电子测量技术课后答案

1、电子测量技术课后答案 第二章 习题 电子测量技术课后答案 2-1 某被测电压的实际值在10V左右，现有 150V、级和15V、级两块电压表，选择哪块 表测量更合适？ 解：若用150V、级电压表测量 150 ( 0.5%) 7.5% 10 v v 若用15V、级电压表测量 15 ( 1.5%) 2.25% 10 v v 可见，选用15V、级电压表测量更合适。 电子测量技术课后答案 2-8 用电压表和电流表测量电阻值可用下图电路 (a)(b) 设电压表内阻为Rv，电流表内阻为RA，求 被测电阻R的绝对误差和相对误差？这两 种电路分别适用于测量什么范围的内阻？ 电子测量技术课后答案 解：设被测电阻真

2、值为 对于图（a） 给出值： xo R x xoV VV R VV I RR 绝对误差： 2 xo xxxo xoV R RRR RR 相对误差：100% xxo xoxoV RR RRR 电子测量技术课后答案 对于图（b） 给出值： Axo xAxo IRIRV RRR II 绝对误差： 相对误差： xxxoA RRRR 100% xA xoxo RR RR x R 当 较小，测量时用（a），较大时用（b） 对于（a）图，测量不受 的影响 对于（b）图，测量不受 的影响 A R V R 电子测量技术课后答案 2-9 用电桥测电阻 ，证明 的测量值与 及 的误差 及 无关。 x R x R 2

3、 R 1 R 1 R 2 R 解：设R1的真值 1011 RRR 设R2的真值 2022 RRR 在交换位置前 时平衡，则 1ss RR 101 11 202 xS RR RR RR 在交换位置后 时平衡，则 2ss RR 202 22 101 xS RR RR RR 上式相乘得 1212xxss R RR R 1212xxxss RR RR R 与 1 R 2 R 及 无关。 R1 R2 Rx RS 最终测量结果为： 电子测量技术课后答案 2-12 对某信号源的输出电压频率进行8次测量 1000.82,1000.79,1000.85,1000.84,1000.78, （1）求数学期望与标准偏

4、差的估计值 （2）给定置信概率为99%，求输出真值范围 解：(1) 8 1 1 ()1000.82 8 xi i M ffKHz 8 2 1 8 ()0.047 8 1 xix i x ff fKHz （2）n=8，K=n-1=7，由t分布查表得K=7， P=99%时， 电子测量技术课后答案 则： 0.047 ()0.0166 8 x fKHz 又因无系统误差，按99%置信概率估计 的fx真值范围区间为： (),() 1000.762,1000.818 xaxxax ftfftf KHz 电子测量技术课后答案 2-15 对某信号源的输出频率进行了10次等精度测量， 使用马利科夫和阿卑-赫梅特判

5、据判别是否存在变值 误差。 解： 10 1 110.060 xi i ffKHz 10 22 1 10 ()0.028 10 1 ix i x ff fKHz 由 得到相应的Vi ixix vff 电子测量技术课后答案 根据马利科夫判据 510 16 0.115( 0.115) 0.230 ii ii Mvv KHz max 0.045Mv判定有累进性误差 根据阿卑-赫梅特判据 2 1 1 1() n ii i v vnx 判定有变值误差 电子测量技术课后答案 2-16 对某电阻8次测量值如下： 10.32,10.28, 试用莱特准则和格拉布斯准则（99%置信率）判别异常 数据。 解： 9 1

6、 1 20.336 9 i i XX 9 22 1 9 ( )30.024 9 1 i i xx x 分别计算 得最大残差为v0 ii vxX 电子测量技术课后答案 （1）用莱布准则判别： 0 3 ( )90.073xv 没判别出异常数据 （2）用格拉布斯准则判别： n=8，查表得P=99%时， 0 ( )69.656gxv 第8次测量数据为坏值 对剩余7个数据在进行计算，无异常数据。 结论：测量次数10时，莱特准则得不到满 足，在本题使用格拉布斯准则。 电子测量技术课后答案 2-17 用两种不同方法测量电阻，在测量中无系统误差. 第一种： 第二种： （1）平均值作为该电阻的两个估计值，那一估

