1、13.3 已知可变频率振荡器频率 f12.49964.5000MHz ，固定频率振荡器频率 f2=2.5MHz，若以 f1 和 f2 构成一差频式信号发生器，试求其频率覆盖系数，若直接以 f1 构成一信号发生器，其频率覆盖系数又为多少？解：因为差频式信号发生器 f0= f1f 2所以输出频率范围为：400Hz2.0000MHz频率覆盖系数 30 105Hz4M. k如果直接以 f1 构成一信号发生器，则其频率覆盖系数 8.496250k3.4 简述高频信号发生器主要组成结构，并说明各组成部分的作用？答：高频信号发生器主要组成结构图如下图所示：（1）主振级产生具有一定工作频率范围的正弦信号，是信
2、号发生器的核心。（2）缓冲级主要起阻抗变换作用，用来隔离调制级对主振级可能产生的不良影响，以保证主振级工作的稳定。（3）调制级主要进行幅度调制和放大后输出，并保证一定的输出电平调节和输出阻抗。（4）输出级进一步控制输出电压的幅度，使最小输出电压达到 V数量级。3.5 要求某高频信号发生器的输出频率 f860MHz ，已知其可变电容器的电容 C 的变化范围为 50pF200pF，请问该如何进行波段划分，且每个波段对应的电感应为多大？解： 25021minaxaxinminax CLfk 而 ，5.7Hz80M6nk高频信号发生器原理框图主振级 缓冲级 调制级 输出级监测器输出电 源内调制振荡器可
3、 变电抗器外调制输入AMFM内 外243.25.0871lg9.0l kn由 ，所以MHz8pF2maxminLCf H97.10L相邻波段的电感值满足：，所以可以计算得出21kLnH495.01H124.0LH031.1L3.8 简述各种类型的信号发生器的主振器的组成，并比较各自特点。答：（1）低频信号发生器的主振器组成为：RC 文氏桥式振荡器，其特点是频率稳定，易于调节，并且波形失真小和易于稳幅。（2）高频信号发生器的主振器组成为：LC 三点式振荡电路，主振级的电路结构简单，输出功率不大，一般在几到几十毫瓦的范围内。（3）脉冲信号发生器的主振器组成为：可采用自激多谐振荡器、晶体振荡器或锁相
4、振荡器产生矩形波，也可将正弦振荡信号放大、限幅后输出，作为下级的触发信号。对主振级输出波形的前、后沿等参数要求不很高，但要求波形的一致性要好，并具有足够的幅度。3.9 XFG-7 高频信号发生器的频率范围为 f=100kHz30MHz，试问应划分几个波段？（为答案一致，设 k=2.4）解：而 ，30KHz1Mknk84.7.249.lg.l n3.10 简述合成信号源的的各种频率合成方法及其优缺点。答：合成信号源的的各种频率合成方法主要有模拟直接合成法，数字直接合成法和锁相环频率合成法。模拟直接合成法特点：虽然转换速度快（s 量级） ，但是由于电路复杂，难以集成化，因此其发展受到一定限制。数字
5、直接合成法：基于大规模集成电路和计算机技术，尤其适用于函数波形和任意波形的信号源，将进一步得到发展。但目前有关芯片的速度还跟不上高频信号的需要，利用 DDS专用芯片仅能产生 100MHz 量级正弦波，其相位累加器可达 32 位，在基准时钟为 100MHz时输出频率分辨力可达 0.023Hz，可贵的是这一优良性能在其它合成方法中是难以达到的。锁相环频率合成法：虽然转换速度慢（ms 量级） ，但其输出信号频率可达超高频频段甚至微波、输出信号频谱纯度高、输出信号的频率分辨力取决于分频系数 N，尤其在采用小数3分频技术以后，频率分辨力大力提高。3.11 简述直接数字频率合成原理，试设计一个利用微处理器
6、产生任意波形发生器的方案，并讨论如何提高任意波形的频率？答：在存储器里存储任意波形的数字量，通过微处理器以一定的时间间隔读取数据，并送 D/A 转换器进行转换，并将电压信号送滤波器进行滤波，一直以相同的转换时间间隔取下一个数进行转换，这样就可得到任意波形发生器。提高任意波形频率的方法有：（1）减小读取时间间隔，并采用转换速度较快的 D/A 转换器；（2）采用读取时间短的存储器；（3）一个周期转换的点数减小。3.12 有一频率合成器如图 3.37 所示，求：（1）f 0的表达式；（2）f 0的范围；（3）最小步进频率。解：由图可知：（1） 301ffN2所以 1020ffNf（2） 561 60
