電子測量習題答案2.

1、試問（ 1）U a 和 Ub 的相對誤差是多少？（ 2）通過測量 U a 和 Ub 來計算 R2 上電壓 U2 時， U2 的相對誤差是多少？（ 3）若用該電壓一直接測量 R2 兩端電壓 U 2 時， U2 的相對誤差是多少？R2abR1R3題圖 2-12-5 已知CD-4B 型超高頻導納電橋在頻率高于1.5MHz 時，測量電容的誤差為：5%(讀數(shù)值 ) 1.5pF。求用該電橋分別測 200pf 、30pF 、2pF 時，測量的絕對誤差和相對誤差。并以所得絕對誤差為例，討論儀器誤差的相對部分和絕對部分對總測量誤差的影響。2-6 某單級放大器電壓放大倍數(shù)的實際值為100，某次沒量時測得值為95，

2、求測量值的分貝誤差。2-7 設兩只電阻R1=（ 150 0.6） ， R2=62 2%，試求此二電阻分別在串聯(lián)及并聯(lián)時的總阻值及其誤差。2-8 用電壓表和電流表測量電阻值可用下圖所示的兩種電路，AAEEVRVR（ a）（ b）題圖 2-2設電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為Rx，試問兩種電路中由于Rv 和 RA 的影響，被測電阻Rx 的絕對誤差和相對誤差是多少？這兩種電路分別適用于測量什么范圍的阻值？2-9 用電橋測電阻 Rx，電路如題下圖所示，電橋中Rs 為標準可調(diào)電阻，利用交換Rx 與 Rs 位置的方法對 Rx 進行兩次測量，試證明Rx 的測量值R1 及 R2 的誤差 R1 及 R2 無關。R

3、1RxR2RS題圖 2-32-10 用某電橋測電阻， 當電阻的實際值為 102 時測得值為 100 ，同時讀數(shù)還有一定的分散性，在讀數(shù)為 100 附近標準偏差為 0.5 ，若用該電橋測出 6 個測得值為 100 的電阻串聯(lián)起來，問總電阻的確定性系統(tǒng)誤差和標準偏差各是多少？系統(tǒng)誤差和標準偏差的合成方法有何區(qū)別？2-11具有均勻分布的測量數(shù)據(jù)，（ 1）當置倍概率為100% 時若它的置信區(qū)間為M(x)-C(x),M(x)+ C(x) ，問這里C 應取多大？（2）若取置信區(qū)間為M(x)-2 (x), M(x)+2 (x) ，問置信概率為多大？2-12 對某信號源的輸出電壓頻率進行8 次測量，數(shù)據(jù)如下（

4、單位Hz ）：1000.82,1000.79,1000.85,1000.84,1000.78,1000.91,1000.76,1000.82(1) 試求其有限次測量的數(shù)學期望與標準差的估計值。(2) 若測量時無系統(tǒng)誤差，給定置信概率為99%，那么輸出頻率的真值應在什么范圍？2-13 用電橋測一個 50mH 左右的電感，由于隨機誤差的影響，對電感的測量值在 L00.8mH 的范轉內(nèi)變化。若希望測量值的不確定度范轉減少到 0.3mH 以內(nèi)，又沒有更精密的儀器，問可采用什么辦法。2-14 對某電阻進行10 次測量，數(shù)據(jù)如下（單位k）：0.992,0.993,0.992,0.993,0.993,0.9

5、91,0.993,0.993,0.994,0.992請給出包含誤差值的測量結果表達式。2-15 對某信號源的輸出頻率f 進行了 10 次等精度測量，結果為（單位kHz ）：110.105,110.090,110.090,110.70,110.060,110.050,110.040,110.030,110.035,110.030 。試用馬利科夫及阿卑 -赫梅特特判據(jù)判別是否存在變值系差。2-16 對某電阻的9 次測量值如下（單位k）10.32,10.28,10.21,10.41,10.25,10.31,10.32,100.4試用萊特準則和格拉布斯準則（對應99% 的置信概率）判別異常數(shù)據(jù)，并討論

