電子測量與儀器陳尚松版的課后答案Word版

1、傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！第三章 信號發(fā)生器思考題與習題3.3 已知可變頻率振蕩器頻率f12.49964.5000mhz，固定頻率振蕩器頻率f2=2.5mhz，若以f1和f2構成一差頻式信號發(fā)生器，試求其頻率覆蓋系數(shù)，若直接以f1構成一信號發(fā)生器，其頻率覆蓋系數(shù)又為多少？解：因為差頻式信號發(fā)生器f0= f1f2所以輸出頻率范圍為：400hz2.0000mhz頻率覆蓋系數(shù)如果直接以f1構成一信號發(fā)生器，則其頻率覆蓋系數(shù)3.5 要求某高頻信號發(fā)生器的輸出頻率f860mhz，已知其可變電容器的電容c的變化范圍為50pf200pf，請問該如何進行波段劃分，且每個波段對應的電

2、感應為多大？解：而，由，所以相鄰波段的電感值滿足：，所以可以計算得出3.9 xfg-7高頻信號發(fā)生器的頻率范圍為f=100khz30mhz，試問應劃分幾個波段？（為答案一致，設k=2.4）解：而，3.11 簡述直接數(shù)字頻率合成原理，試設計一個利用微處理器產(chǎn)生任意波形發(fā)生器的方案，并討論如何提高任意波形的頻率？pc機濾波d/a答：在存儲器里存儲任意波形的數(shù)字量，通過微處理器以一定的時間間隔讀取數(shù)據(jù)，并送d/a轉換器進行轉換，并將電壓信號送濾波器進行濾波，一直以相同的轉換時間間隔取下一個數(shù)進行轉換，這樣就可得到任意波形發(fā)生器。提高任意波形頻率的方法有：（1）減小讀取時間間隔，并采用轉換速度較快的d

3、/a轉換器；（2）采用讀取時間短的存儲器；（3）一個周期轉換的點數(shù)減小。3.12有一頻率合成器如圖3.37所示，求：（1）f0的表達式；（2）f0的范圍；（3）最小步進頻率。÷100f3fl10khz×n15601000lpfpdbpfvco1f0m(-)f21knzvco2f3÷n250006000pd÷100lpf圖3.37 題3.12圖 解：由圖可知：（1）所以（2） （3）因為n1和n2均可改變，但f0表達式中，n2的系數(shù)小，所以n2變化1得到的f0的變化最小，即f0的最小步進頻率為frfrlfrhf0f0 frh（b）×mvco

4、47;ppdlpf÷n13.13 計算下圖所示鎖相環(huán)的輸出頻率范圍及步進頻率。frf0（a）vco÷npdlpf÷mfr1f0（c）1khz÷n2720100m(+)bpfvco2pdlpf÷n2720100vco1lpf÷10pd÷n110001100iii100khzfr2圖3.38 題3.13圖解：（a），所以，步進 （b），所以，步進 （c）設vco1輸出頻率為f1，則， 步進3.15 ad9850 dds中如果時鐘頻率fc=125mhz，相位累加器寬度n=32位，頻率控制字k=0100000h，這時輸出頻率為多少？

5、解：k=0100000h，所以a201，因為dds：第四章： 時頻測量4.3 分析通用計數(shù)器測量頻率和周期的誤差，以及減小誤差的方法。答：通用計數(shù)器測量頻率的誤差：即±1誤差和標準頻率誤差。一般總誤差可采用分項誤差絕對值合成，即 通用計數(shù)器測量周期的誤差：主要有三項，即量化誤差、轉換誤差以及標準頻率誤差。其合成誤差可按下式計算 減少測頻誤差的方法：在一定時，閘門時間t選得越長，測量準確度越高減少測周誤差的方法：1)采用多周期測量可提高測量準確度；2)提高標準頻率，可以提高測周分辨力；3)測量過程中盡可能提高信噪比vmvn。4.8 用計數(shù)式頻率計測量頻率，閘門時間（門控時間）為l s時