7、52N100 f3fl10kHz N15601000 LPFPD BPF VCO1 f0M(-)f21kNz VCO2f3N250006000PD100 LPF图 3.37 题 3.12 图PC机滤波D/A4MHzKzHzKzfff 650.5105105610562min0 fff .1621ax0（3）因为 N1 和 N2 均可改变，但 f0 表达式中，N2 的系数小，所以 N2 变化 1 得到的f0 的变化最小，即 f0 的最小步进频率为 HzKf101023.13 计算下图所示锁相环的输出频率范围及步进频率。解：（a） ，所以 ，步进mfnr0nfr0maxfr（b） ，所以 ，步进1
8、0NfPfrHrrHrfPNf1axPfr（c）设 VCO1 输出频率为 f1，则 ， ，1fr1fr，20210Nffr212212210 0)()( Nffffff rrrrr fr f0（a）VCOn PD LPFmfrfrLfrHf0f0 frH（b）MVCOPPD LPFN1 图 3.38 题 3.13 图fr1f0（c）1KHzN2720100M(+) BPF VCO2PD LPFN2720100VCO1 LPF10 PDN110001100III100kHzfr25)1072(10)10(0 kHzkHzf MzL .kzkzfH 1.01010步进 3.15 AD9850 DD
9、S 中如果时钟频率 fc=125MHz，相位累加器宽度 N=32 位，频率控制字k=0100000H，这时输出频率为多少？解：k=0100000H，所以 A201，因为 DDS： HzMHzAfffff cccccout 57812.302152201203133031 0.58KHz64.3 分析通用计数器测量频率和周期的误差，以及减小误差的方法。答：通用计数器测量频率的误差：即1 误差和标准频率误差。一般总误差可采用分项误差绝对值合成，即)1(cxxfTff通用计数器测量周期的误差：主要有三项，即量化误差、转换误差以及标准频率误差。其合成误差可按下式计算cmncxnx fUfT210减少测
10、频误差的方法：在 一定时，闸门时间 T 选得越长，测量准确度越高x减少测周误差的方法：1)采用多周期测量可提高测量准确度；2)提高标准频率，可以提高测周分辨力；3)测量过程中尽可能提高信噪比 VmV n。4.8 用计数式频率计测量频率，闸门时间（门控时间）为 l s 时，计数器读数为 5400，这时的量化误差为多大？如将被测信号倍频 4 倍，又把闸门时间扩大到 5 倍，此时的量化误差为多大?解：（1）量化误差 %019.501TfNx（2）量化误差 %095.2.4 fff xxx4.9 用一个 7 位电子计数器测量一个 fx5MHz 的信号频率，试分别计算当“闸门时间”置于 1s、0.1s
11、和 10ms 时，由1 误差产生的测频误差。解：闸门时间为 1s 时，1 误差 710251MHzTfNx闸门时间为 0.1s 时，1 误差 6.fx闸门时间为 10ms 时，1 误差 5102.51HzTfNx4.10 用某计数式频率计测频率，已知晶振频率 fc 的相对误差为 f cf c510 8 ，门控时间 T1s，求：（1）测量 fx10MHz 时的相对误差；7（2）测量 fx10KHz 时的相对误差，并找出减小测量误差的方法。解：测频1 误差 )1(cxsxfTf（1） 786105.)050( xf（2） 483.)11( xf对相同闸门时间下，当被测频率越高时，测频相对误差越小，
12、同时晶振频率误差影响也越大。4.11 用某计数式频率计测周期，已知晶振频率 fc 的相对误差为 f cf c510 8 ，时基频率为 10MHz，周期倍乘 100。求测量 10s周期时的测量误差。解：计数器测周期误差 4866 105.)1051010()10( cCxnxfT4.12 用某电子计数器测一个 fx10Hz 的信号频率，当信号的信噪比 S/N20dB 时，分别计算当“周期倍乘”置于1 和100 时，由于转换误差所产生的测周误差，并讨论计算结果。解：由转换误差产生的测周误差为： mnxUT102因为： ，所以20lgnmUnm所以“周期倍乘”置于1 时： 028.12xT所以“周期
