電子測量課后習(xí)題參考答案

思考與練習(xí)1

1.1什么是測量？什么是電子測量？

答：測量是為確定被測對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。在這個(gè)過程中，人們借助專門的設(shè)備,

把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，從而確定被測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量結(jié)果。從廣義上說，凡是利用電子技術(shù)進(jìn)行的測量都可以說是電子

測量；從狹義上說，電子測量是指在電子學(xué)中測量有關(guān)電的量值的測量。

1.2測量與計(jì)量兩者是否是缺一不可？

答：測量與計(jì)量是缺不可的。計(jì)量是測量的一種特殊形式，是測量工作發(fā)展的客觀需要，

而測量是計(jì)量聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的重要途徑，沒有測量就沒有計(jì)量，沒有計(jì)量就會(huì)使測量數(shù)據(jù)的

準(zhǔn)確性、可靠性得不到保證，測量就會(huì)失去價(jià)值。因此，測量與計(jì)量是相輔相成的。

1.3按具體測量對(duì)象來區(qū)分，電子測量包括哪些內(nèi)容？

答：電子測量內(nèi)容包括：（1）電能量的測量如：電壓，電流電功率等；（2）元件和電路參數(shù)

的測量如：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電子測量技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

答：（1）測量頻率范圍寬（2）測試動(dòng)態(tài)范圍廣（3）測量的準(zhǔn)確度高（4）測量速度快（5）

易于實(shí)現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量（6）易于實(shí)現(xiàn)測量過程的自動(dòng)化和測量儀器的智能化

1.5常用電子測量儀器有哪些？

答：（1）時(shí)域測量的儀器：電子電壓表、電子計(jì)數(shù)器、電子示波器、測量用信號(hào)源等。（2）

頻域測量的儀器：頻率特性測試儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。（3）調(diào)制域測量儀器：調(diào)

值調(diào)制度儀、調(diào)制域分析儀等。（4）數(shù)據(jù)域測量儀器：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)測量儀器：噪聲系數(shù)分析儀、電磁干擾測試儀等。

思考與練習(xí)2

2.1測量時(shí)為何會(huì)產(chǎn)生誤差？研究誤差理論的目的是什么？

答：測量是用實(shí)驗(yàn)手段確定被測對(duì)象量值的過程，實(shí)驗(yàn)中過程中采用的方法、標(biāo)準(zhǔn)量和比較

設(shè)備不一樣，都可能使實(shí)驗(yàn)的確定值與被測對(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量數(shù)據(jù)的分析計(jì)算方法、正確對(duì)測量的誤差值進(jìn)行估計(jì)、選擇最佳測

量方案。

2.2測量誤差用什么表示較好？

答:測量誤差通?？捎媒^對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種方法表示。若要反映測量誤差的大小和方向，

可用絕對(duì)誤差表示；若要反映測量的準(zhǔn)確程度，則用相對(duì)誤差表示.

2.3測量誤差與儀器誤差是不是一回事？

答：當(dāng)然不是一回事。測量誤差指的是測量值與被測量真值的差異，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)備的測量儀器由于測量精度和準(zhǔn)確度所帶來的測量

誤差。

2.4有一個(gè)100V的被測電壓，若用0.5級(jí)、量程為0-300V和1.0級(jí)、量程為0700V的

兩只電壓表測量，問哪只電壓表測得更準(zhǔn)些？為什么？

答：要判斷哪塊電壓表測得更準(zhǔn)確，即判斷哪塊表的測量準(zhǔn)確度更高。

(1)對(duì)量程為0-300V、±0.5級(jí)電壓表，根據(jù)公式有

九?=占100%W^^xl00%

XX

300x0.5

x100%=1.5%

100

(2)對(duì)量程為0T00V、±1.0級(jí)電壓表，同樣根據(jù)公式有

九2=包X100%<&X100%

XX

100x1.0,E

----------x100%=1.0%

100

從計(jì)算結(jié)果可以看出，用量程為0T00V、±1.0級(jí)電壓表測量所產(chǎn)生的示值相對(duì)誤差小,

所以選用量程為0-100V,±1.0級(jí)電壓表測量更準(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；測量次數(shù)一定時(shí)，誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過一定的界限，即具有有界性；進(jìn)行等精度

測量時(shí)，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值的誤差隨著測量次數(shù)的增加而趨近于零，即正負(fù)誤差具有抵

