电子测量原理课后习题-答案~.doc

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1、|第一章 测量的基本原理一、填空 1、2 转 / 分钟， 0.01 2、间接比较法，直接比较法 3、统一性，准确性，法律性 4、比对 5、相对误差 6、模拟，数字 7、微差、替代、交换二、判断 错 对 错 错 错 错三、选择 CDBBAD 四、简答题 1、关于测量的科学定义，有狭义和广义之分。狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 广义测量是指 为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。2、3、4、计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效

2、力的检定证书。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成 7、电压比较、阻抗比较、频率（时间）比较、相位比较、数字比较等。5、测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较：6、8、 第二章 测量方法与测量系统一、填空题 1、量程范围宽；测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。 2、电信号；电系统 3、测试激励信号源。 4、ykx 5、平均无故障时间；可信任概率；|故障率或失效率；有

3、效度或可用度 6、微分方程；脉冲响应函数；传递函数；频率响应函数。 7、0.707； ；8、0.707 二、判断题：对 错 错 对 错 错 错三、选择题：1、ABCDE 2、A 3、BD 4、C 5、D 四、简答题 1、量程测量范围上限测量范围下限600100500kPa2、测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。静态标定就是在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程，如下图所示。3、4、初始值不为零的一阶测量系统，其阶跃响应的微分方程的解为：由已知条件得：化解得：故：该测量系统的时间常数为 8.506 秒。 第四章 时间与频率的测量一、填空题

4、1、1 量化、标准频率 2、测频率比、测时间间隔、测相位差、自检 3、量化误差、标准频率误差、频标 4、多周期 5、增大闸门时间、被计数频率越低 6、频率较低、一个周期、频率较高；7、频率准确度、频率稳定度 8、连续的二、判断题 错 错 对 错 对 对 对 错三、选择题 DCDCDBACAB四、简答题 1、（1）测量分辨率（1/0.1s） 10Hz（2）在 0.1s 的闸门时间内的计数值为：10KHz0.1s1000， 则量化误差的相对值为：1/10000.1（3）为了显示不溢出， 则在 10s 的最大闸门时间内计得的值不能超过 105， 由此可得测量频率的上限值为：105/10s10KHz2

5、、（1）测频时，在 1s 的闸|门时间内对被测信号的计数值为：200Hz1s200 则量化误差为：1/2000.5测周时，因为被测信号的频率为 200Hz，则一个周期时间为 1/2000.0005 秒。由于时标为 0.1s，所以被计数频率为 1/0.1s10MHz107Hz。在 0.0005 秒内计得的数为：1070.00055000，所以量化误差为：1/50000.02 （2）为了确定是采用测频还是测周的方法，必须先得到采用这两种方法的量化误差相等的点，即中界频率 ： 式中：fst 为测频是选用的闸门时间的倒数；fct 为测周时选用的频标信号的频率。 代入数值可得： ，因此当 fx 小于 3

6、162.3Hz 时，宜选用测周的方法；当 fx 大于 3162.3Hz 时，宜选用测频的方法。3、（1）由于 f110MHz，则 T11/10MHz100ns；同理 T21/10.001MHz99.99ns 则被测时间间隔 100（10099.99）ns1ns。 （2）最大分辨率为：100ns99.99ns0.01ns100ps。 第五章 电压测量一、填空题 1、0.25 2、1.41 3、峰值 3.53V 4、检波放大 5、宽带放大器带宽 内部噪声6、26dBm 7、或四位半 10V 8、浮置二、判断题 对 对 对 错 错 对 错 错三、选择题 CBBBD BAADBC 四、简答题1、（1）

7、 ，故 DVM 为四位（2）分辨力 （3） ，3、2、 第六章 阻抗测量一、填空题 1、寄生电容，寄生电感，损耗 2、频率，测试信号电平，直流偏置，温度 3、电阻，电|容，电感，Q 值，电导 4、模，相位 5、频率覆盖范围，测量量程，测量精度，操作的方便性 6、标准元件值的误差，电桥指示器的误差，屏蔽不良引起误差 7、并联，串联 8、微处理器二、判断题 对 对 对 错 对 错 错 对三、选择题 BAADC 四、简答题 1、电桥法优点：精度高（0.1 典型值），使用不同电桥可得到宽频率范围，价格低。缺点：需要手动平衡，单台仪器的频率覆盖范围较窄。谐振法优点：可测很高的 Q 值。缺点：需要调谐到谐

8、振，阻抗测量精度低。电压电流法优点：可测量接地器件，适合于探头类测试需要。缺点：工作频率范围受使用探头的变压器的限制。RF 电压电流法优点：高频范围内具有高的精度（0.1 典型值）和宽阻抗范围。缺点：工作频率范围受限于探头使用的变压器。自动平衡电桥法优点：从低频至高频的宽频率范围，且宽的阻抗测量范围内具有高精度。缺点：不能适应更高的频率范围。网络分析法优点：高频率范围，当被测阻抗接近特征阻抗时得到高精度。缺点：改变测量频率需要重新校准，阻抗测量范围窄。2、3、 第七章 信号波形测量一、填空题 1、电子枪 2、扫描 3、X 偏转板 4、20ms/cm 5、非实时， 重复 6、正弦信号 相位 7、

