電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗課后思考題答案

1、目 錄習(xí) 題 一 1習(xí) 題 二 6習(xí) 題 三 16習(xí) 題 四 24習(xí) 題 五 30習(xí) 題 六 35習(xí) 題 七 37習(xí) 題 八 46習(xí) 題 一1.1 解釋名詞： 測量； 電子測量。答：測量是為確定被測對象的量值而進行的實驗過程。在這個過程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測量與標準的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結(jié)果。從廣義上說，凡是利用電子技術(shù)進行的測量都可以說是電子測量；從狹義上說，電子測量是指在電子學(xué)中測量有關(guān)電的量值的測量。1.2 敘述直接測量、間接測量、組合測量的特點，并各舉一兩個測量實例。答：直接測量：它是指直接從測量儀表的讀數(shù)獲取被

2、測量量值的方法。如：用電壓表測量電阻兩端的電壓，用電流表測量電阻中的電流。間接測量：利用直接測量的量與被測量之間的函數(shù)關(guān)系，間接得到被測量量值的測量方法。如：用伏安法測量電阻消耗的直流功率P，可以通過直接測量電壓U，電流I，而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系PUI，經(jīng)過計算，間接獲得電阻消耗的功耗P；用伏安法測量電阻。組合測量：當某項測量結(jié)果需用多個參數(shù)表達時，可通過改變測試條件進行多次測量，根據(jù)測量量與參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解，進而得到未知量，這種測量方法稱為組合測量。例如，電阻器電阻溫度系數(shù)的測量。1.3 解釋偏差式、零位式和微差式測量法的含義，并列舉測量實例。答：偏差式測量法：在測量過程中，用儀器

3、儀表指針的位移(偏差)表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。例如使用萬用表測量電壓、電流等。零位式測量法：測量時用被測量與標準量相比較，用零示器指示被測量與標準量相等(平衡)， 從而獲得被測量從而獲得被測量。如利用惠斯登電橋測量電阻。微差式測量法：通過測量待測量與基準量之差來得到待測量量值。如用微差法測量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度。1.4 敘述電子測量的主要內(nèi)容。答：電子測量內(nèi)容包括：（1）電能量的測量如：電壓，電流電功率等；（2）電信號的特性的測量如：信號的波形和失真度，頻率，相位，調(diào)制度等；（3）元件和電路參數(shù)的測量如：電阻，電容，電感，阻抗，品質(zhì)因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（4）電子電路性能的

4、測量如：放大倍數(shù)，衰減量，靈敏度，噪聲指數(shù)，幅頻特性，相頻特性曲線等。1.5 列舉電子測量的主要特點.。答：（1）測量頻率范圍寬；（2）測試動態(tài)范圍廣；（3）測量的準確度高；（4）測量速度快；（5）易于實現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量；（6）易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器的智能化；（7）影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜。1.6 選擇測量方法時主要考慮的因素有哪些？答：在選擇測量方法時，要綜合考慮下列主要因素： 被測量本身的特性； 所要求的測量準確度； 測量環(huán)境； 現(xiàn)有測量設(shè)備等。1.7 設(shè)某待測量的真值為土000，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據(jù)。試用精密度、正確度和準確度說明三組測量結(jié)果的特點

5、： 10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09，10.11； 9.59，9.7l，1 0.68，l0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21，9.98，l0.38； 10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99。答： 精密欠正確； 準確度低； 準確度高。1.8 SXl842數(shù)字電壓表數(shù)碼顯示最大數(shù)為19 999，最小一檔量程為20mV，問該電壓表的最高分辨率是多少？ 解：20mV/199990.001 mV1Vl.9 SR46示波器垂直系統(tǒng)最高靈敏度為50uV

6、div，若輸入電壓為120uV，則示波器熒光屏上光點偏移原位多少格？ 解：120/502.4格1.10 某待測電路如題1.10圖所示。（1）計算負載RL上電壓U。的值(理論值)。（2）如分別用輸入電阻Rv為120kO和10MQ的晶體管萬用表和數(shù)字電壓表測量端電壓U。，忽略其他誤差，示值U。各為多少？ （3）比較兩個電壓表測量結(jié)果的示值相對誤差rxrx(UoUx)/Ux×100%解：（1）（2）R外130/12024 K 題1.10 圖R外230/1000029.91 K （3）1.11 已知某熱敏電阻隨溫度變化的規(guī)律為，其中Ro 、Rt 分別為 熱力學(xué)溫度為T0300K和T時的阻值，

7、B為材料系數(shù)。已測得 T1290 K，R114.12k ，T2320K，R25.35kg。求R0和B。解： （1） （2）聯(lián)立（1）、（2）解得： B3003 R010.05K1.12 試設(shè)計一個測量方案，測量某放大器的直流輸出電阻(阻值估計在30k左右)。解：設(shè)計如右圖所示，為減少測量誤差采用數(shù)字電壓表測量，且R1、R2都在30 K左右，可忽略電壓表接入對輸出電壓的影響，則有： 所以：1.13 選擇測量儀器時，通常要根據(jù)被測量的大致大小選擇合適的測量量程。例如仍采用題1.l0所示的測量電路，現(xiàn)分別用MF20晶體管電壓表的6 V檔和30V檔測量負載RL上電阻Uo，已知電壓表的電壓靈敏度為20k

