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电子测量基础
第7章电压测量
一、填空题
1.逐次逼近比较式A/D变换器的准确度由基准电压、____转换倍数____、_____R___等决定。
2.某数字电压表的最大计数容量为1999，通常称该表为______31/2__位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为_0.1mV_______。
3.峰值电压表先___检波_____后放大，然后驱动____微安电流表。
4．用四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V，取四位有效数字时，其值为__15.1250______。
5．DVM的抗干扰能力可用__串模抑制比__和_共模抑制比来表示。
6.DVM的固有测量误差通常用____固有____误差和____工作____误差共同表示。
7．对电压测量有哪些基本要求?
8.在现代有效值电压表中，经常采用两种方法，即和来实现有效值电压的测量。
9.一个交流电压的大小，可以用它的峰值、_______平均_______值或______有效________值来表征。
10．DVM对串模干扰的抑制能力用___串模干扰抑制比________来表征，定义为_____________。
11．对于脉冲电压测量的常用方法有：
直接测量法、比较测量法。
12.双斜积分式DVM要对50HZ的工频信号有最好的抗串模干扰的能力，要使第一次计分时间T1为20ms的整数倍。
13.用有效值电压表测任意波形，其示值为正弦波有效值。
15.峰值电压表又称__检波—放大___式电子电压表，均值电压表又称___放大—检波_____式电子电压表。
16.用具有正弦有效值刻度的峰值电压表测量一方波电压，读数为10V，问方波的有效值为___14.1V__。
17.双斜式积分DVM又叫____间接比较______式DVM，这种电压表的A／D变换属于_______电压—数字变换。
二、选择题
1．交流电压的波峰因数Kp定义为__C__。
A:
峰值/平均值 B:
有效值/平均值 C:
峰值/有效值 D:
平均值/峰值
2．在双斜式积分DVM中，积分过程可简述为____。
A:
对被测信号定时正向积分，对基准电压定斜率反向积分 B:
对被测信号定斜率正向积分，对基准电压定时反向积分
C:
对被测信号定时正向积分，对基准电压定时反向积分 D:
对被测信号定斜率正向积分，对基准电压定斜率反向积分
3．用峰值电压表测量任意波形，其读数为被测信号的（D）
A.有效值B.平均值C.峰值D.以上答案都不对
4.根据调制域分析的特点，它又被称为（）。
A.幅度-时间测量B.幅度-频率测量C.时间-频率测量D.相位-时间测量
5.用平均值电压表测量任意波形，其读数为被测信号的（D）
A.峰值B.平均值C.有效值D.以上答案都不对
6.某双斜式DVM，基准电压Vref=5.000V，计数脉冲频率为fc=1MHz，计数器满量程 N＝10000，求：
（1）被测电压Vx＝1.500V时，计数器计数值N2为多少？
（2）采样时间T1和反向积分时间T2各为多少？
请回答电压测量的相关问题：
1.峰值电压表的基本工作原理；
峰值电压表又称为检波放大式电子电压表。
先将被测的高频输入电压，由检波电路变换成直流电压，经过直流放大后再用动圈式仪表显示被测值。
峰值电压表的特点；
特点如下：
（1）采用峰值检波电路，显示电压大小的指针偏转角度正比于被测电压的峰值，故称为峰值电压表。
（2）仪表的刻度盘用正弦波的有效值刻度的。
被测波形畸变越严重，测量误差越严重。
（3）频率范围10KHz到几百MHz之间，可测较高频率的电压
（4）灵敏度较低，最高可达几十mV。
第三章信号发生器
一、填空题
1、正弦信号源的频率特性指标主要包括_频率范围_______、__频率准确度______和___频率稳定度_____。
2、设信号源预调输出频率为1MHz，在15分钟内测得频率最大值为1.005MHz，最小值为998KHz，则该信号源的短期频率稳定度为___0.7%___。
3、频率合成的方法有______、______与______。