9、RC 分压 或阻容分压 8、第一阳或 A1 第二阳或 A2， 或 G29、连续扫描 触发扫描 10、锯齿 延迟触发电平二、判断题：错 错 错 对 对三、选择题 CAACC CB 四、简答题|1、1 为扫描锯齿波线性度不好； 2Y 放大器引入失真，出现削顶，产生截止失真； 3 有扫描回线，增辉电路工作不正常。2、频率： 相差:3、不考虑倍率开关时， cm，由于倍率开关为“5”，屏幕上波形偏转增大 5 倍，所以屏幕上峰 与峰之间的距离为 cm。如果采用探头，对输入有 10 倍衰减，输入示波器的电压减小 10 倍，相应屏幕上峰与峰之间的距离减小 10 倍，即 cm。 第八章 信号的产生一、填空题 1

10、、0.7 2、116.42Hz 3、8，2，69，31 4、100MHz 5、PD，LPF，VCO6、频率范围，频率准确度，频率稳定度。二、判断题：对 错 对 错 错 错 对三、选择题：BDCBA 四、简答题 1、2、锁相环是一个相位负反馈系统，其基本组成部分包括：鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。鉴相器完成输入与输出信号的相位比较，其输出反映它们之间的相位差。环路滤波器为一低通滤波器，用于滤除鉴相器输出中的高频成分和噪声。压控振荡器实现对输入频率的跟踪，它根据鉴相器的输出调整输出频率以降低输出信号与输入信号的相位差，从而实现频率的跟踪。3、 第九章 信号分析和频域测量一、填空题 1、本振信号

11、2、中频带通滤波器 3、7.5KHz 4、宽， 慢 5、中频增益二、判断题： 错 对 对 对 错三、选择题： 1、A 2、B 3、B 4、ACD 5、CD 四、简答题：1、 所谓“实时”频谱仪，直观的理解是能够在被测信号频率变化之前完成测量、分|析和显示，但它又不是指单纯意义上的测量时间短、速度快。一般认为，实时分析是指在长度为 T 的时段内，完成频率分辨率达到 1/T 的谱分析；或者待分析信号的带宽小于仪器能够同时分析的最大带宽。 显然，实时的概念与信号带宽及频率分辨率有关。在要求的频段宽度范围内，如果数据采集、分析速度不小于数据变化速度，这样的分析就是实时的；如果待分析的信号带宽过宽以至超

12、过了最大分析带宽，则分析变成非实时的。 扫频式频谱仪实质是一个中心频率在整个频率范围内可调谐的窄带滤波器。 当改变它的谐振频率时，滤波器就分离出特定的频率分量，从而依次得到被分析信号的谱分量。因此，这种频谱仪所显示的频谱图是多次调谐之后拼接的结果，分析带宽受限于窄带滤波器的带宽（通常总是小于信号带宽） ，所以不能进行实时分析。 FFT 分析仪是在对信号采样之后，选择一定时间长度的离散采样点进行付氏变换，从而得到频域信息。由于离散时域信号中已包含了该时段内所有的频率信息，因此可以认为 FFT 的分析带宽与信号带宽是匹配的，能够实现实时分析。2、频谱仪的频率分辨率一般指的是该分析仪中频滤波器的最小

13、 3dB 带宽，它表征了能够将最靠近的两个相邻频谱分量分辨出来的能力。外差式频谱仪的频率分辨率主要由中频滤波器的带宽决定，最小分辨率还受到本振频率稳定度的影响。而 FFT 分析仪的频率分辨率|和采样频率及 FFT 计算的点数有关：频率分辨率 、采样频率 fS 和分析点数 N 三者之间的关系为 。3、共需要 个滤波器。4、由于本振并不扫描，即只能分析某一个特定的频率。而此时分析带宽（调谐回路带宽）大于信号带宽，所得结果是实时的，所以屏幕显示的将是该特定频率上的时域波形。5、周期方波是由多个纯正弦信号复合而成的，理论上具有无限宽的频谱，每根谱线均位于奇次谐波处。但工程中通常只考虑主瓣中的谱线，即零

14、频、基波（20KHz）、三次谐波（60KHz），所以频谱仪的扫描宽度至少应覆盖 060KHz 的范围。 ，根据 dB 与 V 的单位换算式 6、证明：若已知边频与载波的幅度差为 A（dB） ，有其中 S 为边频幅度，C 为载波幅度。由于调幅系数 m 与调幅波边频、载波幅度之间满足式故有得证。 第十章 线性系统频率特性测量和网络分析一、填空题 1、0 2、端口 2 ，正向反射系数， 端口 1 ，反向传输系数 3、信号源、S 参数测量装置、矢量电压表 4、方向性误差 5、S21小于 1 二、判断题：对 错 错 对 错三、选择题：ADBCA四、简答题：1、宜采用 YIG 扫频法，这种扫频方式通常用于

