到的輸入信號最小幅度。 輸入門 限變化范圍。探頭門限的可變范圍，一般為 -2V5V，其可 變范圍越大，則可測試的數(shù)字系統(tǒng)邏輯 電平種類越多。 毛刺捕捉能力。邏輯分析儀所能檢測到的最小毛刺脈沖的寬 度。 3、細(xì)胞自動機( CA )和線性反饋移位寄存器( LFSR) 相比的優(yōu)點在于：第一，細(xì)胞的次態(tài)為鄰細(xì)胞狀態(tài)的組合函 數(shù)，不象 LFSR 中通過相鄰單元的簡單左移或右移獲得次態(tài) 值，故 CA 產(chǎn)生的序列較 LFSR 的互相關(guān)性更小，這對 VLSI 的偽隨機測試有益。第二， CA 具有模塊化、局部互 聯(lián)的反饋通路的

22、規(guī)則結(jié)構(gòu)， 易于映射入 VLSI 中。第三， CA 局部互聯(lián)，使通道占用硅片面積小，且通道延遲小，易于高 速運行，有利于 VLSI 的延遲測試。 4、(1) ( x1x2x3x4 ) 1011 2 ( x1x2x3x4 ) 0011 ( x1x2x3x4 ) 0111 (x1x2x3x4 ) 00115、故障 b:s-a-1 的測試為( 0000， 0001， 0010) 故障 a:s-a-1 的測試為( x1x2x3x4 ) 0101 第十二章 測試系統(tǒng)集成技術(shù)一、填空題 1、在最少人工參與下能自動 進(jìn)行測量、處理、顯示或輸出測試結(jié)果的系統(tǒng)2、將各種測 試部件，如測試儀器模塊、主機箱、計算機控制器、編程語 言等組成一個由計算機控制的測量系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測 試軟件的開發(fā)，