電子測(cè)量課后習(xí)題參考答案

1、思考與練習(xí) 11 1 什么是測(cè)量？什么是電子測(cè)量？ 答：測(cè)量是為確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 在這個(gè)過(guò)程中， 人們借助專門的設(shè)備， 把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較， 從而確定被測(cè)量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系， 最后用 數(shù)值和單位共同表示測(cè)量結(jié)果。 從廣義上說(shuō)， 凡是利用電子技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量都可以說(shuō)是電子 測(cè)量；從狹義上說(shuō)，電子測(cè)量是指在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)電的量值的測(cè)量。1 2 測(cè)量與計(jì)量?jī)烧呤欠袷侨币徊豢桑?答： 測(cè)量與計(jì)量是缺一不可的。計(jì)量是測(cè)量的一種特殊形式，是測(cè)量工作發(fā)展的客觀需要， 而測(cè)量是計(jì)量聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的重要途徑， 沒(méi)有測(cè)量就沒(méi)有計(jì)量， 沒(méi)有計(jì)量就會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)的 準(zhǔn)確性、可靠性

2、得不到保證，測(cè)量就會(huì)失去價(jià)值。因此，測(cè)量與計(jì)量是相輔相成的。1 3 按具體測(cè)量對(duì)象來(lái)區(qū)分，電子測(cè)量包括哪些內(nèi)容？答： 電子測(cè)量?jī)?nèi)容包括： （1）電能量的測(cè)量如：電壓，電流電功率等； （ 2）元件和電路參數(shù) 的測(cè)量如：電阻，電容，電感，阻抗，品質(zhì)因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（ 3）電信號(hào)的特性的測(cè)量如：信號(hào)的波形和失真度，頻率，相位，調(diào)制度等；（ 4）電子電路性能的測(cè)量如：放大倍數(shù)，衰減量，靈敏度，噪聲指數(shù)等： （ 5）特性曲線顯示如：幅頻特性，相頻特性曲線等。1 4 電子測(cè)量技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：（ 1）測(cè)量頻率范圍寬（ 2）測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍廣（ 3）測(cè)量的準(zhǔn)確度高（ 4）測(cè)量速度快（ 5） 易于實(shí)現(xiàn)遙

3、測(cè)和長(zhǎng)期不間斷的測(cè)量（6）易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的自動(dòng)化和測(cè)量?jī)x器的智能化 1 5 常用電子測(cè)量?jī)x器有哪些？答：（ 1）時(shí)域測(cè)量的儀器：電子電壓表、電子計(jì)數(shù)器、電子示波器、測(cè)量用信號(hào)源等。（ 2）頻域測(cè)量的儀器：頻率特性測(cè)試儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。（ 3）調(diào)制域測(cè)量?jī)x器：調(diào)值 調(diào)制度儀、調(diào)制域分析儀等。 （ 4）數(shù)據(jù)域測(cè)量?jī)x器：邏輯筆、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分 析儀、數(shù)據(jù)通信分析儀等。 （ 5）隨機(jī)測(cè)量?jī)x器：噪聲系數(shù)分析儀、電磁干擾測(cè)試儀等。思考與練習(xí) 22 1 測(cè)量時(shí)為何會(huì)產(chǎn)生誤差？研究誤差理論的目的是什么？答： 測(cè)量是用實(shí)驗(yàn)手段確定被測(cè)對(duì)象量值的過(guò)程， 實(shí)驗(yàn)中過(guò)程中采用的方法、 標(biāo)準(zhǔn)量和比較

4、 設(shè)備不一樣， 都可能使實(shí)驗(yàn)的確定值與被測(cè)對(duì)象的真值有差異， 即都會(huì)產(chǎn)生誤差。 研究誤差 理論的目的就是掌握測(cè)量數(shù)據(jù)的分析計(jì)算方法、 正確對(duì)測(cè)量的誤差值進(jìn)行估計(jì)、 選擇最佳測(cè)2 2 測(cè)量誤差用什么表示較好？ 答：測(cè)量誤差通常可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種方法表示。 若要反映測(cè)量誤差的大小和方向， 可用絕對(duì)誤差表示；若要反映測(cè)量的準(zhǔn)確程度，則用相對(duì)誤差表示。2 3 測(cè)量誤差與儀器誤差是不是一回事？答： 當(dāng)然不是一回事。 測(cè)量誤差指的是測(cè)量值與被測(cè)量真值的差異，造成這種差異的原因可能是儀器誤差、人身誤差、方法誤差和環(huán)境誤差等原因，因此儀器誤差是造成測(cè)量誤差的原因之一。而儀器誤差僅僅是指作為比較設(shè)備的測(cè)

5、量?jī)x器由于測(cè)量精度和準(zhǔn)確度所帶來(lái)的測(cè)量 誤£。2. 4 有一個(gè)100V的被測(cè)電壓，若用 0.5級(jí)、量程為0-300V和1.0級(jí)、量程為0-100V的 兩只電壓表測(cè)量，問(wèn)哪只電壓表測(cè)得更準(zhǔn)些？為什么？答：要判斷哪塊電壓表測(cè)得更準(zhǔn)確，即判斷哪塊表的測(cè)量準(zhǔn)確度更高。(1)對(duì)量程為0-300V、土 0.5級(jí)電壓表，根據(jù)公式有X1100%曲鏗100%x(2)對(duì)量程為 0-100V、土 1.0300級(jí)電壓表，同樣根據(jù)公式有05100%1.5%x2100%Xm ?S% 100%x2#10010 100% 1.0%100從計(jì)算結(jié)果可以看出，用量程為0-100V、土 1.0級(jí)電壓表測(cè)量所產(chǎn)生的示值相對(duì)

6、誤差小, 所以選用量程為 0-100V、土 1.0級(jí)電壓表測(cè)量更準(zhǔn)確。2. 5系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差的性質(zhì)是什么？它們對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？答：(1)系統(tǒng)誤差是一個(gè)恒定不變的值或是具有確定函數(shù)關(guān)系的值；進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，系 統(tǒng)誤差不能消除或減少；系統(tǒng)誤差具有可控制性或修正性。系統(tǒng)誤差使測(cè)量的正確度受到影響。(2) 隨機(jī)誤差的性質(zhì)主要有：在多次測(cè)量中，絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的次數(shù)比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多； 在多次測(cè)量中，絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同，即具有對(duì)稱性；測(cè)量次數(shù)一定時(shí)，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的界限，即具有有界性；進(jìn)行等精度 測(cè)量時(shí)，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值的誤差隨著測(cè)量次

