电子测量练习题.doc

1电子测量是指以(电子技术理论)为依据，以(电子测量仪器和设备)为手段，对(电量)和(非电量)进行测量。其中，电量测量可分为如下几方面：(1)点能量的测量;(2)电信号特性及所受干扰的测量;(3)元器件和电路参数的测量;(4)电子设备性能测量;2. 测量的三大基本电参数是(功率)、(频率)和(阻抗)，也是其它参数测量的基础。3. 电子测量的特点：（测量频率范围宽）、（测量量程宽）、（测量精度高）。4常用的电子仪器有哪些分类方法？按功能来分类哪些类别？（1）按功能分、按频段分、按工作环境和使用环境分、按工作原理分。（2）通用测量仪器、专用测量仪器。5电子测量仪器的主要技术指标有哪些？答：精度、稳定度、影响量、灵敏度、线性度、动态特性。6. 真值的含义是什么，在电子测量中能否得到真值，为什么？答：真值是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想概念，一般无法得到。在电子测量中不能得到真值，我们用到的是相对真值。 7测量误差的一般表示方法，分析绝对误差、相对误差和引用误差，并指出它们的差别。答：（1）绝对误差、相对误差、引用误差。 （2）绝对误差：测量结果的给出值与被测量的真值之差。相对误差：绝对误差与真值的比值。引用误差：测量仪器示值的绝对误差与仪器的特定值之比8 测量误差可分为哪三种，对这三种误差进行分析，并指出它们的差别。答：（1）系统误差、随机误差、粗大误差。 （2）系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。 随机误差：在重复条件下，某次测量结果与对同一被测量进行无限多次测量所得平均值之差。 粗大误差：超出在规定条件下预期的误差。9 系统误差与随机误差的区别在哪里？答：系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。随机误差：在重复条件下，某次测量结果与对同一被测量进行无限多次测量所得平均值之差。10 随机误差的概念是什么？并分析其随机误差的特性。答：（1）在重复条件下，某次测量结果与对同一被测量进行无限多次测量所得平均值之差。 （2）绝对值相等的正误差与负误差出现的次数相等，这种特性，称为对称性； 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现次数多，这种特性，称为单峰性； 绝对值很大的误差出现的机会很少，这种特性，称为有界性； 当测量次数趋于无穷大时，随机误差的平均值将趋于零，称为抵偿性。11对某直流稳压电源的输出电压进行了10次测量，测量结果，如表所示。次数12345678910U/V5.0035.0115.0064.9985.0154.9965.0055.0104.9995.007求输出电压的算术平均值及其实验标准偏差。答：=（5.003+5.011+5.006+4.998+5.015+4.996+5.005+5.010+4.999+5.007）/10=5.00512对某电阻进行了10次测量，测得的数据如表所示。次数12345678910R/K46.9846.9746.9646.9646.8146.9546.9246.9446.9346.91若上述数据不存在系统误差时，问上述数据中是否有粗大误差数据？若有粗大误差数据，请剔除。答：（46.98+46.97+46.96+46.96+46.81+46.95+46.92+46.94+46.93+46.91）/10=46.933=0.04853S(R)=0.1456经3S(R)与Ri比较，Ri均小于3S(R)，故无粗大误差。 13将下列数值中把有效数字保留到小数点后两位数字： 824.358、824.354、824.03454、824.745、824.995。答：824.36、 824.35、 824.03、 824.74、 825.00 14测得某电压为8.743V，测量误差为试处理有效数字。