6、在本題的情況下應采用哪種準則。2-17 用兩種不同方法測量同一電阻，若在測量中皆無系統(tǒng)誤差，所得阻值（）為：第一種方法： 100.36,100.41,100.28,100.30,100.32,100.31,100.37,100.29,第二種方法： 100.33,100.35,100.29,100.31,100.30,100.28 。（ 1）若分別用以上兩組數(shù)據(jù)的平均值作為該電阻的兩個估計值，問哪一估計值更為可靠？（ 2）用兩種不同測量方法所得的全部數(shù)據(jù)，求被測電阻的估計值（即加權平均值）。2-18 對某電阻進行了十次測量，數(shù)值（k）為；99.2,99.4,99.5,99.3,99.1,99.3

7、,99.4,99.2,99.5 。測量的系統(tǒng)誤差為1%并為均勻分布，測量的00。試討論那種情況本機工作正常，那種情況有故障，可能是什么故障？3-11 用常規(guī)通用計數(shù)器測量一個fx=10MHz 的信號頻率，試分別計算“閘門時間 ”置于 1s、 0.1s、 10ms 時，該計數(shù)器的測頻誤差，并計論計算結果。3-12 使用常規(guī)通用計數(shù)器測量一個fx=10Hz 的信號頻率，當信號的信噪比S/N=40dB 時，分別計算當 “周期倍乘 ”置于 100 和 103 時，該計數(shù)器的測周誤差，并計論計算結果。3-13 某常規(guī)通用計數(shù)器內(nèi)部晶振頻率fc=1MHz ，若由于需要，使其工作于高穩(wěn)定度的外部頻率標準，該

8、標準頻率fc=4MHz 。若計數(shù)器工作正常，為了得到正確的測量結果，其測頻讀數(shù)應如何換算？如果測周，則讀數(shù)應應如何換算？3-14 利用常規(guī)通用計數(shù)器測頻，已知內(nèi)部晶振頻率fo=1MHz ， fc/f c=110-7 ，被測頻率fo=100kHz ，若要求 “ 誤1”差對測頻的影響比標準頻率誤差低一個量級（即為110-6），則閘門時間應取多大？若被測頻率fx=1kHz ，旦閘門時間保持不變，上述要求能否滿足？若不能滿足，請另行設計一種測量方案。3-15 某常規(guī)通用計數(shù)器的內(nèi)部標準頻率誤差為fc/fc=110-9，利用該計數(shù)器將一個10MHz 的晶體振蕩器標準到10-7 ，則計數(shù)器閘門時間應為多少

9、？能否利用該計數(shù)器將晶體校準到10-9？為什么？3-16 說明內(nèi)插法、游標法提高測時精度的基本原理。3-17試利用誤差合成公式，分析倒數(shù)計數(shù)器的測頻誤差。3-18在 Multisim環(huán)境下， 設計一種基于游標法的時間間隔測量儀，給出原理圖和仿真試驗結果。3-19在 Multisim環(huán)境下，設計一種用于頻率測量的倒數(shù)計數(shù)器，給出原理圖和仿真試驗結果。第 4章電壓測量習題與思考題4-1 在示波器的垂直系統(tǒng)增益保持不變時，由其熒光屏上觀察到峰值均為1V 的正弦波、 方波和三角波。 分別采用峰值、 有效值及平均值檢波方式的、按正弦波有效值刻度的電壓表測量，測量結果的示值分別為多少？4-2 已知某電壓表

10、采用正弦波有效值刻度，如何用實驗的方法確定其檢波方式？至少列出二種方法，并對其中一種進行分析。4-3 利用峰值電壓表，測量正弦波、三角波和方波三種波形的交流電壓。設電壓表讀數(shù)均為施加以克服？4-14 為什么不能用普通峰值檢波式、均值檢波式和有效值電壓表測量占空比t/T 很小的脈沖電壓？測量脈沖電壓常用什么方法？4-15 利用電壓測量方法自擬一個測量電路，測量一個波正弦信號調(diào)制的調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)M%。4-16 非線性失真系數(shù)的測量實質上是交流電壓的測量，自擬一個測量D 的方框圖， 簡述其工作原理。4-17 欲測量失真的正弦波，若手頭無有效值表，則應選用峰值表還是均值表更適當一些？為什么？4-18