6、，計數(shù)器讀數(shù)為5400，這時的量化誤差為多大？如將被測信號倍頻4倍，又把閘門時間擴大到5倍，此時的量化誤差為多大?解：（1）量化誤差（2）量化誤差4.9用一個7位電子計數(shù)器測量一個fx5mhz的信號頻率，試分別計算當“閘門時間”置于1s、0.1s和10ms時，由±1誤差產(chǎn)生的測頻誤差。解：閘門時間為1s時，±1誤差閘門時間為0.1s時，±1誤差閘門時間為10ms時，±1誤差4.10 用某計數(shù)式頻率計測頻率，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，門控時間t1s，求：（1）測量fx10mhz時的相對誤差；（2）測量fx10kh

7、z時的相對誤差，并找出減小測量誤差的方法。解：測頻±1誤差（1）（2）對相同閘門時間下，當被測頻率越高時，測頻相對誤差越小，同時晶振頻率誤差影響也越大。4.11 用某計數(shù)式頻率計測周期，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，時基頻率為10mhz，周期倍乘100。求測量10s周期時的測量誤差。解：計數(shù)器測周期誤差4.12 用某電子計數(shù)器測一個fx10hz的信號頻率，當信號的信噪比s/n20db時，分別計算當“周期倍乘”置于×1和×100時，由于轉換誤差所產(chǎn)生的測周誤差，并討論計算結果。解：由轉換誤差產(chǎn)生的測周誤差為：因為：，所以所以“

8、周期倍乘”置于×1時：所以“周期倍乘”置于×100時：由測周誤差可知，增大“周期倍乘”可以減少由轉換誤差產(chǎn)生的測周誤差。4.13用多周期法測量某被測信號的周期，已知被測信號重復周期為50hz時，計數(shù)值為100000，內(nèi)部時標信號頻率為 1mhz。若采用同一周期倍乘和同一時標信號去測量另一未知信號，已知計數(shù)值為15000，求未知信號的周期？解：因為多周期法測被測信號周期，所以4.14 某計數(shù)式頻率計，測頻閘門時間為1s，測周期時倍乘最大為×10000，時基最高頻率為10mhz，求中界頻率。解：測頻和測周±1誤差分別為：， ，所以中屆頻率4.15 欲測量一個

9、標稱頻率f01mhz的石英振蕩器，要求測量精確度優(yōu)于±1×106，在下列幾種方案中，哪一種是正確的？為什么？(1) 選用e312型通用計數(shù)器（fc/fc±1×106），“閘門時間”置于1s。(2) 選用e323型通用計數(shù)器（fc/fc±1×107），“閘門時間”置于1s。(3) 選用e323型通用計數(shù)器（fc/fc±1×107），“閘門時間”置于10s。解：（1）測頻時，其誤差 （2） （3）由以上計算結果可知，采用第三種方案是正確的。第五章 電壓測量uotuotuot5.3 利用全波平均值電子電壓表測量圖5.70

10、所示三種不同波形（正弦波、方波、三角波）的交流電壓，設電壓表的讀數(shù)都是1v，問： （1）對每種波形，電壓表的讀數(shù)各代表什么意義？ （2）三種波形的峰值、平均值及有效值分別為多少？ （3）根據(jù)測量結果，將三個波形畫在同一坐標圖上以進行比較。解：（1）對正弦波，讀數(shù)為有效值，對其他波形，讀數(shù)僅能間接反應被測量的大小。圖5.70 習題5.3圖（2）因為，所以v因為，即所以正弦波有效值為1v，峰值為v，均值為0.901v。方波有效值為v，峰值為v，均值為0.901v。三角波有效值為v，峰值為v，均值為0.901v。三種波形在同一坐標圖為：5.4 若在示波器上分別觀察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得u