償性。隨機(jī)誤差影響測量精度。

(3)粗大誤差的主要性質(zhì)是測量結(jié)果明顯偏離實(shí)際值。它使測量結(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)測量次數(shù)“趨于無限大時(shí)，隨機(jī)誤差趨于零。而實(shí)際中不可能做到無限多次的

測量，多次測量值的算術(shù)平均值很接近被測量真值，因此只要我們選擇合適的測量次數(shù)，使

測量精度滿足要求，就可將算術(shù)平均值作為最后的測量結(jié)果。

2.8準(zhǔn)確度為0.5級(jí)、量程為0T00V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：

Ar<x?,*s%=100x0.5%=0.5V

2.9測量上限為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=x-A=450V-450V=-50V

（2）相對(duì)誤差

vx=—x100%=^-x100%=-11.2%

x445

（3）引用誤差

=—x100%=^-x100%=-10.0%

x,,500

（4）修正值

c=-Ax=50V

2.10對(duì)某電阻進(jìn)行等精度測量10次，數(shù)據(jù)如下（單位kQ）：

0.992、0.993、0.992、0.991、0.993、0.994、0.997、0.994、0.991、0.998。試

給出包含誤差值的測量結(jié)果表達(dá)式。

答：

1）.將測量數(shù)據(jù)按先后次序列表。

n匕（V）“V)匕2(V2)n匕（V）“V)y2)

10.992-0.00150.0000022560.9940.0005O.OOOOOO25

20.993-0.00050.0000002570.9970.00350.00001225

30.992-0.00150.0000022580.9940.0005O.OOOOOO25

40.991-0.00250.00(X)062590.991-0.00250.00(X)0625

50.993-0.00050.00000025100.9980.00450.00002025

1"

2）.用公式三=上￡犬，求算術(shù)平均值。

三='g(匕+匕+…+匕0)=。992+0.993+…+0.998=09935

-10

3）.用公式匕=%-了求每一次測量值的剩余誤差，并填入上表中。

4).用公式萬=計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值3。

<7=(0.00000225+0.00000025+...+0.00002025)

=x0.0000505=0.00237

5).按萊特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù)同=卜,-司>33(x)剔除壞值。

33(x)=3x0.00237=0.00711

從表中可以看出，剩余殘差最大的第10個(gè)測量數(shù)據(jù)，其值為：

|vl0|=|xl0-x\=|0.998-0.9935|=0.0045(3<T(X)

所以該組測量數(shù)據(jù)中無壞值。

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。

測量數(shù)據(jù)分布均勻，無規(guī)律分布，無系統(tǒng)誤差。

-a

7).用公式=一求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值.

yjn

a_0.00237

然Hi

8).用公式，？=3萬工求算術(shù)平均值的不確定度。

A-=3d-=3x0.00075=0.00225

9).寫出測量結(jié)果的表達(dá)式。

A^x+2--0.9935±0.0023

2.11對(duì)某信號(hào)源正弦輸出信號(hào)的頻率進(jìn)行10次測量，數(shù)據(jù)如下(單位kHz)：

10.32、10.28、10.21,10.41、10.25、10.04>10.52、10.38、10.36、10.42。試寫出測量

結(jié)果表達(dá)式。

答：

1).將測量數(shù)據(jù)按先后次序列表。如表一所示。

表一

n力(kHz)“kHz)V；n￡(kHz)V,.(kHz)V；

110.320.0010.000001610.04-0.2790.077841

210.28-0.0390.001521710.520.2010.040401

310.21-0.1090.011881810.380.0610.003721

410.410.0910.008281910.360.0410.001681

510.25-0.0690.0047611010.420.1010.010201

2）.用公式亍=上Z七求算術(shù)平均值。

ni

10.32+10.28+…+10.42

=10.319

10

3）.用公式匕=%-元求每一次測量值的剩余誤差，并填入上表中。

4).用公式萬=計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值萬。

O-=Jyy-j-(0.000001+0.001521+...+0.010201)

=0.160290=0.01781

5）.按萊特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù)悶=卜-司＞3況x）剔除壞值。

3萬（，）=3x0.01781=0.05343

從表中可以看出，剩余殘差較大的為第6、7個(gè)測量數(shù)據(jù)，其值分別為:

%=/一x=10.04-10.319=0.279〉33(x)

v7=與-x=10.52-10.319=0.201〉33（x）

所以該組測量數(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。

1〃

6).用公式無=上￡匕求算術(shù)平均值。

_1/一10.32+10.28+...+10.42

'=/(力+/2+人+以+/5+/3+/。+九)=-----------§-----------=。329

7）.用公式匕=匕-元求每一次測量值的剩余誤差，并填入下表二中。

表二

n力（kHz）匕.（kHz）V：n/,(kHz)匕(kHz)V；

110.32-0.009().000081

210.28-0.0490.002401

310.21-0.1190.014161610.380.0510.002601

410.410.0810.006561710.360.0310.000961

510.25-0.0790.006241810.420.0910.008281

8).用公式3=計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值3。

a=｛六Xv<=g(O.0°OO81+0.002401+...+0.008281)

=J；x0.041288=0.077

9）.再按萊特準(zhǔn)則判斷粗大誤差，即根據(jù)同=卜-司>3&x）剔除壞值。

3，x）=3x0.077=0.231

從表中可以看出，剩余殘差較大的為第3個(gè)測量數(shù)據(jù)，其值為：

%=x6-%=10.21-10.329=（）.119〈33（x）

數(shù)據(jù)說明剩下的數(shù)據(jù)無粗大誤差。

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。

測量數(shù)據(jù)分布均勻，無規(guī)律分布，無系統(tǒng)誤差。

-a

11）.用公式1求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值。

yjn

g=0^7=0.077,=00272

*V7巫2.8284

12）.用公式=38f求算術(shù)平均值的不確定度。

A-=3<j-=3x0.0272=0.082

13）.寫出測量結(jié)果的表達(dá)式。

A^x+A-^10.329+0.082(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：

3.14159-3.142（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—2.717

4.51050-4.511（將5舍去向前一位進(jìn)1）

3.21650-3.216（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。）

3.6235f3.624（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—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—7.691

思考與練習(xí)3

3.1對(duì)于集總參數(shù)元件一般需測量哪些參數(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

此該類元件測量一般可測量元件的阻抗、電感、電容、流過的電流及端鈕間有確定的電壓。

3.2使用電阻器時(shí)要考慮哪些問題？

答：電阻在電路中多用來進(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簡述直流電橋測量電阻的基本方法。

答：當(dāng)對(duì)電阻值的測量精度要求很高時(shí)，可用直流電橋法進(jìn)行測量。

典型的惠斯登電橋的原理如圖3.1所示。其步驟如下：

(1)測量時(shí)，接上被測電阻號(hào),再接通電源

(2)通過量程開關(guān)調(diào)節(jié)比例系數(shù)女，其中心R/R?。

(3)再調(diào)節(jié)R,，使電橋平衡，即檢流計(jì)指示為0。

(4)讀出％和R,,的值，用公式求得&。

R=--xR=kR

xDnn

“2

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，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

C2=O.1〃E、C4=O01〃F、&=1000。

試求R,.、4的值。

答：串聯(lián)電橋中，由電橋的平衡條件可得

(七+/皿)x—1—=(/?,+—1—)X&

JCDCJC0C2

圖3.2串聯(lián)電橋

R\X-5—+—=/?,X/?+&

J4C4J^^2

由實(shí)部V實(shí)部、虛部叮虛部相等可得:

工=危X%

v

c1

Rx---------=―a2—

''j心

分別將已知數(shù)值代入，可算得:

Lx-R-,xR3xC4

Lx=\mHRx=100Q

3.6一個(gè)電解電容器，它的“+極標(biāo)志已脫落，如何用萬用表去判定它的“+

極？

答：測量電容器漏電的方法，可以用來鑒別電容器的正、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，讓其與萬用表的黑表筆相接，另一個(gè)電極與萬用表的紅

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)，.芭新進(jìn)行測

量。哪一次測量中，表針最后停留的擺動(dòng)幅度小，說明該次測量中對(duì)電容的正、負(fù)假設(shè)是對(duì)

的。

3.7簡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、測試轉(zhuǎn)換開關(guān)、垂直放大器、水平放大器和示波管組成。

X放大器

測

試

轉(zhuǎn)

換

開

關(guān)

Y放大器

圖3.3圖示儀的基本組成框圖

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)生器和集電極打

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；測試轉(zhuǎn)換開關(guān)用以轉(zhuǎn)換測試

