電子測量原理課后習題答案

1、第一章 測量的基本原理一、填空1、2 轉(zhuǎn) / 分鐘， 0.01 2、間接比較法，直接比較法 3、統(tǒng)一性，準確性，法律性4、比對 5、相對誤差 6、模擬，數(shù)字 7、微差、替代、交換二、判斷 錯 對 錯 錯 錯 錯三、選擇 CDBBAD四、簡答題1、關(guān)于測量的科學定義，有狹義和廣義之分。狹義測量是指為了確定被測對象的量值而進行的實驗過程。 廣義測量是指 為了獲取被測對象的信息而進行的實驗過程。2、3、4、計量是為了保證量值的統(tǒng)一和準確一致的一種測量，它是利用技術(shù)和法制手段實施的一種特殊形式的測量，即把被測量與國家計量部門作為基準或標準的同類單位量進行比較，以確定合格與否，并給出具有法律效力的檢定證

2、書。計量的三個主要特征是統(tǒng)一性、準確性和法制性。由于測量發(fā)展的客觀需要出現(xiàn)了計量，測量數(shù)據(jù)的準確可靠，需要計量予以保證，計量是測量的基礎(chǔ)和依據(jù)，沒有計量，也談不上測量。測量又是計量聯(lián)系實際應(yīng)用的重要途徑，可以說沒有測量，計量也將失去價值。計量和測量相互配合，相輔相成7、電壓比較、阻抗比較、頻率（時間）比較、相位比較、數(shù)字比較等。5、測量中使用比較器可進行五種不同層次的比較：6、8、 第二章 測量方法與測量系統(tǒng)一、填空題1、量程范圍寬；測量準確度高、測量速度快、易于實現(xiàn)遙測。 2、電信號；電系統(tǒng)3、測試激勵信號源。 4、ykx 5、平均無故障時間；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度6、微

3、分方程；脈沖響應(yīng)函數(shù)；傳遞函數(shù)；頻率響應(yīng)函數(shù)。 7、0.707； ；8、0.707二、判斷題：對 錯 錯 對 錯 錯 錯三、選擇題：1、ABCDE 2、A 3、BD 4、C 5、D四、簡答題1、量程測量范圍上限測量范圍下限600100500kPa2、測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是通過靜態(tài)標定或靜態(tài)校準的過程獲得的。靜態(tài)標定就是在一定的標準條件下，利用一定等級的標定設(shè)備對測試系統(tǒng)進行多次往復測試的過程，如下圖所示。3、4、初始值不為零的一階測量系統(tǒng)，其階躍響應(yīng)的微分方程的解為：由已知條件得：化解得：故：該測量系統(tǒng)的時間常數(shù)為 8.506 秒。 第四章 時間與頻率的測量一、填空題1、±1 量化、標

4、準頻率 2、測頻率比、測時間間隔、測相位差、自檢 3、量化誤差、標準頻率誤差、頻標4、多周期 5、增大閘門時間、被計數(shù)頻率越低 6、頻率較低、一個周期、頻率較高；7、頻率準確度、頻率穩(wěn)定度 8、連續(xù)的二、判斷題 錯 錯 對 錯 對 對 對 錯三、選擇題 DCDCDBACAB四、簡答題1、（1）測量分辨率（1/0.1s） 10Hz（2）在 0.1s 的閘門時間內(nèi)的計數(shù)值為：10KHz×0.1s1000， 則量化誤差的相對值為：1/10000.1（3）為了顯示不溢出， 則在 10s 的最大閘門時間內(nèi)計得的值不能超過 105， 由此可得測量頻率的上限值為：105/10s10KHz2、（1）

5、測頻時，在 1s 的閘門時間內(nèi)對被測信號的計數(shù)值為：200Hz×1s200 則量化誤差為：1/2000.5測周時，因為被測信號的頻率為 200Hz，則一個周期時間為 1/2000.0005 秒。由于時標為 0.1s，所以被計數(shù)頻率為 1/0.1s10MHz107Hz。在 0.0005 秒內(nèi)計得的數(shù)為：107×0.00055000，所以量化誤差為：1/50000.02 （2）為了確定是采用測頻還是測周的方法，必須先得到采用這兩種方法的量化誤差相等的點，即中界頻率 ： 式中：fst 為測頻是選用的閘門時間的倒數(shù)；fct 為測周時選用的頻標信號的頻率。 代入數(shù)值可得： ，因此當