4、基本锁相环包括三个组成部分，它们是_压控振荡器_____、___鉴相器___与___低通滤波器___。
5、若DDS频率合成信号源的相位累加器位宽为32位，输入参考时钟频率为100MHz，频率控制字为5000，则输出频率为_________。
6、函数信号发生器可以产生的基本波形有___正弦波___、____三角波__与____方波__。
7、扫频外差式频谱仪静态分辨率表征了能够将分辨出来的能力。
8、频谱分析仪的静态频率分辨率是指窄带滤波器的带宽。
9、直接数字频率合成法是从出发进行频率合成的。
10、微波频率计数器采用的频率变换方法主要有和。
11、扫频仪可用来测量和图示被测网络的频率响应特性。
12、直接数字频率合成（DDS），时钟频率为10MHZ，ROM的地址位数为10，输出信号的最高频率为。
13、两个等幅信号的频率间距为30KHz，至少需要______的分辨率带宽才能分辨出两个峰。
14、一般的锁相频率合成信号源为了实现较宽的频率覆盖，通常采用。
二、简答题
1、简述低频信号源的基本原理以及为什么选择RC振荡器作为主振器？
2、简述数字合成低频信号源的基本工作原理，并提出一种自己的设计思路。
3、锁相环有哪几个基本组成部分，各起什么作用？
4、为什么要进行频率合成？
比较不同频率合成方法的优缺点。
5、简述扫频信号源的主要工作特性。
三、计算题
1、一双环合成单元，其中内插振荡器的输出频率范围为30KHz～40KHz，环1的分频比N变化范围为200～500，输入参考频率为10KHz，问该合成单元的输出频率范围是多少？
2、一DDS频率合成器的参考时钟为100MHz，相位累加器宽度为40位，问：
（1）该频率合成器的频率分辨力是多少？
（2）若频率控制字M为0，求输出频率。
3、已知fr1=110KHz,fr2=50MHz用于组成混频、倍频环，其输出频率fo=（83-111.1）MHz,步进频率Δf=100KHz，环路形式如图求：
（1）M宜取+还是-？
（2）N=？
扫频振荡器作为外差接收机的本机振荡器，其输出信号频率在一定的范围内扫动，输入信号的各个频率分量在混频器中与其产生差频信号，各频谱分量依次落入窄带滤波器的通带内，被滤波器选出，经检波放大后，加到示波管的处置偏转板上。
把控制本机振荡频率的扫描电压加到示波管的水平偏转板上，这样在屏幕上将显示输入信号的频谱。
（2）扫频外差式频谱仪为什么要采用多次变频？
保证高的测量频率分辨率，提高测量灵敏度。
（3）频谱仪使用中选取扫描速度的原则是什么？
扫描速度要和静态带宽相匹配，使频谱仪具有最佳的动态分辨率。
2.扫频外差式频谱分析仪的主要性能指标
（1）频率范围。
频率范围是指频谱仪能达到规定性能的工作频率区间，通常用其上下限值表示。
（2）频谱分辨率。
频谱分辨率是指频谱仪能够分辨的最小谱线间隔，它表征了频谱仪辨别两个很接近的频率分量的能力。
（3）灵敏度。
灵敏度是指频谱分析仪测量微弱信号的能力。
频谱仪的灵敏度也与扫频速度有关，扫频速度越快，滤波器动态幅特性的峰值越低，则灵敏度越低。
（4）动态范围。
动态范围是表征频谱仪同时显示大信号和小信号真实频谱的能力。
其上限受到放大器非线性失真的制约，一般在60dB以上，有的可以达到90dB。
（5）扫频宽度。
扫频宽度又称分析宽度，是指频谱仪在一次分析过程中（一个扫描正程）所显示的频率范围。
（6）分析时间。
分析时间又称扫描时间，是指完成一次频谱分析所需的时间，即指完整一个扫频宽度所需的时间，也就是扫描正程时间。
扫频宽度与分析时间之比称为扫频速度。
频谱仪的分辨率与窄带虑波器带宽、本振频率稳定度及扫频速度有关。
扫频速度为零时的分辨率称为“静态分辨率”,即仪器的标称分辨率，扫频速度不为零时的分辨率称为“动态分辨率”。
动态分辨率低于静态分辨率，扫频速度越快，滤波器幅频特性的带宽越宽，频率分辨率越低。
习题：
外差式频谱分析仪的特性有哪些？
如何得到较高的动态分辨率？
第二章误差理论和数据处理
一、填空题
2．随机误差的大小，可以用测量值的__标准偏差___衡量，其值越小，测量值越集中，测量的___精密度__越高。
3．测量值的数学期望E（Ⅹ），就是当测量次数n趋近无穷大时，它的各次测量值的__算术平均值
4．阿贝—赫梅特判据主要用于判断有无周期性系差。