不同結(jié)法和不同類型的晶體管特性曲線參數(shù)；垂直放大器、水平放大器和示波管組成示波器

系統(tǒng)，用以顯示被測晶體管的特性曲線。

3.8畫出圖示儀測試二極管正向特性曲線的簡化原理圖。

答：晶體管圖示儀可以測量二極管的正向伏安特性曲線。首先將圖示儀熒光屏上的光點(diǎn)置于

坐標(biāo)左下角，峰值電壓范圍置0~20V,集電極掃描電壓極性置于“+”，功耗電阻置IkQ,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XI,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。

3.9畫出圖示儀測試三極管輸入和輸出特性的簡化原理圖。

答：圖3.5表示了圖示儀測量NPN晶體管輸入和輸出特性曲線的原理圖。

圖3.5圖示儀測量三極管輸出特性框圖

當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電壓％為某一常數(shù)時(shí)，輸入回路中加掃描電壓，測出九和〃

的關(guān)系曲線，就是輸入特性曲線。

段為集電極電流。的取樣電阻,其兩端電壓力s與A成正比。腺s經(jīng)丫軸放大器放大后，

使示波管熒光屏上的光點(diǎn)在垂直方向上產(chǎn)生與。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，作為被測管的集電極掃描電壓匕,。％經(jīng)乂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

4為參變量的/，與匕,之間的關(guān)系曲線。，一般從零開始，作等間隔遞增，對(duì)應(yīng)于〃的每一

級(jí)階梯作出一條曲線，整個(gè)就得到一簇輸出特性曲線。

3.10畫出TTL、CMOS門電路傳輸特性的測試原理圖，并簡述由傳輸特性確定輸出高電平、

輸出低電平、開門電平和關(guān)門電平的方法，比較TTL和CMOS門電路的靜態(tài)特性。

答：TTL門電路的電壓傳輸特性是指輸出電壓V。隨輸入電壓匕變化的曲線。以TTL與非門

為例，電壓傳輸特性的測量電路如圖3.6所示。

?Ucc

圖3.6電壓傳輸特性測試電路

在圖中，把與非門的輸入端并聯(lián)在一起作為輸入“廠并接在可調(diào)穩(wěn)壓電源上。將〃，從

0V開始逐步調(diào)到3V以上的高電平，用電壓表測量輸出電壓〃。的變化，將其結(jié)果記入表中，

再根據(jù)實(shí)測數(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、

標(biāo)準(zhǔn)輸出低電平、開門電平f/朝、關(guān)門電平、輸入低電平噪聲容限0幅和輸入高

電平噪聲容限［7忖。

CMOS器件傳輸特性可用圖3.7電路測量，測試時(shí)調(diào)節(jié)輸入電壓電位器RP,選擇若干個(gè)

電壓值，測量相應(yīng)的輸出值，然后由測得的數(shù)據(jù)作出曲線，并從曲線中讀出標(biāo)準(zhǔn)輸出高電平

UOH、標(biāo)準(zhǔn)輸出低電平U“、開門電平Uow、關(guān)門電平、輸入低電平噪聲容限和

輸入高電平噪聲容限UWH等值。由于在和U?？芍g，輸出電壓變化較迅速，在此范圍

內(nèi)選取測試點(diǎn)應(yīng)密一些。

TTL和CMOS門電路的靜態(tài)特性主要包括靜態(tài)輸入/輸出特性，靜態(tài)功耗等。CMOS靜態(tài)功

耗測試電路與TTL靜態(tài)功耗測試電路相同，但由于CMOS器件是微功耗器件，測出的空載截

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

V0H=VDD,V0L=0;典型TTL門電路U”>3V（典型值為3.5V）、U0L<0.35V、

U0N=1.4V、UOFF=1.0V?

思考與練習(xí)4

4.1電流的直接測量與間接測量原理有何區(qū)別？兩種測量方法的測量準(zhǔn)確度各取決于什么

因數(shù)？

答：電流的直接測量就是把電流表串入電路，從電流表直接測出電流值。間接測量法就是先

測量負(fù)載兩端電壓，然后換算出電流值。直接測量法的測量準(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；間接測量法則與電壓表精度和內(nèi)阻有關(guān)，內(nèi)阻越大越好。

4.2測量大電流的電流表，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，測量電流通常使用磁電式電流表、電磁式電流表、模擬式萬用表和數(shù)字

多用表直接測量電流，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

加測量線路，磁電式是可以直接測量直流電流的，但由于被測電流要通過游絲和可動(dòng)線圈，

被測電路的最大值只能限制在幾卜微安到幾十毫安之間，要測量大電流，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)量程的測量準(zhǔn)確度高？為什么？