7、计值 更可靠？ （2）用全部数据求被测电阻的估计值 解：（1）用第一种方法，求得 1 100.33R 1 ()0.0054R 1 1 () ()0.0160 8 R R 电子测量技术课后答案 用第二种方法，求得 2 100.31R 2 ()0.0261R 2 2 () ()0.0106 6 R R 由计算结果可见第二种方法可靠 （2）两种测量方法权的比为： 12 :3906:8900ww 由此可以求出被测电阻的估计值： 1122 12 100.316 R wR w R ww 电子测量技术课后答案 2-19 将下列数字进行舍入处理，保留三位有效数字 解： 2 24 3 24 54.79: 54.

8、8 or 5.48 10 86.3724: 86.4 or 8.64 10 500.028: 500 or 5.00 10 21000:210 10 or 2.10 10 0.003125:0.00312 or 3.12 10 3.175:3.18 43.52:43.5 or 4.35 10 58350:584 10 or 5.84 10 电子测量技术课后答案 第三章 习题 电子测量技术课后答案 3-4 试用常规通用计数器拟定测量相位差的原理框图。 u1和u2经过触发电路生成门控信号u3，宽度与两个 信号的相位差对应。U3脉宽期间打开计数门，计数 器对时标信号进行计数，设为N，分频系数为k，则

9、 360 x t T s tNT 360360 sx xs NTf N Tf s f：时标信号频率， ：被测信号周期 x T 电子测量技术课后答案 3-12 利用常规通用计数器测频, 内部晶振频率 f0=1MHz， ，被测频率 ，若要求“ ” 误差对测频的影响比标准频率误差低一个量级（即为 ）， 则闸门时间应取多大？若被测频率 ，且闸门时间不变， 上述要求能否满足？若不能满足，请另行设计方案。 7 /1 10 cc ff 0 100fkHz 1 6 1 101 x fkHz 解：测频时， 误差=1 1/ x Tf 若 则T10s，所以闸门时间应取10s 6 1 10 x Tf 当 ，T=10s

10、时，“ ”误差=1 x fkHz1 4 1 10 x Tf 不能满足要求。 电子测量技术课后答案 根据以上运算， 时，使量化误差低于 闸门时间至少为1000s，要使测量时间不变，可 采用测周方法，周期倍乘法。 设 此时的量化误差为 1 x fkHz 6 10 4 1000 10 0.1 s N s 7 10 x K K NTf 只要选择时标小于 （K10）即可满足要求10 s 电子测量技术课后答案 3-13 某常规通用计数器的内部标准频率误差为 ，利用该计数器将一个10MHz的 晶体振荡器校准到 ，则计数器闸门时间是多少？ 能否利用该计数器将晶体校准到 ？为什么？ 9 /1 10 cc ff

11、7 10 9 10 解：由于计数器内部频标正确度优于被测晶振数 量级，可不考虑内部频标误差，可认为主要取决 于 误差，则要求1 7 1 10 x Tf 则可得T=1s，即闸门时间应 1s 由于计数器的误差中总包含 这一项，其总 误差不可能低于其标准频率误差，不能将晶体 校准到 / c ff 9 10 电子测量技术课后答案 3-15 用误差合成公式分析倒数计数器的测频误差。 解： 设 为输入信号频率， 为时钟脉冲频率，计数 器值 ， ,由 得 由误差合成公式得 由于主门信号与被测信号同步， 没有量化误差， 故 采用绝对值合成 x f c f Ax Nf T Bc Nf T xA Bc fN Nf

12、 A xc B N ff N xcAB xAcB ffNN fNfN A N xcB xcB ffN ffN 1 () xc xcc ff fTff 电子测量技术课后答案 第四章 习题 电子测量技术课后答案 4-1 示波器荧光屏观测到峰值均为1V的正弦波、方波 和三角波。采用峰值，有效值，及平均值方式，按 正弦波有效值刻度的电压表测量，测量结果？ 解（1）峰值表读数 三种波形在峰值表上的读数均为 （2）均值表的读数 均值表以正弦波有效值刻度时，其读数 1/20.707V f aKV 1.11 2 2 f K 对正弦波： ，读数 p fp V V KK 0.707aV 对方波： ，读数1 p V

