電子測量技術(shù)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案 1-8章張永瑞(第二版)

1 6 1.1解釋名詞：①測量；②電子測量。的設(shè)備，把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)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(jìn)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1,而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系P=UI,經(jīng)過計算，間接獲得電阻消耗的功耗P;用伏安法測量電陽。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(jìn)而得到未知量，這種測量方法稱為測量方法，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(biāo)準(zhǔn)量相比較，用零示器指示被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡),從而獲得被測量從而獲得被測量。如利用惠斯登電橋微差式測量法：通過測量待測量與基準(zhǔn)量之差來得到待測量量值。如用微差法測量直的特性的測量如：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。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。答：在選擇測量方法時，要綜合考慮下列主要因素：①被測量本身的特性；②所要求的測量準(zhǔn)確度；③測量環(huán)境；④現(xiàn)有測量設(shè)備等。1.7設(shè)某待測量的真值為土0.00,用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據(jù)。試①10.10,10.07,10.12,10.②9.59,9.71,10.68,10.42,10.33,9.60,91.8SX1842數(shù)字電壓表數(shù)碼顯示最大數(shù)為19999,最小一檔量程為20mV,問該電壓解：20mV/19999=0.001mV=luV1.9SR46示波器垂直系統(tǒng)最高靈敏度為50uV/div,若輸入電壓為120uV,則示波器(2)如分別用輸入電阻R,為120kO.和10MQ的晶體管萬用表和數(shù)字電壓表測量端聯(lián)立(1)、(2)解得：B=3003R?=10.05KQ1.12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30kΩ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R?、R?都在30KΩ左右，用愿1.10所示的測量電路，現(xiàn)分別用MF—20晶體管電壓表的6V檔和30V檔測量負(fù)載Rv=電壓靈敏度×量程),準(zhǔn)確度等級為2.5級(準(zhǔn)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Rv?=120KQR外?=30//120=24KAxμ=Ux?-A=2.222-2.5=-0Ax==2.244-2.5=-0.06VAx??=±2.5%×30=±0.75V答：測量是把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，從而確定被測量與單位量之間的計量可看作測量的特殊形式，在計量過程中，認(rèn)為所使用的量具和儀器是標(biāo)準(zhǔn)的，用它們來校準(zhǔn)、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(jìn)行測量時所獲1.15解釋名詞：①計量基準(zhǔn)；②主基準(zhǔn)；③副基準(zhǔn)；④工作基準(zhǔn)。答：①用當(dāng)代最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準(zhǔn)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量具或儀器裝置等。②主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，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(dá)到的最高準(zhǔn)確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。因③副基準(zhǔn)：通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對，確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)的計量器具。其地位僅次于國家基準(zhǔn)，平時用來代替國家基準(zhǔn)使用或驗證國家基準(zhǔn)的變化。④工作基準(zhǔn)：經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，實際用以檢定下比對：在規(guī)定條件下，對相同準(zhǔn)確度等級的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計量器具之間的量校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計量器具與高一等級的計量標(biāo)準(zhǔn)相比較，以確定被校計量器具通過對各級基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及計量器檢定、比對和校準(zhǔn)以保證日常工作中所使用的測量儀器、量具的量值統(tǒng)一。