【創(chuàng)意版】終電子測(cè)量技術(shù)趙會(huì)兵課后答案

第二章習(xí)題精品文檔12-1某被測(cè)電壓的實(shí)際值在10V左右，先用150V、0.5級(jí)和15V、1.5級(jí)兩塊電壓表，選擇哪塊表測(cè)量更合適？解：若用150V、0.5級(jí)電壓表測(cè)量若用15V、1.5級(jí)電壓表測(cè)量可見(jiàn)，選用15V、1.5級(jí)電壓表測(cè)量更合適精品文檔22-8用電壓表和電流表測(cè)量電阻值可用下圖電路(a)

(b)設(shè)電壓表內(nèi)阻為Rv，電流表內(nèi)阻為RA，求被測(cè)電阻R的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差？這兩種電路分別適用于測(cè)量什么范圍的內(nèi)阻？精品文檔3解：設(shè)被測(cè)電阻真值為對(duì)于圖（a）給出值：絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：精品文檔4對(duì)于圖（b）給出值：絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：當(dāng)

較小，測(cè)量時(shí)用（a），較大時(shí)用（b）對(duì)于（a）圖，測(cè)量不受

的影響對(duì)于（b）圖，測(cè)量不受

的影響精品文檔52-9

用電橋測(cè)電阻

，證明

的測(cè)量值與及

的誤差

及

無(wú)關(guān)。解：設(shè)R1的真值設(shè)R2的真值在交換位置前時(shí)平衡，則在交換位置后時(shí)平衡，則上式相乘得為幾何平均值，與及

無(wú)關(guān)R1R2RxRS精品文檔62-12對(duì)某信號(hào)源的輸出電壓頻率進(jìn)行8次測(cè)量1000.82,1000.79,1000.85,1000.84,1000.78,1000.91,1000.76,1000.82求數(shù)學(xué)期望與標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值給定置信概率為99%，求輸出真值范圍解：(1)（2）n=8，K=n-1=7，由t分布查表得K=7，P=99%時(shí)，ta=3.499≈3.5精品文檔7則：又因無(wú)系統(tǒng)誤差，按99%置信概率估計(jì)的fx真值范圍區(qū)間為：精品文檔82-15對(duì)某信號(hào)源的輸出頻率進(jìn)行了10次等精度測(cè)量，110.105,110.090,110.090,110.70,110.060,110.050,110040,110.030,110.035,110.030使用馬利科夫和阿卑-赫梅特判據(jù)判別是否存在變值誤差。解：由得到相應(yīng)的Vi精品文檔9根據(jù)馬利科夫判據(jù)：判定有累進(jìn)性誤差。根據(jù)阿卑-赫梅特判據(jù)：判定有變值誤差。精品文檔102-16對(duì)某電阻8次測(cè)量值如下：10.32,10.28,

10.21,10.41,10.25,10.31,10.32,100試用萊特準(zhǔn)則和格拉布斯準(zhǔn)則（99%置信率）判別異常數(shù)據(jù)。解：分別計(jì)算得最大殘差為v0=78.8375精品文檔11（1）用萊布準(zhǔn)則判別：沒(méi)判別出異常數(shù)據(jù)（2）用格拉布斯準(zhǔn)則判別：n=8，查表得P=99%時(shí)，g=2.32第8次測(cè)量數(shù)據(jù)為壞值對(duì)剩余7個(gè)數(shù)據(jù)在進(jìn)行計(jì)算，無(wú)異常數(shù)據(jù)。結(jié)論：測(cè)量次數(shù)≤10時(shí)，萊特準(zhǔn)則得不到滿足，在本題使用格拉布斯準(zhǔn)則。精品文檔122-17用兩種不同方法測(cè)量電阻，在測(cè)量中無(wú)系統(tǒng)誤差第一種：100.36,100.41,100.28,100.30,100.32,100.31,100.37,100第二種：100.33,100.35,100.29,100.31,100.30,100.28平均值作為該電阻的兩個(gè)估計(jì)值，哪個(gè)更可靠？用全部數(shù)據(jù)求被測(cè)電阻的估計(jì)值解：（1）用第一種方法，求得精品文檔13用第二種方法，求得由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)第二種方法可靠（2）兩種測(cè)量方法權(quán)的比為：由此可以求出被測(cè)電阻的估計(jì)值：精品文檔142-19將下列數(shù)字進(jìn)行舍入處理，保留三位有效數(shù)字解：精品文檔15第三章習(xí)題精品文檔163-4試用常規(guī)通用計(jì)數(shù)器擬定測(cè)量相位差的原理框圖。u1和u2經(jīng)過(guò)觸發(fā)電路生成門控信號(hào)u3，寬度與兩個(gè)信號(hào)的相位差對(duì)應(yīng)。U3脈寬期間打開(kāi)計(jì)數(shù)門，計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)標(biāo)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，設(shè)為N，分頻系數(shù)為k，則：時(shí)標(biāo)信號(hào)頻率，：被測(cè)信號(hào)周期精品文檔173-12

