电子测量习题.docx
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电子测量习题
电子测量思考题与习题
一、误差理论思考题与习题
1、被测电压的实际值在10V左右，现用150V、0.5级和15V、1.5级两块电压表，选择哪块表测量更合适。
2、测量一个15V的直流电压，要求测量误差不大于±1.5%，现有四只电压表，其量程和精度列于下表：
量程（V）20303050
精度（级）1.01.00.50.5
问哪些电压表能满足要求？
哪只电压表测量结果的误差最小？
3、检定一只3mA、2.5级电流表的引用相对误差，按规定，引入修正值后所使用的标准仪器产生的误差不大于受检仪器容许误差的1/3，现有下列几只标准电流表，问应选哪一只最适合？
（1）10mA、0.5级；
（2）10mA、0.2级；
（3）15mA、0.2级；（4）5mA、0.5级。
4、用1.0级3V量程的直流电压表测得下图中a点和b点对地的电压Ua=2.54V，Ub=2.38V。
试问
（1）Ua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，
U2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，U2的相对误差是多少？
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。
6、某单级放大器电压放大倍数的实际值为100，某次没量时测得值为95，求测量值的分贝误差。
7、设两只电阻R1=（150±0.6）Ω，R2=62Ω±2%，试求此二电阻分别在串联及并联时的总阻值及其误差。
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，
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？
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△R1及△R2无关。
10、用某电桥测电阻，当电阻的实际值为102Ω时测得值为100Ω，同时读数还有一定的分散性，在读数为100Ω附近标准偏差为0.5Ω，若用该电桥测出6个测得值为100Ω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？
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）-Cδ（x）],M（x）+Cδ（x）]，问这里C应取多大？
（2）若取置信区间为[M（x）-
δ（x）],M（x）+
δ（x）]，问置信概率为多大？
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？
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L0±0.8mH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。
14、对某电阻进行10次测量，数据如下（单位KΩ）：
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。
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。
试用马利科夫及阿卑--赫梅特特判据判别是否存在变值系差。
16、对某电阻的9次测量值如下（单位KΩ）
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。
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（Ω）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）。
18、对某电阻进行了十次测量，数值（kΩ）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，测量的随机误差为正态分布。
对测量数据进行处理，最后给出电阻的测量值和测量和测量值包含的不确定度。
19、将下列数字进行舍入处理，要求保留三位有效数字。