13、倍乘”置于100 时： .x由测周误差可知，增大“周期倍乘”可以减少由转换误差产生的测周误差。4.13 用多周期法测量某被测信号的周期，已知被测信号重复周期为 50Hz 时，计数值为100000，内部时标信号频率为 1MHz。若采用同一周期倍乘和同一时标信号去测量另一未知信号，已知计数值为 15000，求未知信号的周期？解：因为多周期法测被测信号周期， cxfkTN8所以 cccxfffTNk501sfkfccx 03.504.14 某计数式频率计，测频闸门时间为 1s，测周期时倍乘最大为10000，时基最高频率为 10MHz，求中界频率。解：测频和测周1 误差分别为：， TfxCxnxfT1
14、0xT，所以nCxnx fff10ffCnM10中届频率 36KHz14zfM4.15 欲测量一个标称频率 f01MHz 的石英振荡器，要求测量精确度优于110 6 ，在下列几种方案中，哪一种是正确的？为什么？(1) 选用 E312 型通用计数器（f c/fc110 6 ） ， “闸门时间”置于 1s。(2) 选用 E323 型通用计数器（f c/fc110 7 ） ， “闸门时间”置于 1s。(3) 选用 E323 型通用计数器（f c/fc110 7 ） ， “闸门时间”置于 10s。解：（1）测频时，其误差 666102)10()( cxsxfTf（2） 76.)101()1( cxsx
15、fTf（3） 776102)()( cxsxff由以上计算结果可知，采用第三种方案是正确的。95.1 简述电压测量的基本要求及电压测量仪器的分类方法。答：电压测量的基本要求：1）应有足够宽的电压测量范围2）应有足够宽的频率范围3）应有足够高的测量准确度4）应有足够高的输入阻抗5）应具有高的抗干扰能力电压测量仪器的分类方法：1）按频率范围分类2）按被测信号的特点分类3）按测量技术分类5.2 交流电压表都是以何值来标定刻度读数的？真、假有效值的含义是什么？答：交流电压表都是以正弦波有效值为刻度的，真有效值：我们认为有效值表的读数就是被测电压的有效值，即有效值表是响应输入信号有效值的。因此，有效值表
16、中 =Ui，并称这种表为真有效值表。假有效值：有效值表的读数不能反映被测电压的有效值真实大小。5.3 利用全波平均值电子电压表测量图 5.70 所示三种不同波形（正弦波、方波、三角波）的交流电压，设电压表的读数都是 1V，问： （1）对每种波形，电压表的读数各代表什么意义？ （2）三种波形的峰值、平均值及有效值分别为多少？ （3）根据测量结果，将三个波形画在同一坐标图上以进行比较。解：（1）对正弦波，读数为有效值，对其他波形，读数仅能间接反应被测量的大小。（2）因为 ，所以 VUKF901.FK因为 ， 即P/ UFP所以正弦波有效值为 1V，峰值为 V，均值为 0.901V。41.1方波有效
17、值为 V，峰值为 V，90.UKF 901.P均值为 0.901V。三角波有效值为 V，峰值为36.1.51FV，均值为 0.901V。792.036.17PU 图 5.70 习题 5.3 图UO tUO tUO t10三种波形在同一坐标图为：5.4 若在示波器上分别观察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得 Up5V；现在分别采用三种不同检波方式并以正弦波有效值为刻度的电压表进行测量，试求其读数分别为多少？解：已知各波形 VP=5V均值表： 正弦波 V54.321.1.PfpkV方波 .iPfp三角波 V79.25.1.1. PfpkV峰值表：因为各波形峰值相同，所以三种波形的读数均为： 4.3P有效值表：正弦波 ： V54.32PpkV方波： 1iPp三角波： V89.235PpkV5.5 用峰值表和均值表分别测量同一波形，读数相等。这可能吗？为什么？答：峰值表和均值表的读数均是以正弦波有效值为刻度的，对峰值表：有 2PV对均值表：有 1.对任一波形有 ，即PFKVVPF先两电压表读数若相同，则 K1.2