2.1解釋下列名詞術(shù)語的含義：真值、實際值、標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)(或基準(zhǔn)),以法令的形式指定其所體現(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(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的值當(dāng)作準(zhǔn)確無誤的值，通常稱為實際值，也叫作相對真值。標(biāo)稱值：測量器具上標(biāo)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(jìn)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?(1)實際相對誤差：(2)示值相對誤差：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(dāng)條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律隨機(jī)誤差的特點是：①有界性；②對稱性；③抵償性。2.5有兩個電容器，其中C?=2000±40pF,C?=470pF±5%,問哪個電容器的誤差大些?為什么?2.6某電阻衰減器，衰減量為20±0.1dB,若輸入端電壓為1000mV,輸出端電壓等下多少?r?=rpb/8.69=±0.1/8.69=±1.2%△uo=r?輸出端電壓為：100mV±1.2mV2.7用電壓表測量電壓，測得值為5.42V,改用標(biāo)準(zhǔn)電壓表測量示值為5.60V,求前一只電壓測量的絕對誤差A(yù)U,示值相對誤差r和實際相對誤差rr?=-0.18/5.42=-3.32%r?=-0.18/5.60=-3.21%2.8標(biāo)稱值為1.2kΩ,容許誤差±5%的電阻，其實際值范圍是多少?2.9現(xiàn)檢定一只2.5級量程100V電壓表，在50V刻度上標(biāo)準(zhǔn)電壓表讀數(shù)為48V,問在這一點上電壓表是否合格?2.10現(xiàn)校準(zhǔn)一個量程為100mV,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)0標(biāo)準(zhǔn)儀表示值(mV絕對誤差(mV)修正值c(mV)求：①將各校準(zhǔn)點的絕對誤差A(yù)U和修正值c填在表格中；②10mV刻度點上的示值相對誤差r,和實際相對誤差ra:③確定儀表的準(zhǔn)確度等級；④確定儀表的靈敏度。解：②rx=0.1/10×100%=1%2.11WQ—1型電橋在f=1kHz時測0.1pF～110pF電容時，允許誤差為±1.0%×pFpFpFpFAx?=±1.0%×1±0.011=±0.021pF③若R,=1MQ,%%%%rn=△x?/x?=±1/80=±1.25%r?=Ax?/x?=±1/±0.025%(示值)±1個字，現(xiàn)測得值分別為0.0012V和1.9888V,問兩種情況下的絕對誤差和示值相對誤差各為多少?①兩種測量電路中，由于RA、Rv的影響，只。的絕對誤差和相對誤差各為多少?②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圖待測電源穩(wěn)壓源待測電源穩(wěn)壓源2.16被測電壓8V左右，現(xiàn)有兩只電壓表，一只量程0～I(xiàn)0V,準(zhǔn)確度s=1.5,另一種量程0～50V,準(zhǔn)確度s2=1.0級，問選用哪一只電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確?解：△?=△xml=rmt×Xmt=±1.5%×10=±0.15VA?=A×m?=Im?×Xmz=±1.0%×<r?,選用準(zhǔn)確度s?=1.5電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。2.17利用微差法測量一個10V電源，使用9V標(biāo)稱相對誤差±0.1%的穩(wěn)壓源和一只準(zhǔn)確度為s的電壓表，如題2.17圖所示。要求測量誤差A(yù)U/U≤±0.5%,問s=?士士選用2.5級的電壓表。V電壓表題2.17圖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，R,為待測電阻，E為表內(nèi)電壓源(干電池)。試分析，當(dāng)指針在什么位置時，測量電阻的誤差最小?解：因為：R,的絕對誤差為：NR?的相對對誤差為：題2.18圖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R?=20Q±2%,R?=(100±0.4)Ω,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#=20//100=16.7ΩAR#=±16.7×1.77%=±0.3Ω2.20用一只量程為5V,準(zhǔn)確度s=1.5級電壓表測量題2.20圖中a、b點電位分別為②利用Ua=U?—U?公式計算，則電壓Uab的絕對誤差和相對誤差各為多少?解：:△U?=△U=△Um=±s%-Umb△Ub=rah×Uab=±214.26%×0.07=±0.15V題2.20圖R?