8、V(由此司算出各檔量程電壓表輸入電阻Rv電壓靈敏度×量程)，準確度等級為2.5級(準確度等級s表示儀表的滿度相對誤差不超過s，即最大絕對誤差為xm±s%·xm。試分別計算兩個量程下的絕對誤差和相對誤差。解：6V檔時：Rv1120K R外130/12024 Kx11Ux1A2.2222.50.278V x12±2.5%×6±0.15V30V檔時：Rv230×20600K R外230 /60028.57 Kx212.2442.50.06V x22±2.5%×30±0.75V x20.81V1.14

9、比較測量和計量的類同和區(qū)別。答：測量是把被測量與標準的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結(jié)果。計量是利用技術(shù)·陽法制手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測量。計量可看作測量的特殊形式，在計量過程中，認為所使用的量具和儀器是標準的，用它們來校準、檢定受檢量具和儀器設(shè)備，以衡量和保證使用受檢量具儀器進行測量時所獲得測量結(jié)果的可靠性。因此，計量又是測量的基礎(chǔ)和依據(jù)。1.15 解釋名詞： 計量基準； 主基準； 副基準； 工作基準。答： 用當代最先進的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準確度和穩(wěn)定性建立起來的專門用以規(guī)定、保持和復(fù)現(xiàn)物理量計量單位的特殊

10、量具或儀器裝置等。 主基準也稱作原始基準，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達到的最高準確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定批準，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準也叫國家基準。 副基準：通過直接或間接與國家基準比對，確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準的計量器具。其地位僅次于國家基準，平時用來代替國家基準使用或驗證國家基準的變化。 工作基準：經(jīng)與主基準或副基準校準或比對，并經(jīng)國家鑒定批準，實際用以檢定下屬計量標準的計量器具。1.16 說明檢定、比對、校準的含義。各類測量儀器為什么要定期進行檢定和比對。答：檢定：是用高一等級準確度的計量器具對低一等級的計量器具進行比較，以達到全面評定被檢

11、計量器具的計量性能是否合格的目的。比對：在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類基準、標準或工作計量器具之間的量值進行比較，其目的是考核量值的一致性。校準：校準是指被校的計量器具與高一等級的計量標準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差的全部工作。一般而言，檢定要比校準包括更廣泛的內(nèi)容。通過對各級基準、標準及計量器檢定、比對和校準以保證日常工作中所使用的測量儀器、量具的量值統(tǒng)一。習(xí) 題 二2.1 解釋下列名詞術(shù)語的含義：真值、實際值、標稱值、示值、測量誤差、修正值。答：真值：一個物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實數(shù)值。指定值：由國家設(shè)立盡可能維持不變的實物標準(或基準)，以法令的形式指定其所體

12、現(xiàn)的量值作為計量單位的指定值。實際值：實際測量時，在每一級的比較中，都以上一級標準所體現(xiàn)的值當作準確無誤的值，通常稱為實際值，也叫作相對真值。標稱值：測量器具上標定的數(shù)值。示值：測量器具指示的被測量量值稱為測量器具的示值。測量誤差：測量儀器儀表的測得值與被測量真值之間的差異。修正值：與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值。2.2 什么是等精度測量？什么是不等精度測量？答：在保持測量條件不變的情況下對同一被測量進行的多次測量過程稱作等精度測量。 如果在同一被測量的多次重復(fù)測量中，不是所有測量條件都維持不變，這樣的測量稱為非等精度測量或不等精度測量。2.3 按照表示方法的不同，測量誤差分成哪幾類？答：

13、1、絕對誤差： 定義為：xxA02、相對誤差（1）實際相對誤差： （2）示值相對誤差： （3）滿度相對誤差： （4）分貝誤差： Gx20 lgAu（d B）2.4 說明系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗差的主要特點。答：系統(tǒng)誤差的主要特點是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。隨機誤差的特點是： 有界性； 對稱性； 抵償性。粗差的主要特點是：測得值明顯地偏離實際。2.5 有兩個電容器，其中C12000±40 pF，C2470 pF±5%，問哪個電容器的誤差大些？為什么？解：

14、因為r1r2 ，所以C2的誤差大些。2.6 某電阻衰減器，衰減量為20±0.1dB，若輸入端電壓為1 000mV，輸出端電壓等于多少？解：由： 得：u 0ui /10100 mVrxrDb /8.69±0.1/8.69±1.2 % u 0rx×u0±1.2 %×100±1.2 mV輸出端電壓為：100 mV±1.2 mV2.7 用電壓表測量電壓，測得值為5.42V，改用標準電壓表測量示值為5.60V，求前一只電壓測量的絕對誤差U，示值相對誤差rx和實際相對誤差rA 。解：U5.425.600.18Vrx0.18/5