6、fx 小于 3162.3Hz 時，宜選用測周的方法；當 fx 大于 3162.3Hz 時，宜選用測頻的方法。3、（1）由于 f110MHz，則 T11/10MHz100ns；同理 T21/10.001MHz99.99ns 則被測時間間隔 100×（10099.99）ns1ns。 （2）最大分辨率為：100ns99.99ns0.01ns100ps。 第五章 電壓測量一、填空題1、0.25 2、1.41 3、峰值 3.53V 4、檢波放大 5、寬帶放大器帶寬 內(nèi)部噪聲6、26dBm 7、或四位半 10V 8、浮置二、判斷題 對 對 對 錯 錯 對 錯 錯三、選擇題 CBBBD BAADB

7、C四、簡答題1、（1） ，故 DVM 為四位（2）分辨力 （3） ，3、2、 第六章 阻抗測量一、填空題1、寄生電容，寄生電感，損耗 2、頻率，測試信號電平，直流偏置，溫度3、電阻，電容，電感，Q 值，電導 4、模，相位5、頻率覆蓋范圍，測量量程，測量精度，操作的方便性6、標準元件值的誤差，電橋指示器的誤差，屏蔽不良引起誤差7、并聯(lián)，串聯(lián) 8、微處理器二、判斷題 對 對 對 錯 對 錯 錯 對三、選擇題 BAADC四、簡答題1、電橋法優(yōu)點：精度高（0.1典型值），使用不同電橋可得到寬頻率范圍，價格低。缺點：需要手動平衡，單臺儀器的頻率覆蓋范圍較窄。諧振法優(yōu)點：可測很高的 Q 值。缺點：需要調(diào)諧

8、到諧振，阻抗測量精度低。電壓電流法優(yōu)點：可測量接地器件，適合于探頭類測試需要。缺點：工作頻率范圍受使用探頭的變壓器的限制。RF 電壓電流法優(yōu)點：高頻范圍內(nèi)具有高的精度（0.1典型值）和寬阻抗范圍。缺點：工作頻率范圍受限于探頭使用的變壓器。自動平衡電橋法優(yōu)點：從低頻至高頻的寬頻率范圍，且寬的阻抗測量范圍內(nèi)具有高精度。缺點：不能適應(yīng)更高的頻率范圍。網(wǎng)絡(luò)分析法優(yōu)點：高頻率范圍，當被測阻抗接近特征阻抗時得到高精度。缺點：改變測量頻率需要重新校準，阻抗測量范圍窄。2、3、 第七章 信號波形測量一、填空題1、電子槍 2、掃描 3、X 偏轉(zhuǎn)板 4、20ms/cm 5、非實時， 重復6、正弦信號 相位 7、R

9、C 分壓 或阻容分壓 8、第一陽或 A1 第二陽或 A2， 或 G29、連續(xù)掃描 觸發(fā)掃描 10、鋸齒 延遲觸發(fā)電平二、判斷題：錯 錯 錯 對 對三、選擇題 CAACC CB四、簡答題1、1為掃描鋸齒波線性度不好； 2Y 放大器引入失真，出現(xiàn)削頂，產(chǎn)生截止失真； 3有掃描回線，增輝電路工作不正常。2、頻率： 相差:3、不考慮倍率開關(guān)時， cm，由于倍率開關(guān)為“×5”，屏幕上波形偏轉(zhuǎn)增大 5 倍，所以屏幕上峰 與峰之間的距離為 cm。如果采用探頭，對輸入有 10 倍衰減，輸入示波器的電壓減小 10 倍，相應(yīng)屏幕上峰與峰之間的距離減小 10 倍，即 cm。 第八章 信號的產(chǎn)生一、填空題1