11、p5v；現(xiàn)在分別采用三種不同檢波方式并以正弦波有效值為刻度的電壓表進行測量，試求其讀數(shù)分別為多少？解：已知各波形vp=5v 均值表： 正弦波 方波 三角波 峰值表：因為各波形峰值相同，所以三種波形的讀數(shù)均為： 有效值表：正弦波 ： 方波： 三角波：5.8 ds18型五位雙積分型數(shù)字電壓表中us6.0000v，fc0.75mhz，計數(shù)器滿量程n160000，求被測電壓ux2.5000v時，計數(shù)器計數(shù)值n2為多大？采樣時間tl和測量時間t2分別為多大？解：根據(jù)雙積分原理，可知（1）在準備期，進行定時積分，所以 5.9 試畫出圖5.71積分器的輸出時間波形圖（uot），假設圖中c1f，r10k，圖中

12、模擬開關的接通時間為：0-t1(10ms）s0、s1接通，s2、s3開關斷開； t1-t3(20ms）s1接通，其他開關斷開；t3-t4(10ms）s2接通，其他開關斷開；t4-t5(10ms）s3接通，其他開關斷開；t5-t6(10ms）s0、s3接通，s1、s2開關斷開。acs0s1s2s30v+10v+5vr+5vu0+15+10+5051015102030405060t1t2t3t4t5t6t/ms圖5.71 題5.9圖u0/v圖中假設模擬開關(s0s3）和運算放大器a均是理想器件。解：按照積分器工作原理，其輸出電壓和輸入電壓之間的關系為：0t1(10ms)：s0、s1接通，s2、s3

13、斷開，a的同向與反向輸入端虛短，所以；t1t3(20ms)：s1接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為05v5v，vt3t4(10ms)：s2接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為105v5v，t4t5(10ms)：s3接通，其他開關斷開，輸入端電壓等效為55v=0v，t5t6(10ms)：s0、s3接通，s1、s2斷開，所以輸出波形圖如下：5.10 圖5.73為某三斜式a/d的積分器的輸出時間波形，設基準電壓|ur|10v，試求積分器的輸入電壓大小和極性。題中假設在采樣期和比較期內(nèi)，積分器的時間常數(shù)rc相等。10050100t/msouo/vurur/27圖5.73 題5.11圖解：由輸出波形可

14、知，積分器輸入電壓為負的，5.14兩臺dvm ，最大計數(shù)容量分別為19999；9999。若前者的最小量程為200mv，試問：(1) 各是幾位的 dvm ；(2) 第臺dvm的分辨力是多少？(3) 若第臺dvm的工作誤差為0.02%ux±1字，分別用2v檔和20v 檔測量ux=1.56v電壓時，問誤差各是多少？解：（1）計數(shù)容量為19999的dvm為4位半，計數(shù)容量為9999的dvm為4位；（2）第臺dvm的最小量程為200mv，所以dvm顯示數(shù)據(jù)應為199.99mv，即最小分辨力為0.01mv；（3）當用2v檔測量時：為1.9999v，所以一個字誤差為：0.0001v，測量誤差為：0

15、.02%×1.560.0001v0.000412v0.41mv當用20v檔測量時：為19.999v，所以一個字誤差為：0.001v，測量誤差為：0.02%×1.560.001v0.001312 v1.3mv。5.18 圖5.72為雙積分a/d轉換器，已知t1100ms，t0100s，試求：（1）刻度系數(shù)； （2）畫出工作流程圖。a10fk4k1uxvr=6.2v100k圖5.74 題5.18圖vr=6.2v62k62kk3k2cu0解：方法一：利用雙積分原理，（1）在準備期，k4合進行清零，采樣期k1合進行定時積分，； 比較期k1關k2合進行定值積分， ，所以 ，所以刻度系

16、數(shù)為：方法二：利用電荷平衡原理，q1q2，采樣期，比較期，所以，所以工作過程，按準備期，采樣期和比較期進行，流程圖如下： 5.19 一臺dvm，技術說明書給出的準確度為v±0.01%vx±0.01%×vm，試計算用1v量程分別測量1v和0.1v電壓時的絕對誤差和相對誤差，有何啟示？解：（1）0.01×10.01×12×10-4v， （2）0.01×0.10.01×11.1×10-4v，由此可見相對誤差明顯增大，可知在相同量程下，被測值越接近量程，那么相對誤差相對較小。第六章時域測量（示波器）613 有a，b兩臺數(shù)字示波器，最高采樣率