7、數(shù)的增加而趨近于零，即正負(fù)誤差具有抵償性。隨機(jī)誤差影響測(cè)量精度。(3) 粗大誤差的主要性質(zhì)是測(cè)量結(jié)果明顯偏離實(shí)際值。它使測(cè)量結(jié)果完全不可信，只有 在消除粗大誤差后才能進(jìn)行測(cè)量。2. 6削弱系統(tǒng)誤差的主要方法是什么? 答：削弱系統(tǒng)誤差的主要方法有：(1) 零示法(2) 替代法(3) 補(bǔ)償法(4) 對(duì)照法(5) 微差法(6) 交換法2. 7減小隨機(jī)誤差的主要方法是什么?答：理論上當(dāng)測(cè)量次數(shù) n趨于無(wú)限大時(shí)，隨機(jī)誤差趨于零。而實(shí)際中不可能做到無(wú)限多次的 測(cè)量，多次測(cè)量值的算術(shù)平均值很接近被測(cè)量真值，因此只要我們選擇合適的測(cè)量次數(shù)，使測(cè)量精度滿足要求，就可將算術(shù)平均值作為最后的測(cè)量結(jié)果。2. 8 準(zhǔn)確

8、度為0.5級(jí)、量程為0-100V的電壓表，其最大允許的絕對(duì)誤差為多少？ 答：最大允許的絕對(duì)誤差為：x xm?s%100 0.5%0.5V2. 9 測(cè)量上限為500V的電壓表，在示值 450V處的實(shí)際值為 445V,求該示值的:（1）絕對(duì)誤差（2）相對(duì)誤差（3）引用誤差（4）修正值答：（1 ）絕對(duì)誤差X（2 ）相對(duì)誤差X（3 ）引用誤差x A 450Vx100%x450V50V50445100%11.2%x50100%100%10.0%Xm500(4)修正值cx 50V2. 10對(duì)某電阻進(jìn)行等精度測(cè)量10次，數(shù)據(jù)如下（單位 kQ）:0.992、0.993、0.992、0.991、0.993、0.

9、994、0.997、0.994、0.991、0.998。試給出包含誤差值的測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。答：1）.將測(cè)量數(shù)據(jù)按先后次序列表。nVi( V)(V)(V2)nVi( V)i( V)2 v 2)10.992-0.00150.0000022560.9940.00050.0000002520.993-0.00050.0000002570.9970.00350.0000122530.992-0.00150.0000022580.9940.00050.0000002540.991-0.00250.0000062590.991-0.00250.0000062550.993-0.00050.000000251

10、00.9980.00450.000020252）.用公式x 丄 :Ki求算術(shù)平均值。n i-1 10、，、0.9920.9930.998 x(V1 V2V10)0.9935n 1103）.用公式i xi X求每一次測(cè)量值的剩余誤差，并填入上表中。4).用公式n2計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值101 2 v 10 1 1 i.1 (0.000002250.000000250.00002025)9 °.0000505 A。02375) .按萊特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù) i xi X 3 x剔除壞值。3 (x)3 0.002370.00711從表中可以看出，剩余殘差最大的第10個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，其值為：V1

11、°| |x10 X 0.998 0.99350.0045 3 (x)所以該組測(cè)量數(shù)據(jù)中無(wú)壞值。6) .根據(jù)系統(tǒng)誤差特點(diǎn)，判斷是否有系統(tǒng)誤差，并修正。測(cè)量數(shù)據(jù)分布均勻，無(wú)規(guī)律分布，無(wú)系統(tǒng)誤差。7).用公式求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值。n0.002370.002373 .162280.000758) .用公式 x 3 x求算術(shù)平均值的不確定度。3 x 30.000750.002259).寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式。A xx 0.99350.00232 . 11對(duì)某信號(hào)源正弦輸出信號(hào)的頻率進(jìn)行10次測(cè)量，數(shù)據(jù)如下(單位kHZ):10.32、10.28、10.21、10.41、10.25、10.04

12、、10.52、10.38、10.36、10.42。試寫(xiě)出測(cè)量 結(jié)果表達(dá)式。答：1).將測(cè)量數(shù)據(jù)按先后次序列表。如表一所示。 表一n(kHz )i( kHz )2in(kHz )i( kHz )2i110.320.0010.000001610.04-0.2790.077841210.28-0.0390.001521710.520.2010.040401310.21-0.1090.011881810.380.0610.003721410.410.0910.008281910.360.0410.001681510.25-0.0690.0047611010.420.1010.01020141 10X

13、(flf2n ifio)10.3210.2810.421010.3192).用公式X1 n XI求算術(shù)平均值。5#3).用公式i Xi X求每一次測(cè)量值的剩余誤差，并填入上表中。4).用公式2計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值#0.010201)1vi21 (0.000001 0.00152110 1 1. 91 0.160290 0.017815).按來(lái)特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù) | j図X 3 X剔除壞值。3 (x) 3 0.017810.05343從表中可以看出，剩余殘差較大的為第6、7個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，其值分別為:|V6X6 X10.04 10.3190.279 3 (X)|V7X7 X10.52 10.3

14、190.201 3 (x)所以該組測(cè)量數(shù)據(jù)中這兩個(gè)值為具有粗大誤差的值，應(yīng)剔除。剔除壞值后，對(duì)剩余數(shù)據(jù)再重復(fù)以上步驟。6).用公式XXI求算術(shù)平均值。(f1f2 f3 f4f5f8 f°f10 )10.3210.2810.4210.3297) .用公式i X| X求每一次測(cè)量值的剩余誤差，并填入下表二中。表二nf i( kHz )i( kHz )2inf i( kHz )i( kHz )2I110.32-0.0090.000081210.28-0.0490.002401310.21-0.1190.014161610.380.0510.002601410.410.0810.006561

15、710.360.0310.000961510.25-0.0790.006241810.420.0910.0082818).用公式2計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值81182Vi0.0024010.008281)7 °041288 °0779) .再按萊特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù)ixi X 3 x剔除壞值。3 (x) 3 0.0770.231從表中可以看出，剩余殘差較大的為第3個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，其值為：V6X6 x 10.21 10.329 0.119 3 (x)數(shù)據(jù)說(shuō)明剩下的數(shù)據(jù)無(wú)粗大誤差。10) 根據(jù)系統(tǒng)誤差特點(diǎn)，判斷是否有系統(tǒng)誤差，并修正。 測(cè)量數(shù)據(jù)分布均勻，無(wú)規(guī)律分布，無(wú)系統(tǒng)誤差。11)