答：電流表的基本量程是指不增加測量線路直接測量電流的量程。如磁電式儀表可以直接

測量直流，但由于被測電流要通過游絲和可動(dòng)線圈，被測電流的最大值只能限制在幾十UA

到幾十mA之間，要測量大電流，就需要另外加接分流器。因此擴(kuò)大量程是通過并聯(lián)不同的

分流電阻實(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，測量機(jī)構(gòu)流過的電流

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，因而測量準(zhǔn)確越高。

4.4有兩只量程相同的電流表，但內(nèi)阻不一樣，問哪只電流表的性能好？為什么？

答：電流表測量電流是將表串聯(lián)在電路中的，內(nèi)阻越小對(duì)電路的影響越小，因而測量準(zhǔn)確

越高。

4.5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量強(qiáng)電流時(shí)采用分流器或變流器來減小流過熱電式電流表的電流，

從而擴(kuò)大量程。

①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

頻電流表中使用；電感分流法功耗雖小，但易受外界多變磁場的影響，使用的場合較??；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

流分流抻部分，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)壓降還與被測電流的頻率有關(guān)，因此對(duì)被測電路有一定的影響。

②變流法是利用變流器的變壓比來實(shí)現(xiàn)電流分流。

4.6熱電式電流表是如何測量電流的？

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電流的金

屬導(dǎo)線焊接在一起，當(dāng)金屬導(dǎo)線中流過電流時(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)勢出現(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)，這樣就反映出被測高頻電流的量值。

4.7電流的測量方案有哪些？

答：電流測量的方法可分為直接測量法和間接測量法。直流電流的測量可采用磁電式電流表、

數(shù)字電壓萬用表等儀表，通過直接測量法和間接測量法進(jìn)行測量；交流電流的測量可采用電

磁式電流表、熱電式電流表和數(shù)字電壓萬用表等儀表，通過直接測量法和間接測量法進(jìn)行測

量。

思考與練習(xí)5

5.1簡述電壓測量的意義。

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。

通過電壓測量，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；許多電子測量儀器，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，電壓測量是其他許多電參數(shù)量，也包括非電參數(shù)量測量的基礎(chǔ)，

是相當(dāng)重要和相當(dāng)普及的一種參數(shù)測量。

5.2用正弦有效值刻度的均值電壓表測量正弦波、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a(bǔ)=1V換算成正弦波的平均值。

—U1

U_==——=0.9V

K八1.11

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

通過電壓的波形因數(shù)計(jì)算有效值。

°正弦波=K#正弦波xU正弦波=1.11x0.9=IV

U方波-K尸方波xU方波=1x0.9=0.9V

U三角波=KF三角波Xu三角波=1.15x0,9=1.04V

5.3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量，試求讀數(shù)分別為多少？

解：（1）用峰值檢波方式電壓表測量，讀數(shù)都是5V,與波形無關(guān)。

（2）用有效值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量

①正弦波

3淳=-^―=3.54V

"正弦波

火「正弦波L414

0"方波=工=5V

②方波U方波

Kp方波1

③三角波U.“卅角波=_j_=2.89V

一.用波ki

八尸三角波1/J

（3）用均值檢波正弦有效值刻度的電壓表測量

①正弦波U="?小波=-j—=3.54丫

止弦波八Kp正弦波,1?4一1[4-

②方波波形因數(shù)和波峰因數(shù)均為1,所以其平均值為5V,相應(yīng)此平均值的正弦有效值

即為讀數(shù)值。

0正弦波=K/正弦波X。正弦波=1,11x5=5.55V

③三角波u9俄=UP鵬.=-j-=2.89V

八p三角波1?