15、.423.32% rA0.18/5.603.21%2.8 標稱值為1.2k，容許誤差±5的電阻，其實際值范圍是多少？解：xrx×x±5%×120±60 實際值范圍是：1200±602.9 現(xiàn)檢定一只2.5級量程100V電壓表，在50V刻度上標準電壓表讀數(shù)為48V，問在這一點上電壓表是否合格？解：xm±2.5%×100±2.5V x50482V2.5V 電壓表合格。2.10 現(xiàn)校準一個量程為100 mV，表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值(mV)010203040506070809010

16、0標準儀表示值(mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0絕對誤差 (mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值c (mV)0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求： 將各校準點的絕對誤差U和修正值c填在表格中； 10 mV刻度點上的示值相對誤差rx和實際相對誤差rA； 確定儀表的準確度等級； 確定儀表的靈敏度。解： rx0.1/10×100%1% rA0.1/9.9×100%1.01% 因為：xm0.4 mV rm0.4/1000.4%所以：s

17、0.5 100/1001 mV2.11 WQ1型電橋在f 1 kHz時測0.1pF110pF電容時，允許誤差為± 1.0 × (讀數(shù)值)±0.01× (滿量程值)，求該電橋測得值分別為lpF、10pF、100pF時的絕對誤差、相對誤差。 解：xm±0.01%×110±0.011 pF x1±1.0%×1±0.011±0.021 pFx2±1.0%×10±0.011±0.111 pF x3±1.0%×100±0.011

18、±1.011 pF 2.12 如題2.12圖所示，用內(nèi)阻為Rv的電壓表測量A、B兩點間電壓，忽略電源E、電阻R1、 R2的誤差，求： 不接電壓表時，A、B間實際電壓UA； 若Rv 20K，由它引入的示值相對誤差和實際相對誤差各為多少？ 若Rv 1M，由它引入的示值相對誤差和實際相對誤差又各為多少？解： R外20/100019.6K 題2.12圖 2.13 用準確度s10級，滿度值100A的電流表測電流，求示值分別為80A和40A時的絕對誤差和相對誤差。解：x1x2xm±1%×100±1Arx1x1/ x1±1/80±1.25% rx2

19、x2 / x2±1/40±2 .5%2.14 某位(最大顯示數(shù)字為19 999 )數(shù)字電壓表測電壓，該表2V檔的工作誤差為 ± 0.025(示值)±1個字，現(xiàn)測得值分別為0.0012V和1.988 8V，問兩種情況下的絕對誤差和示值相對誤差各為多少？解： 2.15 伏安法測電阻的兩種電路示于題2.15圖(a)、(b)，圖中為電流表，內(nèi)阻RA， 為電壓表，內(nèi)阻Rv，求： 兩種測量電路中，由于RA 、 Rv的影響，只。的絕對誤差和相對誤差各為多少？ 比較兩種測量結(jié)果，指出兩種電路各自適用的范圍。題2.15圖解：（a） ra0測得值偏小，RVRx時，ra很小。

20、（b）RxbRxRA RxbRA rbRA/ Rxrb0測得值偏大，RARx時，rb很小。2.16 被測電壓8V左右，現(xiàn)有兩只電壓表，一只量程0l0V，準確度sl1.5，另一種量程050V，準確度s2 l.0級，問選用哪一只電壓表測量結(jié)果較為準確？解：x1xm1rm1×xm1±1.5%×10±0.15Vr1x1/x1±0.15/8±1.88%x2xm2rm2×xm2±1.0%×50±0.5Vr2x2/x2±0.5/8±6.25%r1r2 ，選用準確度sl1.5電壓表測量結(jié)果較

21、為準確。2.17 利用微差法測量一個l0V電源，使用9V標稱相對誤差±0.1的穩(wěn)壓源和一只準確度為s的電壓表，如題2.17圖所示。要求測量誤差U/U±0.5%，問s？ 解： 依題意得： 題2.17圖 所以：s4.1 選用2.5級的電壓表。2.18 題2.18圖為普通萬用表電阻檔示意圖，Ri稱為中值電阻，Rx為待測電阻，E為表內(nèi)電壓源(干電池)。試分析，當指針在什么位置時，測量電阻的誤差最??？解：因為：則：Rx的絕對誤差為：Rx的相對對誤差為： 題2.18圖令：得：即指針在中央位置時，測量電阻的誤差最小。 2.19 兩只電阻分別為R120±2%，R2(100

22、7;0.4) ，求：兩電阻串聯(lián)及并聯(lián)兩種接法時的總電阻和相對誤差。解：串聯(lián)時：相對誤差：R串120×0.66%0.8 總電阻：120±0.8并聯(lián)時： 符號有正有負時： R并20/10016.7 R并±16.7×1.77%±0.3并聯(lián)時的總電阻為：16.7±0.32.20 用一只量程為5V，準確度s1.5級電壓表測量題2.20圖中a、b點電位分別為 和Ua4.26V，Ub4.19V，忽略電壓表的負載效應(yīng)，求： Ua、Ub絕對誤差、相對誤差各為多少？ 利用UabUaUb公式計算，則電壓Uab的絕對誤差和相對誤差各為多少？解：UaUbUm&