16、 .用公式 x求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值。Jn0.0770.0772.82840.027212) .用公式 x 3 x求算術(shù)平均值的不確定度。x 3 x 30.02720.08213) .寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式。A x x 10.3290.082 (kHz) 2 . 12將下列數(shù)據(jù)進(jìn)行舍入處理，要求保留四位有效數(shù)字。3.14159、2.71729、4.51050、3.21650、3.6235、6.378501、7.691499。 答：3.14159 t 3.142 (要被舍數(shù)字的值恰好等于5時(shí)，要保留數(shù)的末位為奇數(shù)1,所以在最后位加1)。2.71729 t2.7174.51050 t4.511

17、(將5舍去向前一位進(jìn) 1)3.21650 t 3.216 (被舍數(shù)字的值恰好等于5時(shí)，要保留數(shù)的末位為偶數(shù)6，所以不變。)3.6235 t 3.624(要被舍數(shù)字的值恰好等于5時(shí)，要保留數(shù)的末位為奇數(shù)1,所以在最后位加1)。6.378501 t 6.378 (被舍數(shù)字的值恰好等于5時(shí)，要保留數(shù)的末位為偶數(shù)6，所以不變。)7.691499 t 7.691思考與練習(xí)33.1對(duì)于集總參數(shù)元件一般需測(cè)量哪些參數(shù)？答：集總參數(shù)元件是指具有兩端鈕的元件，端鈕間有確定的電壓，元件中有確定的電流。因 此該類元件測(cè)量一般可測(cè)量元件的阻抗、電感、電容、流過(guò)的電流及端鈕間有確定的電壓。3. 2 使用電阻器時(shí)要考慮哪

18、些問(wèn)題？答：電阻在電路中多用來(lái)進(jìn)行限流、分壓、分流以及阻抗匹配等。是電路中應(yīng)用最多的元件 之一。使用電阻器時(shí)主要應(yīng)考慮電阻的標(biāo)稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工 作電壓、噪聲系數(shù)及高頻特性等。3. 3簡(jiǎn)述直流電橋測(cè)量電阻的基本方法。答：當(dāng)對(duì)電阻值的測(cè)量精度要求很高時(shí)，可用直流電橋法進(jìn)行測(cè)量。 典型的惠斯登電橋的原理如圖3.1所示。其步驟如下：(1) 測(cè)量時(shí)，接上被測(cè)電阻 Rx，再接通電源(2) 通過(guò)量程開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)比例系數(shù)k，其中k=R/R2。(3) 再調(diào)節(jié)Rn，使電橋平衡，即檢流計(jì)指示為0。R2GRxRiRnRxRiR2kRn圖3.1直流電橋測(cè)電阻 讀出k和Rn的值，用公式求得 Rx。

19、7#3. 4電解電容的漏電流與所加電壓有關(guān)系嗎？為什么？答：當(dāng)然有關(guān)系。電解電容的介質(zhì)有兩種，正極金屬片表面上形成的一層氧化膜；負(fù)極為液 體、半液體或膠狀的電解液，因其有正、負(fù)極之分，實(shí)際上內(nèi)部形成了電場(chǎng)，故只能工作在 直流狀態(tài)下，如果極性用反，即外加電壓與內(nèi)部電場(chǎng)方向相反，漏電流劇增。3. 5右圖表示的串聯(lián)電橋達(dá)到了平衡，其中R2 100C20.1 F、C4 0.01 F、R3 1000試求Rx、Lx的值。答：串聯(lián)電橋中，由電橋的平衡條件可得1(Rx j Lx)J C4(R2FC7)R3Rx1j C4LxC4R3j C2#由實(shí)部與實(shí)部、虛部與虛部相等可得:#二 R2 R31R31、'

20、XjC4jC2LxR2R3C4R0Rx8畫(huà)出圖示儀測(cè)試二極管正向特性曲線的簡(jiǎn)化原理圖。答：晶體管圖示儀可以測(cè)量二極管的正向伏安特性曲線。分別將已知數(shù)值代入，可算得C2Lx1mHRx1003. 6 一個(gè)電解電容器，它的“+”、“-”極標(biāo)志已脫落，如何用萬(wàn)用表去判定它的 “ +”、“- 極？答:測(cè)量電容器漏電的方法，可以用來(lái)鑒別電容器的正、負(fù)極。對(duì)失掉正、負(fù)極標(biāo)志的電解 電容量，可先假定某極為“ +”極，讓其與萬(wàn)用表的黑表筆相接，另一個(gè)電極與萬(wàn)用表的紅 筆相接，同時(shí)觀察并記錄表針向右擺動(dòng)的幅度；將電容放電后，兩只表筆對(duì)調(diào)，重新進(jìn)行測(cè) 量。哪一次測(cè)量中，表針最后停留的擺動(dòng)幅度小，說(shuō)明該次測(cè)量中對(duì)電容

21、的正、負(fù)假設(shè)是對(duì) 的。3. 7簡(jiǎn)述晶體管圖示儀的組成及各部分的作用。答:晶體管圖示儀的基本組成如圖3.3所示。它主要由同步脈沖發(fā)生器、基極階梯波發(fā)生器、集電極掃描電壓發(fā)生器、測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、垂直放大器、水平放大器和示波管組成。同步脈沖發(fā)生器半ib基極階梯 信號(hào)發(fā)生器X放大器測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)圖3.3圖示儀的基本組成框圖Y放大器89圖示儀工作時(shí)，同步脈沖發(fā)生器產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，使基極階梯波發(fā)生器和集電極掃描電壓發(fā)生器保持同步， 以顯示正確而穩(wěn)定的特性曲線；基極階梯波發(fā)生器提供大小呈階梯變化的基極電流；集電極掃描電壓發(fā)生器提供集電極掃描電壓；測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用以轉(zhuǎn)換測(cè)試不同結(jié)法和不同類型的晶體管特性曲線參數(shù)；

22、垂直放大器、水平放大器和示波管組成示波器首先將圖示儀熒光屏上的光點(diǎn)置于系統(tǒng)，用以顯示被測(cè)晶體管的特性曲線。坐標(biāo)左下角，峰值電壓范圍置020V,集電極掃描電壓極性置于“ +”，功耗電阻置1kQ, X軸集電極電壓置 0.1伏/度，Y軸集電極電流置 5毫安/度，Y軸倍率置X 1,將二極管的正負(fù) 極分別接在面板上的 C和E接線柱上，緩慢調(diào)節(jié)峰值電壓旋扭，即可得到二極管正向伏安特性曲線。從屏幕顯示圖可以直接讀出二極管的導(dǎo)通電壓。X放大器同步 脈沖 發(fā)生器掃電壓發(fā)生器被測(cè)管基極階梯 信號(hào)發(fā)生器 '-放大器j1E1b3uen 4c|：|.測(cè)試轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)Y放大器F圖3.4圖示儀測(cè)量二極管正向特性曲線框圖