54.79,96.3724,500.028,21000,0.003125,3.175,43.52,58350
20、改正下列数据的写法：
4.45kHz±1.8Hz、516.4300V±0.425V、170053Ω±338Ω
21、仿照本章用于指数关系换算为线性关系的电子计算机回归分析程序，任选图2-21几种常见曲线的函数形式中的两种曲线，按照它的数学模型给出相应的回归分析计算机程序。
二、电压测量技术思考题与习题
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、有效值及全波平均值响应的、按正弦波有效值定度的电压表测量，其示值各为多少？
2、用正弦有效值刻度的均值表测量正弦波、方波、三角波，读数为1V，三种波形信号的有效值为多少？
3、实验中，利用同一块峰值电压表测量幅度相同的正弦波，方波，三角波，读数相同吗？
为什么？
4、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。
5、用均值波式电压表测量某三角波电压的示值为6.5V，若换用峰值检波式电压表测量该电压，则示值应为多大？
6、测量下图所示的方波电压。
现分别用下列电压表（均按正弦波有效值定度）
进行测量，示值各为多少？
（1）串联峰值电压表；
（2）并联峰值电压表；
（3）全波均值电压表；
（4）半波均值电压表；
（5）输入端无隔直电容的有效值电压表。
7、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10伏，问：
（1）对每个波形来说，读数代表什么意义？
（2）它们的峰值、平均值、有效值分别为多少？
（3）若用有效值电压表，重复
（1）、
（2）。
（4）若用平均值（检波）电压表，重复
（1）、
（2）。
8、说明逐次渐近比较式和双积分式直流数字电压表的A/D转换原理、优缺点和应用范围。
9、进一步提高双积分式A/D转换器的分辩力和减少转换误差的主要困难是什么？
10、试用波形图分析双积分式DVM由于积分器线性不良所产生的测量误差。
11、双积分式A/D转换器为什么要增加自动校零技术？
试简述其自动校零过程。
12、设最大显示为“1999”的3位半数字电压表和最大显示为“19999”的4位半数字电压表的量程，均有200Mv、2V、20V、200V的档极，若用它们去测量同一电压1.5V时，试比较其分辩力。
13、为什么双积分式数字电压表第一次积分时间（T1）都选用为市电频率的整数N倍？
N数的大小是否有一定限制？
如果当地市电频率降低了，给测量结果将带来什么影响？
14、为什么数字多用表的电阻档去测晶体二、三极管的PN结正向电阻时，其结果比模拟式万用表电阻档测量的数值相差很大？
试述其原因。
15、基本量程为10.000V的四位斜坡电压式DVM中，若斜坡电压的斜率为10V/50ms，问时钟脉冲频率应为多少？
当被测直流电压Ux=9.258V时，门控时间及累计脉搏冲数各为多少？
16、双积分式DVM，基准电压Vr=10V，设积分时间T1=1ms，时钟频率fo=10MHz，DVM显示T2时间计数值N=5600，问被测电压Vx=？
17、设计与使用数字式电压表（DVM），必须注意哪二类干扰？
各应采取什么措施加以克服？
18、指针式模拟电压表与数字式电压表（DVM）各有哪些特点？
你认为数字式电压表能否完全取代指针式模拟电压表？
19、为什么外差式电压表能够测量高频微小电压？
20、测热电阻电桥检定高频电压表的基本原理是什么？
推导测量的基本关系式。
21、为什么不能用普通峰值检波式、均值检波式和热偶式电压表测量占空比t/T很小的脉冲电压？
测量脉冲电压常用什么方法？
22、测量噪声电压时最好用哪一种电压表？
为什么？
用均值检波式电压表测量噪声电压时如何选择量程和计算被测电压的有效值？
23、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%。
24、非线性失真系数的测量实质上是交流电压的测量，根据非线性失真系数D的定义式中V1为基波电压有效值V2，V3……为二次、三次、……谐波电压有效值。
自拟一个测量D的方框图，并简其工作原理。
25、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？
26、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50Ω，在阻抗匹配的情况下，电压电平表读数为10dB，此时信号源输出功率为多少？