11、 利用電壓電平表測量某信號源的輸出功率。該信號源輸出阻抗50，在阻抗匹配的情況下，電壓電平表讀數(shù)為10dBu ，此時信號源輸出功率為多少？4-19在 Multisim 環(huán)境下，設計一種多斜積分式DVM ，給出原理圖和仿真試驗結果。4-20在 Multisim 環(huán)境下，設計一種脈沖調(diào)寬式DVM ，給出原理圖和仿真試驗結果。第 5章信號源習題與思考題5-1 對測量信號源的基本要求是什么？5-2 什么叫頻率合成？簡述頻率合成的方案及各自的優(yōu)缺點？5-3 為什么說鎖相環(huán)能跟蹤輸入頻率？5-4 某二階鎖相環(huán)路的輸出頻率為100kHz ，該環(huán)路的捕捉帶寬f=10kHz 。在鎖定的情況下，若輸入該環(huán)路的基準

12、頻率由于某種原因變化為110kHz ，此時環(huán)路還能否保持鎖定？為什么？5-5 如下圖所示，令f1=1MHz ，N=1 10（以 1 步進），m=1 100（以 10 步進），求 f2 的表達式及其頻率范圍。提示：低通濾波器F1、 F2 分別濾出混頻器M1 、 M2 的差頻。f1f4PDLPFVCOF1M (-)F2M (-)f2f3題圖 5-25-7 在 DDFS 中，直接將相位累加器的最高位輸出將得到何種波形，其輸出頻率有何特點？如果直接將相位累加器的地址當做DAC 的輸入，將得到何種波形? 如何通過DDFS 得到三角波？5-8 為什么 DDFS 的輸出中會存在較大的雜散？降低雜散有哪些技術

13、措施？5-9 設計一種四模預分頻器的整數(shù)分頻鎖相環(huán)，預分頻器取值為P、P+1 、P+4 和 P+5。分析該鎖相環(huán)的最小連續(xù)分頻系數(shù)。5-10 說明精確噪聲源的工作原理。5-11 在 Multisim 環(huán)境下，參考圖5-3-1，設計一種基于DDFS 的正弦信號源，給出原理圖和仿真試驗結果。5-12試采用微處理器和AD9854 ，設計一種能夠產(chǎn)生音頻范圍內(nèi)FSK 、BPSK和AM調(diào)制信號的信號源，給出電路設計原理圖、PCB圖以及試驗結果。5-13查閱CMOS鎖相環(huán)集成電路CD4046的數(shù)據(jù)手冊，以CD4046和其他一些簡單邏輯芯片為基礎，設計能夠實現(xiàn)題圖5-1的鎖相環(huán)電路。第三篇 信號的顯示、分析

14、與測量第 6章時域測量習題與思考題6-1 對模擬示波器的掃描電壓有哪些基本要求？6-2 被測信號波形和觸發(fā)電平如下圖所示（圖中的虛線為觸發(fā)電平）。試分別畫出正極性觸發(fā)和負極性觸發(fā)時模擬示波器屏幕上的波形。題圖 6-16-3 被測信號如下圖所示，掃描正程ts T。當選擇單次觸發(fā)時，在不同觸發(fā)電平a、 b 下，畫出正、負極性觸發(fā)兩種情況下模擬示波器屏幕上的波形。6-5 為了測量一個調(diào)頻波的調(diào)頻指數(shù)m，可將調(diào)頻波加到示波管垂直偏轉板，而同時又把載波信號加到水平偏轉板。試說明其測量原理及如何根據(jù)示波器顯示的圖形計算m？6-6 有兩路周期相同的脈沖信號V1 和 V2，如下圖所示， 若只有一臺單蹤模擬示波

15、器，如何用它測 V1 和 V2 前沿間的距離？V10tV20t題圖 6-36-7 已知 A、 B 兩個周期性的脈沖列中均有5 個脈沖，如下圖所示，又知示波器掃描電路的釋抑時間小于任意兩個脈沖之間的時間。問（ 1）若想觀察脈沖列的一個周期（5 個脈沖），掃描電壓正程時間如何選擇？（ 2）對兩個脈沖列分別計論：若只想仔細觀察第2 個脈沖是否能做到？如能，如何做到？如不能，為什么？V0t1t2t3t4tV（ A ）0t1t2t3t4t（ B ）題圖 6-46-8 欲觀測一個上升時間tr 約為 50ns 的脈沖波形，現(xiàn)有下列四種型號的示波器，問選用哪種型號的示波器最好，為什么？其次應選哪種示波器，這時