13、VV1.11 f aKVV 电子测量技术课后答案 对三角波： ，读数 p fp V V KK 0.556aV （3）有效值电压表读数 对正弦波： ，读数 p p V V K 1 0.707 2 aV 对方波： ，读数 p p V V K 1 1 1 aV 对三角波： ，读数 p p V V K 1 0.578 3 aV 电子测量技术课后答案 4-2 已知某电压表采用正弦波有效值刻度，如何用 实验的方法确定其检波方式？列两种方法，并对 其中一种进行分析。 解：根据电压表的刻度特性，可以确定其检波方式， 举例如下 （1）用方波作为测试信号，已知方波的 用被检电压表测量这个电压。 0p VVVV 0

14、 0 0.707 2 V V 若读数 ，则该表为峰值表。 若读数 ，则该表为均值表。 0 1.11V 若读数 ，则该表为有效值表。 0 V 电子测量技术课后答案 （2）分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波 电压，设为 ，用被测电压表分别测量这两个电 压，读数分别为 和 ，有以下几种情况： p V 0 a 1 a 或 ，则该表为峰值表。 01 aa 01 aa 或 ，则该表为均值表。 01 0.637aa 01 0.637aa ，则该表为有效值表。 01 0.707aa 电子测量技术课后答案 4-6试用波形图分析双斜积分式DVM由于积分器线 性不良所产生的测量误差。 电子测量技术课后答案 可见

15、定时积分时，T1时间不变，但积分结束 时电压 ，同时由于反向积分的非线性， 使得 ，即产生了 的误差。所以由于积 分器的非线性，被测电压变为 omom UU 22 TT 2 T 222 111 xrefrefrefx TTT UUUUU TTT 电子测量技术课后答案 4-8 试画出多斜积分式试画出多斜积分式DVM转换过程的波形图转换过程的波形图。 第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段 电子测量技术课后答案 4-9 设最大显示为“1999”的3位数字电压表和最 大显示为“19999”的4位数字电压表的量程，均有 200mV、2V、20V、200V的档极，若用它们去测量 同一电压时，试比较其分辩力。

16、解：200mv档不可用，超出其量程范围。 对于最大显示为“1999”的3位数字电压表： 2V档： 3 2 101 1999 VmV 20V档： 2 20 1010 1999 VmV 200V档： 200 100 1999 mV 同理，对于最大显示为“19999”的4位数字电压表 2V档：；20V档：1mV；200V档：10mV 电子测量技术课后答案 4-10为什么双斜积分式数字电压表第一次积分时间 （T1）都选用为市电频率的整数N倍？N数的大小是 否有一定限制？如果当地市电频率降低了，给测量 结果将带来什么影响？ 解：（1）定时积分时间 110 TN T 选取整数N1，不但可以用计数时间表示正

17、 向积分时间，而且技术溢出信号可用来控制开 关S1的切换，同时在溢出的瞬间计数器正好被 清零，便于下一阶段计数。抑制工频干扰，提 高抗干扰能力。 （2）N的大小不宜过低。 电子测量技术课后答案 （3） 如果市电频率降低，串模干扰将会对测 量结果造成较大，带来较大的测量误差。 电子测量技术课后答案 4-12双斜积分式DVM，基准电压Ur=10V，设积分 时间T1=1ms，时钟频率fc=10MHz，DVM显示T2时 间计数值N=5600，问被测电压Ux=？ 解： 4 2 5600 100.56Tmsms 2 1 0.56 105.6 xref T UUV T 电子测量技术课后答案 4-14为什么不

18、能用普通峰值检波式、均值检波式 和有效值电压表测量占空比t/T很小的脉冲电压？ 测量脉冲电压常用什么方法？ 答： 波峰因数越高说明电压表能够同时测量高的 峰值和低的有效值。较高的波峰也意味着有更多 的谐波，这对电压表的带宽是不利的。 对于占空比t/T很小的脉冲电压，波峰因数 很大，谐波数量多，故不能用普通峰值检波式、 均值检波式和有效值电压表测量。 通常采用专门的脉冲保持型电压表或者补偿 式脉冲电压表测量（参考电子测量技术基础 张永瑞 编著）。 电子测量技术课后答案 第五章 习题 电子测量技术课后答案 5-4 某二阶锁相环路的输出频率为100kHz，该环路 的捕捉带宽f=10kHz。在锁定的情