23、#177;s%·Um ±1.5%×50.075VUab4.264.190.07V±214.26% Uabrab×Uab±214.26%×0.07±0.15V 題 2.20 圖2.21 用電橋法測電阻時，利用公式RxR1·R3 / R2，已知R1100，R1±0.1，R3100，R3±0.1，R21000，R2±0.1。求：測得值Rx的相對誤差。 解：r R1±0.1/100±0.1% r R3±0.1% r R2±1/1000±

24、;0.1%±(0.1%0.1%0.1%)±0.3%2.22 電阻上消耗的電能WU2/ R·t，已知rU±1% , rR±0.5% ，rt±1.5%，求rW。解：±4%2.23 金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率可用4L /d2 R公式計算，式中L(cm)、d(cm)、R()分別為導(dǎo)線的長度、直徑和電阻值，試分析在什么條件下的誤差最小，對哪個參數(shù)的測量準確度要求最高。解：當rL2 rdrR 時，/0 最小。導(dǎo)體的直徑參數(shù)d的測量準確度要求最高。2.24 電橋測一個50mH左右的電感，由于隨機誤差的影響，使電感的測量值在LO±0.8mH

25、的范圍內(nèi)變化。若希望測量值的不確定度范圍減小到0.3mH以內(nèi)，仍使用該電橋，問可采用什么辦法。解：采用對照法進行測量，第一次測量電橋平衡時有：jL0·R3jLs1·R4 則： L0Ls1·R4/ R3 若 則：第二次測量時，交換L0與Ls的位置，電橋平衡時有：jL0·R4jLs2·R3 則： L0Ls2·R3/ R4 比較兩個L0的表達式有： 則： 若 則：所以：2.25 題2.25圖中，用50V量程交流電壓表通過測量U1、U2獲得U值，現(xiàn)U1 U2 40V，若允許U的誤差±2，問電壓表的準確度應(yīng)為幾級？解：U1U2

26、7;s%×Um±s%×500.5sru1ru2±0.5s/40±1.25s%±1.25s%依題意得：±1.25s%±2 % 解得：s1.6 所以，選用1.5級的電壓表。 題2.25圖2.26 用示波器測量題2.26圖所示調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)，已知A、B測量誤差±10，問調(diào)幅系數(shù)誤差為多少？解： 當A、B有正有負時： 題2.26圖2.27 用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表：nxinxinxi1234520.42 20.4320.4020.4320.4267891020.4320.3920.3020.4020.4

27、3111213141520.4220.4120.3920.3920.40判斷有無壞值，寫出測量報告值。解：（1）用公式求算術(shù)平均值。20.404（2）列出vi和vi2如表2.271（3） 表2.271nvivi2nvivi2nvivi2123450.0160.026-0.0040.0260.0160.0002560.0006760.0000160.0006760.0002566789100.026-0.014-0.104-0.0040.0260.0006760.0001960.0108160.0000160.00067611121314150.0160.006-0.014-0.014-0.01

28、40.0002560.0000360.0001960.0001960.00001630.098從表2.27中可以看出，剩余殘差最大的第8個測量數(shù)據(jù)，其值為：，n8為壞值應(yīng)剔除。（4）剔除n8后的算術(shù)平均值（5）重新列出vi和vi2如表2.272表2.272nvivi2nvivi2nvivi2123450.0060.016-0.0140.0160.0060.0000360.0002560.0001960.0002560.00003667890.016-0.024-0.0140.0160.0002560.0005760.0001960.00025610111213140.006-0.004-0.0

29、24-0.024-0.0140.0000360.0000160.0005760.0005760.000196（6）剔除n8后的標準差的估計值 （7）剔除n8后無壞值 因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為：20.414±0.0132.28 按照舍入法則，對下列數(shù)據(jù)處理，使其各保留三位有效數(shù)字： 86.372 4， 8.914 5， 3.175 0， 0.003 125， 59 450解：86.372 486.4 8.914 58.91 3.175 03.18 0.003 1250.00312 59 450594×1022.29 按照有效數(shù)字的運算法則，計算下列各結(jié)果： 1.0713&#

30、215;3.23.42 1.0713×3.203.43 40.313×4.52182.2 51. 4×3.7190 56.094.653260.74 70.40.45370.02.30 某電壓放大器，測得輸入端電壓Ui1.0mV，輸出端電壓Uo1200mV，兩者相對誤差均為±2，求放大器增益的分貝誤差。解：rdB20lg（14%）±（20×0.017）±0.34dB習(xí) 題 三3.1 如何按信號頻段和信號波形對測量用信號源進行分類？答：按信號頻段的劃分，如下表所示：名 稱頻 率 范 圍主 要 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 超低頻信號發(fā)器 低

31、頻信號發(fā)生器 視頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器 甚高頻信號發(fā)生器 超高頻信號發(fā)生器 30kHz以下 30kHz300kHz 300kHz6MHz 6MHz30MHz 30MHz300MHz 300MHz3000 MHz電聲學(xué)、聲納 電報通訊 無線電廣播 廣播、電報 電視、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航 雷達、導(dǎo)航、氣象按輸出信號波形分類：可分為正弦信號發(fā)生器和非正弦信號發(fā)生器。非正弦信號發(fā)生器又可包括：脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器、掃頻信號發(fā)生器、數(shù)字序列信號發(fā)生器、圖形信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器等。3.2 正弦信號發(fā)生器的主要性能指標有哪些？各自具有什么含義？ 答：正弦信號發(fā)生器的主要性能指標及各自具有的含