16、應注意什么問題？（ 1）SBT-5 型， f3dB=10MHz, tR 40ns;（ 2）SBT-10 型， f 3dB =30MHz, tR 12ns;（ 3）SBT-8 型， f 3dB=15MHz, tR 24ns;（ 4）SBT-10 型， f 3dB =100MHz, tR 3.5ns;6-9 什么是采樣？數(shù)字存儲示波器是如何復現(xiàn)信號波形的？6-10 數(shù)字存儲示波器有哪些采樣方式？不同采樣方式下，數(shù)字存儲示波器的最高工作頻率取決于哪些因素？6-11試設計電路來實現(xiàn)本章6.4.4 節(jié)中提到的各種觸發(fā)方式。6-12試比較模擬示波器與數(shù)字存儲示波器的優(yōu)缺點。6-13在 Multisim 環(huán)

17、境下，利用 Agilent 54622D 虛擬示波器，通過仿真試驗來說明觸發(fā)電平、觸發(fā)極性、觸發(fā)耦合方式對波形顯示的影響。6-14在 Multisim 環(huán)境下， 基于 Tektronix TDS204虛擬示波器設計一種時域反射計，給出電路原理圖和仿真試驗結果。第 7 章頻譜分析儀習題與思考題7-1 試比較頻譜分析儀與示波器作為信號測量儀器的特點及其測量領域。7-2 外差式頻譜分析儀的技術特性主要有哪些？如何得到較高的動態(tài)分辨力？7-3 試比較 FFT 分析儀與外差式頻譜分析儀的優(yōu)缺點。7-4 舉例說明掃頻振蕩器線性不良給頻譜分析儀帶來的測量誤差。7-5 使用頻譜分析儀觀測一個載頻為97MHz

18、、調(diào)制信號為1kHz 、調(diào)幅深度為50%的調(diào)幅波（載波與邊頻幅度差約為12dB）。頻譜分析儀的分辨力帶寬為3kHz 、中心頻率為97MHz 、掃描跨度為 0Hz 、掃描時間為2ms，請畫出頻譜分析儀熒光屏上將顯示的頻譜示意圖。7-6 BP-1 為窄帶頻譜分析儀，其最大掃頻寬度 fmax =30kHz ，現(xiàn)欲觀測20kHz 的失真正弦波的諧波成分，熒光屏上能夠同時出現(xiàn)該信號的幾根譜線？7-7 利用頻譜分析儀分析一個調(diào)幅波的頻譜，在頻譜分析儀屏幕上顯示出載頻和一對邊頻譜線，將載頻譜線高度調(diào)到0dB，讀出邊頻譜線高度的dB 值為 p，則被測調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)為：pma2 10 20 ，試證明之。7-8

19、 利用頻譜分析儀測量一放大器的非線性失真系數(shù)D，將基頻譜線高度調(diào)到0dB，分別讀得二次諧波、三次諧波、的譜線高度的dB 值為 P2、P3 ，試證明被測非線性失真系數(shù)為：p 2p 3D10 1010 10.7-9 試說明頻譜分析儀采用對數(shù)放大器的必要性。7-10 頻譜分析儀的可測量信號頻率范圍為9kHz 3.6GHz ，第一中頻為4.235MHz ，那么，其第一本振的掃頻范圍是多少？輸入信號的鏡像干擾頻率范圍是什么？7-11 如果設置頻譜分析儀的掃描起始頻率為0Hz，終止頻率為150kHz ，頻譜分析儀不接入任何信號， 請畫出在頻譜分析儀分別選擇1kHz 、3kHz 、10kHz 的分辨力帶寬時