19、况下，若 输入该环路的基准频率由于某种原因变化为110kHz， 此时环路还能否保持锁定？为什么？ 解：解： 当输入该环路的基准频率缓慢变化时，由于二阶环路的同步带宽大于捕 捉带宽，所以环路能保持锁定。 当输入该环路的基准频率阶跃变化时，需要考虑二阶环的拉出带宽。通 常拉出带宽小于捕捉带宽，所以环路不能保持锁定。 电子测量技术课后答案 5-5 如下图所示，令f1=1MHz，n=110（以1步进）， m=1100（以10步进），求f2的表达式及其频率范围。 f1 f2 1/nPDLPFVCO 1/m 解：环路锁定时有 21 m ff n 1 f n 的范围是100kHz1MHz f2的范围是100

20、Khz100MHz 电子测量技术课后答案 5-6 如下图所示，令f1=1MHz，f2=010kHz（以1kHz步进），f3=0 100kHz（以10 kHz步进），求f4的频率变化范围。（提示：低通滤波器 F1、F2分别滤出混频器M1、M2的差频） f1 f4 PDLPFVCO M (-) f2f3 F2M (-)F1 当环路锁定时鉴相器两输入频率相等F1=f1。 (1) 在f4f3且F2f2的情况下， F2=f4-f3,F1=F2-f2,故得 423123123 fFfFfffff 的范围是 4 f (2) 再讨论 f4f2；f4f3且F2f2; f4f3且F22N）之后， 启动一个减法器，

21、实现2N add运算；在下一次溢出后，不做减法；依次 循环下去。 电子测量技术课后答案 5-8 为什么DDFS的输出中会存在较大的杂散？降 低杂散有哪些技术措施？ 解： DDFS的输出中存在杂散是不可避免的，其 来源有三：相位截断、幅度量化误差、DAC非 线性特性。 抑制方法：增大波形存储器的容量，从 而增加P值。直接采用杂散消减技术，减少 DDFS输出正弦波杂散：正弦查找表压缩算法 优化设计相位累加器随机扰动技术。 电子测量技术课后答案 第六章 习题 电子测量技术课后答案 6-3 被测信号如下图所示，扫描正程tsT。当选 择单次触发时，在不同触发电平a、b下，画出正、 负极性触发两种情况下模

22、拟示波器屏幕上的波形。 a b T 后面给出的仅是一种情况。实际上，触发点不是唯一的，波形可能产生晃动。 电子测量技术课后答案 电子测量技术课后答案 6-4 一个受正弦调制电压调制的调幅波v加到示波管 的垂直偏转板，而同时又把这个正弦调制电压加到 水平偏转板，试画出屏幕上显示的图形，如何从这 个图形求这个调幅波的调幅系数。 电子测量技术课后答案 可见，在屏幕上可以看到一个“发光”的梯形 图形，这是由于梯形包络内的载频信号波形太密 而且不同步的缘故。 根据调幅度的定义： maxmin maxmin 100% VV M VV 对应梯形图形的尺寸，不难得到： 100% AB M AB 电子测量技术课

23、后答案 6-6 有两路周期相同的脉冲信号V1和V2，如下图 所示，若只有一台单踪模拟示波器，如何用它测 V1和V2前沿间的距离？ t 0 0 V1 t V2 解：可用V1脉冲触发，观测V2脉冲，即将V1 脉冲送“脉发输入”端，“触发选择”置于 “外+”，V2脉冲送“y输入端”。时间关系与 屏幕显示如下图： 电子测量技术课后答案 扫描起始点至V2脉冲的时间间隔即为V1与 V2前沿间的距离。由于V2脉冲被y通道的延迟线 所延迟，故测得的 包含了这个延迟 。 可用如下方法测出：将“触发选择”转 换到“内+”，这时V2将出现在扫面起始点稍后 一点的位置。其前沿至扫描起始点时间间隔即为 ，V1和V2前沿间的实际距离为 D t D t D t D t DD tt 电子测量技