32、義如下：（1）頻率范圍指信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號頻率范圍。（2）頻率準確度頻率準確度是指信號發(fā)生器度盤(或數(shù)字顯示)數(shù)值與實際輸出信號頻率間的偏差，通常用相對誤差表示：式中f0為度盤或數(shù)字顯示數(shù)值，也稱預(yù)調(diào)值，f1是輸出正弦信號頻率的實際值。（3）頻率穩(wěn)定度 其他外界條件恒定不變的情況下，在規(guī)定時間內(nèi)，信號發(fā)生器輸出頻率相對于預(yù)調(diào)值變化的大小。按照國家標準，頻率穩(wěn)定度又分為頻率短期穩(wěn)定度和頻率長期穩(wěn)定度。頻率短期穩(wěn)定度定義為信號發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時間后，信號頻率在任意15min內(nèi)所發(fā)生的最大變化，表示為：頻率長期穩(wěn)定度定義為信號發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時間后，信號頻率在任意3h內(nèi)所發(fā)生的最大變化，

33、表示為：預(yù)調(diào)頻率的 x×10-6yHz式中x、y是由廠家確定的性能指標值。（4）由溫度、電源、負載變化而引起的頻率變動量由溫度、電源、負載變化等外界因素造成的頻率漂移(或變動)即為影響量。 溫度引起的變動量環(huán)境溫度每變化1所產(chǎn)生的相對頻率變化，表示為：預(yù)調(diào)頻率的x·10-6/，即式中t為溫度變化值，f0為預(yù)調(diào)值， f1為溫度改變后的頻率值。 電源引起的頻率變動量供電電源變化±10所產(chǎn)生的相對頻率變化，表示為：x·10-6，即 負載變化引起的頻率變動量負載電阻從開路變化到額定值時所引起的相對頻率變化，表示為： x·10-6，即式中f1為空載時的輸

34、出頻率，f2為額定負載時的輸出頻率。（5）非線性失真系數(shù)(失真度)用信號頻譜純度來說明輸出信號波形接近正弦波的程度，并用非線性失真系數(shù) r 表示：式中U1為輸出信號基波有效值，U2、U3 Un 為各次諧波有效值。由于U2、U3 Un 等較U1小得多，為了測量上的方便，也用下面公式定義r：（6）輸出阻抗 信號發(fā)生器的輸出阻抗視其類型不同而異。低頻信號發(fā)生器電壓輸出端的輸出阻抗一般600 (或1k)，功率輸出端依輸出匹配變壓器的設(shè)計而定，通常50、75、150、600和5k等檔。高頻信號發(fā)生器一般僅有50或75檔。（7）輸出電平輸出電平指的是輸出信號幅度的有效范圍。（8）調(diào)制特性當調(diào)制信號由信號發(fā)

35、生器內(nèi)部產(chǎn)生時，稱為內(nèi)調(diào)制，當調(diào)制信號由外部加到信號發(fā)生器進行調(diào)制時，稱為外調(diào)制。3.3 文氏橋振蕩器的振蕩原理是什么？答：是文氏橋振蕩器傳輸函數(shù)的幅頻特性和相頻特性分別為：當01/RC，或 ff01/2RC 時，輸出信號與輸入信號同相，且此時傳輸函數(shù)模 N(0)N()max1/3最大，如果輸出信號U0后接放大倍數(shù)KVN(0)3的同相放大器，那么就可以維持0 或者f f01/2RC 的正弦振蕩，而由于RC網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，其他頻率的信號將被抑制。3.4 某文氏橋只C振蕩器如題34圖所示，其中R3、R4是熱敏電阻，試確定它們各自應(yīng)具有什么性質(zhì)的溫度系數(shù)。答：R3應(yīng)具有正性質(zhì)的溫度系數(shù)，R4應(yīng)具有負

36、性質(zhì)的溫度系數(shù)。 題3.4圖3.5 差頻式振蕩器作低頻信號發(fā)生器振蕩源的原理和優(yōu)點是什么？答：差頻式振蕩器的可變頻率振蕩器和固定 頻率振蕩器分別產(chǎn)生可變頻率的高頻振蕩 f1 和固定頻率的高頻振蕩 f2 ，經(jīng)過混頻器M產(chǎn)生兩者差頻信號 f f1 f2。這種方法的主要缺點是電路復(fù)雜，頻率準確度、穩(wěn)定度較差，波形失真較大；最大的優(yōu)點是容易做到在整個低頻段內(nèi)頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)而不用更換波段，輸出電平也較均勻，所以常用在掃頻振蕩器中。3.6 XD-1型低頻信號發(fā)生器表頭指示分別為2V和 5V，當輸出衰減旋鈕分別指向下列各位置時，實際輸出電壓值為多大？ 電平表頭指示 0dB10dB20dB30dB40dB50

