电子测量习题答案2.doc

1、电子测量技术 第 2 章 测量误差理论和测量数据处理 1 试问（1）U a 和 Ub 的相对误差是多少？（2）通过测量 Ua 和 Ub 来计算 R2 上电压 U2 时，U 2 的相对误差是多少？（3）若用该电压一直接测量 R2 两端电压 U2 时，U 2 的相对误差是多少？R1R2R3a b题图 2-12-5 已知 CD-4B 型超高频导纳电桥在频率高于 1.5MHz 时，测量电容的误差为：5%(读数值)1.5pF。求用该电桥分别测 200pf、30pF、2pF 时，测量的绝对误差和相对误差。并以所得绝对误差为例，讨论仪器误差的相对部分和绝对部分对总测量误差的影响。2-6 某单级放大器电压放大

2、倍数的实际值为 100，某次没量时测得值为 95，求测量值的分贝误差。2-7 设两只电阻 R1=（1500.6 ） ，R 2=622%，试求此二电阻分别在串联及并联时的总阻值及其误差。2-8 用电压表和电流表测量电阻值可用下图所示的两种电路，REAVREVA（a） （b）题图 2-2设电压表内阻为 Rv，电流表内阻为 Rx，试问两种电路中由于 Rv 和 RA 的影响，被测电阻Rx 的绝对误差和相对误差是多少？这两种电路分别适用于测量什么范围的阻值？2-9 用电桥测电阻 Rx，电路如题下图所示，电桥中 Rs 为标准可调电阻，利用交换 Rx 与 Rs 位电子测量技术 第 2 章 测量误差理论和测量

3、数据处理 2 置的方法对 Rx 进行两次测量，试证明 Rx 的测量值 R1 及 R2 的误差R 1 及R 2 无关。R1R2RxRS题图 2-32-10 用某电桥测电阻，当电阻的实际值为 102时测得值为 100，同时读数还有一定的分散性，在读数为 100附近标准偏差为 0.5，若用该电桥测出 6 个测得值为 100的电阻串联起来，问总电阻的确定性系统误差和标准偏差各是多少？系统误差和标准偏差的合成方法有何区别？2-11 具有均匀分布的测量数据， （1）当置倍概率为 100%时若它的置信区间为M( x)-C(x), M(x)+C(x)，问这里 C 应取多大？（2）若取置信区间为M (x)- (

4、x), M(x)+ (x)，问22置信概率为多大？2-12 对某信号源的输出电压频率进行 8 次测量，数据如下（单位 Hz）：1000.82,1000.79,1000.85,1000.84,1000.78,1000.91,1000.76,1000.82(1)试求其有限次测量的数学期望与标准差的估计值。(2)若测量时无系统误差，给定置信概率为 99%，那么输出频率的真值应在什么范围？2-13 用电桥测一个 50mH 左右的电感，由于随机误差的影响，对电感的测量值在 L00.8mH的范转内变化。若希望测量值的不确定度范转减少到 0.3mH 以内，又没有更精密的仪器，问可采用什么办法。2-14 对某

5、电阻进行 10 次测量，数据如下（单位 k）：0.992,0.993,0.992,0.993,0.993,0.991,0.993,0.993,0.994,0.992请给出包含误差值的测量结果表达式。2-15 对某信号源的输出频率 f 进行了 10 次等精度测量，结果为（单位 kHz）：110.105,110.090,110.090,110.70,110.060,110.050,110.040,110.030,110.035,110.030。试用马利科电子测量技术 第 2 章 测量误差理论和测量数据处理 3 夫及阿卑-赫梅特特判据判别是否存在变值系差。2-16 对某电阻的 9 次测量值如下（单位

6、 k）10.32,10.28,10.21,10.41,10.25,10.31,10.32,100.4试用莱特准则和格拉布斯准则（对应 99%的置信概率）判别异常数据，并讨论在本题的情况下应采用哪种准则。2-17 用两种不同方法测量同一电阻，若在测量中皆无系统误差，所得阻值（ ）为：第一种方法：100.36,100.41,100.28,100.30,100.32,100.31,100.37,100.29,第二种方法：100.33,100.35,100.29,100.31,100.30,100.28。（1）若分别用以上两组数据的平均值作为该电阻的两个估计值，问哪一估计值更为可靠？（2）用两种不同测