=100Ω,△R;=±0.1Ω,R?=100Ω,△R?=±0.1Ω,R?=1000Ω,AR?=±0.1Ω:求：測得Yn=#(tm||r||?)=±(0.1%+0.1%+0.1%2.24電橋測一個50mH左右的電感，由于隨機(jī)誤差的影響，使電感的測量值在Lo+0.8mH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)，仍使用該電第二次測量時，交換Ln與L,的位置，電橋平衡時有：jwL?^R?=juL?·R?則：Lu=L?Ry/R2.25題2.25圖中，用50V量程交流電壓表通過測量U?、U?獲得U值，現(xiàn)U?=U?=40V,若允許U的誤差±2%,問電壓表的準(zhǔn)確度應(yīng)為幾級?ru=r??=±0.5s/40=±1.解得：s=1.6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?B,B題2.26圖2.27用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表：nnnl62738495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。(2)列出v?和v2如表2.27-1表2.27-1nnn162738495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：o,ng為壞值應(yīng)剔除。(4)剔除ng后的算術(shù)平均值(5)重新列出v,和v2如表2.27-2表2.27-2nnn162734859(6)剔除ng后的標(biāo)準(zhǔn)差的估計值(7)剔除ng后無壞值2.28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：解：86.3724=86.48.9145=8.913.1750=3.182.29按照有效數(shù)字的運算法則，計算下列各結(jié)果：2.30某電壓放大器，測得輸入端電壓U;=1.0mV,輸出端電壓U。=1200mV,兩者相對誤差均為±2%,求放大器增益的分貝誤差。rm=20lg(1+4%)=±(20×0.017)=±超低頻信號發(fā)器低頻信號發(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(dá)、導(dǎo)航，氣象可分為正弦信號發(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3.2正弦信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)有哪些?各自具有什么含義?(1)頻率范圍(2)頻率準(zhǔn)確度式中6為度盤或數(shù)字顯示數(shù)值，也稱預(yù)調(diào)值，?j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(biāo)準(zhǔn)，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)預(yù)調(diào)頻率的x×10?+yH=(4)由溫度、電源、負(fù)載變化而引起的頻率變動量①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/℃,②電源引起的頻率變動量③負(fù)載變化引起的頻率變動量式中/為空載時的輸出頻率，/?為額定負(fù)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：由于U?、U?……U,等較U1小得多，為了測量上的方便，也用下而公式定義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600Ω(或1kΩ),功率輸出端依輸出匹配變壓器的設(shè)計而定，通常50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5kΩ等檔。高頻信號發(fā)生器一般僅有50Ω或75Ω檔。(7)輸出電平(8)調(diào)制特性當(dāng)調(diào)制信號由信號發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生時，稱為內(nèi)調(diào)制，當(dāng)調(diào)制信號由外部加到信號發(fā)生當(dāng)w=oo=1/RC,或f=fo=1/2πRC時，輸出信號與輸入信號同相，且此時傳輸函數(shù)模N(on)=N(w)m=1/3最大，如果輸出信號U?后接放大倍數(shù)Ky=N(on)=3的同相放大器，那么就可以維持w=on或者f=fo=1/2πRC的正弦振蕩，而由于RC網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，其3.4某文氏橋只C振蕩器如題3.4圖所示，其中R?、R?是熱敏電阻，試確定它們各題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fi和固定頻率的高頻振蕩z,經(jīng)過混頻器M產(chǎn)生兩者差頻信號f=fi-z。這種方法的主要缺點是電路復(fù)雜，頻率準(zhǔn)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。3.6XD-1型低頻信號發(fā)生器表頭指示分別為2V和5V,當(dāng)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1253.7結(jié)合圖3.3—11,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t?