37、dB60dB70dB80dB90dB倍 數(shù)13.161031.62100316100031601043.16×1042 V20.630.20.0630.026.3×10-32×10-36.3×10-42×10-46.3×10-55 V51.580.50.1580.050.01580.0050.001585×10-41.5810-43.7 結(jié)合圖3.311，說明函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理和過程。欲產(chǎn)生正向鋸齒波，圖中二極管應(yīng)如何聯(lián)接？答：正向鋸齒波充電電壓增大的時間長，放電電壓減少的時間短，在R兩端并聯(lián)的二二極管左端為正，右端為

38、負。 t1t2 為正向鋸齒波。3.8 說明圖33-14所示XD8B框圖中RP 4和RP 2兩個電位器的功能。答：RP4調(diào)頻率，RP2波形選擇。3.9 說明圖3.4-1高頻信號發(fā)生器各單元的主要作用。答：振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩信號，調(diào)頻器產(chǎn)生高頻調(diào)頻信號，內(nèi)調(diào)制信號振蕩器產(chǎn)生低頻等幅振蕩信號，緩沖放大器放大高頻等幅振蕩信號或高頻調(diào)頻信號，同時還起緩沖隔離作用，調(diào)制度計顯示調(diào)制度計的大小，電子電壓表顯示緩沖放大器輸出電壓的大小，步進衰減輸出級衰減緩沖放大器輸出電壓使之滿足輸入電路對輸入電壓大小的要求，電源的作用是為高頻信號發(fā)生器各單元電路提供合適的工作電壓和電流。3.10 調(diào)諧式高頻振蕩器主要有哪

39、三種類型？振蕩頻率如何確定和調(diào)節(jié)？答：調(diào)諧信號發(fā)生器的振蕩器通常為LC振蕩器，根據(jù)反饋方式，又可分為變壓器反饋式、電感反饋式(也稱電感三點式或哈特萊式)及電容反饋式(也稱電容三點式或考畢茲式)三種振蕩器形式。變壓器反饋式振蕩器的振蕩頻率：電感反饋式振蕩器的振蕩頻率： 電容反饋式振蕩器的振蕩頻率：通常用改變電感L來改變頻段，改變電容C進行頻段內(nèi)頻率細調(diào)。3.11 題3.11圖是簡化了的頻率合成器框圖，f1為基準頻率， f2為輸出頻率，試確定兩者之間的關(guān)系。若f1 1MHz，分頻器÷n和÷m中n、m可以從1變到10，步長為1，試確定f2的頻率范圍。 題3.11圖解：相位鎖定時：

40、f1/nf2/m f2f1·m/n當 m1 n10時 f2minf1/100.1MHz 當 m10 n1時 f2max10f110MHz3.12 解釋下列術(shù)語：頻率合成，相干式頻率合成，非相干式頻率合成。答：頻率合成是把一個(或少數(shù)幾個)高穩(wěn)定度頻率源fs經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運算，以產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)，按一定的頻率間隔(或稱頻率跳步)的一系列離散頻率的信號。相干式頻率合成器：只用一個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，然后通過分頻、倍頻等，加入混頻器的頻率之間是相關(guān)的。非相干式直接合成器：用多個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，產(chǎn)生混頻的兩個基準頻率之間相互獨立。3.13 說明點頻法和掃頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻

41、率特性的原理和各自特點。答：點頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理就是“逐點”測量幅頻特性或相頻特性。其特點是：原理簡單，需要的設(shè)備也不復(fù)雜。但由于要逐點測量，操作繁瑣費時，并且由于頻率離散而不連續(xù)，非常容易遺漏掉某些特性突變點，而這常常是我們在測試和分析電路性能時非常關(guān)注的問題。另外當我們試圖改變電路的結(jié)構(gòu)或元件參數(shù)時，任何改變都必然導(dǎo)致重新逐點測量。掃頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理就是在測試過程中，使信號源輸出信號的頻率按特定規(guī)律自動連續(xù)并且周期性重復(fù)，利用檢波器將輸出包絡(luò)檢出送到示波器上顯示，就得到了被測電路的幅頻特性曲線。其特點是： 可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的自動或半自動測量； 不會出現(xiàn)由于點頻法中的頻

42、率點離散而遺漏掉細節(jié)的問題； 得到的是被測電路的動態(tài)頻率特性，更符合被測電路的應(yīng)用實際。3.14 掃頻儀中如何產(chǎn)生掃頻信號？如何在示波管熒光屏上獲得網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性？答：實現(xiàn)掃頻振蕩的方法很多，常用的有磁調(diào)電感法、變?nèi)荻O管法以及微波波段使用的返波管法、YIG諧振法等。在磁調(diào)電感法中L2、C諧振回路的諧振頻率 f 0為：由電磁學(xué)理論可知，帶磁芯線圈的電感量與磁芯的導(dǎo)磁系數(shù)0成正比L20 L當掃描電流隨時間變化時，使得磁芯的有效導(dǎo)磁系數(shù)0也隨著改變，掃描電流的變化就導(dǎo)致了L2及諧振頻率f0的變化，實現(xiàn)了“掃頻”。在測試過程中，使信號源輸出信號的頻率按特定規(guī)律自動連續(xù)并且周期性重復(fù)，利用檢波器將輸出