7、量方法所得的全部数据，求被测电阻的估计值（即加权平均值） 。2-18 对某电阻进行了十次测量，数值（k ）为；99.2,99.4,99.5,99.3,99.1,99.3,99.4,99.2,99.5。测量的系统误差为1%并为均匀分布，测量的00。试讨论那种情况本机工作正常，那种情况有故障，可能是什么故障？3-11 用常规通用计数器测量一个 fx=10MHz 的信号频率，试分别计算 “闸门时间” 置于 1s、0.1 s、10ms 时，该计数器的测频误差，并计论计算结果。3-12 使用常规通用计数器测量一个 fx=10Hz 的信号频率，当信号的信噪比 S/N=40dB 时，分别计算当“周期倍乘”

8、置于 100 和 103 时，该计数器的测周误差，并计论计算结果。3-13 某常规通用计数器内部晶振频率 fc=1MHz，若由于需要，使其工作于高稳定度的外部频率标准，该标准频率 fc=4MHz。若计数器工作正常，为了得到正确的测量结果，其测频读数应如何换算？如果测周，则读数应应如何换算？3-14 利用常规通用计数器测频，已知内部晶振频率 fo=1MHz，f c/fc =110-7，被测频率fo=100kHz，若要求“1”误差对测频的影响比标准频率误差低一个量级（即为 110-6） ，则闸门时间应取多大？若被测频率 fx=1kHz，旦闸门时间保持不变，上述要求能否满足？若不能满足，请另行设计一

9、种测量方案。3-15 某常规通用计数器的内部标准频率误差为f c/fc=110-9，利用该计数器将一个 10MHz 的晶体振荡器标准到 10-7，则计数器闸门时间应为多少？能否利用该计数器将晶体校准到 10-9？为什么？3-16 说明内插法、游标法提高测时精度的基本原理。电子测量技术 第 2 章 测量误差理论和测量数据处理 4 3-17 试利用误差合成公式，分析倒数计数器的测频误差。3-18 在 Multisim 环境下，设计一种基于游标法的时间间隔测量仪，给出原理图和仿真试验结果。3-19 在 Multisim 环境下，设计一种用于频率测量的倒数计数器，给出原理图和仿真试验结果。电子测量技术

10、 第 4 章 电压测量 5 第 4 章 电压测量 习题与思考题4-1 在示波器的垂直系统增益保持不变时，由其荧光屏上观察到峰值均为 1V 的正弦波、方波和三角波。分别采用峰值、有效值及平均值检波方式的、按正弦波有效值刻度的电压表测量，测量结果的示值分别为多少？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？至少列出二种方法，并对其中一种进行分析。4-3 利用峰值电压表，测量正弦波、三角波和方波三种波形的交流电压。设电压表读数均为施加以克服？4-14 为什么不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？4-1

11、5 利用电压测量方法自拟一个测量电路，测量一个波正弦信号调制的调幅波的调幅系数M%。4-16 非线性失真系数的测量实质上是交流电压的测量，自拟一个测量 D 的方框图，简述其工作原理。4-17 欲测量失真的正弦波，若手头无有效值表，则应选用峰值表还是均值表更适当一些？为什么？4-18 利用电压电平表测量某信号源的输出功率。该信号源输出阻抗 50，在阻抗匹配的情况下，电压电平表读数为 10dBu，此时信号源输出功率为多少？4-19 在 Multisim 环境下，设计一种多斜积分式 DVM，给出原理图和仿真试验结果。4-20 在 Multisim 环境下，设计一种脉冲调宽式 DVM，给出原理图和仿真

12、试验结果。电子测量技术 第 5 章 信号源 6 第 5 章 信号源 习题与思考题5-1 对测量信号源的基本要求是什么？5-2 什么叫频率合成？简述频率合成的方案及各自的优缺点？5-3 为什么说锁相环能跟踪输入频率？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？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。提示：低通滤波器 F1、F2 分别滤出混频器 M1、M2 的差

13、频。f1 f4PD LPF VCOM (-)f2 f3F2 M (-)F1题图 5-25-7 在 DDFS 中，直接将相位累加器的最高位输出将得到何种波形，其输出频率有何特点？如果直接将相位累加器的地址当做 DAC 的输入，将得到何种波形? 如何通过 DDFS 得到三角波？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？5-9 设计一种四模预分频器的整数分频锁相环，预分频器取值为 P、P+1 、P +4 和 P+5。分析该锁相环的最小连续分频系数。5-10 说明精确噪声源的工作原理。5-11 在 Multisim 环境下，参考图 5-3-1，设计一种基于 DDFS

14、的正弦信号源，给出原理图和电子测量技术 第 5 章 信号源 7 仿真试验结果。5-12 试采用微处理器和 AD9854，设计一种能够产生音频范围内 FSK、BPSK 和 AM 调制信号的信号源，给出电路设计原理图、PCB 图以及试验结果。5-13 查阅 CMOS 锁相环集成电路 CD4046 的数据手册，以 CD4046 和其他一些简单逻辑芯片为基础，设计能够实现题图 5-1 的锁相环电路。电子测量技术 第 6 章 时域测量 8 第三篇 信号的显示、分析与测量第 6 章 时域测量 习题与思考题6-1 对模拟示波器的扫描电压有哪些基本要求？6-2 被测信号波形和触发电平如下图所示（图中的虚线为触