23、10#3. 9畫(huà)出圖示儀測(cè)試三極管輸入和輸出特性的簡(jiǎn)化原理圖。答：圖3.5表示了圖示儀測(cè)量 NPN晶體管輸入和輸出特性曲線的原理圖。#當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電壓 Vce為某一常數(shù)時(shí)，輸入回路中加掃描電壓， 測(cè)出Vce和lb 的關(guān)系曲線，就是輸入特性曲線。Rs為集電極電流lc的取樣電阻，其兩端電壓Vrs與lc成正比。Vrs經(jīng)Y軸放大器放大后， 使示波管熒光屏上的光點(diǎn)在垂直方向上產(chǎn)生與| c成正比的位移。50Hz的市電經(jīng)全波整流后得到100Hz正弦半波電壓，作為被測(cè)管的集電極掃描電壓Vce。Vce經(jīng)X軸放大器加在示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上，使熒光屏上的光點(diǎn)在水平方向上產(chǎn)生與之成正比的位移。該特性曲線是以

24、Ib為參變量的Ic與Vce之間的關(guān)系曲線。Ib 一般從零開(kāi)始，作等間隔遞增，對(duì)應(yīng)于Ib的每一 級(jí)階梯作出IcVce 一條曲線，整個(gè)就得到一簇輸出特性曲線。3. 10畫(huà)出TTL、CMOS1電路傳輸特性的測(cè)試原理圖，并簡(jiǎn)述由傳輸特性確定輸出高電平、 輸出低電平、開(kāi)門電平和關(guān)門電平的方法，比較TTL和CMOS1電路的靜態(tài)特性。答: TTL門電路的電壓傳輸特性是指輸出電壓VO隨輸入電壓 V變化的曲線。以TTL與非門為例，電壓傳輸特性的測(cè)量電路如圖3.6所示。圖3.6電壓傳輸特性測(cè)試電路在圖中，把與非門的輸入端并聯(lián)在一起作為輸入U(xiǎn)i,并接在可調(diào)穩(wěn)壓電源上。將比從0V開(kāi)始逐步調(diào)到3V以上的高電平，用電壓表

25、測(cè)量輸出電壓uO的變化，將其結(jié)果記入表中,再根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪出 TTL與非門的電壓傳輸特性曲線,從曲線上讀出標(biāo)準(zhǔn)輸出高電平U OH、11#標(biāo)準(zhǔn)輸出低電平U OL、開(kāi)門電平U ON、關(guān)門電平U OFF、輸入低電平噪聲容限U NL和輸入高電平噪聲容限U NH °#CMOS器件傳輸特性可用圖 3.7電路測(cè)量，測(cè)試時(shí)調(diào)節(jié)輸入電壓電位器 RP,選擇若干個(gè) 電壓值，測(cè)量相應(yīng)的輸出值，然后由測(cè)得的數(shù)據(jù)作出曲線，并從曲線中讀出標(biāo)準(zhǔn)輸出高電平U OH、標(biāo)準(zhǔn)輸出低電平U OL、開(kāi)門電平U ON、關(guān)門電平U OFF、輸入低電平噪聲容限U NL和輸入高電平噪聲容限 U NH等值。由于在Uon和U OFF之間，

26、輸出電壓變化較迅速，在此范圍內(nèi)選取測(cè)試點(diǎn)應(yīng)密一些。Ucc=10VUo圖3.7 CMOS門傳輸特性測(cè)試電路TTL和CMOS1電路的靜態(tài)特性主要包括靜態(tài)輸入/輸出特性，靜態(tài)功耗等。CMO靜態(tài)功耗測(cè)試電路與TTL靜態(tài)功耗測(cè)試電路相同，但由于CMO器件是微功耗器件，測(cè)出的空載截止電源電流、空載導(dǎo)通電源電流、低電平輸入短路電流的電流值要小得多。一般CMOS的VohVdd , Volo ；典型 TTL 門電路 U oh 3V （典型值為 3.5V ）、U ol 0.35V、U ON 1.4V、U OFF 1.0V。思考與練習(xí) 441 電流的直接測(cè)量與間接測(cè)量原理有何區(qū)別？?jī)煞N測(cè)量方法的測(cè)量準(zhǔn)確度各取決于什

27、么因數(shù)？答： 電流的直接測(cè)量就是把電流表串入電路， 從電流表直接測(cè)出電流值。 間接測(cè)量法就是先 測(cè)量負(fù)載兩端電壓， 然后換算出電流值。 直接測(cè)量法的測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于串入的電流表 的精度和內(nèi)阻，內(nèi)阻越小越好；間接測(cè)量法則與電壓表精度和內(nèi)阻有關(guān)，內(nèi)阻越大越好。42 測(cè)量大電流的電流表， 一般都是在基本量程上擴(kuò)大， 為什么不直接制造大電流的電流 表？答：在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量電流通常使用磁電式電流表、電磁式電流表、模擬式萬(wàn)用表和數(shù)字 多用表直接測(cè)量電流， 而大多數(shù)用磁電式電流表。 從磁電式儀表的工作原理可以看出， 不增 加測(cè)量線路，磁電式是可以直接測(cè)量直流電流的，但由于被測(cè)電流要通過(guò)游絲和可動(dòng)線圈，

28、 被測(cè)電路的最大值只能限制在幾十微安到幾十毫安之間， 要測(cè)量大電流， 就需要另外加接分 流器， 即在基本量程上擴(kuò)大。 如果直接制造大電流的電流表， 由于電流表的阻抗不能做到太 小，而電流表的線圈很細(xì)，因此當(dāng)大電流流過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，很可能會(huì)燒壞表，因 此不直接制造大電流的電流表。4 3 電流表的基本量程和擴(kuò)大量程，哪一個(gè)量程的測(cè)量準(zhǔn)確度高？為什么？答： 電流表的基本量程是指不增加測(cè)量線路直接測(cè)量電流的量程。如磁電式儀表可以直接測(cè)量直流，但由于被測(cè)電流要通過(guò)游絲和可動(dòng)線圈，被測(cè)電流的最大值只能限制在幾十uA到幾十mA之間，要測(cè)量大電流，就需要另外加接分流器。因此擴(kuò)大量程是通過(guò)并聯(lián)不同的 分