三、示波测量技术思考题与习题
1、根据信号流通径来讨论电子示波器的基本组成。
2、对电子示波器扫描电压有什么基本要求。
3、通用示波器的Y通道包括哪些主要单元电路，它们的作用是什么？
4、通用示波器X通道由哪几部分组成？
它们的主要作用是什么？
5、试述延时电路的功能。
6、说明扫描发生器环在触发扫描和自动扫描方式时的工作原理。
7、举例说明外触发扫描和自扫描方式时的工作原理。
8、讨论在屏幕上显示清晰、稳定图象的主要方法。
9、内触发信号能否在延迟级以后引出？
为什么？
10、比较触发扫描和连续扫描的优缺点。
11、当扫措电压（锯齿波）周期Tn等于被测正弦信号周期T1的2.25倍时，画出荧光屏上的显示波形，分析现象并说明原因。
12、若扫描电压的周期Tn是被观测正弦电压周期Ts的7/8，画出在两个扫描周期中荧光屏上显示的波形（假设扫描回程时间可以忽略不计）。
13、示波器Y输入端加一正弦电压，其频率为F，峰—峰值使光点偏移6格；
X输入端分别加左图所示的a.b.c三种信号，频率为FI，且FY=4FH，峰--峰值使光点偏移8格。
试画出上述三情况下屏幕上的波形。
14、被测信号波形和触发电平如下图所示。
试分别画出正极性触发和负极性触发时
CRT屏幕上的波形。
虚线为触发电平。
15、被测信号如下图所示，扫描正程ts＞T。
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CRT屏幕上的波形。
16、被测信号如下图a所示。
在CRT屏幕上显示的波形如图b、c、d、e所示。
试指出各自的触发极性和触发电平（定性确定触发电平大于、等于、小于零）。
17、在X、Y系统中分别加有如下图所示的电压波形，画出屏幕上显示的图形和射线运动的方向。
18、如何利用示波器测量矩形脉冲波形的幅充、上升时间、下降时间、脉冲宽度、周期、上冲量、下冲量、顶部降落等参数？
19、在通用示波器中调节下列开关、旋钮的作用是什么？
在电路中靠调节什么来实现？
（1）偏转灵敏度粗调（示波器面板上标“V/cm”）、
（2）偏转灵敏度微调
（3）Y轴位移、（4）Y轴倍率、（5）稳定度、（6）触发电平、（7）触发极性
（8）触发方式、（9）扫描速度粗调（示波器面板上标“t/cm”）
（10）扫描速度微调、（11）X轴扩展、（12）X轴位移、（13）辉度
（14）聚集和辅助聚集
20、一个受正弦调制电压调制的调幅波v加到示波管的垂直偏转板，而同时又把这个正弦调制电压加到水平偏转板，试画出屏幕上显示的图形，如何从这个图形求这个调幅波的调幅系数。
21、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mf？
（提示：
示波器X、Y通道输入波形之间的相位差为mfsinΩ。
）
22、双踪波器器SR8的主要技术特性如下：
Y轴频带宽度（-3dB）DC~15MHz，
灵敏度10mV/div~20V/div，按1、2、5顺率步进，探头衰减10：
1，X轴时基因数0.2s/div~1s/div，按1、2、5顺序步进。
已知脉冲参数如下：
脉冲频率F=10kHz正脉宽r=10s，上升时间tr=1s脉冲幅度Um=5V，高电平UH=4V低电平UL=-1V。
欲用该示波器尽可能准确地测量这个脉冲的上升时间，下列工作状态开关如何选择：
触发极性（+，-），触发电平（＞0，＝0，＜0＝，灵敏度，时基因数。
画出屏幕图形。
（屏幕刻度为Y轴8div，X轴10div）
23、如何在示波管的X、Y两对偏转板上，加入同频、同相、等幅的正弦波，在荧光屏上会出现什么图象？
如果两者相位相差90º，又是什么图象？
24、有两路周期相同的脉冲信号v1和v2，如下图所示，若只有一台单踪示波器，如何用它测v1和v2前沿间的距离？
25、已知A、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？
26、欲观测一个由20个脉冲组成的周期性脉冲列，同时要仔细观察其中第3个脉冲的细节。
手头没有双扫描示波器，只有两台通用示波器，它们均有“Y输入”、“触发输入”、“扫描输出”（输出负锯齿波）、“门控输出”（扫描期间输出正方波和调辉输入（在后面板上）。
试用这样两台通用示波器在题3-15图中画出测试电路来。