>t?為正向鋸齒波。3.8說明圖3.3-14所示XD8B框圖中RP4和RP2兩個電位器的功能。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，兩者之間的關(guān)系。若?=1MHz,分頻器÷n和÷m中n、m可以從1變到10,步長為1,ff?fz答：頻率合成是把一個(或少數(shù)幾個)高穩(wěn)定度頻率源經(jīng)過加、減、乘、除及其組合信號。相干式頻率合成器：只用一個石英晶體產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，然后通過分頻、倍頻等，加入非相干式直接合成器：用多個石英晶體產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，產(chǎn)生混頻的兩個基準(zhǔn)頻率之間答：點頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理就是“逐點”測其特點是：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(dāng)我們試圖改變電路的結(jié)構(gòu)或元件參數(shù)時，任何改變掃頓法測量網(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，就得到了其特點是：①可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的自動或半自動測量；②不會出現(xiàn)由于點頻法中的頻率點離散而遺漏掉細(xì)節(jié)的問題；③得到的是被測電路的動態(tài)頻率特性，更符合被測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?L?=μ?L3.16以圖3.6-4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圖3.6-4中積分調(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，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和積分器中使t在10ns～1000μs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(fù)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50Q負(fù)載上獲得波形良好3.17XD-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?在正負(fù)脈沖單元產(chǎn)生正負(fù)脈沖，在鋸齒波單元產(chǎn)生鋸齒波，在正負(fù)尖脈沖單元產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖，經(jīng)按鍵開關(guān)K選擇由輸出衰減器輸出。十u+十u+4XC-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3.18用題3.18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?被觀測被觀測信號源(c)鼓觀測網(wǎng)絡(luò)(d)被觀測網(wǎng)絡(luò)題3.18圖所以，輸入方波脈沖時，輸出為正負(fù)尖峰脈沖。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(jìn)行頻譜搬①能顯示信號波形，可測量瞬時值，具有直觀③工作頻帶寬，速度快，便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。④在示波器的熒光屏上可描繪出任意兩個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?燈絲h用于對陰極K加熱，加熱后的陰極發(fā)射電子。柵極G?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Fj,調(diào)節(jié)柵極G?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。G?、A?、A?構(gòu)成一個對電子束的控制系統(tǒng)。G?與A?相連。穿過棚極交叉點F1的電子束，由于電子間的相互排斥作用又散開。進(jìn)入答：調(diào)節(jié)柵極G?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A?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A?的電位可改變A?與A?的相對電位，控制電場對電子的作用力的大小，實4.4如果要達(dá)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4.5熒光屏按顯示余輝長短可分為幾種?各用于何種場合?短余輝(10μs～10ms)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4.6電子示波器由哪幾個部分組成?各部分的作用是什么?Y通道的作用是：檢測被觀察的信號，井將它無失真或失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿拇筙通道的作用是：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，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。