利用常規(guī)通用計(jì)數(shù)器測(cè)頻，內(nèi)部晶振頻率f0=1MHz，

，被測(cè)頻率

，若要求“

”誤差對(duì)測(cè)頻的影響比標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差低一個(gè)量級(jí)（即為若被測(cè)頻率），則閘門時(shí)間應(yīng)取多大？，且閘門時(shí)間不變，上述要求能否滿足？若不能滿足，請(qǐng)另行設(shè)計(jì)方案。解：測(cè)頻時(shí)，

誤差=若

則T≥10s，所以閘門時(shí)間應(yīng)取10s當(dāng)

，T=10s時(shí)，“

”誤差=不能滿足要求。精品文檔18根據(jù)以上運(yùn)算，

時(shí)，使量化誤差低于閘門時(shí)間至少為1000s，要使測(cè)量時(shí)間不變，可采用測(cè)周方法，周期倍乘法。設(shè)此時(shí)的量化誤差為只要選擇時(shí)標(biāo)小于（K≤10）即可滿足要求精品文檔193-13某常規(guī)通用計(jì)數(shù)器的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差為，利用該計(jì)數(shù)器將一個(gè)10MHz的晶體振蕩器校準(zhǔn)到

，則計(jì)數(shù)器閘門時(shí)間是多少？能否利用該計(jì)數(shù)器將晶體校準(zhǔn)到

？為什么？解：由于計(jì)數(shù)器內(nèi)部頻標(biāo)正確度優(yōu)于被測(cè)晶振數(shù)量級(jí)，可不考慮內(nèi)部頻標(biāo)誤差，可認(rèn)為主要取決于誤差，則要求則可得T=1s，即閘門時(shí)間應(yīng)≥1s由于計(jì)數(shù)器的誤差中總包含

這一項(xiàng)，其總誤差不可能低于其標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差，不能將晶體校準(zhǔn)到精品文檔203-15用誤差合成公式分析倒數(shù)計(jì)數(shù)器的測(cè)頻誤差。解：設(shè)為輸入信號(hào)頻率，為時(shí)鐘脈沖頻率，計(jì)數(shù)器值

，

,由

得由誤差合成公式得由于主門信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步，沒(méi)有量化誤差，故采用絕對(duì)值合成:結(jié)論：NB通常可以是一個(gè)比較大且固定的數(shù)，因此測(cè)頻誤差較小，且可以做到與被測(cè)頻率無(wú)關(guān)。精品文檔21為時(shí)鐘脈沖頻率，計(jì)數(shù),由

得設(shè)

為輸入信號(hào)頻率，器值

，由誤差合成公式得由于主門信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步，沒(méi)有量化誤差，故采用絕對(duì)值合成精品文檔22第四章習(xí)題精品文檔234-1示波器熒光屏觀測(cè)到峰值均為1V的正弦波、方波和三角波。分別采用峰值、有效值及平均值方式，按正弦波有效值刻度的電壓表測(cè)量，測(cè)量結(jié)果是？解（1）峰值表讀數(shù)三種波形在峰值表上的讀數(shù)均為（2）均值表的讀數(shù)均值表以正弦波有效值刻度時(shí)，其讀數(shù)對(duì)正弦波：，讀數(shù)對(duì)方波：，讀數(shù)精品文檔24對(duì)三角波：