27、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，f3dB=10MHz,tR≤40nS;
（2）SBT-10型，f3dB=30MHz,tR≤12nS;
（3）SBT-8型，f3dB=15MHz,tR≤24nS;
（4）SBT-10型，f3dB=100MHz,tR≤3.5nS;
28、双踪示波器处于“交替”方式时，若时基因数置于20ms/div，两个正弦波的周期都为8格，其中，正弦波a导前于正弦波b为1.5div，求出它们的相位差，单位为度。
29、取样示波器的最高工作频率受什么因素的限制？
为什么不能观察单次信号过程？
30、什么是取样？
取样示波器是如何复现信号波形的？
31、取样示波器的主要技术特性有哪些？
它的最高工作频率取决于哪些因素？
32、相对于通用示波器来说，取样示波器具有哪能些特点？
33、步进式取样示波器由哪些部分组成？
说明步进脉冲产生的过程。
34、一般取样示波器能不能观察下列两种信号？
如果能，如何观察？
如果不能，为什么/
（1）非周期性重复信号，
（2）单次信号
35、试述双稳态记忆示波管的记忆显示原理？
36、说明数字存储示波器的工作原理、特点和主要技术特性。
37、用示波器测量电压有哪些方法？
试比较这些方法的优缺点？
38、如何用李沙育图形法测频、测相？
39、如何利和示波器来显示四端网络的频率特性和过渡特性？
40、设计一种能用通用示波器显示晶体三极管输出特性Ic=f（VCE）的电路。
41、以电子示波器为基础，拟订一个频率特性测试方案。
42、设计一种能用荧光屏显示晶体三极管输入特性IB=f（VBE）的电路，要求能观察VCE=0及VCE=5V两条曲线。
四、信号发生器思考题与习题
1、对测量信号源的基本要求是什么？
2、低频信号的产生有哪些方案？
为什么不用LC正弦振荡器直接产生低频下弦振荡？
3、怎样评价一个高频信号发生器的质量？
4、为什么说倍频后信噪比下降，频谱纯度变化？
分频时信噪比提高、频谱纯度得到改善？
5、试述信号源中源阻抗的含义。
6、由dB及dBm的定义，计算当负载阻抗ZL为何值时，dB=dBm？
7、为什么说锁相环能跟踪输入频率？
8、能否利用示波器判断销相环是否处于锁定状态？
若可以，请说明操作步骤。
9、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？
10、什么叫频率合成？
简述频率合成的方案及各自的优缺点？
11、与谐振式信号发生器相比，合成信号发生器有哪些特点？
还增加了哪些技术指标？
12、如下图所示，令f1=1MHz，N=1~10（以1步进），m=1~100（以10步进），求f2的表达式及其频率范围。
13、如下图所示，令f1=1MHz，f2=0~10kHz（以1kHz步进），f3=0~100kHz
（以10kHz步进），求f4的频率变化范围。
提示：
低通滤波器F1、F2分别滤出混频器M1、M2的差频。
14、在图6-15（见正文）所示的锁相式十进频率合成器中，若欲输出fo=21.1876543MHz的输出频率，各频率旋钮应置于什么位置？
试分析此时的频率合成关系。
15、脉冲信号发生器各主要组成部分的作用是什么？
前置脉冲有什么作用？
如何正确选择脉冲频率、脉冲宽度和延迟时间？
16、说明输出方波、三角波和正统波的函数信号发生器的工作原理？
17、比较确定性信号、白噪声和伪随机噪声的特点。
18、说明伪随机信号发生器的工作原理。
五、扫频测量技术思考题与习题
1、试述扫频信号与调频信号的异同点，分别举例说明。
2、根据扫频仪的用途，对扫频信号应有那些要求，实现扫频信号的电路原理，可以有那些方法。
3、扫频信号发生器有哪能些主要技术特性？
若扫频线性与振幅平坦度较差，对测量网络的幅频特性有何影响？
4、磁性扫频电路最显著的特点有哪些？
试举例简要说明磁性扫频的工作原理。
5、试根据混频器选用输入信号频率是其输出信号频率的1-5倍的要求，现有
A、B两型扫频仅，只知道其输出信号中心频率：
A型为0~300MHz，B型为1~450MHz，且二者均为一次性扫描，试分别估算二仪器混频器的输入信号频率合适范围。
6、变容管扫频仪的扫描电压为三角波，用它测量Q值很高的单谐振回路的幅频特性。
若扫频速度很高，屏幕上将出现什么图形？
为什么？
7、说明光栅增辉式扫频仪幅频特性显示和频率刻度产生的原理。