29、流電阻實(shí)現(xiàn)，這種電流表的內(nèi)阻隨量程的大小而不同，量程越大，測(cè)量機(jī)構(gòu)流過(guò)的電流 越大，分流電阻越小，電流表對(duì)外顯示的總內(nèi)阻也越小，而電流表測(cè)量電流是串聯(lián)在電路 中的，內(nèi)阻越小對(duì)電路的影響越小，因而測(cè)量準(zhǔn)確越高。44 有兩只量程相同的電流表，但內(nèi)阻不一樣，問(wèn)哪只電流表的性能好？為什么？ 答： 電流表測(cè)量電流是將表串聯(lián)在電路中的，內(nèi)阻越小對(duì)電路的影響越小，因而測(cè)量準(zhǔn)確 越高。45 高頻電流表的量程擴(kuò)大可采用什么方法？答： 高頻電流表一般在測(cè)量強(qiáng)電流時(shí)采用分流器或變流器來(lái)減小流過(guò)熱電式電流表的電流， 從而擴(kuò)大量程。 分流法。從原理講可分為電阻、電容、電感三種分流法。電阻分流法的功耗大，故不在高頻電流表

30、中使用；電感分流法功耗雖小，但易受外界多變磁場(chǎng)的影響，使用的場(chǎng)合較??；電 容分流法用的較多。 電容分流法的方法是將熱電式電流表的輸入端并聯(lián)一只電容，將高頻電流分流掉一部分，達(dá)到擴(kuò)大量程的目的。利用電阻、電感分流器的電流表，其壓降較大。這 個(gè)壓降還與被測(cè)電流的頻率有關(guān)，因此對(duì)被測(cè)電路有一定的影響。 變流法是利用變流器的變壓比來(lái)實(shí)現(xiàn)電流分流。46 熱電式電流表是如何測(cè)量電流的？ 答：熱電式電流表的基本原理利用熱電偶組成閉合回路， 將熱電偶的工作端與流過(guò)電流的金 屬導(dǎo)線焊接在一起， 當(dāng)金屬導(dǎo)線中流過(guò)電流時(shí)， 熱電偶工作端溫度發(fā)生變化， 而熱電偶是由 二個(gè)不同金屬元素構(gòu)成， 在熱電偶的另兩端有電動(dòng)勢(shì)出

31、現(xiàn)， 其大小正比于兩焊接點(diǎn)的溫度差，且與組成熱電偶的材料有關(guān)，這樣就反映出被測(cè)高頻電流的量值。4. 7電流的測(cè)量方案有哪些？答：電流測(cè)量的方法可分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法。直流電流的測(cè)量可采用磁電式電流表、數(shù)字電壓萬(wàn)用表等儀表， 通過(guò)直接測(cè)量法和間接測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量；交流電流的測(cè)量可采用電磁式電流表、熱電式電流表和數(shù)字電壓萬(wàn)用表等儀表，通過(guò)直接測(cè)量法和間接測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量。思考與練習(xí)55. 1簡(jiǎn)述電壓測(cè)量的意義。答：電壓、電流和功率是表征電信號(hào)能量大小的三個(gè)基本參數(shù)，其中又以電壓最為常用。 通過(guò)電壓測(cè)量，利用基本公式可以導(dǎo)出其它的參數(shù)；此外，電路中電流的狀態(tài)，如飽和、 截止、諧振等均可用電壓形式來(lái)

32、描述；許多電參數(shù)，如頻率特性、增益、調(diào)制度、失真度 等也可視為電壓的派生量；許多電子測(cè)量?jī)x器，如信號(hào)發(fā)生器、阻抗電橋、失真度儀等都 用電壓量作指示。因此，電壓測(cè)量是其他許多電參數(shù)量，也包括非電參數(shù)量測(cè)量的基礎(chǔ)， 是相當(dāng)重要和相當(dāng)普及的一種參數(shù)測(cè)量。5. 2用正弦有效值刻度的均值電壓表測(cè)量正弦波、方波和三角波，讀數(shù)都為1V,三種信號(hào)波形的有效值為多少？解：先把 =1V換算成正弦波的平均值。UU-10.9VK f1.11按“平均值相等則讀數(shù)相等”的原則，方波和三角波電壓的平均值也為0.9V，然后再通過(guò)電壓的波形因數(shù)計(jì)算有效值。U正弦波 K f正弦波 U正弦波 1.110.9 1VU方波K f方波U

33、方波1 0.9 0.9VU三角波kf三角波U三角波 15 °.9 1.04V5. 3在示波器上分別觀察到峰值相等的正弦波、方波和三角波，Up 5V，分別用都是正弦有效值刻度的、三種不同的檢波方式的電壓表測(cè)量，試求讀數(shù)分別為多少？解：(1)用峰值檢波方式電壓表測(cè)量，讀數(shù)都是5V,與波形無(wú)關(guān)。(2 )用有效值檢波正弦有效值刻度的電壓表測(cè)量正弦波u正弦波U p正弦波53.54V1.414K P正弦波方波U 方波U p方波55VK p方波 11314三角波U三角波U p三角波K p三角波52.89V1.73（3）用均值檢波正弦有效值刻度的電壓表測(cè)量正弦波U正弦波U p正弦波K p正弦波53.

34、54V1.414方波波形因數(shù)和波峰因數(shù)均為 即為讀數(shù)值。1 ,所以其平均值為5V,相應(yīng)此平均值的正弦有效值#U正弦波K F正弦波U正弦波1.115三角波U三角波U p三角波52.89VK p三角波1.73u三角波u三角波2.892.51VK F三角波1.15相應(yīng)此平均值的正弦波的有效值即為讀數(shù)值。5.55VU正弦波U p正弦波K p正弦波2.511.4141.78V5. 4欲測(cè)量失真的正弦波，若手頭無(wú)有效值電壓表， 只有峰值電壓表和均值電壓表可選用， 問(wèn)選哪種表更合適些？為什么？答：利用峰值電壓表測(cè)失真的正弦波時(shí)可能產(chǎn)生非常大的誤差。因?yàn)榉逯禉z波器對(duì)波形響應(yīng)十分敏感，讀數(shù)刻度不均勻，它是在小信

35、號(hào)時(shí)進(jìn)行檢波的，波形誤差可達(dá)30%左右。若用均值電壓表測(cè)量波形誤差相對(duì)不大，它是對(duì)大信號(hào)進(jìn)行檢波，讀數(shù)刻度均勻。所以，選用均 值電壓表更合適。5. 5逐次逼近比較式DVM和雙積分式DVM各有哪些特點(diǎn)？各適用于哪些場(chǎng)合？ 答：逐次逼近比較式DVM的特點(diǎn)：（1）測(cè)量速度快（2）測(cè)量精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電阻和基準(zhǔn)電壓源的精度以及D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)（3）由于測(cè)量值對(duì)應(yīng)于瞬時(shí)值， 而不是平均值，抗干擾能力較差。逐次逼近比較式 DVM 多用于多點(diǎn)快速檢測(cè)系統(tǒng)中雙積分式DVM的特點(diǎn)：（1）它通過(guò)兩次積分將電壓轉(zhuǎn)換成與之成正比的時(shí)間間隔，抵消了電路參數(shù)的影響。（2）積分器時(shí)間可選為工頻的整數(shù)倍，抑制了工頻干擾，具有