，讀數(shù)（3）有效值電壓表讀數(shù)對(duì)正弦波：

，讀數(shù)對(duì)方波：

，讀數(shù)對(duì)三角波：

，讀數(shù)精品文檔254-2已知某電壓表采用正弦波有效值刻度，如何用實(shí)驗(yàn)的方法確定其檢波方式？列兩種方法，并對(duì)其中一種進(jìn)行分析。解：根據(jù)電壓表的刻度特性，可以確定其檢波方式，舉例如下（1）用方波作為測(cè)試信號(hào)，已知方波的用被檢電壓表測(cè)量這個(gè)電壓。①

若讀數(shù)

，則該表為峰值表。②

若讀數(shù)

，則該表為均值表。③

若讀數(shù)

，則該表為有效值表。精品文檔26（2）分別取峰值相等的一個(gè)正弦電壓和一個(gè)方波電壓，設(shè)為，用被測(cè)電壓表分別測(cè)量這兩個(gè)電壓，讀數(shù)分別為和，有以下幾種情況：①或，則該表為峰值表。②

或

，則該表為均值表。③

，則該表為有效值表。精品文檔274-6試用波形圖分析雙斜積分式DVM由于積分器線性不良所產(chǎn)生的測(cè)量誤差。精品文檔28可見(jiàn)定時(shí)積分時(shí)，T1時(shí)間不變，但積分結(jié)束時(shí)電壓

，同時(shí)由于反向積分的非線性，使得

，即產(chǎn)生了

的誤差。所以由于積分器的非線性，被測(cè)電壓變?yōu)榫肺臋n294-8試畫(huà)出多斜積分式DVM轉(zhuǎn)換過(guò)程的波形圖。精品文檔304-9設(shè)最大顯示為“1999”的3?位數(shù)字電壓表和最大顯示為“19999”的4?位數(shù)字電壓表的量程，均有200mV、2V、20V、200V的檔極，若用它們?nèi)y(cè)量同一電壓1.5V時(shí)，試比較其分辯力。解：200mv檔不可用，1.5v超出其量程范圍。對(duì)于最大顯示為“1999”的3?位數(shù)字電壓表：2V檔：20V檔：200V檔：同理，對(duì)于最大顯示為“19999”的4?位數(shù)字電壓表

2V檔：0.1mV；20V檔：1mV；200V檔：10mV精品文檔314-10為什么雙斜積分式數(shù)字電壓表第一次積分時(shí)間（T1）都選用為市電頻率的整數(shù)N倍？N數(shù)的大小是否有一定限制？如果當(dāng)?shù)厥须婎l率降低了，給測(cè)量結(jié)果將帶來(lái)什么影響？解：（1）定時(shí)積分時(shí)間選取整數(shù)N1，不但可以用計(jì)數(shù)時(shí)間表示正向積分時(shí)間，而且計(jì)數(shù)溢出信號(hào)可用來(lái)控制開(kāi)關(guān)S1的切換。在溢出瞬間計(jì)數(shù)器正好被清零，便于下一階段計(jì)數(shù)。這可以抑制工頻干擾，提高抗干擾能力。（2）N的大小應(yīng)適中。過(guò)小不能有效抑制干擾；過(guò)大導(dǎo)致ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間增加。精品文檔32（3）無(wú)影響？當(dāng)頻率f降低時(shí)，T0升高，T1，T2不變，N1和N2同時(shí)降低，比值不變。雙斜積分式測(cè)量結(jié)果僅與兩次計(jì)數(shù)值的比值和參考電壓有關(guān)。所以對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。答案二：如果市電頻率降低，周期變長(zhǎng)，串模干擾不能通過(guò)定時(shí)積分來(lái)抵消，將明顯影響測(cè)量結(jié)果，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。精品文檔334-12雙斜積分式DVM，基準(zhǔn)電壓Ur=10V，設(shè)積分時(shí)間T1=1ms，時(shí)鐘頻率fc=10MHz，DVM顯示T2時(shí)間計(jì)數(shù)值N=5600，問(wèn)被測(cè)電壓Ux=？解：精品文檔34精品文檔354-14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(cè)量占空比t/T很小的脈沖電壓？測(cè)量脈沖電壓常用什么方法？答：波峰因數(shù)越高說(shuō)明電壓表能夠同時(shí)測(cè)量高的峰值和低的有效值。較高的波峰也意味著有更多的諧波，這對(duì)電壓表的帶寬是不利的。對(duì)于占空比t/T很小的脈沖電壓，波峰因數(shù)很大，諧波數(shù)量多，故不能用普通峰值檢波式、均值檢波式和有效值電壓表測(cè)量。通常采用脈沖保持型或補(bǔ)償式脈沖電壓表進(jìn)行測(cè)量。第五章習(xí)題精品文檔36精品文檔375-4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(zhǔn)頻率由于某種原因變化為110kHz，此