5.测量的正确度是表示测量结果的平均值与真值的一致程度。
二、回答下列问题：
1.相对误差的三种表达方式。
2.分贝误差的表达式。
3.电子测量的误差来源及误差分类。
4.随机误差的概念、起因、特点和处理方法。
5.系统误差的概念、起因、特点和典型处理方法。
6.何谓非等精度测量？
何谓等精度测量？
7.等精度测量数据的处理步骤。
8.测量数据的摄入准则。
9.请写出电工仪表的七级引用误差标准。
二、计算题
1.测量两个电压，分别得到它的测量值9v,101v,它们的实际值分别为10v和100v,求测量的绝对误差和相对误差。
2、将下列数字保留3位有效数字：
45.7736.25143.1493805047.153.995
3.对某一电压Vx进行6次测量，数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
电压值（v）
3.082
3.079
3.085
3.075
3.076
3.083
求:
（1）V的平均值；
（2）标准偏差的估计值；（3）平均值标准偏差的估计值。
4.检定一个1.0级100mA的电流表，发现在50mA处的误差最大，其值为0.95mA，其它刻度处的误差均小于0.95mA，试问这块电流表是否达到±1.0级?
[新增]
习题1：
某电流表的量程为1mA。
通过检定知其修正值为-0.02mA。
用该电流表测量某一电流，示值为0.78mA，问被测电流的实际值和测量中存在的绝对误差各位多少？
习题2：
假设你分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，你对哪个商店意见最大，为什么？
习题3：
某1.5级电压表，量程为300V，当测量值别为60V、150V、200V时，试求这些测量值的最大绝对误差和示值相对误差。
习题4：
检定量程为100μA的2级电流表，在50μA刻度上标准表读数为49μA，问此电流表是否合格？
习题4：
对某圆柱体外径尺寸连续测量10次,所得结果如下（单位mm）：
3.985、3.986、3.988、3.986、3.984、3.982、3.987、3.985、3.989、3.986。
对此测量结果进行处理（包括算术平均值、残差、标准差以及算术平均值的标准差）。
第一章绪论
1.简述测量的定义。
2.简述电子测量的特点。
3.试述电子测量仪器的一般结构。
4.简述什么是计量？
计量和测量的区别与联系？
5.试述目前的学习和生活中所接触到电子测量方法和仪器。
6.按被测信号的性能特性分类，电子测量可分为、、。
7.计量与测量的关系
◆计量的任务是确定测量结果的可靠性。
测量发展的客观需要才出现了计量。
◆计量是测量的基础和依据。
测量是计量应用的重要途径。
◆没有计量，也谈不上测量。
没有测量，计量将失去价值
◆计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用。
为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。
计量工作是国民经济中一项极为重要的技术基础工作，它在工农业生产、科学技术、国防建设以及人民生活等各个方面起着技术保证和技术监督的作用。
第五章
一、选择题
1.测周与测频的实现电路最主要的区别是（B）
A.测频的门控信号来自测量信号，而测周的门控信号来自时基信号
B.测频的门控信号来自时基信号，而测周的门控信号来自测量信号
C.测频、测周的门控信号均来自测量信号
D.测频、测周的门控信号均来自时基信号
2.下列哪种方法不能减小量化误差（）
A.测频时使用较高的时基频率B.测周时使用较高的时基频率
C.采用多周期测量的方法D.采用平均法
二、填空题
1．电子计数器的测频原理实质上是以比较法为基础，将______________信号频率和______________信号频率相比，两个频率相比的结果以数字的形式显示出来。
2．电子计数器的测周期原理是，由信号控制主门开通，而用脉冲进行计数。
3．通用计数器采用_______电路整形，有一定的抗干扰能力。
4.利用电子计数器测量信号间相位差的方法主要有_______法和______法。
三、简答题
1.简述电子计数器测量频率的原理，并说明这种测频方法有哪些主要测量误差?