掃描時間校正器的作用是：用于校正x軸時間標(biāo)度，或用來檢驗掃描因數(shù)是否正確。4.7示波器主要技術(shù)指標(biāo)有哪些?各表示何種意義?答：(1)頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)后也叫帶寬。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(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:(3)掃描頻率Vdiv分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時基因(4)輸入阻抗輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻R,和分布電容C,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們號作用下的過渡特性。(6)掃描方式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?h=10MHz,t;≤40ns。(2)SBMIO通用示波器f?=30MHz,t?≤12ns。(3)SR—8雙蹤示波器fn=15MHz,tr≤2,1ns。解：(1)t=350//=350/10=35ns(2)t?=350/fn=350/30=12ns4.9什么是內(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；同步信號采自于來自儀4.10與示波器A配套使用的阻容式無源探頭，是否可與另一臺示波器影配套使用?為什么?答：探頭里的微調(diào)電容是對示波器A調(diào)定的，個臺示波器的C,值一般是不同的，所以4.11延遲線的作用是什么?內(nèi)觸發(fā)信號可否在延遲線后引出，去觸發(fā)時基電路?為什么?答：當(dāng)示波器工作在內(nèi)觸發(fā)狀態(tài)時，利用垂直通道輸入的被測信號去觸發(fā)水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生掃描電壓波，從接受觸發(fā)到開始掃描需要一小段時間，這樣就會出現(xiàn)被測信號到達(dá)Y偏轉(zhuǎn)板而掃描信號尚未到達(dá)X偏轉(zhuǎn)板的情況，為了正確顯示波形，必須將接入Y通道的被測信號進(jìn)行一定的延遲，以便與水平系統(tǒng)的掃內(nèi)觸發(fā)信號不能在延遲線后引出，去觸發(fā)時基電路。如果在延遲線后引出，水平系統(tǒng)的掃描電壓在時間上相對于垂直通道輸入的被測信號就沒有延遲4.12示波器Y通道內(nèi)為什么既接入衰減器又接入放大器?它們各起什么作用?答：為適應(yīng)Y通道輸入的被測信號的大幅度的變化既接入衰減器又接入放大器。放大器對微弱的信號通過放大器放大后加到示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板，使電子束有足夠大4.13什么是連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描?如何選擇掃描方式?答：連續(xù)掃描：掃描電壓是周期性的鋸齒波電壓。在掃描電壓的作用下，示波管光點將在屏幕上作連續(xù)重復(fù)周期的掃描，若沒有Y通道的信號電壓，屏幕上只顯示出一條時間觸發(fā)掃描：掃描發(fā)生器平時處于等待工作狀態(tài)，只有送入觸發(fā)脈沖時才產(chǎn)生一次掃描被測信號是連續(xù)的周期性信號時，選擇連續(xù)掃描方式。被測信號是短短暫的周期性脈4.14時基發(fā)生器由幾部分組成?各部分電路起什么作用?為什么線性時基信號能展開波形?時基閘門電路的作用是控制掃描電壓發(fā)生器的工作，它是一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖到來時，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使掃掃描發(fā)生器掃的作用是產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。在水平偏轉(zhuǎn)板上加一線性鋸齒波掃描電壓u,,該掃描電壓將Y方向所加信號電壓u,4.15如何進(jìn)行示波器的幅度校正和掃描時間校正?答：幅度校正的方法是：設(shè)校正器輸出電壓幅度為IV,把它加到Y(jié)輸入端，靈敏度開關(guān)置于“1”檔的校正位置上，調(diào)節(jié)Y軸靈敏度電位器，使波形在Y軸顯示為1cm或掃描時間校正的方法是：設(shè)校正器輸出電壓的頻率為1KHz,把它加到Y(jié)輸入端，掃描時間開關(guān)置于“1”ms檔的校正位置上，調(diào)節(jié)X軸靈敏度電位器，使標(biāo)尺的滿度范圍內(nèi)正好顯示10個周期。4.16雙蹤與雙線示波器的區(qū)別是什么?答：雙蹤示波器的垂直偏轉(zhuǎn)通道由A和B兩個通道組成。兩個通道的輸出信號在電子開關(guān)控制下，交替通過主通道加于示波管的同一對垂直偏轉(zhuǎn)板。A、B兩個通道是相同的。主通道由中間放大器、延遲線、末級放大器組成，它對兩個通道是公用的。雙線示波器采用雙線示波管構(gòu)成。