>=，^啦=至2=2.51V

=用次K]]V

八尸三角波

相應(yīng)此平均值的正弦波的有效值即為讀數(shù)值。

5.4欲測量失真的正弦波，若手頭無有效值電壓表，只有峰值電壓表和均值電壓表可選用，

問選哪種表更合適些？為什么？

答：利用峰值電壓表測失真的正弦波時(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)？各適用于哪些場合？

答：逐次逼近比較式DVM的特點(diǎn)：

（1）測量速度快（2）測量精度取決于標(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)快速檢測系統(tǒng)中

雙積分式DVM的特點(diǎn)：

（1）它通過兩次積分將電壓轉(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，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。（3）積分過程

是個(gè)緩慢的過程，降低了測量速度，特別是為了常選積分周期，因而測量速度低。雙積分式

DVM適用于靈敏度要求高，測量速度要求不高，有干擾的場合

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繪圖說明DVM的電路構(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5.1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)字表已由過去單一功能的直流數(shù)字電壓表發(fā)展到能測量交直流電壓、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、電流和電阻測量都是先將它們變

換成直流電壓，然后用DVM進(jìn)行電壓測量。數(shù)字多用表的圖5.2所示。

VDC

O-----------------------------------------------------O

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.測量范圍

測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0~9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量誤差最小的量程，它不經(jīng)過

衰減和放大器；擴(kuò)展量程是采用輸入衰減器和放大器來完成的，它的測量精度比基本量程的

測量精度降低。

（3）超量程能力

超量程能力是DVM的?個(gè)重要的性能指標(biāo)。1/2位和基本量程結(jié)合起來，可說明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.測量速率

測量速率是指每秒鐘對(duì)被測電壓的測量次數(shù)，或一次測量全過程所需的時(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)。

直流測量時(shí)，DVM輸入阻抗用&表示。量程不同，力也有差別，一般在10MQ~1000MC

之間。

交流測量時(shí)，DVM輸入阻抗用K,.和輸入電容c,的并聯(lián)值表示，一般在幾十至幾百皮

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表示

DVM的抗干擾能力。一般共模干擾抑制比為(80-150)dB；串模抑制比為(50~90)dB。

6.固有誤差和工作誤差

DVM的固有測量誤差主要是讀數(shù)誤差和滿度誤差，通常用測量的絕對(duì)誤差表示。

AU=±Ca%?Ux(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。

5.10直流電壓的測量方案有哪些？

答：直流電壓的測量一般可采用直接測量法和間接測量法兩種?？捎脭?shù)字式萬用表、模擬

式萬用表、電子電壓表、示波器等設(shè)備運(yùn)用零示法、微安法等測量直流電壓。

5.11交流電壓的測量方案有哪些？

答：交流電壓的測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。交流電壓的常用測量方法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：

(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%U,“)，分別用2V和20V檔測量

l/.v=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的一個(gè)重要的性能指標(biāo)。1/2位和基本量程結(jié)合起來，可說明DVM

是否具有超量程能力。甲是4位DVM,無超量程能力；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，所以其分辨率為0.ImV。

(3)用2V擋測量

絕對(duì)誤差△〃=±(0.05%U<+0.02%U,“)

±(0.05%X1.56+0.02%x2)=0.118V

相對(duì)誤差九=""XlOO%=曳竺xlOO%=5.9%

U2

用20V擋測量

絕對(duì)誤差△〃=±(0.05%U<+0.02%U,“)

=±(0.05%xl.56+0.02%x20)=0.478V

相對(duì)誤差r=—x100%=100%=2.4%

U20

思考與練習(xí)6

6.1目前常用的測頻方法有哪些，各有何特點(diǎn)？

答：目前常用的頻率測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)特性來測量頻率的方法。電橋法和諧振法是這類測量

方法的典型代表。直接法常常通過數(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)系測量頻率。如諧振法測頻，就是將被測信號(hào)加到諧振電路上，然后根楣電路對(duì)信號(hào)

發(fā)生諧振時(shí)頻率與電路的參數(shù)關(guān)系九=1/2萬J記，由電路參數(shù)L、C的值確定被測頻率。

(2)比對(duì)法

是利用標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率進(jìn)行比較來測量頻率。其測量準(zhǔn)確度主要取決于標(biāo)準(zhǔn)頻率的

準(zhǔn)確度。拍頻法、外差法及計(jì)數(shù)器測頻法是這類測量方法的典型代表。尤其利用電子計(jì)數(shù)器

測量頻率和時(shí)間，具有測量精度高、速度快、操作簡單、可直接顯示數(shù)字、便于與計(jì)算機(jī)結(jié)

合實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是目前最好的測頻方法。

6.2通用電子計(jì)數(shù)器主要由哪幾部分組成？畫出其組成框圖。

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。

MWUJMLJM

圖6.1電子計(jì)數(shù)器組成框圖

6.3測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)器測頻是采用間接測量方式進(jìn)行的，即在某個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔內(nèi)，測出被

測信號(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)