43、包絡(luò)檢出送到示波器上顯示，在示波管熒光屏上就得到了被測電路的幅頻特性曲線。3.15 對于矩形脈沖信號，說明下列參數(shù)的含義：脈沖幅度、脈沖寬度、脈沖上升時間和下降時間、脈沖占空系數(shù)、脈沖過沖、平頂降落。答： 脈沖幅度Um：脈沖波從底部到頂部之間的數(shù)值。 脈沖寬度：一般指脈沖前、后沿分別等于0.5 Um時相應(yīng)的時間間隔。 脈沖上升時間tr：脈沖波從0.1 Um 上升到0. 9Um所經(jīng)歷的時間。 脈沖下降時間tf ：脈沖波從0.9 Um下降到0.1Um所經(jīng)歷的時間。 脈沖的占空系數(shù)：脈沖寬度與脈沖周期T的比值稱為占空系數(shù)或空度比。 脈沖過沖：包括上沖和下沖。上沖指上升邊超過頂值Um以上所呈現(xiàn)的突出部

44、分，下沖是指下降邊超過底值以下所呈現(xiàn)的向下突出部分. 平頂降落U：脈沖頂部不能保持平直而呈現(xiàn)傾斜降落的數(shù)值，也常用其對脈沖幅度的百分比值來表示。3.16 以圖36-4中XC-14型脈沖信號發(fā)生器框圖為例，說明通用脈沖信號發(fā)生器的工作原理。在通用脈沖信號發(fā)生器中，如何由方波(矩形波)信號獲得梯形波、鋸齒波和三角波？ 答：圖3.6-4中外觸發(fā)電路、自激多諧振蕩器、延遲電路構(gòu)成觸發(fā)脈沖發(fā)生單元。延遲電路和前述延時級的電路形式及延時調(diào)節(jié)方法相同，輸出波形(c)比自激多諧振蕩器或外觸發(fā)脈沖信號(a)延遲了d時間，(b)波形表示(a)信號進行積分并與一比較電平E1相比較產(chǎn)生延遲脈沖的過程。圖3.6-4中積

45、分調(diào)寬電路、比較整形電路和相減電路構(gòu)成脈沖形成單元。積分調(diào)寬電路和比較整形電路的作用與前述延遲電路相似，形成比信號(c)延時f的脈沖(e) ，而后信號(c)、(e)共同作用在相減電路上輸出窄脈沖(f)，調(diào)節(jié)積分器電容C和積分器中恒流源可以使在10ns1 000s間連續(xù)可變。極性變換電路、前后沿調(diào)節(jié)電路、輸出電路構(gòu)成脈沖輸出單元。極性變換電路實際上是一個倒相器，用開關(guān)K選擇輸出脈沖的正、負極性。前后沿調(diào)節(jié)電路和延遲電路中積分器原理類似，調(diào)節(jié)積分電容c和被積恒流源來調(diào)節(jié)脈沖前后沿，可使輸出脈沖變換為矩形、梯形、三角形、鋸齒形，以供不同的需要。輸出電路是由兩極電流放大器構(gòu)成的脈沖放大器，能保證在50

46、負載上獲得波形良好的脈沖輸出。輸出脈沖的幅度和直流偏置電平也在該級進行調(diào)節(jié)。3.17 XD-11型多用信號源產(chǎn)生脈沖波形的原理與XC-14型脈沖發(fā)生器有何不同？答：XD-11型多用信號源由文氏橋振蕩器產(chǎn)生正弦振蕩，在正弦波單元緩沖、放大，在正負脈沖單元產(chǎn)生正負脈沖，在鋸齒波單元產(chǎn)生鋸齒波，在正負尖脈沖單元產(chǎn)生正負尖脈沖，經(jīng)按鍵開關(guān)K選擇由輸出衰減器輸出。XC-14型脈沖發(fā)生器由自激多諧振蕩器、延遲電路構(gòu)成觸發(fā)脈沖發(fā)生單元。經(jīng)整形放大輸出方波脈沖，延遲電路可調(diào)節(jié)方波脈沖的寬度，與積分調(diào)寬電路和比較整形電路輸出的方波脈沖經(jīng)相減電路相減可輸出窄脈沖。調(diào)節(jié)積分電容c和被積恒流源來調(diào)節(jié)脈沖前后沿，可使輸

47、出脈沖變換為矩形、梯形、三角形、鋸齒形。極性變換電路、前后沿調(diào)節(jié)電路、輸出電路構(gòu)成脈沖輸出單元。用開關(guān)K選擇輸出脈沖的正、負極性。3.18 用題318圖(a所示方案觀測網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)響應(yīng)，如果輸入波形是矩形脈沖(b)，被觀測網(wǎng)絡(luò)分別為（c)、(d)，則示波器上顯示的輸出波形各為什么？題3.18圖解：對網(wǎng)絡(luò)(C)： RC 5RCT/2 即：T/10 則圖(C)為微分電路，所以，輸入方波脈沖時，輸出為正負尖峰脈沖。對網(wǎng)絡(luò)(d)： RC 5RCT/2 即：T/10 則圖(d)為耦合電路，所以，輸入方波脈沖時，輸出為近似的方波脈沖。3.19 簡要說明白噪聲，產(chǎn)生白噪聲的主要噪聲源以及如何進行噪聲頻譜搬移。答

