电子测量习题答案2

电子测量技术第2章测量误差理论和测量数据处理·1·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？题图2-12-5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。2-6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。2-7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。2-8用电压表和电流表测量电阻值可用下图所示的两种电路，（a）（b）题图2-2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？2-9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REAVREVAR1R2R3ab电子测量技术第2章测量误差理论和测量数据处理·2·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。题图2-32-10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？2-11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)-2δ(x)],M(x)+2δ(x)]，问置信概率为多大？2-12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？2-13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。2-14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。2-15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R1R2RxRS电子测量技术第2章测量误差理论和测量数据处理·3·夫及阿卑--赫梅特特判据判别是否存在变值系差。2-16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。2-17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）。2-18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00。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？3-11用常规通用计数器测量一个fx=10MHz的信号频率，试分别计算“闸门时间”置于1s、0.1s、10ms时，该计数器的测频误差，并计论计算结果。3-12使用常规通用计数器测量一个fx=10Hz的信号频率，当信号的信噪比S/N=40dB时，分别计算当“周期倍乘”置于100和103时，该计数器的测周误差，并计论计算结果。3-13某常规通用计数器内部晶振频率fc=1MHz，若由于需要，使其工作于高稳定度的外部频率标准，该标准频率fc=4MHz。若计数器工作正常，为了得到正确的测量结果，其测频读数应如何换算？如果测周，则读数应应如何换算？3-14利用常规通用计数器测频，已知内部晶振频率fo=1MHz，△fc/fc=±1×10-7，被测频率fo=100kHz，若要求“±1”误差对测频的影响比标准频率误差低一个量级（即为1×10-6），则闸门时间应取多大？若被测频率fx=1kHz，旦闸门时间保持不变，上述要求能否满足？若不能满足，请另行设计一种测量方案。3-15某常规通用计数器的内部标准频率误差为△fc/fc=1×10-9，利用该计数器将一个10MHz的晶体振荡器标准到10-7，则计数器闸门时间应为多少？能否利用该计数器将晶体校准到10-9？为什么？3-16说明内插法、游标法提高测时精度的基本原理。电子测量技术第2章测量误差理论和测量数据处理·4·3-17试利用误差合成公式，分析倒数计数器的测频误差。3-18在Multisim环境下，设计一种基于游标法的时间间隔测量仪，给出原理图和仿真试验结果。3-19在Multisim环境下，设计一种用于频率测量的倒数计数器，给出原理图和仿真试验结果。电子测量技术第4章电压测量·5·第4章电压测量习题与思考题4-1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、有效值及平均值检波方式的、按正弦波有效值刻度的电压表测量，测量结果的示值分别为多少？4-2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。4-3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。设电压表读数均为施加以克服？4-14为什么不能用普通峰值检波式、均值检波式和有效值电压表测量占空比t/T很小的脉冲电压？测量脉冲电压常用什么方法？4-15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%。4-16非线性失真系数的测量实质上是交流电压的测量，自拟一个测量D的方框图，简述其工作原理。4-17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？4-18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10dBu，此时信号源输出功率为多少？4-19在Multisim环境下，设计一种多斜积分式DVM，给出原理图和仿真试验结果。4-20在Multisim环境下，设计一种脉冲调宽式DVM，给出原理图和仿真试验结果。电子测量技术第5章信号源·6·第5章信号源习题与思考题5-1对测量信号源的基本要求是什么？5-2什么叫频率合成？简述频率合成的方案及各自的优缺点？5-3为什么说锁相环能跟踪输入频率？5-4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？5-5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。提示：低通滤波器F1、F2分别滤出混频器M1、M2的差频。题图5-25-7在DDFS中，直接将相位累加器的最高位输出将得到何种波形，其输出频率有何特点？如果直接将相位累加器的地址当做DAC的输入，将得到何种波形?如何通过DDFS得到三角波？5-8为什么DDFS的输出中会存在较大的杂散？降低杂散有哪些技术措施？5-9设计一种四模预分频器的整数分频锁相环，预分频器取值为P、P+1、P+4和P+5。分析该锁相环的最小连续分频系数。5-10说明精确噪声源的工作原理。f1f4PDLPFVCOM(-)f2f3F2M(-)F1电子测量技术第5章信号源·7·5-11在Multisim环境下，参考图5-3-1，设计一种基于DDFS的正弦信号源，给出原理图和仿真试验结果。5-12试采用微处理器和AD9854，设计一种能够产生音频范围内FSK、BPSK和AM调制信号的信号源，给出电路设计原理图、PCB图以及试验结果。5-13查阅CMOS锁相环集成电路CD4046的数据手册，以CD4046和其他一些简单逻辑芯片为基础，设计能够实现题图5-1的锁相环电路。电子测量技术第6章时域测量·8·第三篇信号的显示、分析与测量第6章时域测量习题与思考题6-1对模拟示波器的扫描电压有哪些基本要求？6-2被测信号波形和触发电平如下图所示（图中的虚线为触发电平）。试分别画出正极性触发和负极性触发时模拟示波器屏幕上的波形。题图6-16-3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模拟示波器屏幕上的波形。6-5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m？6-6有两路周期相同的脉冲信号V1和V2，如下图所示，若只有一台单踪模拟示波器，如何用它测V1和V2前沿间的距离？题图6-3t00V1tV2电子测量技术第6章时域测量·9·6-7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？题图6-46-8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;6-9什么是采样？数字存储示波器是如何复现信号波形的？6-10数字存储示波器有哪些采样方式？不同采样方式下，数字存储示波器的最高工作频率取决于哪些因素？6-11试设计电路来实现本章6.4.4节中提到的各种触发方式。6-12试比较模拟示波器与数字存储示波器的优缺点。6-13在Multisim环境下，利用Agilent54622D虚拟示波器，通过仿真试验来说明触发电平、触发极性、触发耦合方式对波形显示的影响。6-14在Multisim环境下，基于TektronixTDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和仿真试验结果。（B）00t1t2t3t4tV（A）t1t2t3t4tV电子测量技术第7章频谱分析仪·10·第7章频谱分析仪习题与思考题7-1试比较频谱分析仪与示波器作为信号测量仪器的特点及其测量领域。7-2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？7-3试比较FFT分析仪与外差式频谱分析仪的优缺点。7-4举例说明扫频振荡器线性不良给频谱