時(shí)環(huán)路還能否保持鎖定？為什么？解：因?yàn)椤捆=±10kHz，二階環(huán)路的同步帶寬大于捕捉帶寬，所以環(huán)路能保持鎖定。5-5如下圖所示，令f1=1MHz，n=1～10（以1步進(jìn)），m=1～100（以10步進(jìn)），求f2的表達(dá)式及其頻率范圍。f1f21/nPDLPFVCO1/m解：環(huán)路鎖定時(shí)有的范圍是1MHz~100kHzf2

的范圍是100Khz~100MHz精品文檔385-6如下圖所示，令f1=1MHz，f2=0～10kHz（以1kHz步進(jìn)），f3=0～100kHz（以10

kHz步進(jìn)），求f4的頻率變化范圍。（提示：低通濾波器F1、F2分別濾出混頻器M1、M2的差頻）f1f4PD

LPF

VCOM

(-)f2f3F2M

(-)F1當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)鑒相器兩輸入頻率相等F1=f1。又知

F2=f4-f3,F1=F2-f2,故得？？的范圍是:1MHz—1.11MHz精品文檔395-7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(diǎn)？如果直接將相位累加器的地址當(dāng)做DAC的輸入，將得到何種波形?如何通過(guò)DDFS得到三角波？解：①直接將累加器的最高位輸出將得到方波，其頻率滿足：其中fc是時(shí)鐘頻率，N為累加器的位數(shù)②如果直接將相位累加器的地址當(dāng)做DAC的輸入，將得到遞增的階梯波（鋸齒波）。③三角波：將相位累加器的地址輸出到一個(gè)

可編程邏輯器件，當(dāng)?shù)刂吩?-2E(N-1)之間時(shí)直接輸出，大于2E(N-1)時(shí)精品，文檔輸出2E

N-x.40精品文檔41精品文檔425-8為什么DDFS的輸出中會(huì)存在較大的雜散？降低雜散有哪些技術(shù)措施？解：DDFS的輸出中存在雜散是不可避免的，其來(lái)源有三：相位截?cái)?、幅度量化誤差、DAC非線性特性。抑制方法：⑴增大波形存儲(chǔ)器的容量，從而增加P值。⑵直接采用雜散消減技術(shù)，減少DDFS輸出正弦波雜散：①正弦查找表壓縮算法②優(yōu)化設(shè)計(jì)相位累加器③隨機(jī)擾動(dòng)技術(shù)。精品文檔435-9四模預(yù)分頻鎖相環(huán)第六章習(xí)題精品文檔446-3被測(cè)信號(hào)如下圖所示，掃描正程ts＞T。當(dāng)選擇單次觸發(fā)時(shí)，在不同觸發(fā)電平a、b下，畫(huà)出正、

負(fù)極性觸發(fā)兩種情況下模擬示波器屏幕上的波形。abT精品文檔45精品文檔466-4一個(gè)受正弦調(diào)制電壓調(diào)制的調(diào)幅波v加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板，而同時(shí)又把這個(gè)正弦調(diào)制電壓加到水平偏轉(zhuǎn)板，試畫(huà)出屏幕上顯示的圖形，如何從這個(gè)圖形求這個(gè)調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)。精品文檔47可見(jiàn)，在屏幕上可以看到一個(gè)“發(fā)光”的梯形圖形，這是由于梯形包絡(luò)內(nèi)的載頻信號(hào)波形太密而且不同步的緣故。根據(jù)調(diào)幅度的定義：對(duì)應(yīng)梯形圖形的尺寸，不難得到：精品文檔486-6有兩路周期相同的脈沖信號(hào)V1和V2，如下圖所示，若只有一臺(tái)單蹤模擬示波器，如何用它測(cè)