36、較強(qiáng)的抗干擾能力。（3 ）積分過(guò)程是個(gè)緩慢的過(guò)程，降低了測(cè)量速度，特別是為了常選積分周期，因而測(cè)量速度低。雙積分式 DVM適用于靈敏度要求高，測(cè)量速度要求不高，有干擾的場(chǎng)合5. 6模擬電壓表和數(shù)字電壓表的分辨率各自與什么因數(shù)有關(guān)？答：模擬電壓表的分辨率是指能夠響應(yīng)的信號(hào)的最小值，一般用輸入信號(hào)的最小幅度表示。數(shù)字電壓表的分辨率是指 DVM能夠顯示的被測(cè)電壓的最小變化值，即顯示器末位跳動(dòng)一個(gè)數(shù)字所需的電壓值。它們的分辨率主要由工作原理、測(cè)試方法、電路參數(shù)等決定，數(shù)字電壓表 的分辨率受A/D轉(zhuǎn)換器的影響。5. 7 繪圖說(shuō)明DVM勺電路構(gòu)成和工作原理 答：數(shù)字電壓表(DVM的組成如圖5.1所示。圖5

37、.1數(shù)字電壓表的組成框圖整個(gè)框圖包括兩大部分， 模擬部分包括輸入電路 (如阻抗變換電路、 放大和擴(kuò)展量程電 路)和A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。電壓 表的技術(shù)指標(biāo)如準(zhǔn)確度、分辨率等主要取決于這部分的工作性能。數(shù)字部分主要完成邏輯控制、譯碼和顯示功能。5. 8 說(shuō)明DVM與 DMM有何區(qū)別？答：數(shù)字電壓表(DVM實(shí)際上是數(shù)字多用表(DMM的一個(gè)組成部分，現(xiàn)代的數(shù)字表已由過(guò)去單一功能的直流數(shù)字電壓表發(fā)展到能測(cè)量交直流電壓、交直流電流和電阻等10多種功能的數(shù)字多用表。在 DMM中，交流電壓、電流和電阻測(cè)量都是先將它們變 換成直流電壓，然后用 DVMt行電壓測(cè)

38、量。數(shù)字多用表的圖5.2所示。Vdc圖5.2數(shù)字多用表的框圖5. 9數(shù)字電壓表的技術(shù)指標(biāo)主要有哪些？它們是如何定義的？ 答：數(shù)字電壓表的技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)。1 .測(cè)量范圍測(cè)量范圍包括顯示的位數(shù)、量程的范圍和是否具有超量程能力等。(1 )顯示位數(shù)顯示位數(shù)是表示DVM精密程度的一個(gè)基本參數(shù)。所謂位數(shù)是指能顯示09共十個(gè)完整數(shù)碼的顯示器的位數(shù)。(2) 量程的范圍DVM的量程范圍包括基本量程和擴(kuò)展量程?；玖砍淌菧y(cè)量誤差最小的量程，它不經(jīng)過(guò) 衰減和放大器；擴(kuò)展量程是采用輸入衰減器和放大器來(lái)完成的，它的測(cè)量精度比基本量程的測(cè)量精度降低。(3) 超量程能力超量程能力是 DVM勺一個(gè)重要的性能指標(biāo)。1/

39、2位和基本量程結(jié)合起來(lái)，可說(shuō)明DVM是否具有超量程能力2分辨率分辨率是指DVM能夠顯示的被測(cè)電壓的最小變化值，即顯示器末位跳動(dòng)一個(gè)數(shù)字所需 的電壓值。3測(cè)量速率 測(cè)量速率是指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)，或一次測(cè)量全過(guò)程所需的時(shí)間。4輸入特性 輸入特性包括輸入阻抗和零電流兩個(gè)指標(biāo)。直流測(cè)量時(shí)，DVM俞入阻抗用 R表示。量程不同，Ri也有差別，一般在10MQ 1000 MQ 之間。交流測(cè)量時(shí)，DVM輸入阻抗用Ri和輸入電容Ci的并聯(lián)值表示，一般 Ci在幾十至幾百皮 法之間。5抗干擾能力DVM的干擾分為共模干擾和串模干擾兩種。 儀器中采用共模抑制比和串模抑制比來(lái)表示 DVM的抗干擾能力。一般共模干擾

40、抑制比為( 80150) dB;串模抑制比為(5090) dB。 6固有誤差和工作誤差DVM的固有測(cè)量誤差主要是讀數(shù)誤差和滿度誤差，通常用測(cè)量的絕對(duì)誤差表示。U ( %?Ux%?Um)(5-15)工作誤差指在額定條件下的誤差，通常也以絕對(duì)值形式給出。510 直流電壓的測(cè)量方案有哪些？答： 直流電壓的測(cè)量一般可采用直接測(cè)量法和間接測(cè)量法兩種?？捎脭?shù)字式萬(wàn)用表、模擬 式萬(wàn)用表、電子電壓表、示波器等設(shè)備運(yùn)用零示法、微安法等測(cè)量直流電壓。511 交流電壓的測(cè)量方案有哪些？答： 交流電壓的測(cè)量一般可分為兩大類，一類是具有一定內(nèi)阻的交流信號(hào)源，另一類是電 路中任意一點(diǎn)對(duì)地的交流電壓。交流電壓的常用測(cè)量方法

41、有電壓表法和示波器法。5. 12 甲、乙兩臺(tái)DVM甲的顯示器顯示的最大值為9999，乙為19999，問(wèn)：(1 )它們各是幾位的 DVM是否有超量程能力？(2) 若乙的最小量程為 200mV其分辨率為多少？(3) 若乙的固有誤差為 U (0.05%Ux 0.02%Um)，分別用 2V和20V檔測(cè)量U x 1.56V 電壓時(shí)，絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各為多少？答：(1)超量程能力是 DVM勺一個(gè)重要的性能指標(biāo)。1/2位和基本量程結(jié)合起來(lái)，可說(shuō)明DVM 是否具有超量程能力。甲是4位DVM無(wú)超量程能力；乙為 4位半DVM可能具有超量程能力。(2) 乙的分辨率指其末位跳動(dòng)± 1 所需的輸入電壓，所以