20、，頻譜分析儀屏幕上顯示頻譜的示意圖（不用標注幅度值） 。7-12 為什么頻譜分析儀顯示的一根根譜線實際上是頻譜分析儀中頻濾波器的選擇性曲線？7-13 說明頻譜分析儀掃頻速度過快對測量結果會造成什么影響，為什么？7-14 查閱網(wǎng)絡分析儀的技術資料，說明網(wǎng)絡分析儀的功能和基本原理，比較網(wǎng)絡分析儀與頻譜分析儀的異同的。第 8 章 數(shù)據(jù)域測量習題與思考題8-1 數(shù)字信號與模擬信號相比有哪些特點？為什么和示波器測試數(shù)字信號比較困難？8-2 按功能劃分，邏輯分析儀有哪兩大類？它們的主要區(qū)別是什么？8-3 說明邏輯分析儀的主要特點、基本組成以及各部分的主要作用。8-4 邏輯分析儀的數(shù)據(jù)采集方式有哪兩種？它的

21、觸發(fā)方式有哪幾大類？8-5 邏輯分析儀的存儲方式有哪幾種？說明跳變存儲的原理和作用。8-6 邏輯分析儀的定時圖與通用示波器的波形圖有什么區(qū)別？說明波形顯示、列表顯示和圖解顯示三種狀態(tài)顯示方式的特點和應用。8-7 邏輯狀態(tài)分析和定時分析的觸發(fā)選擇有什么不同？8-8 如何提高定時圖的分辨力？8-9 利用 Multisim 中的虛擬邏輯分析儀，對4 位計數(shù)器的輸出進行定時分析，給出電路原理圖和仿真試驗結果。第四篇 測試自動化第 9 章 測試自動化習題與思考題9-1簡述各代自動測試系統(tǒng)的特點。9-2常用的自動測試系統(tǒng)的外總線有哪幾種？說明它們的主要用途？9-3 GPIB 系統(tǒng)有哪幾部分組成？說明GPI

22、B 接口的各種功能。如何實現(xiàn)這些功能？9-4說明 GPIB 系統(tǒng)的基本特性。如何設計和組建GPIB 系統(tǒng)？9-5說明 VXI 自動測試系統(tǒng)結構的特點。9-6 VXI 系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器有哪幾種形式？它們分別用于什么場合？9-7 VXI 總線包含哪些信號線？作用分別是什么？9-8 什么是 PXI ？比較 PXI 與 CompactPCI 的異同點。9-10說明 LXI 有哪些器件類型，各有什么特點。9-11說明在 IEEE488.2 和 SCPI 兩個國際標準制訂之后，為什么還要制訂VPP 規(guī)范。9-12什么是 VISA ？9-13根據(jù) VPP 儀器驅動器的模型，設計一種數(shù)字萬用表的儀器驅動器函數(shù)

23、樹及函數(shù)模板。9-14 什么是 IVI ？ IVI 技術的特點是什么？9-15 在 IVI 儀器驅動器中，儀器互換性是如何實現(xiàn)的？9-16 在 LabVIEW或 LabWindows/CVI環(huán)境下，設計一種虛擬FFT 分析儀，通過PC 的聲卡來實現(xiàn)音頻信號采集，并能夠在屏幕上實時顯示音頻信號的時域波形及其頻譜圖。附錄附錄 1 t 分布在對稱區(qū)間的積分表taP(| t |ta )tak1(2)t2k1(1)2?kkdt P| x M ( X ) | ta ( x)P| x M (X ) | t a ( X ) / n k()2xM ( X )t?( x)?( X ) /nkn1附表 1-1ta

24、值表P k0.50.60.70.80.90.950.980.990.99911.0001.3761.9633.0786.31412.70631.82163.657636.61920.8161.0611.3861.8862.9204.3036.9659.92531.59830.7650.9781.2501.6382.3533.1824.5415.84112.92440.7410.9411.1901.5532.1322.7763.7474.6048.61050.7270.9201.1561.4762.0152.5713.3654.0326.85960.7180.9061.1341.4401.943

25、2.4473.1433.7075.95970.7110.8961.1191.4151.8952.3652.9982.4995.40580.7060.8891.1081.3971.8602.3062.8963.3555.04190.7030.8831.1001.3831.8332.2622.8213.2504.781100.7000.8791.0931.3721.8122.2282.7643.1694.587150.6910.8661.0741.3411.7532.1312.6022.9474.073200.6870.8601.0641.3251.7252.0862.5282.8453.850250.6840