V1和V2前沿間的距離？t00V1tV2解：可用V1脈沖觸發(fā)，觀測(cè)V2脈沖，即將V1脈沖送“脈發(fā)輸入”端，“觸發(fā)選擇”置于

“外+”，V2脈沖送“y輸入端”。時(shí)間關(guān)系與屏幕顯示如下圖：精品文檔49掃描起始點(diǎn)至V2脈沖的時(shí)間間隔即為V1與V2前沿間的距離。由于V2脈沖被y通道的延遲線所延遲，故測(cè)得的包含了這個(gè)延遲?？捎萌缦路椒y(cè)出：將“觸發(fā)選擇”轉(zhuǎn)換到“內(nèi)+”，這時(shí)V2將出現(xiàn)在掃面起始點(diǎn)稍后一點(diǎn)的位置。其前沿至掃描起始點(diǎn)時(shí)間間隔即為，V1和V2前沿間的實(shí)際距離為精品文檔506-7已知A、B兩個(gè)周期性的脈沖列中均有5個(gè)脈沖，如下圖所示，又知示波器掃描電路的釋抑時(shí)間小

于任意兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間。問(wèn)（1）若想觀察脈沖列的一個(gè)周期（5個(gè)脈沖），掃描電壓正程時(shí)間如何選擇？（B）0t2

t3t4t（2）對(duì)兩個(gè)脈沖列分別計(jì)論：若只想仔細(xì)觀察第

2個(gè)脈沖是否能做到？如能，如何做到？如不能，為什么？V（A）t1t2t3t4t0

t1V精品文檔51答：（1）掃描電壓正程時(shí)間應(yīng)略大于第一個(gè)脈沖前沿t1到第五個(gè)脈沖后沿（t5+τ）之間的時(shí)間，而且掃描正程與釋抑時(shí)間之和應(yīng)小于（

）。（2）對(duì)于A脈沖序列，如果沒(méi)有雙掃描功能，則無(wú)法單獨(dú)觀察任一個(gè)脈沖，這是因?yàn)锳脈沖序列中各脈沖的高度相同；對(duì)于B脈沖序列，可以單獨(dú)觀察第二個(gè)脈沖。此時(shí)應(yīng)選擇掃描時(shí)間略大于被觀測(cè)脈沖寬度，“觸發(fā)極性”置于“內(nèi)-”位置，調(diào)節(jié)“穩(wěn)定度”及觸發(fā)電平旋鈕使示波器只對(duì)第一個(gè)脈沖的后沿觸發(fā)，再調(diào)整“X軸移位”即可在屏上顯示出第二個(gè)脈沖的波

形。精品文檔52精品文檔536-9什么是采樣？數(shù)字存儲(chǔ)示波器是如何復(fù)現(xiàn)信號(hào)波形的？答：采樣是把把時(shí)間域或空間域的連續(xù)量轉(zhuǎn)化成離

散量的過(guò)程。數(shù)字存儲(chǔ)示波器復(fù)現(xiàn)信號(hào)波形的過(guò)程：①被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)衰減器、前置放大器后，被調(diào)理

到適合ADC的輸入范圍內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)ADC，將外部

輸入信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。②經(jīng)過(guò)ADC之后的數(shù)字信號(hào)被放入一塊存儲(chǔ)空間RAM中，數(shù)字信號(hào)存入存儲(chǔ)器的方式可以由采用控制電路進(jìn)行控制。③觸發(fā)電路選擇觸發(fā)信號(hào)源，通?？梢允莵?lái)

自外部觸發(fā)或者內(nèi)部的任一通道的輸入信號(hào)，然后生成滿足觸發(fā)條件的觸發(fā)信號(hào)。④顯示處理器可

以從存儲(chǔ)器中取出波形采樣點(diǎn)，并轉(zhuǎn)化為顯示器需要的格式輸出給顯示器，將信號(hào)波形顯示出來(lái)。精品文檔546-10數(shù)字存儲(chǔ)示波器有哪些采樣方式？不同采樣方式下，數(shù)字存儲(chǔ)示波器的最高工作頻率取決于哪些因素？答：數(shù)字存儲(chǔ)示波器采用實(shí)時(shí)采樣或者等效時(shí)間采樣兩種方式，等效時(shí)間采樣又分為順序采樣和隨機(jī)采樣兩種。在實(shí)時(shí)采樣方式下，最高工作頻率取決于

A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率和顯示所采用的內(nèi)插技術(shù)。等效時(shí)間采樣方式時(shí)采樣速率不再是一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)，主要由硬件觸發(fā)電路和時(shí)基電路的精度決定的。精品文檔5