数字仪表复习资料.docx
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数字仪表复习资料
一、填空题
1．电子测量按测量手续分为：
直接测量、间接测量、组合测量；按被测量性质分为：
时域测量、频域测量、数据域测量和随机测量。
2．175.00030表示该数可能在175.000300和175.000305之间。
3．测量结果的量值包括两部分，即____数值______和______单位_____。
4．用磁电式电流表作为指示仪器时，一般应使指针工作在不小于满度值2/3以上的区域。
5．测量电压时，应将电压表并联接入被测电路；测量电流时，应将电流表串联接入被测电路。
6．测量仪器使用最大引用相对误差
来表示其准确度，其中
表示________最大绝对误差_________________；
表示____________量程_______________。
7．47.保留四位有效数字为_______48.00____________。
8．修约后的数值175.030表示该数可能在_______175.0300_______和______175.0305________之间。
9．测量仪器准确度等级一般分为7级，其中准确度最高的为____0.1____级，准确度最低的为___5.0_____级。
10．电工仪表根据其________引用相对（满度相对）________误差的不同将准确度等级可分为7级，其中准确度最高的是____0.1____级，准确度最低的是5.0级。
11．测量值299.50mV保留三位有效数字为_______300_________mV，若以V为单位则表示为______0.300_________V。
12．47.9500005保留三位有效数字为48.0。
13．在确定的测试条件下，采用某种测量方法和某种测量仪器所出现的固有误差称为系统误差；在相同测试条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差称为随机误差。
14．信号源中的核心部分是主振级。
调谐信号发生器中常用的
振荡器有变压器反馈式、电感反馈式及电容反馈式三种振荡形式。
15．高频信号发生器输出信号的调制方式一般有________（调幅）_____和_______（调频）______两种。
16．正弦信号发生器的三大指标是指_________（频率特性）________、_________（输出特性）________和调制特性。
17．低频正弦信号发生器的主振级一般采用文氏桥振荡器，改变输出信号频率的办法是：
改变_______（电阻）______值以选择不同频段，在频段内调节______（电容）________值对频率进行细调。
文氏桥振荡器中负温度系数的热敏电阻的作用为_______________（起振）_________________和_______________（稳幅）_________________。
18．在使用SG－1631C型函数信号发生器输出正弦信号波形时，应把面板上的“脉宽调节”旋钮________按下_______（填“拉出”、“按下”或“置于任意位置”），若要把输出信号衰减100倍，则应把_______40dB________键按下（填“20dB”、“40dB”或“20dB与40dB”）。
19．文氏桥振荡器中改变频率的方法是：
调节电路中的_____电阻______值以改变频段，在频段内调节_____电容______值对频率进行细调。
20．阴极射线示波管（CRT）由______电子枪________、______偏转系统________、______荧光屏________三部分组成。
21．阴极射线示波管（CRT）中的电子枪由灯丝、阴极、阳极、栅极等组成，其中____G1__极电位最低，___A2____极电位最高。
22．电子示波器中的阴极射线示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三大部分组成。
其中电子枪用来产生并形成高速、聚束的电子束。
23．双踪示波器有______交替________和______断续________两种双踪显示方式，测量频率较低信号时应使用其中的_______断续_______方式。
24．数字存储示波器中的单次负延迟触发功能会显示触发点以前的信号波形，它相当于时间窗口____左____移。
单次触发功能用于观察_____非周期___________________信号。