10、、0.7 2、116.42Hz 3、8，2，69，31 4、100MHz 5、PD，LPF，VCO6、頻率范圍，頻率準確度，頻率穩(wěn)定度。二、判斷題：對 錯 對 錯 錯 錯 對三、選擇題：BDCBA四、簡答題1、2、鎖相環(huán)是一個相位負反饋系統(tǒng)，其基本組成部分包括：鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器。鑒相器完成輸入與輸出信號的相位比較，其輸出反映它們之間的相位差。環(huán)路濾波器為一低通濾波器，用于濾除鑒相器輸出中的高頻成分和噪聲。壓控振蕩器實現(xiàn)對輸入頻率的跟蹤，它根據(jù)鑒相器的輸出調(diào)整輸出頻率以降低輸出信號與輸入信號的相位差，從而實現(xiàn)頻率的跟蹤。3、 第九章 信號分析和頻域測量一、填空題1、本振信號 2、中

11、頻帶通濾波器 3、7.5KHz 4、寬， 慢 5、中頻增益二、判斷題： 錯 對 對 對 錯三、選擇題： 1、A 2、B 3、B 4、ACD 5、CD四、簡答題：1、 所謂“實時”頻譜儀，直觀的理解是能夠在被測信號頻率變化之前完成測量、分析和顯示，但它又不是指單純意義上的測量時間短、速度快。一般認為，實時分析是指在長度為 T 的時段內(nèi)，完成頻率分辨率達到 1/T 的譜分析；或者待分析信號的帶寬小于儀器能夠同時分析的最大帶寬。 顯然，實時的概念與信號帶寬及頻率分辨率有關(guān)。在要求的頻段寬度范圍內(nèi)，如果數(shù)據(jù)采集、分析速度不小于數(shù)據(jù)變化速度，這樣的分析就是實時的；如果待分析的信號帶寬過寬以至超過了最大分

12、析帶寬，則分析變成非實時的。 掃頻式頻譜儀實質(zhì)是一個中心頻率在整個頻率范圍內(nèi)可調(diào)諧的窄帶濾波器。 當改變它的諧振頻率時，濾波器就分離出特定的頻率分量，從而依次得到被分析信號的譜分量。因此，這種頻譜儀所顯示的頻譜圖是多次調(diào)諧之后拼接的結(jié)果，分析帶寬受限于窄帶濾波器的帶寬（通?？偸切∮谛盘枎挘?，所以不能進行實時分析。 FFT 分析儀是在對信號采樣之后，選擇一定時間長度的離散采樣點進行付氏變換，從而得到頻域信息。由于離散時域信號中已包含了該時段內(nèi)所有的頻率信息，因此可以認為 FFT 的分析帶寬與信號帶寬是匹配的，能夠?qū)崿F(xiàn)實時分析。2、頻譜儀的頻率分辨率一般指的是該分析儀中頻濾波器的最小 3dB

13、帶寬，它表征了能夠?qū)⒆羁拷膬蓚€相鄰頻譜分量分辨出來的能力。外差式頻譜儀的頻率分辨率主要由中頻濾波器的帶寬決定，最小分辨率還受到本振頻率穩(wěn)定度的影響。而 FFT分析儀的頻率分辨率和采樣頻率及 FFT 計算的點數(shù)有關(guān)：頻率分辨率 、采樣頻率 fS 和分析點數(shù) N 三者之間的關(guān)系為 。3、共需要 個濾波器。4、由于本振并不掃描，即只能分析某一個特定的頻率。而此時分析帶寬（調(diào)諧回路帶寬）大于信號帶寬，所得結(jié)果是實時的，所以屏幕顯示的將是該特定頻率上的時域波形。5、周期方波是由多個純正弦信號復合而成的，理論上具有無限寬的頻譜，每根譜線均位于奇次諧波處。但工程中通常只考慮主瓣中的譜線，即零頻、基波（20