（提示：处理原则应为：测量数值的有效位数应取得与误差的位数相一致）答：8.7415示波器是一种（时域）测量仪器。示波器从技术原理上可分为：（模拟示波器）和（数字示波器）。16示波器中的显示屏常用（示波管），它主要是由（电子枪）、（偏转系统）和（荧光屏）三部分组成。17. 示波器的波形显示可以显示两种类型，一种是（显示随时间变化的信号），另一种是（显示任意两个变量X和Y的关系）。18. 模拟示波器主要由（示波管）、（X通道）和（Y通道）三部分组成。其中，Y通道包括（探头、耦合电路、输入衰减器、Y前置放大器、延迟线、Y输出放大器）6部分。其电路特性主要是一个（高增益宽带放大器）。X通道包括（扫描发生器环、触发电路、X放大器）3部分。其中，（扫描发生器环）和（触发电路）用来产生所需要的扫描信号；而放大器主要用来（放大扫描信号），也可以用来放大直接输入的任意外接信号，作为图示仪用。19双踪示波器的工作原理。在双踪显示时，基本原理是在通道中加入“（电子开关）”轮流接通通道或通道。工作方式有两种：（交替）和（断续）。（交替）方式适合于观测两路高频信号；而（断续）方式适合于观测两路低频信号。20. 阐述通用计数器测量频率、周期的工作原理。答：（1）被测信号通过A通道进行放大整形，使其信号进行计数，晶振标准信号经多级分频后，触发门控双稳态产生一个门控信号去打开“信号与门”，放大整形后的被测信号通过与门至计数器计数。（2）被测信号经B通道放大整形后，触发门控双稳态产生门控信号去打开“信号与门“，同时将晶振的标准信号经分频或倍频后，产生时标信号，通过信号与门，至计数器计数。21通用计数器测量频率和周期的测量误差有哪几种？每种误差均是由什么方面引起的？答：（1）误差、时基误差、触发误差。 （2）误差是由于闸门时间和脉冲计数不同步造成的； 时基误差是由于晶振的标准频率不准确和不稳定造成的； 触发误差是由于输入信号沿的斜率、噪声幅度和触发电平抖动幅度造成的。22对于10MHz 计数器（7位显示），在测量频率时，当闸门时间为1S，测量10MHz信号频率，求计数器的末位误差（误差）是多少。答：10-623引起频标信号频率不稳定度的起因是什么？频率源的参数系统变化、外界干扰影响信号、频率源信号噪声、信号的杂散、交流干扰。24. 频率标准的频率稳定度表征有哪两种？答：时域、傅里叶频域。5、6章复习题1. 电压测量仪器的分类：按电路形式分成（模拟式电压表）、（数字式电压表）。按频率范围分成（直流电压表）、（交流电压表）。按检波形式分成（峰值电压表）、（均值电压表）、（有效值电压表）。2. 交流电压波峰因数用（Kp）表示。定义为：（Kp峰值/有效值Vp/V）。 波形因数用（KF）表示。定义为：（KF有效值/平均值V/）。3. 检波-放大式电子电压表指的是何种电压表？峰值电压表？有效值电压表？均值电压表？答：峰值电压表放大检波式电子电压表指的是何种电压表呢？答：均值电压表。为了提高峰值电压表的灵敏度，一般采用哪种放大器？这种放大器又被称作（直交直）放大器。它的作用是什么？答：斩波式放大器。作用：把直流电压变换成交流电压，并用交流放大器放大，最后把放大的交流电压变换成直流电压。4. 交流的有效值用什么字母表示？答：Vrms。5. 交流电压表是以何值来标定刻度读数的？答：正弦有效值。6. 用交流电压表测量某正弦信号的输出有效值电压为2V，试求峰值电压和平均值电压。答：由KpVp/V得：Vp=Kp*V=1.414*2=2.828V由KFV/得：=V/KF=2/1.11=1.8V7. 什么交流电压表是真正有效值电压表？并给予分析。答：有效值电压表。在一个周期内，通过某纯阻负载所产生的热量与一个交流电压表在同一个负载产生的热量相等时，该交流电压表的数值就是交流电压的有效值。8. 用万用表如何测试一个二极管的好坏？