48、：白噪聲的特點是頻譜分布均勻。產(chǎn)生白噪聲的主要噪聲源有：電阻器噪聲源、飽和二極管噪聲源、氣體放電管噪聲源和固態(tài)噪聲源。噪聲信號發(fā)生器中的變換器可用來改變噪聲的頻譜特性，概率密度函數(shù)和進行頻譜搬移。習(xí) 題 四4.1 電子示波器有哪些特點？答：電子示波器的基本特點是： 能顯示信號波形，可測量瞬時值，具有直觀性。 輸入阻抗高，對被測信號影響小。 工作頻帶寬，速度快，便于觀察高速變化的波形的細節(jié)。 在示波器的熒光屏上可描繪出任意兩個電壓或電流量的函數(shù)關(guān)系。4.2 說明電子槍的結(jié)構(gòu)由幾部分組成，各部分的主要用途是什么？答：電子槍由燈絲(h)、陰極(K) 、柵極(G1)、前加速極(G2)、第一陽極(A1)

49、和第二陽極(A2)組成。燈絲h用于對陰極K加熱，加熱后的陰極發(fā)射電子。柵極G1電位比陰極K低，對電子形成排斥力，使電子朝軸向運動，形成交叉點F1，調(diào)節(jié)柵極G1的電位可控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點的輝度。G2、A1、A2構(gòu)成一個對電子束的控制系統(tǒng)。這三個極板上都加有較高的正電位，并且G2與A2相連。穿過柵極交叉點F1的電子束，由于電子間的相互排斥作用又散開。進入G2、A1、A2構(gòu)成的靜電場后，一方面受到陽極正電壓的作用加速向熒光屏運動，另一方面由于A1與G2、A1與A2形成的電子透鏡的作用向軸線聚攏，形成很細的電子束。4.3 說明電壓調(diào)整電路怎樣調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”和“輔助聚

50、焦”。答：調(diào)節(jié)柵極G1的電位可控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點的輝度。調(diào)節(jié)柵極A1的電位可控制電場對電子的作用力的大小，實現(xiàn)聚焦調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)柵極A2的電位可改變A2與A1的相對電位，控制電場對電子的作用力的大小，實現(xiàn)輔助聚焦調(diào)節(jié)。4.4 如果要達到穩(wěn)定顯示重復(fù)波形的目的，掃描鋸齒波與被測信號間應(yīng)具有怎樣的時序和時間關(guān)系？答：Txn Ty4.5 熒光屏按顯示余輝長短可分為幾種？各用于何種場合？答：熒光屏按顯示余輝時間長短可分成為長余輝(100ms1s)、中余輝(1ms100ms)和短余輝(10s10ms)的不同規(guī)格。普通示波器需采用中余輝示波管，而慢掃描示波器則采用長余輝示波管。4.

51、6 電子示波器由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？答：電子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、掃描時間校正器、電源幾部分組成。Y通道的作用是：檢測被觀察的信號，并將它無失真或失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。X通道的作用是：產(chǎn)生一個與時間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波管的x偏轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形成時間基線。Z通道的作用是：在時基發(fā)生器輸出的正程時間內(nèi)產(chǎn)生加亮信號加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光跡，在掃描回程使光跡消隱。示波管的作用是：將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，顯示被測信號的波形。幅度校正器的作用是：用于校正Y通道靈敏度。掃描時間校正器的

52、作用是：用于校正x軸時間標度，或用來檢驗掃描因數(shù)是否正確。電源的作用是：為示波器的各單元電路提供合適的工作電壓和電流。4.7 示波器主要技術(shù)指標有哪些？各表示何種意義？答：（1）頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)fh也叫帶寬。指垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y方向放大器)對正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的0.707(-3dB)的頻率范圍。（2）偏轉(zhuǎn)靈敏度(S)單位輸入信號電壓uy引起光點在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離H稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度S：SH / uy（3）掃描頻率掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器X方向掃描頻率可由t/cm或t/div分檔開關(guān)進行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標注的是時基因數(shù)。（4）輸入阻抗輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻R

53、i和分布電容Ci的并聯(lián)阻抗。（5）示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號作用下的過渡特性。上升時間tr越小越好。（6）掃描方式線性時基掃描可分成連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描兩種方式。4.8 現(xiàn)有下列三種示波器，測量上升時間，為80ns的脈沖波形，選用哪一種好？為什么？（1）SBT5同步示波器f h=10MHz，tr40ns。（2）SBMl0通用示波器f h 30MHz， tr 12ns。（3）SR8雙蹤示波器f h =15MHz， tr 2,1ns。解：（1）tr1350/ fh350 /1035 ns （2）tr2350/ fh350 /3012 ns（3）tr3350/ fh350 /1523 ns tr2最小，選用SBMl0通用示波器好。4.9 什么是內(nèi)同步？什么是外同步？答：同步信號采自于Y通道的(即被觀察信號)被稱為內(nèi)同步；同步信號