14、KHz）、三次諧波（60KHz），所以頻譜儀的掃描寬度至少應(yīng)覆蓋060KHz 的范圍。 ，根據(jù) dB 與 V 的單位換算式6、證明：若已知邊頻與載波的幅度差為 A（dB） ，有其中 S 為邊頻幅度，C 為載波幅度。由于調(diào)幅系數(shù) m 與調(diào)幅波邊頻、載波幅度之間滿足式故有得證。 第十章 線性系統(tǒng)頻率特性測量和網(wǎng)絡(luò)分析一、填空題1、0 2、端口 2 ，正向反射系數(shù)， 端口 1 ，反向傳輸系數(shù) 3、信號源、S 參數(shù)測量裝置、矢量電壓表4、方向性誤差 5、S21小于 1二、判斷題：對 錯 錯 對 錯三、選擇題：ADBCA四、簡答題：1、宜采用 YIG 掃頻法，這種掃頻方式通常用于產(chǎn)生較高頻段的掃頻信號，

15、掃頻線性好。2、通常采用外差式差頻掃頻、全基波多頻段聯(lián)合式掃頻、倍頻式掃頻等方法。3、較低頻段一般用 Z 參數(shù)或 Y 參數(shù)來表述網(wǎng)絡(luò)特性，測量時需要開路、短路等特定的端口條件。而高頻、微波條件下的電壓和電流參數(shù)很難測量，且有時不允許人為地將網(wǎng)絡(luò)端口開路或短路，因此必須應(yīng)用不同的概念。在微波網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用 S 參數(shù)具有以下優(yōu)點：1 S 參數(shù)與慣常使用的增益、衰減、反射系數(shù)等物理量聯(lián)系非常密切；2 對電路進行分析或設(shè)計時，S 參數(shù)能全面而嚴格地表征網(wǎng)絡(luò)特性，并且便于利用；3 S 參數(shù)較易于測量，只需要一般的反射和傳輸測量系統(tǒng)或設(shè)備即可；4 S 參數(shù)易于用信流圖表示，對于分析復雜的組合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常有利。

16、4、 反射參數(shù)測量系統(tǒng)中使用了功率分配器、定向耦合器等微波器件，這些器件的性能通常都不理想。定向耦合器的方向性或連接部件的失配會造成方向性誤差；功率分配器、定向耦合器、轉(zhuǎn)換接頭及測試電纜等都存在頻率響應(yīng)，因而造成頻響誤差；定向耦合器的端口不匹配會造成源失配誤差。 在傳輸參數(shù)測量系統(tǒng)中，傳輸路徑因為隔離不佳而產(chǎn)生信號泄漏，由此引起傳輸泄漏誤差（隔離誤差） ；微波部件的傳輸頻響將產(chǎn)生傳輸頻響誤差（跟蹤誤差） ；與反射參數(shù)測量類似，端口不匹配會造成源失配誤差；另外，由于 DUT 必須串接在測試信號通路中，失配還會造成負載失配誤差。5、微波網(wǎng)絡(luò)的反射、傳輸參數(shù)測量中，在已知系統(tǒng)誤差來源并建立了誤差模型

17、之后，可以利用校準件進行校準測量和誤差修正來提高測量經(jīng)度?；舅悸肥牵焊鶕?jù)對標準件的實際測量值和誤差模型，求出各項誤差并將它們的影響從測量值中扣除。反射/傳輸參數(shù)測量誤差的校準和修正的一般步驟如下： 校準測量：使用個數(shù)等于誤差項數(shù)的標準件（反射/傳輸參數(shù)均為已知） ，依次作為 DUT 進行反射/傳輸參數(shù)測量； 計算誤差：根據(jù)已建立的誤差模型和步驟的測量結(jié)果，分別得到以誤差為未知數(shù)的方程，并由該方程組計算求解各項誤差的值； 將 DUT 接入，再次測量全部 S 參數(shù)； 修正：把 S 參數(shù)的測量值與校準所得的誤差值代入修正公式中，計算求出 DUT 的實際反射/傳輸系數(shù)，這就是誤差修正。 第十一章 數(shù)