15、发电平） 。试分别画出正极性触发和负极性触发时模拟示波器屏幕上的波形。题图 6-16-3 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拟示波器屏幕上的波形。6-5 为了测量一个调频波的调频指数 m，可将调频波加到示波管垂直偏转板，而同时又把载波信号加到水平偏转板。试说明其测量原理及如何根据示波器显示的图形计算 m？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？t00V1tV2题图 6-3电子测量技术 第 6 章 时域测量 9 6-7 已知 A

16、、B 两个周期性的脉冲列中均有 5 个脉冲，如下图所示，又知示波器扫描电路的释抑时间小于任意两个脉冲之间的时间。问（1）若想观察脉冲列的一个周期（5 个脉冲） ，扫描电压正程时间如何选择？（2）对两个脉冲列分别计论：若只想仔细观察第 2 个脉冲是否能做到？如能，如何做到？如不能，为什么？（B）00 t1 t2 t3 t4 tV（A）t1 t2 t3 t4 tV题图 6-46-8 欲观测一个上升时间 tr 约为 50ns 的脉冲波形，现有下列四种型号的示波器，问选用哪种型号的示波器最好，为什么？其次应选哪种示波器，这时应注意什么问题？（1） SBT-5 型，f 3dB=10MHz, tR40ns

17、;（2） SBT-10 型，f 3dB=30MHz, tR12ns;（3） SBT-8 型，f 3dB=15MHz, tR24ns;（4） SBT-10 型，f 3dB=100MHz,tR3.5ns;6-9 什么是采样？数字存储示波器是如何复现信号波形的？6-10 数字存储示波器有哪些采样方式？不同采样方式下，数字存储示波器的最高工作频率取决于哪些因素？6-11 试设计电路来实现本章 6.4.4 节中提到的各种触发方式。6-12 试比较模拟示波器与数字存储示波器的优缺点。6-13 在 Multisim 环境下，利用 Agilent 54622D 虚拟示波器，通过仿真试验来说明触发电平、触发极性

18、、触发耦合方式对波形显示的影响。6-14 在 Multisim 环境下，基于 Tektronix TDS204 虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和仿真试验结果。电子测量技术 第 7 章 频谱分析仪 10 第 7 章 频谱分析仪习题与思考题7-1 试比较频谱分析仪与示波器作为信号测量仪器的特点及其测量领域。7-2 外差式频谱分析仪的技术特性主要有哪些？如何得到较高的动态分辨力？7-3 试比较 FFT 分析仪与外差式频谱分析仪的优缺点。7-4 举例说明扫频振荡器线性不良给频谱分析仪带来的测量误差。7-5 使用频谱分析仪观测一个载频为 97MHz、调制信号为 1kHz、调幅深度为 50%

19、的调幅波（载波与边频幅度差约为 12dB） 。频谱分析仪的分辨力带宽为 3kHz、中心频率为 97MHz、扫描跨度为 0Hz、扫描时间为 2ms，请画出频谱分析仪荧光屏上将显示的频谱示意图。7-6 BP-1 为窄带频谱分析仪，其最大扫频宽度 fmax=30kHz，现欲观测 20kHz 的失真正弦波的谐波成分，荧光屏上能够同时出现该信号的几根谱线？7-7 利用频谱分析仪分析一个调幅波的频谱，在频谱分析仪屏幕上显示出载频和一对边频谱线，将载频谱线高度调到 0dB，读出边频谱线高度的 dB 值为 p，则被测调幅波的调幅系数为：，20a1pm试证明之。7-8 利用频谱分析仪测量一放大器的非线性失真系数 D，将基频谱线高度调到 0dB，分别读得二次谐波、三次谐波、的谱线高度的 dB 值为 P2、P 3，试证明被测非线性失真系数为：.1032ppD7-9 试说明频谱分析仪采用对数放大器的必要性。7-10 频谱分析仪的可测量信号频率范围为 9kHz3.6GHz，第一中频为 4.235MHz，那么，其第一本振的扫频范围是多少？输入信号的镜像干扰频率范围是什么？7-11 如果设置频谱分析仪的扫描起始频率为 0Hz，终止频率为 150kHz，频谱分析仪不接入任何信号，请画出在频谱分析仪分别选择 1kHz、3kHz、10kHz 的分辨力带宽时，频谱分析