25．双踪示波器的显示方式有CH1、CH2、CH1+CH2、交替和断续；其中交替和断续属双踪显示；采用交替显示方式时有可能产生相位误差。
26．数字存储示波器有和两种工作模式。
在实时取样存储方式时，预置触发功能有触发和触发；其中触发可以使荧光屏上显示触发点之前的波形。
27．观察脉冲信号时为了看清信号的前沿或前端信息，必须使被测信号的起点与扫描信号的起点同步。
为此应在
通道内插入延迟线，使通过
轴电路的被测信号有所延迟。
28．数字存储示波器五种波形显示方式分别为：
存储显示、_____双踪显示__________、锁存和半存显示、_____滚动显示__________、______插值显示___________。
29．有一种示波器，它采用取样原理，将高频信号转换为低频信号，然后再用通用示波器的原理将波形显示出来，这种示波器称为取样示波器。
在数字存储示波器中可用非实时采样方式实现同样的功能。
30．用数字存储示波器观测非周期信号时，应采用触发方式。
31．使用示波器进行定量测量时，应经常对示波器的垂直灵敏度和扫描时间因数进行。
32．电子计数器的测量误差来源主要有、和标准频率误差三种。
33．电子计数器的误差来源有、和；其中是主要来源，其绝对值恒为。
34．通用电子计数器测量频率时，由________________信号来控制主门（闸门）开启与关闭当由人工控制主门的开启与关闭时，计数器执行的是_________________测量功能。
35．当由时基单元产生的闸门信号控制主门的开启和关闭时，电子计数器所执行的测量功能是。
36．用电子计数器测量频率比时，周期小的信号应加到输入通道。
用电子计数器测量频率，如闸门时间不变，频率越高，则测量误差越；测量周期时，如时标（计数脉冲周期）不变，被测信号频率越高，则测量误差越。
39．使用模拟式电压表时，要进行两次调零：
未接通电源时应进行调零。
接通电源，预热几分钟后，再进行调零。
40．用峰值电压表测量正弦电压时，从表盘上可直接读得电压的。
（填有效值、峰值、幅值或平均值。
）
41．电子电压表按其测量结果显示方式分类，有和两种。
42．将一个电压信号衰减20dB后，它的值变为原来的1/10倍。
43．电子电压表按其测量结果显示方式分类，有和。
44．模拟式电压表按其使用的检波器不同可分为、和峰值电压表三种。
45．峰值电压表使用的峰值检波器有、两种；其中的输出电量只反映被测电压交流分量的峰值。
46．模拟式交流电压表按检波方式不同可分为_______________、______________和有效值表，其中_______________测量非正弦信号时理论上不会产生波形误差。
46．测量电压信号
V，串联式峰值电压表的读数为______V，并联式峰值电压表的读数为_________V。
47．
位数字电压表在1V量程能测得的最大电压值为V，它有％的超量程能力。
48．双斜积分式A/D转换器的工作特点是在一次测量过程中用同一积分器先后进行两次积分，一次是对被测电压Ux进行积分，另一次是对基准电压Ur进行________积分。
49．双斜积分式A/D转换器在转换过程中要进行两次积分，第一次对___________进行定时积分，第二次对________进行定值积分，其积分时间随被测电压的大小而变化。
50．DVM能测量的电压范围超出其相应挡位量程的能力称为。
显示完整位数的DVM（可选择词为：
有、没有）这种能力。
（后一空格填错倒扣一分）
51、网络的频率特性包括______________特性和_____________特性。
52．频率特性测量包括幅频特性测量和特性测量。
线性系统幅频特性测量方法有_________________、___________________和多频测量法。
53．根据工作原理的不同，频谱分析仪分为两大类：
型（又称频域型）和型（又称实时型）。
54．频谱分析仪可以测量的信号参数有、等（写出2个即可）。
55．用扫频外差式频谱分析仪测量信号频谱时，会在零频率点的左边出现不应有的谱线，这称为______________。
56．采用基波抑制法测量信号的失真度其测量结果较理论值偏_________。
57．用晶体管特性图示仪测量二极管和电阻时，应将其两引脚插入_________________两个插孔，此时若阶梯信号不能关闭，则“电压－电流/级”选择开关可置于____________（电压/级、电流/级、任意）位置。
58．用晶体管特性图示仪测量PNP型晶体三极管时，加在基极的是________（填“＋”或“－”）极性的阶梯______________（填“电压”或“电流”）信号。