42、其分辨率為0.1mV。(3) 用2V擋測(cè)量絕對(duì)誤差 U (0.05%U x 0.02%U m)(0.05% 1.56 0.02% 2) 0 .118V相對(duì)誤差x擊100%晉100% 5-3測(cè)頻誤差主要由哪兩部分組成？什么叫量化誤差？使用電子計(jì)數(shù)器時(shí)，怎樣減小量化 誤差？ 答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)頻是采用間接測(cè)量方式進(jìn)行的，即在某個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)出被 測(cè)信號(hào)重復(fù)的次數(shù) N,然后由公式計(jì)算出頻率。其誤差主要由兩部分組成。一是計(jì)數(shù)的相對(duì)%用20V擋測(cè)量絕對(duì)誤差u (0.05 %Ux 0.02%U m)(0.05% 1.560.02% 20)0.478V相對(duì)誤差_U 100%°478 10

43、0% 2.4%x U20思考與練習(xí)66. 1目前常用的測(cè)頻方法有哪些，各有何特點(diǎn)？答：目前常用的頻率測(cè)量方法按工作原理可分為直接法和比對(duì)法兩大類。（1）直接法是指直接利用電路的某種頻率響應(yīng)特性來(lái)測(cè)量頻率的方法。電橋法和諧振法是這類測(cè)量方法的典型代表。直接法常常通過(guò)數(shù)學(xué)模型先求出頻率表達(dá)式， 然后利用頻率與其它已知參 數(shù)的關(guān)系測(cè)量頻率。 如諧振法測(cè)頻，就是將被測(cè)信號(hào)加到諧振電路上， 然后根據(jù)電路對(duì)信號(hào) 發(fā)生諧振時(shí)頻率與電路的參數(shù)關(guān)系 fx 1/2 . LC，由電路參數(shù)L、C的值確定被測(cè)頻率。（2）比對(duì)法是利用標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測(cè)頻率進(jìn)行比較來(lái)測(cè)量頻率。其測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于標(biāo)準(zhǔn)頻率的準(zhǔn)確度。拍頻法、外

44、差法及計(jì)數(shù)器測(cè)頻法是這類測(cè)量方法的典型代表。尤其利用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率和時(shí)間，具有測(cè)量精度高、速度快、操作簡(jiǎn)單、可直接顯示數(shù)字、便于與計(jì)算機(jī)結(jié) 合實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是目前最好的測(cè)頻方法。6. 2通用電子計(jì)數(shù)器主要由哪幾部分組成？畫(huà)出其組成框圖。答：電子計(jì)數(shù)器一般由輸入通道、計(jì)數(shù)器、邏輯控制、顯示器及驅(qū)動(dòng)等電路構(gòu)成。Tx 誤差，也叫量化誤差；二是閘門開(kāi)啟時(shí)間的相對(duì)誤差。按最壞結(jié)果考慮，頻率測(cè)量的公式誤 差應(yīng)是兩種誤差之和。ID圖6.1電子計(jì)數(shù)器組成框圖量化誤差是利用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率，測(cè)量實(shí)質(zhì)是已知的時(shí)間內(nèi)累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，是一個(gè)量化過(guò)程，這種計(jì)數(shù)只能對(duì)整個(gè)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，它不能測(cè)出半個(gè)脈沖，

45、 即量化的最小單位是數(shù)碼的一個(gè)字。量化誤差的極限范圍是±1個(gè)字，無(wú)論計(jì)數(shù)值是多少，量化誤差的最大值都是1 一個(gè)字，也就是說(shuō)量化誤差的絕對(duì)誤差N 1。因此，有時(shí)又把這種誤差稱為 “ 1個(gè)字誤差”，簡(jiǎn)稱“ 1誤差。”這種測(cè)量誤差是儀器所固有的，是量化過(guò)程帶來(lái)的。當(dāng)被測(cè) 量信號(hào)頻率一定時(shí)，主門開(kāi)啟的時(shí)間越長(zhǎng)，量化的相對(duì)誤差越小，當(dāng)主門開(kāi)啟時(shí)間一定時(shí),提高被測(cè)量信號(hào)的頻率，也可減小量化誤差的影響。6.4測(cè)量周期誤差由哪幾部分組成？什么叫觸發(fā)誤差？測(cè)量周期時(shí)，如何減小觸發(fā)誤差的影響？答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)量周期也是采用間接測(cè)量方式進(jìn)行的，與測(cè)頻誤差的分析類似， 測(cè)周誤差也由兩項(xiàng)組成，一是量化誤差，二

46、是時(shí)標(biāo)信號(hào)相對(duì)誤差。 測(cè)周時(shí)輸入信號(hào)受到噪聲干擾，也會(huì)產(chǎn)生噪聲干擾誤差，這是一種隨機(jī)誤差，也稱為觸發(fā)誤差。觸發(fā)誤差是指在測(cè)量周期時(shí)， 由于輸入信號(hào)中的干擾噪聲影響，使輸入信號(hào)經(jīng)觸發(fā)器整形后，所形成的門控脈沖時(shí)間間隔與信號(hào)的周期產(chǎn)生了差異而產(chǎn)生的誤差，觸發(fā)誤差與被測(cè)信號(hào)的信噪比有關(guān)，信噪比越高， 觸發(fā)誤差就越小，測(cè)量越準(zhǔn)確。6. 5使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率時(shí)，如何選擇閘門時(shí)間？答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率時(shí)，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率一定時(shí)，主門開(kāi)啟時(shí)間越長(zhǎng)， 量化的相對(duì)誤差 就越小。所以在不使計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出的前提，擴(kuò)大主門的開(kāi)啟時(shí)間 Ts，可以減少量化誤差 的影響。但主門時(shí)間越長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間就越長(zhǎng)，所以兩者應(yīng)該兼顧。

47、6. 6使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量周期時(shí)，如何選擇周期倍乘？答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)量周期時(shí)，“周期倍乘”后再進(jìn)行周期測(cè)量，其測(cè)量精確度大為提高。需 要注意的是所乘倍數(shù) k要受到儀器顯示位數(shù)等的限制。6. 7欲用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量=200HZ的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻（閘門時(shí)間為 1s）和測(cè)周（時(shí)標(biāo) 為0.1卩s）兩種方案，試比較這兩種方法由土1誤差所引起的測(cè)量誤差。答：測(cè)頻時(shí)，量化誤差為N115 10 3Nfx?Ts200 1測(cè)周時(shí)，量化誤差為N1fx2002 10NTx?fcfc107從計(jì)算結(jié)果可以看出，采用測(cè)周方法的誤差小些。6. 8使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量相位差、脈沖寬度時(shí)，如何選擇觸發(fā)極性？答：電子計(jì)數(shù)器測(cè)量相位差