8、利用变容二极管的扫频图示仪，观测一个窄带通滤波器的幅频特性，定性地画出扫描电压分别为三角波、锯齿波时所显示的静态与动态幅频特性曲线。
说明三角波扫描的优点。
9、变容二极管扫频图示仪能否利用正弦波信号作为扫频和扫描电压？
若可以，斌以观测低通滤波器的幅频特性曲线为例说明之。
10、测量窄带放大器时，为什么其动态幅频特性曲线与其静态幅频特性曲线相比，幅度最高点的频率将偏移，由度将变低，3dB带宽将变宽？
11、以测量宽带放大器的幅频特性为例，说明扫频信号过大的寄生调幅对显示出的图形的影响。
12、设一个调谐放大器的3dB带宽为2△f3Db，下降到40dB的带宽为2△f10Db，试说明当扫频宽度△f分别调节在△f≤2△f3Db和△f＞2△f10Db两种情况下，图示仪所显示的幅频特性形状。
13、试比较频道分析仪与示波器作为信号测量仪器各自的特点与测量的领域。
14、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？
15、试比较实时频道分析仪与外差式扫频频道分析仪的优缺点。
16、举例说明扫频振荡器线性不良给扫频图示仪和频谱分析仪带来的测量误差。
17、设QF4021型频道分析仪中三个本地振荡器的振荡频率相对不稳定度为，Y1、Y2、Y3试计算第三混频器输出信号（60KHz）的最大频率绝对不稳定度。
18、如果做一台外差式扫频频道分析仪，测量信号频率范围与QF4021型的相同，变频输出的频率也与QF4021的第一混频器输出信号的频率（60KHz）相同，但采用一次变频方式，即只用宽范围扫频本振的变频器一个，本振频率的相对不稳定度为y，y比上题中的y1大得多，度计算此时混频输出的60KHz信号的最大频率绝对不稳定度，并与上题结果相比较。
19、如果停止外差式扫频频道谱分析仪的扫频本地振荡器的扫描，而不停止示波管电子束的水平扫描，并且将频谱分析仪调谐到一个输入的调幅信号上，该调幅信号的带宽小于频谱分析仪调谱回路的带宽，此时荧光屏上将显示出什么信号？
20、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？
21、利用频谱仪分析一个调幅波的频谱，在频谱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：
试证明之。
22、利用频谱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、P3…，则被测非线性失真系数为试证明之。
23、若频谱仪的动态范围的80dB，试说明利用频谱仪测量调幅系数m。
和非线性失真系数D的最大特点。
24、试说明频谱分析仪采用对数放大器的必要性。
六、频率测量技术思考题与习题
1、测量频率的方法按测量原理分有哪几类？
2、说明拍频法测频的基本原理。
为什么拍频法多用于音频测量？
它对被测信号有什么要求？
3、用拍频法测量频率，在46S数得100拍，若拍数的计数误差为±1，时间测量误差±0.2S，求被测频率与标准频率的差值及差值的绝对误差。
4、通用计数器有哪能些技术指标？
其含义如何？
5、测量频率时，整形电路、分频电路和主闸门的开关速度将如何影响测量精度？
如何使它们的影响减小到可以忽略的程度？
6、试用通用频率计拟定测量相位差的原理框图。
7、判断下述两个论点是否正确：
（1）利用电子计数器计数，其量化误差等于±1字。
（2）利用电子计数器计数，其量化误差等于、小于±1字。
8、计数式频率计B、C通道触发极性和触发电平可调，试确定测量下图波形时的时间间隔Tx的触发极性和触发电平。
9、分析通用计数器测量频率的误差，如何减小测频量化误差？
10、分析通用计数器测量周期的误差。
如何减小测周期的量化误差和噪声引起的触发误差？
11、计数器工作在自校状态，晶振频率是fc=106Hz，在闸门开启时间为t=0.1s、1s、5s、10s时，其显示值分别为100001，99999，1000000，10000000。
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？
12、用数字频率计测量一个fx=10MHz的信号频率，试分别计算《闸门时间》置于1s、0.1st10ms时由±误差所产生的测频误差。
13、用数字频率计测量一个fx=10MHz的信号
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