59．交流电桥中一般采用电阻和电容作为可调元件，在测量电容时将可调元件与被测元件作为相邻臂接入，组成___________电桥；测量电感时则使可调元件与被测元件作为相对臂接入，组成____________电桥。
（填“臂比”或“臂乘”。
）
60．交流电桥的平衡条件有两个，一个是____________平衡条件，另一个是____________平衡条件。
61．采用谐振法测量测量元件集总参数的仪器称为______________。
62．Q表是采用谐振原理测量元件集总参数的仪器，谐振有_______________和并联谐振两种，其中前者又称为电压谐振，后者又称为________________。
63、Q表使用谐振法原理来测量元件参数，谐振法分为直接法和替代法两种，替代法又进一步分为______________和______________两种。
64、集总参数测量常用电桥法和谐振法，使用的仪器分别为和。
65．电桥由、、三部分组成。
66．在电子示波器中，X轴是轴；在扫频仪和频谱分析仪中X轴是
轴；而在晶体管特性图示仪测量晶体管输入、输出特性曲线时是轴。
（可选择名词有：
电阻、电流、电压、频率和时间。
）
67．用谐振法测量阻抗经常采用替代法，而替代法又分替代法和替代法。
其中替代法适宜测量大电容和小电感。
二、问答题
1． 述加减和乘除近似运算法则。
2．函数信号发生器产生信号的方法有哪几种？
二极管整形网络中若使用6对二极管可将三角波分多少段成形为正弦波？
3．模拟双踪示波器有哪两种双踪显示方式？
各适合测量何种信号？
（4分）
4．数字存储示波器有哪几种常见的显示方式？
5．示波器Y通道中的延迟线电路有何作用？
6．示波器中的比较和释抑电路有何作用？
若该电路失常，显示的图像会有何种变化？
7．示波器扫描发生器环用于产生锯齿波扫描电压。
试问：
（1）扫描发生器环通常有哪几种扫描方式？
（2分）
（2）扫描发生器环中的释抑电路有何作用？
它用于何种扫描方式当中？
（4分）
8．被测信号如下图（a）所示。
欲在荧光屏上显示如下图（b）、（c）所示波形。
（a）（b）（c）
（1）触发极性、触发电平应如何选择？
（2）写出被测信号与扫描信号周期（Tx、Ty）的关系式。
9．电子计数器的量化误差有何特点？
在测量频率和周期时应如何减小该误差？
10．电子计数器测量误差的主要来源是什么？
各有何特点？
11．下图为用通用计数器测量一路脉冲信号的时间间隔的框图。
B、C两通道并联输入被测信号，B通道用于启动门控双稳电路，使其输出高电平开启主门，C通道触发门控双稳电路，使其输出低电平，关闭主门。
试问B、C两通道的触发极性和触发电平如何设置才能完成表中所列的测量功能？
请将答案填入表中。
（设脉冲幅度为
）（12分）
测量功能
B通道触发设置
C通道触发设置
触发极性
触发电平
触发极性
触发电平
正脉冲宽度
正
负脉冲宽度
脉冲上升时间
正
脉冲下降时间
12．下页图为用通用计数器测量一路脉冲信号的时间间隔的框图。
B、C两通道并联输入被测信号，B通道用于启动门控双稳电路，使其输出高电平开启主门，C通道触发门控双稳电路，使其输出低电平，关闭主门。
试问B、C两通道的触发极性和触发电平如何设置才能完成表中所列的测量功能？
请将答案填入表中。
（设脉冲幅度为
）（10分）
测量功能
B通道触发设置
C通道触发设置
触发极性
触发电平
触发极性
触发电平
正脉冲宽度
＋
负脉冲宽度
脉冲上升时间
＋
脉冲下降时间
－
13．现有最大读数（不含小数点）分别为1999和9999的DVM。
（8分）
①它们各属于几位数字电压表表？
②第一块表如按1、10V分挡，它有无超量程能力？
若按2、20V分挡呢？
③第二块表在1V量程时的分辨力是多少？
14．简述斩波式直流放大器工作原理。
（5分）
15．逐次逼近比较式数字电压表和双积分式数字电压表各有哪些优缺点？
16．峰值检波器有两种类型。
①画出它们的电路图（标明所画元器件名称）并在图下方标出相应名称。
②在峰值检波器中，电路参数应满足什么条件？
（用表达式回答。
）
17．最大读数分别为1999和9999的DVM。
①它们各属于几位表？
②第一块表如按1、10V分挡，它有无超量程能力？
若按2、20V分挡呢？
③第二块表在1V量程时的分辨力是多少？
18．简述用扫频法测量电路幅频特性的原理。
（5分）
19．频谱分析仪、扫频仪、晶体管特性图示仪（测量双极型晶体管输出特性时）的X轴和Y轴分别表示什么物理量？
请填入下表。
（6分）
仪器参数
X轴
Y轴