雙線示波管在一個玻璃殼內(nèi)裝有兩個完全獨立的電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，每個電子槍發(fā)出的電子束經(jīng)加速聚焦后，通過“自己”的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)射于熒光屏上，相當(dāng)于把兩個示波管封裝在一個玻璃殼內(nèi)公用一個熒光屏，因而可以同時觀察兩個相互獨立的信號波形。雙線示波器內(nèi)有兩個相互無關(guān)的Y通道A和B,每個通道的組成與普通示波器相同。4.17計算下列波形的幅度和頻率(經(jīng)探頭接入):(1)V/div位于0.2檔，t/div位于2μs檔。③H=3div,解：①U=2div×0.2V/diy×10=4VT=3div×2us/div=6μsdiv×0.2V/diy×10=10VT=2div×0.2V/div×10=6VT=5(2)V/div位于0.05檔，t/div位于50us檔。解：①U=5div×0.05V/div×10=2.5V②U=4div×0.05V/di(3)V/div位于20檔，t/div位于0.5s檔。②H=!div,D解：①U=2div×20V/div×10=400VT=0.5div×0.5s/div②U=1div×20V/div×10=200VT=1div×0.5s/div=0.5s③U=0.5diy×20V/div×10=100VT=24.18有兩個周期相同的正弦波，在屏幕上顯示一個周期為6個div,兩波形間相位間隔為如下值時，求兩波形間的相位差。4.19取樣示波器的非實時取樣過程為什么能將高頻信號變?yōu)榈皖l信號?取樣示波器能否觀測單次性高頻信號?答：非實時取樣過程對于輸入信號進(jìn)行跨周期采樣，通過若干周期對波形的不同點的采樣，經(jīng)過保持延長后就將高頻信號變成了低頻信號。取樣示波器不能觀測單次性高頻信號，因為不能對其進(jìn)行跨周期采樣。4.20記憶示波管是怎樣實現(xiàn)記憶波形的功能?記憶示波器能否觀測單次性高頻信號?答：記憶示波器的記憶功能是巾記憶示波管完成的。將記憶信號存貯于示波管的柵網(wǎng)上，需要顯示時，泛射槍發(fā)出的流均勻地近乎垂直地射向存儲柵網(wǎng)，將柵網(wǎng)存儲的波形在熒光屏上清晰地顯示出來。記憶示波器能觀測單次性高頻信號。4.21數(shù)字存貯示波器是怎樣工作的?答：數(shù)字存貯示波器采用數(shù)字電路，將輸入信號先經(jīng)過A/D變換器，將模擬波形變換成數(shù)字信息，存貯于數(shù)字存貯器中，需要顯示時，再從存貯器中讀出，通過D/A變換器，將數(shù)字信息變換成模擬波形顯示在示波管上。5.1試述時間、頻率測量在日常生活、工程技術(shù)、科學(xué)研究中有何實際意義?答：人們在日常生活、工作中離不開計時，幾點鐘吃飯、何時上課、幾時下班、火車工程技術(shù)、科學(xué)研究中時間、頻率測量更為重要，科學(xué)實驗、郵電通信，人造衛(wèi)星，答：標(biāo)準(zhǔn)的時頻提供給用戶使用有兩種方法：其一，稱為本地比較法。就是用戶把自己要校準(zhǔn)的裝置搬到擁有標(biāo)準(zhǔn)源的地方，或者由有標(biāo)準(zhǔn)源的主控室通過電纜把標(biāo)準(zhǔn)信號送到需要的地方，然后通過中間測試設(shè)備進(jìn)行比對。其二，是發(fā)送—接收標(biāo)準(zhǔn)電磁波法。這答：(1)測量的精度高：(2)測量范圍廣(3)頻率的信息傳輸和處理比較容易并且精確度也很高。5.4簡述計數(shù)式頻率計測量頻率的原理，說明這種測頻方法測頻有哪些測量誤差?對確度?答：是根據(jù)頻率的定義來測量頻率的。若某一信號在T秒時間內(nèi)重復(fù)變化了N次，則誤差為多大?如將被測信號倍頻4倍，又把閘門時間擴(kuò)大到5倍，此時的量化誤差為多大?(1)測量f=10MHz時的相對誤差；(2)測量/=10kHz時的相對誤差：并提出減小測量誤差的方法。差，②擴(kuò)大閘門時間T或倍頻被測信號可減少±1誤差。土Hz諧振法測頻的誤差來源為：①諧振頻率計算公式是近似計算公式；②回路Q值不太5.15簡述示波器上用李沙育圖形法進(jìn)行測頻、測時間間隔的原理。答：用李沙育圖形法進(jìn)行測頻的原理是：示波器熒光屏上的李沙育圖形與水平軸的交點nx以及與垂直軸的交點ny來決定頻率比，即：若已知頻率信號接于X軸，待測頻率信號接于Y軸，用示波器測時間間隔的原理是：在波形上找到要測時間間隔所對應(yīng)的兩點，如A點、B點。讀出A、B兩點間的距離x(cm),由掃描速度v(tcm)的標(biāo)稱值及擴(kuò)展倍率k,即可算出被測的時間間隔：6.1舉例說明測量相位差的重要意義。答：測量輸出與輸入信號間相位差在圖像信號傳輸與處理、多元信號的相干接收等學(xué)科領(lǐng)域，都有重要意義。6.2測量相位差的方法主要有哪些?簡述它們各自的優(yōu)缺點。答：測量相位差的方法很多，主要有：用示波器測量；把相位差轉(zhuǎn)換為時間間隔，先測量出時間間隔再換算為相位差；把相位差轉(zhuǎn)換為電壓，先測量出電壓再換算為相位差：零示法測量等。用示波器測量相位差一個突出的優(yōu)點是用一部示波器即可解決問題，不需要其他的專用設(shè)備。缺點是測量誤差較大，測量操作也不方便。相位差轉(zhuǎn)換為時間間隔測量，模擬式相位計的優(yōu)點是電路間單，操作方便，缺點是不能測出兩個信號的瞬時相位差，誤差也比較大，約為±(1～3)%。數(shù)字式相位計的優(yōu)點是可以測出兩個信號的瞬時相位差，測量迅速，讀數(shù)直觀清晰。缺點是當(dāng)被測信號的頻率改變時，必需改變晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率，f可調(diào)時準(zhǔn)確度難以做高，只能用于測量低頻信號的相位差，而且要求測量的精確度越高，能測量的頻率越低。相