誤差，也叫量化誤差；二是閘門開啟時(shí)間的相對(duì)誤差。按最壞結(jié)果考慮，頻率測量的公式誤

差應(yīng)是兩種誤差之和。

量化誤差是利用電子計(jì)數(shù)器測量頻率，測量實(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)，它不能測出半個(gè)脈沖，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土1個(gè)字，無論計(jì)數(shù)值是多少，量化誤差的最大值都

是±1一個(gè)字，也就是說量化誤差的絕對(duì)誤差A(yù)2V<±1。因此，有時(shí)又把這種誤差稱為"±1

個(gè)字誤差”，簡稱"±1誤差。"這種測量誤差是儀器所固有的，是量化過程帶來的。當(dāng)被測

量信號(hào)頻率-定時(shí)，主門開啟的時(shí)間越長，量化的相對(duì)誤差越小，當(dāng)主門開啟時(shí)間一定時(shí),

提高被測量信號(hào)的頻率，也可減小量化誤差的影響。

6.4測量周期誤差由哪幾部分組成？什么叫觸發(fā)誤差？測量周期時(shí)，如何減小觸發(fā)誤差的

影響？

答：電子計(jì)數(shù)器測量周期也是采用間接測量方式進(jìn)行的，與測頻誤差的分析類似，測周誤差

也由兩項(xiàng)組成，一是量化誤差，二是時(shí)標(biāo)信號(hào)相對(duì)誤差。測周時(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)誤差與被測信號(hào)的信噪比有關(guān)，信噪比越高，

觸發(fā)誤差就越小，測量越準(zhǔn)確。

6.5使用電子計(jì)數(shù)器測量頻率時(shí)，如何選擇閘門時(shí)間？

答：電子計(jì)數(shù)器測量頻率時(shí)，當(dāng)被測信號(hào)頻率一定時(shí)，主門開啟時(shí)間越長，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)大主門的開啟時(shí)間Ts,可以減少量化誤差

的影響。但主門時(shí)間越長測量時(shí)間就越長，所以兩者應(yīng)該兼顧。

6.6使用電子計(jì)數(shù)器測量周期時(shí)，如何選擇周期倍乘？

答：電子計(jì)數(shù)器測量周期時(shí)，“周期倍乘”后再進(jìn)行周期測量，其測量精確度大為提高。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)器測量=200%的信號(hào)頻率，采用測頻（閘門時(shí)間為1s）和測周（時(shí)標(biāo)

為0.1Us）兩種方案，試比較這兩種方法由±1誤差所引起的測量誤差。

答：①測頻時(shí)，量化誤差為

—=±—?—=±—?—=±5xlO'3

Nfx?TS200x1

②測周時(shí)，量化誤差為

竺_+_^_+△_+剪=±2x10-3

NF?九一/,-107

從計(jì)算結(jié)果可以看出，采用測周方法的誤差小些。

6.8使用電子計(jì)數(shù)器測量相位差、脈沖寬度時(shí)，如何選擇觸發(fā)極性？

答：電子計(jì)數(shù)器測量相位差、脈沖寬度時(shí)時(shí)通常是測量兩個(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)測量方便進(jìn)行選擇。為了減小測量誤差，

可利用兩個(gè)通道的觸發(fā)源選擇開關(guān)，第一次設(shè)置為“+”，信號(hào)由負(fù)到正通過零點(diǎn)，測得

第二次設(shè)置為信號(hào)由正到負(fù)通過零點(diǎn)，測得丁2；兩次測量結(jié)果取平均值。

6.9欲測量一個(gè)=1MHz的石英振蕩器，要求測量準(zhǔn)確度優(yōu)于±1X10、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±1X1(r),閘門時(shí)間置于1s。

(2)選用E323型通用計(jì)數(shù)器(W±1X1(T),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。

答：要看哪個(gè)方案正確，就是要比較哪種方案的測量準(zhǔn)確度符合要求。

(1)選用E312型通用計(jì)數(shù)器(W±1X1O6),閘門時(shí)間置于1s。

(2)選用E323型通用計(jì)數(shù)器(^±1X1O7),閘門時(shí)間置于Is。

(3)通用計(jì)數(shù)器型號(hào)同上，閘門時(shí)間置于10s。

〃=乎=±=±(------[------+1x107)=±2x107

6

JXIxlOxlO

從計(jì)算結(jié)果可以看出第3種方法是正確的，它符合測量準(zhǔn)確度的要求。

6.10利用頻率倍增方法，可提高測量準(zhǔn)確度，設(shè)被測頻率源的標(biāo)稱頻率為=1MHz,閘門時(shí)