18、據(jù)域測試一、填空題1、固定型故障、橋接故障、延遲故障和暫態(tài)故障2、 3、154、組合觸發(fā)、延遲觸發(fā)、序列觸發(fā)、手動觸發(fā)和限定觸發(fā) 5、硬件時序分析，軟件跟蹤分析。6、序列觸發(fā) 7、正常采樣方式二、判斷題：對 錯 對 錯 對 錯 錯 對 錯 錯三、選擇題：ADBCB AC四、簡答題：1、 一個邏輯子系統(tǒng)，如果穩(wěn)定狀態(tài)對任何輸入狀態(tài)改變的響應(yīng)與子系統(tǒng)中電路的延遲無關(guān)，并且，如果有兩個以上輸入改變， 輸出響應(yīng)與輸入改變的先后順序也無關(guān)，子系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)只取決于各輸入變化的最終穩(wěn)定電平，則稱這樣的邏輯子系統(tǒng)為電平靈敏的。 電平靈敏設(shè)計可保證電路中器件的延遲、 上升和下降時間等參量對電路工作無影響， 關(guān)

19、鍵是時序邏輯中的基本存貯元件必須是電平靈敏的。 32、定時分析最大速率。邏輯分析儀工作在定時分析方式時的最大數(shù)據(jù)采集速率，可以是實際的采樣時鐘最高 頻率，也可以是等效采樣速率。 狀態(tài)分析最大速率。工作在狀態(tài)分析方式時，外部時鐘可以輸入的最大頻率。 通道數(shù)。邏輯分析儀信號輸入通道數(shù)量，它包括數(shù)據(jù)通道和時鐘通道。通道越多，我們可以同時觀測的信 號就越多。 存儲深度。每個通道可以存儲的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位為比特（B）/通道，一般為幾 KB 致幾十 KB。 觸發(fā)方式。邏輯分析儀的觸發(fā)方式越多，其數(shù)據(jù)窗口定位就越靈活。一般有：隨機觸發(fā)、通道觸發(fā)、毛刺 觸發(fā)、字觸發(fā)等基本方式，有的還有一些觸發(fā)附加功能，如：延遲

20、觸發(fā)、限定觸發(fā)、組合觸發(fā)、序列觸發(fā)等。 輸入信號最小幅度。邏輯分析儀探頭能檢測到的輸入信號最小幅度。 輸入門限變化范圍。探頭門限的可變范圍，一般為-2V5V，其可變范圍越大，則可測試的數(shù)字系統(tǒng)邏輯 電平種類越多。 毛刺捕捉能力。邏輯分析儀所能檢測到的最小毛刺脈沖的寬度。3、細胞自動機（CA）和線性反饋移位寄存器（LFSR）相比的優(yōu)點在于：第一，細胞的次態(tài)為鄰細胞狀態(tài)的組合函數(shù)，不象 LFSR 中通過相鄰單元的簡單左移或右移獲得次態(tài)值，故 CA 產(chǎn)生的序列較 LFSR 的互相關(guān)性更小，這對 VLSI 的偽隨機測試有益。第二，CA 具有模塊化、局部互聯(lián)的反饋通路的規(guī)則結(jié)構(gòu)，易于映射入 VLSI 中

21、。第三，CA 局部互聯(lián)，使通道占用硅片面積小，且通道延遲小，易于高速運行，有利于 VLSI 的延遲測試。4、（1） （x1x2x3x4）1011 2 （x1x2x3x4）0011 （x1x2x3x4）0111 （x1x2x3x4）00115、故障 b:s-a-1 的測試為（0000，0001，0010） 故障 a:s-a-1 的測試為（x1x2x3x4） 0101 第十二章 測試系統(tǒng)集成技術(shù)一、填空題1、在最少人工參與下能自動進行測量、處理、顯示或輸出測試結(jié)果的系統(tǒng)2、將各種測試部件，如測試儀器模塊、主機箱、計算機控制器、編程語言等組成一個由計算機控制的測量系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進行測試軟件的開發(fā)，