2.简述电子计数器测量周期和时间间隔的原理，并说明这种方法有哪些主要测量误差?
3．什么是中界频率，它的作用是什么？
第四章
一、填空题
1．示波器常用的校正器有幅度校正器和扫描时间校正器。
2．当示波器器中Y通道的延迟线工作不稳定时，会导致图像的。
3．线性时基扫描方式可分为和。
4．当对X轴时间校正和Y轴幅度校正进，V/div和t/div的微调旋钮应旋到。
5．记忆示波管可分为可变余辉存贮方式和快速转移存储方式两种示波管，它们都是将记忆信号存贮于示波管的上。
6．记忆示波器是将记忆信号存贮于示波管的上，而数字存储示波器是将信号存储于中。
7．记忆示波器是利用可变余辉存储技术，而存储示波器是利用存储技术。
8．和主要用于记录瞬变的单次信号。
9.示波器的Y放大器通常又分成__前置______放大器和__输出______放大器两部分。
10.电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由___电子枪_____、_____偏转系统___和荧光屏三部分组成。
11．示波器的水平通道主要由___触发电路_____、___时基发生器_____和X放大器组成。
12．取样示波器只能观测重复信号,不能观测非重复的高频信号或单次信号。
13．与普通示波器相比，高速示波器的关键之处是示波管、Y放大器和时基发生器。
14．取样示波器的取样时间间隔应为
15．一般频宽为100MHz以上的示波器称为高速示波器。
16．用一带宽为30MHZ的示波器测量接近理想的某方波信号时，与显示出信号波形的上升时间最接近的值为
17．示波器用时基发生电路来产生扫描信号，它常由时基闸门、扫描发生器、电压比较器及释抑电路组成。
18．模拟示波器在实现多踪显示时，其显示方式有：
、。
19.双踪示波器在双踪显示时，“交替”方式适用于被测信号频率较___低_______的场合，而“断续”方式适用于被测信号频率较_____高_____的场合。
二、选择题
1．对电信号的测量中，测量准确度最高的是（A）。
A．电压B．频率C．相位D．波形
2．普通电子示波器是（C）分析的最典型仪器。
A．数字域B．时域C．频域D．时频域
3．双线示波器中，A扫描与B扫描的关系是（）
A.B加亮A显示B.A延迟B扫描C.A加亮B显示D.B延迟A扫描
4.改变示波器输入衰减器的分压比即可改变示波器的（ ）。
A.偏转灵敏度B.Y轴位移
C.扫描速度D.X轴位移
5．为观测5MHz方波信号的波形，应至少保留三次谐波才能基本不失真，为此应选用带宽为（ ）的示波器来观测。
A.10MHzB.15MHz
C.30MHzD.5MHz
6.当示波器扫描周期为100ms时，可观测信号周期为的稳定图像。
（）
A.40msB.50msC.30msD.70ms
三、简答题
1.什么是连续扫描和触发扫描，如何选择扫描方式?
2.简述通用示波器X、Y通道的主要组成部分。
示波器Y通道内为什么既接入衰减器又接入放大器?
它们各起什么作用?
3.双踪与双线示波器的区别是什么？
4．信号取样一般分为几种方式？
取样示波器是什么取样方式？
取样示波器是如何工作？
特点是什么？
5．数字存储示波器的工作原理是什么？
6．示波器输入衰减器中，满足最佳补偿条件是什么。
调节输入衰减器会改变什么？
7.简述延迟线在示波器中的作用。
四、计算题
已知示波器偏转灵敏度Dy=0.1V/cm，荧光屏有效宽度10cm，
（1）若扫描速度为0.05ms/cm（放“校正”位置），荧光屏上正弦信号峰－峰值高度为4cm，刚好显示有2个周期的波形，求被测信号的峰－峰值及频率；
（2）若想在屏上显示10个周期该信号的波形，扫描速度应取多大？
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