間置于1s,欲把±1誤差產(chǎn)生的測頻誤差減少到1X10",試問倍增系數(shù)應(yīng)為多少？

答：倍增前量化誤差為

A2V,1」1

---=±------=±--------=±1X1(P6

6

Nfx?TSlxl0xl

1X1()-6

倍增系數(shù)為M=%==105

IxlO-11

6.11利用下述哪種測量方案的測量誤差最??？

(1)測頻，閘門時(shí)間1s。

(2)測周，時(shí)標(biāo)100us。

(3)周期倍乘，N=1000,

答：對(duì)于?確定頻率f，可以根據(jù)中界頻率進(jìn)行判斷。

200Hz

若題目中給定的被測頻率低于中界頻率，則采用測周法比測頻法誤差小，若先經(jīng)過“周

期倍乘”，再進(jìn)行周期測量則誤差最小。

思考與練習(xí)7

7.1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)來說采用RC

振蕩電路或差頻式振蕩電路比LC振蕩電路簡單，調(diào)節(jié)方便。

7.2畫出文氏橋RC振蕩器的基本構(gòu)成框圖，敘述正反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。

在/==—L-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成C

算放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)形成的電壓同相，即有夕/=0和外+處這樣，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=l/3,因此只要后接的二級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)為Ay=3,那么就滿足了振蕩器

起振的幅值條件AvFN1,可以維持頻率f=f=時(shí)的等幅正弦振蕩。

02成C

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

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,/=—!—的信號(hào)

2T[RC

產(chǎn)生增幅振蕩。隨著該信號(hào)的增大，流過R3的電流增大，從而使R.3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％直接接在R3、R4的串聯(lián)電路中，從而使流過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)測電路監(jiān)測輸出

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。

圖7.2高頻信號(hào)發(fā)生器框圖

7.4高頻信號(hào)發(fā)生器中的主振級(jí)有什么特點(diǎn)？為什么它總是采用LC振蕩器？

答：主振級(jí)用于產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)，它決定高頻信號(hào)發(fā)生器的主要工作特性。按產(chǎn)生主振信

號(hào)的方法不同，高頻信號(hào)發(fā)生器可分為調(diào)諧信號(hào)發(fā)生器、鎖相信號(hào)發(fā)生器和合成信號(hào)發(fā)生器

三大類。由調(diào)諧振蕩器構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器稱為調(diào)諧信號(hào)發(fā)生器。常用的調(diào)諧振蕩器就是晶體

管LC振蕩電路，LC振蕩電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)正反饋調(diào)諧放大器，主要包括放大器和反饋網(wǎng)

絡(luò)兩個(gè)部分。這種電路易于在高頻段起振利調(diào)節(jié)。

7.5函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案由幾種？簡述函數(shù)信號(hào)發(fā)生器由三角波轉(zhuǎn)變?yōu)檎也ǖ亩?/p>

極管網(wǎng)絡(luò)的工作原理。

答：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器實(shí)際上是一種多波形信號(hào)源，可以輸出正弦波、方波、三角波、斜波、

半波正弦波及指數(shù)波等。構(gòu)成函數(shù)發(fā)生器的方案很多，通常有三種，即方波-三角波-正弦波

函數(shù)發(fā)生器的構(gòu)成方案、三角波-方波-正弦波函數(shù)發(fā)生器的構(gòu)成方案、正弦波-方波-三角波

函數(shù)發(fā)生器的構(gòu)成方案。

圖7.3為中用二極管和電阻構(gòu)成電路，實(shí)現(xiàn)了三角波到正弦波轉(zhuǎn)換。

在三角波的正半周，當(dāng)V1的瞬時(shí)值很小時(shí)，所有的二極管都被偏置電壓+E和-E截止，

輸入的三角波經(jīng)過電阻R直接輸出到輸出端，V0=Vi，輸出V。與輸入波形Vi一樣。

當(dāng)三角波的瞬時(shí)電壓V1上升到V|時(shí)，二極管導(dǎo)通，電阻R、％、Rn,組成第一級(jí)分

壓器，輸入三角波通過該分壓器分壓后傳送到輸出端,輸出電壓比輸入電壓降低。

隨著輸入三角波的不斷增大，