15、产生较高频段的扫频信号，扫频线性好。2、通常采用外差式差频扫频、全基波多频段联合式扫频、倍频式扫频等方法。3、较低频段一般用 Z 参数或 Y 参数来表述网络特性，测量时需要开路、短路等特定的端口条件。而高频、|微波条件下的电压和电流参数很难测量，且有时不允许人为地将网络端口开路或短路，因此必须应用不同的概念。在微波网络中应用 S 参数具有以下优点：1 S 参数与惯常使用的增益、衰减、反射系数等物理量联系非常密切；2 对电路进行分析或设计时，S 参数能全面而严格地表征网络特性，并且便于利用；3 S 参数较易于测量，只需要一般的反射和传输测量系统或设备即可；4 S 参数易于用信流图表示，对于分析复

16、杂的组合网络系统非常有利。4、 反射参数测量系统中使用了功率分配器、定向耦合器等微波器件，这些器件的性能通常都不理想。定向耦合器的方向性或连接部件的失配会造成方向性误差；功率分配器、定向耦合器、转换接头及测试电缆等都存在频率响应，因而造成频响误差；定向耦合器的端口不匹配会造成源失配误差。 在传输参数测量系统中，传输路径因为隔离不佳而产生信号泄漏，由此引起传输泄漏误差（隔离误差） ；微波部件的传输频响将产生传输频响误差（跟踪误差） ；与反射参数测量类似，端口不匹配会造成源失配误差；另外，由于 DUT 必须串接在测试信号通路中，失配还会造成负载失配误差。5、微波网络的反射、传输参数测量中，在已知系

17、统误差来源并建立了误差模型之后，可以利用校准件进行校准测量和误差修正来提高测量经度。基本思路是：根据对标准件的实际测量值和误差模型，求出各项误差并将|它们的影响从测量值中扣除。反射/传输参数测量误差的校准和修正的一般步骤如下： 校准测量：使用个数等于误差项数的标准件（反射/传输参数均为已知） ，依次作为 DUT 进行反射/传输参数测量； 计算误差：根据已建立的误差模型和步骤的测量结果，分别得到以误差为未知数的方程，并由该方程组计算求解各项误差的值； 将 DUT 接入，再次测量全部 S 参数； 修正：把 S 参数的测量值与校准所得的误差值代入修正公式中，计算求出 DUT 的实际反射/传输系数，这

18、就是误差修正。 第十一章 数据域测试一、填空题 1、固定型故障、桥接故障、延迟故障和暂态故障 2、 3、154、组合触发、延迟触发、序列触发、手动触发和限定触发 5、硬件时序分析，软件跟踪分析。6、序列触发 7、正常采样方式二、判断题：对 错 对 错 对 错 错 对 错 错三、选择题：ADBCB AC 四、简答题：1、 一个逻辑子系统，如果稳定状态对任何输入状态改变的响应与子系统中电路的延迟无关，并且，如果有两个以上输入改变， 输出响应与输入改变的先后顺序也无关，子系统的稳定状态只取决于各输入变化的最终稳定电平，则称这样的逻辑子系统为电平灵敏的。 电平灵敏设计可保证电路中器件的延迟、 上升和下

19、降时间等参量对电路工作无影响， 关键是时序逻辑中的基本存贮元件必须是电平灵敏的。 32、定时分析最大速率。逻辑分析仪工作在定时分|析方式时的最大数据采集速率，可以是实际的采样时钟最高 频率，也可以是等效采样速率。 状态分析最大速率。工作在状态分析方式时，外部时钟可以输入的最大频率。 通道数。逻辑分析仪信号输入通道数量，它包括数据通道和时钟通道。通道越多，我们可以同时观测的信 号就越多。 存储深度。每个通道可以存储的数据位数，单位为比特（B）/通道，一般为几 KB 致几十 KB。 触发方式。逻辑分析仪的触发方式越多，其数据窗口定位就越灵活。一般有：随机触发、通道触发、毛刺 触发、字触发等基本方式

20、，有的还有一些触发附加功能，如：延迟触发、限定触发、组合触发、序列触发等。 输入信号最小幅度。逻辑分析仪探头能检测到的输入信号最小幅度。 输入门限变化范围。探头门限的可变范围，一般为-2V5V，其可变范围越大，则可测试的数字系统逻辑 电平种类越多。 毛刺捕捉能力。逻辑分析仪所能检测到的最小毛刺脉冲的宽度。3、细胞自动机（CA）和线性反馈移位寄存器（LFSR）相比的优点在于：第一，细胞的次态为邻细胞状态的组合函数，不象 LFSR 中通过相邻单元的简单左移或右移获得次态值，故 CA 产生的序列较 LFSR 的互相关性更小，这对 VLSI 的伪随机测试有益。第二，CA 具有模块化、局部互联的反馈通路的规则结构，易于映射入 VLSI 中。第三，CA 局部互联，使通道占用硅片面积小，且通道