答：用万用表的红黑表笔分别测量二极管的两个方向的通路情况，如果只有一个方向鸣响，且另一个方向电阻无穷大，则二极管是好的。9. 用具有正弦有效值刻度的峰值电压表测量一个方波电压，读数为10V，问该方波电压的有效值多少？若直接将峰值电压表的表头读数认为是方波的有效值，则波形误差如何计算？答：被测方波电压的峰值：Vp=*10=14.1V由V=Vp/Kp得：V=14.1/1=14.1V波形误差：（10-14.1）/14.1=-29%10.峰值电压表的主要应用场合是（高频信号）。 均值电压表的主要应用场合是（低频信号、视频信号）。 有效值电压表的主要应用场合是（非正弦信号）。11.信号发生器的应用主要有4方面，分别是：（作被测信号），（作激励源），（信号仿真），（作校准源）。12. 目前，信号发生器按照输出信号的频率范围来划分，可大体分为两种：一是（高频信号发生器），频率在（几KHz到300MHz）；二是（微波信号发生器），频率在（300MHz到3GHz）。按照输出波形可划分为：（正弦信号发生器），（非正弦信号发生器）。13. 频率准确度如何定义的？答：信号发生器输出信号频率相对于标准频率的相对偏差程度。A=（f-fo）/fo*100%频率稳定度如何定义的？答：规定时间内频率变化的最大幅度。=（fmax-fmin）/fo*100%频率波动呢？答：一段时间内最大的频率与最小的频率的差。fmax-fmin14. 信号发生器的输出特性有什么要求？答：输出要平坦，频率精度要高，保证不失真。15. 高频信号发生器的输出阻抗，通常是多少欧姆？答：5016. DDS全称是（直接数字式频率合成技术），由（参考频率源），（相位累加器），（正弦波储存器ROM/RAM），（数模转换器），（低通滤波器）组成。17. 频率合成的定义是什么？合成的基本方法有（直接合成），（间接合成）。答：频率合成就是对一个参考频率（例如高稳定度晶体频标）进行频率的加、减（混频）、乘（倍频）、除（分频），以得到所需要的一系列信号频率，而且，所有的输出频率都与参考频率相关，同时，具有完全一样的频率准确度和长期频率稳定度。18. PLL指的是什么？ 其主要组成部件有哪3个？各个部件的作用是什么？试简述PLL的锁定过程。答：PLL：锁相环。包括：鉴相器、环路滤波器、压控振荡器。鉴相器：把输入信号的相位和压控振荡器的输出信号的相位进行比较，产生一个误差信号。环路滤波器：滤除误差电压中的高频成分和噪声。压控振荡器：通过电压控制输出频率，使输出频率想输入频率靠拢。锁定过程：开始时压控振荡器输出信号频率fo，到鉴相器与输入频率fi进行相位比较，产生一个误差电压Vd（t），然后通过环路滤波器滤波到压控振荡器，压控振荡器受误差电压的控制，将输出频率向输入频率靠拢，直至消除误差被锁定。19. 混频式锁相环是和频时，输出频率跟输入频率之间关系是怎样的？答：fo=fi1-fi220. 试画出数字环的组成框图。21. 什么是锁相环的跟踪特性？同步带宽是如何定义的？捕捉带宽呢？答：跟踪特性：环路输出频率可以精确的跟踪上输入频率的变化。同步带宽：输入频率允许的最大变化范围。捕捉带宽：最终能够自行进入锁定状态的最大允许的固有频差。22. 锁相环的捕捉过程分为两个阶段，分别是（频率牵引阶段），（快捕阶段）。23. 实验室中，用频率特性测试仪主要用来测试网络的什么特性？幅频特性。24. LC滤波器是有源模块还是无源模块？它有什么用途？它的主要性能指标有哪些？各个指标如何进行测试？ 答：LC滤波器是无源模块。用途：尽可能无衰减的通过有用信号，滤除无用信号。性能指标：中心频率（fo=f1+BW/2）、带宽（波形最高点下降3dB对应的频率，f2-f1）、插入损耗(Pout-Pin)、带内波动（带内最高点与最低点的差值)、带外抑制度(带内最低点与波形水平段的差值)。25. 滤波放大器是有源模块还是无源模块？它有什么用途？它的主要性能指标有哪些？各个指标如何进行测试？答：滤波放大器是有源模块。用途：放大信号