频谱分析仪
扫频仪
晶体管特性图示仪
20．扫频仪的荧光屏中，X轴表示信号频率。
请回答：
X轴为什么可以作为频率坐标轴？
21．基波抑制法测量谐波失真度时所用的测量公式和谐波失真度的定义公式有何不同？
哪个值更大？
22．简述扫频仪菱形频标产生的过程。
若要显示频率间隔为5MHz的频标，应在扫频仪外接频标输入端输入何种频率的信号？
23．示波器（测量波形时）、频谱分析仪、扫频仪、晶体管特性图示仪（测量晶体管输出特性时）的X轴和Y轴分别表示什么物理量？
（8分）
24．扫频仪的简化框图如下图所示。
如被测电路是一个单调谐小功率谐振放大器
（1）扫频仪的荧光屏中，X轴和Y轴各代表什么物理量？
（2）画出检波探头的输出波形（最少两个周期）和荧光屏上显示的图形。
注意：
扫频仪单向扫频！
25．简述基波抑制法测量谐波失真度的原理。
26．请画出电压比法测电感Q值的原理图，并简述其工作原理。
27．画出出四臂交流电桥基本电路，并写出其平衡方程式。
28．测量PNP型双极型晶体管和N沟道场效应管时晶体管特性图示仪面板的阶梯信号和和集电极电源设置有何不同？
29．测量电感的桥路如下图所示。
（1）画出被测电感的等效电路（串联还是并联？
）
（2）写出电桥平衡方程式。
（3）推导出被测元件参数（L、R和Q）的表达式。
30．
（1）画出测量电感（采用串联等效电路）的电桥。
（和被测电感相邻两臂分别为R2和R4，标准电容和标准电阻分别为Cs和Rs）
（2）写出电桥平衡方程式。
（3）推导出被测元件参数（L、R和Q）的表达式。
三、作图题
1、用示波器观测如下图所示周期性被测信号uy，示波器采用零电平、正极性触发，X轴时基因数为1ms/div，Y轴偏转因数为1V/div，水平位移和垂直位移旋钮都居中，若消隐电路损坏（即不消隐），屏幕上将显示何种图形，请在方框内作图
2．加在示波器X、Y偏转板上的信号波形分别如图2（a）、（b）所示。
如回程不消隐，请画出荧光屏上显示的图形。
（10分）
（a）
图1
（b）
3．用示波器观测如下图所示周期性信号uy，示波器采用零电平、负极性触发，X轴时基因数为1ms/div，Y轴偏转因数为1V/div，水平位移和垂直位移旋钮都居中，输入探极未衰减，水平通道也没有扩展，但消隐电路损坏（即不消隐），则屏幕上将显示何种图形，请在方框内作图。
（假设扫描锯齿波逆程时间很短，即逆程期间被测信号值基本保持不变。
）
4．示波器处于X-Y显示方式，X、Y偏转板所加信号波形如下图所示。
试在方框内画出示波器显示的波形。
（示波器两个输入通道的Y轴位移旋钮均处于居中位置，即位移为0。
）
5．请完成测量两信号频率比的方框图。
共有两路待测信号
和
，且
。
可选框图有：
A输入通道、B输入通道、分频器、倍频器、晶振等。
6．在下列两图的基础上，画出电子计数器测量频率和周期的简化框图，并标出被测信号接入位置。
（可选方框有：
A输入通道、B输入通道、分频器、倍频器、晶振等。
）
（1）测量频率框图
（2）测量周期框图
7．请作出电子计数器测频率时的原理框图。
8．请作出电子计数器测周期时的原理框图。
9．请作出电子计数器测时间差的原理框图。
10．画出几种基本锁相环路的框图。
11．请画出计算式有效值电压表原理框图。
12．请画出基波抑制法测信号失真度原理框图。
13．画出扫频外差式频谱分析仪原理框图。
14．画出晶体管特性图示仪测量三极管输入特性原理图，并说明测量时X轴“电压/度”选择开关和Y轴“电流/度”选择开关各应置于什么位置。
15．画出串联替代法测量电容值的原理图。
16．请画出用并联替代法测电容的原理图。
17．画出晶体管特性图示仪测量二极管正、反向特性原理图。
18．画出电压比法测量电感器Q值原理图。
19．请画出电桥基本电路，并说明其平衡条件！
20．请画出晶体管特性图示仪测量NPN型晶体管输入特性原理图。
21．请画出晶体管特性图示仪测量NPN型晶体管输出特性原理图。
四、计算题
1． 下式中各数均为近似值，请按近似运算法则计算其结果。
（写出计算过程）（4分）
2．按数字修约规则处理下列各数，使之保留三位有效数字：
1.3750.002645015999.8
3．用量程为10mA的电流表测量实际值为8mA的电流，若示值为8.16mA。
试计算测量的绝对误差、示值相对误差和引用相对误差。
该表应引入多大的修正值？
3．测量10V电压，现有两只直流电压表，一只量程为150V，0.5级，另一只量程为15V，2.5级，问选用哪一只电压表测量更合适，为什么？
（6分）
4．下页图所示为一示波器显示的波形。