48、、脈沖寬度時(shí)時(shí)通常是測(cè)量?jī)蓚€(gè)正弦波上兩個(gè)相應(yīng)點(diǎn)之間的時(shí)間 間隔，觸發(fā)極性可以取“ + ”，也可以取“-”，根據(jù)測(cè)量方便進(jìn)行選擇。為了減小測(cè)量誤差， 可利用兩個(gè)通道的觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)，第一次設(shè)置為“+”，信號(hào)由負(fù)到正通過(guò)零點(diǎn)，測(cè)得T1；第二次設(shè)置為“-”，信號(hào)由正到負(fù)通過(guò)零點(diǎn)，測(cè)得T2；兩次測(cè)量結(jié)果取平均值。6. 9欲測(cè)量一個(gè)=1MH的石英振蕩器，要求測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于土1 X 10-6,在下列幾種方案中,哪種是正確的，為什么？(1) 選用E312型通用計(jì)數(shù)器(W土 1 X 10-6)，閘門時(shí)間置于1s。(2) 選用E323型通用計(jì)數(shù)器(W土 1 X 10-7),閘門時(shí)間置于1s。(3) 通用計(jì)數(shù)器型

49、號(hào)同上，閘門時(shí)間置于10s。答：要看哪個(gè)方案正確，就是要比較哪種方案的測(cè)量準(zhǔn)確度符合要求。(1)選用E312型通用計(jì)數(shù)器(W土 1X 10-6)，閘門時(shí)間置于1s。fxfcfx?Ts(1 106 11 10 6)1019#(2)選用E323型通用計(jì)數(shù)器(w土 1X 10-7)，閘門時(shí)間置于1s。(3)通用計(jì)數(shù)器型號(hào)同上,閘門時(shí)間置于 10s。fx1fx ?Tsfc1(廠1 106 1010 7) 2 10 7從計(jì)算結(jié)果可以看出第3種方法是正確的，它符合測(cè)量準(zhǔn)確度的要求。#6. 10利用頻率倍增方法，可提高測(cè)量準(zhǔn)確度，設(shè)被測(cè)頻率源的標(biāo)稱頻率為=1MH,閘門時(shí)間置于1s,欲把土 1誤差產(chǎn)生的測(cè)頻誤

50、差減少到1X 10-11，試問(wèn)倍增系數(shù)應(yīng)為多少？答：倍增前量化誤差為倍增系數(shù)為10 6111 101011 106 110#100 10 64 104 Hz中界頻率f04 104 1200 Hz#若題目中給定的被測(cè)頻率低于中界頻率，則采用測(cè)周法比測(cè)頻法誤差小，若先經(jīng)過(guò)“周 期倍乘”，再進(jìn)行周期測(cè)量則誤差最小。#思考與練習(xí)77. 1低頻信號(hào)源中的主振器常用哪些電路？為什么不用LC正弦振蕩器直接產(chǎn)生低頻正弦振蕩？答：低頻信號(hào)源中的主振器一般由RC振蕩電路或差頻式振蕩電路組成。相對(duì)來(lái)說(shuō)采用RC振蕩電路或差頻式振蕩電路比 LC振蕩電路簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便。7. 2畫(huà)出文氏橋RC振蕩器的基本構(gòu)成框圖，敘述正反

51、饋橋臂的起振條件和負(fù)反饋橋臂的 穩(wěn)幅原理。答：圖7.1文氏電橋振蕩器的原理框圖圖7.1為文氏電橋振蕩器的原理框圖。Ri、Ci、R2、C2組成RC選頻網(wǎng)絡(luò)，可改變振蕩器的頻率；R3、R4組成負(fù)反饋臂，可自動(dòng)穩(wěn)幅。1在f fo 時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng) RC選頻網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器。同相端的電壓與運(yùn)2 RC算放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)形成的電壓同相，即有f 0和a f 2n 。這樣，放大器和 RC選頻網(wǎng)絡(luò)組成的電路剛好組成正反饋系統(tǒng)，滿足振蕩的相位條件，因而有可能振蕩。此時(shí)，反饋系數(shù)F=1/3 ,因此只要后接的二級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為AV 3，那么就滿足了振蕩器 1起振的幅值條件 AvF> 1,可以維持頻率

52、f fo- 時(shí)的等幅正弦振蕩。2 RC實(shí)際電路中，其中 R3是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。在振蕩器的起振階段，由于溫度1低，R3的阻值較大，負(fù)反饋系數(shù)小，使負(fù)反潰放大器的電壓增益大于3, f的信號(hào)2 RC產(chǎn)生增幅振蕩。隨著該信號(hào)的增大，流過(guò)R3的電流增大，從而使R3的溫度升高，阻值下降， 反饋深度加深，負(fù)反饋放大器的電壓放大倍數(shù)減小，只要R3、R4選擇恰當(dāng)，最后將達(dá)到穩(wěn)定的等幅正弦振蕩。當(dāng)電路進(jìn)入穩(wěn)定的等幅振蕩之后，如果由于某種原因引起輸出電壓增大時(shí)，由于 Vo直接接在R3、R4的串聯(lián)電路中，從而使流過(guò)R3的電流增大，R3減小也會(huì)使負(fù)反饋放大器的放大倍數(shù)下降，令輸出電壓減小，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。7. 3高頻信號(hào)發(fā)生器主要由哪些電路組成？各部分的作用是什么？答：高頻信號(hào)發(fā)生器組成的基本框圖如圖7.2所示。主要包括主振級(jí)、緩沖級(jí)、調(diào)制級(jí)、輸出級(jí)、監(jiān)測(cè)電路和電源等電路。主振級(jí)產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)， 該信號(hào)經(jīng)緩沖級(jí)緩沖后， 被送到調(diào)制級(jí)進(jìn)行幅度調(diào)制和放大， 調(diào)制后的信號(hào)再送給輸出級(jí)輸出，以保證具有一定的輸出電平調(diào)節(jié)范圍。監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)的載波電平和調(diào)制系統(tǒng)數(shù)，電源用于提供各部分所需的直流電壓。外調(diào)制輸入可變電抗器夕卜FM調(diào)制級(jí)AMK' 內(nèi)調(diào)制一 振蕩器-電源i=i緩沖級(jí)圖7.2高頻信號(hào)發(fā)生器框圖*輸出級(jí)*輸出21#