箭头1所指位置为波形1（上面的波形）的零电平位置，箭头2所指位置为波形2（下面的波形）的零电平位置。
（1）若示波器的时基因数为
，水平扩展10倍，则两信号的频率
和
各为多少？
（4分）
（2）两信号的相位差是多少？
（3分）
（3）若波形2对应的偏转因数为
，通道2探头衰减开关拨至
档，则波形2的峰值
和直流分量值
各为多少？
（4分）
5．已知某示波器的垂直偏转灵敏度（偏转因数）为1V/div，扫描时间因数（时基因数）为10μs/div。
荧光屏上显示波形为两个周期的正弦波，波形总高度为8格，在水平方向上占10格。
用10：
1探头接入信号。
回答下列问题：
（1）画出波形图。
（6分）
（2）求被测信号的周期和频率。
（7分）
（3）求测信号的幅值和有效值。
（7分）
6．某示波器X方向有效宽度为10div，Y方向有效宽度为8div，其最高扫描速度（最小时基因数）值为0.01μs/div，最大偏转因数值为5V/div，如要观察被测信号两个周期的完整波形，请计算：
（1）被测信号的最高频率fmax为多少？
（2）若采用10：
1探头，则被测信号的最大峰－峰值VP-Pmax是多少？
7．某示波器X方向有效宽度为10div，Y方向有效高度为8div，其最低扫描速度（即最大时基因数）值为0.5s/div，最大偏转因数值为5V/div，如要观察被测信号两个周期的完整波形，请计算：
（1）若采用10：
1探头测量一纯正弦信号，则被测信号的最大幅值UAmax是多少？
（2）被测信号的最低频率f,min为多少？
8．已知示波器的偏转因数为0.5V/div，荧光屏有效高度为8div，时基因数为0.1ms/div。
被测信号为正弦波，在屏幕上显示波形的总高度为6div，两个周期的波形在X方向占10div。
求被测信号的频率fx、有效值Urms。
9．下页图所示为一示波器显示的波形。
箭头1所指位置为波形1（上面的波形）的零电平位置，箭头2所指位置为波形2（下面的波形）的零电平位置。
（1）若示波器的时基因数为
，无水平扩展，则两信号的周期和频率各为多少？
（4分）
（2）两信号的相位差是多少？
（4分）
（3）若波形2的偏转因数为
，通道2探头衰减开关拨至
档，则波形2的幅值
和直流分量值
各为多少？
（4分）
10．用一峰值电压表测一三角波电压信号，读数U’为1V。
试求该三角波电压的峰值和有效值。
（正弦波的波峰因数为
，三角波的波峰因数为
。
）
11．用均值型电压表分别测量正弦波和方波电压，示值都为10V。
它们的平均值、有效值和峰值各为多少？
12．被测电压波形如下图所示。
t
（1）用均值型电压表测量，示值是多少？
（2）用串联型峰值电压表测量，示值是多少/
（3）用并联型峰值电压表测量，示值是多少？
13．现有最大读数（不含小数点）分别为1999和9999的DVM。
（8分）
①它们各属于几位数字电压表表？
②第一块表如按1、10V分挡，它有无超量程能力？
若按2、20V分挡呢？
③第二块表在1V量程时的分辨力是多少？
14．最大计数容量19999的数字电压表如按200mV、2V、20V、200V分挡，超量程能力是多少？
该电压表在200mV量程的分辨力为多少？
若该量程的读数误差为±0.03%读数，满度误差为±2个字，则测量100mV电压时的固有误差是多少？
15．现有三种数字电压表，其最大计数容量分别为①9999、②19999、③5999。
（1）它们各属几位电压表？
如何分挡有超量程能力？
如何分挡无超量程能力？
如有，则超量程能力是多少？
（2）第二种电压表在0.2V量程的分辨力为多少？
若其读数误差为±0.03%读数，满度误差为±2个字，则测量0.1V电压时的固有误差是多少？
16.一块4位半DVM的2V量程测量1.2V电压，已知该电压表的固有误差
△U=+（0.05%读数+0.01%满度），试求由于固有误差产生的测量误差是多少？
它的满度误差相当于几个字？
（6分）
17.在双积分式电压表中，基准电压Er=10V，取样时间T1=1ms，时钟频率f0=10MHz，比较时间T2内的计数值为N2=5600，计算被测电压Ux的值。
18．欲用电子计数器测量fx=200Hz的频率，采用测频（选用闸门时间1s）和测周期（选用1μs时标信号）两种方法。
试计算由于量化误差而引起的测量误差（绝对误差），并计算该情况下的中界频率值。
19．用电子计数器测量
的频率，采用测频（采用闸门时间0.1s）和测周期（选用
时标信号）
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