電子測量作業(yè)

1、第一章1.12 試設(shè)計(jì)一個測量方案，測量某放大器的直流輸出電阻(阻值估計(jì)在30k 左右 )。解：設(shè)計(jì)如右圖所示，為減少測量誤差采用數(shù)字電壓表測量，且R1、R2 都在 30 K左右，可忽略電壓表接入對輸出電壓的影響，則有：U1R1EU 2R2ER1 rR2 r所以：r R1 R2 (U 1U 2 )RU RU1221rKEVR1R21.13 選擇測量儀器時(shí)，通常要根據(jù)被測量的大致大小選擇合適的測量量程。例如仍采用題 1.l0 所示的測量電路，現(xiàn)分別用MF 20 晶體管電壓表的6 V 檔和 30V 檔測量負(fù)載RL上電阻 Uo，已知電壓表的電壓靈敏度為20k V( 由此司算出各檔量程電壓表輸入電阻R

2、v電壓靈敏度×量程)，準(zhǔn)確度等級為2.5 級 (準(zhǔn)確度等級s 表示儀表的滿度相對誤差不超過s，即最大絕對誤差為xm± s%·xm。試分別計(jì)算兩個量程下的絕對誤差和相對誤差。解： 6V 檔時(shí)：Rv1 120KR 外 1 30/120 24 KU x1245 2.222V30 24x11Ux1 A 2.222 2.5 0.278Vx12± 2.5%× 6± 0.15Vx1x11 x12 0.482Vy1x1100% 0.428100%17%A2.530V 檔時(shí)：編輯版 wordRv2 30× 20600K R 外 2 30 /6

3、00 28.57 KU x 228.5752.244V 28.5730x21 2.244 2.5 0.06Vx22± 2.5%× 30± 0.75Vx2 0.81V0.86y2100% 32.4%第二章2.10現(xiàn)校準(zhǔn)一個量程為100 mV，表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值 (mV)0102030405060708090100標(biāo)準(zhǔn)儀表示值 (mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0絕對誤差 (mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值 c (mV)

4、0.0-0.10.20.4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求：將各校準(zhǔn)點(diǎn)的絕對誤差U和修正值 c 填在表格中； 10 mV 刻度點(diǎn)上的示值相對誤差rx 和實(shí)際相對誤差rA； 確定儀表的準(zhǔn)確度等級； 確定儀表的靈敏度。解： r x 0.1/10 × 100%1%rA 0.1/9.9 × 100%.01% 因?yàn)椋?xm 0.4 mVrm 0.4/100 0.4%所以： s 0.5 100/100 1mV119 999 )數(shù)字電壓表測電壓， 該表 2V 檔的工作誤差為 ±2.14 某 4 位(最大顯示數(shù)字為2編輯版 word0.025 (示值 ) 

5、7;1個字， 現(xiàn)測得值分別為0.0012V 和 1.988 8V，問兩種情況下的絕對誤差和示值相對誤差各為多少？解：x1 0.0250.001212 0.1mV10019999rx1 1.003104100% 8.36%0.0012x2 0.0251.988812 0.6mV100199992.27用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表：nxinxinxi120.42620.431120.42220.43720.391220.41320.40820.301320.39420.43920.401420.39520.421020.431520.40判斷有無壞值，寫出測量報(bào)告值。解：（ 1）用公式x1nn

6、xi 求算術(shù)平均值。ix 1 1520.4320.40)20.40415 i 1(20.42（ 2）列出 vi 和 vi2 如表 2.27 11nvi2115vi2 0.0327（ 3）n1 i 1n1 i 1表 2.27 1nvivi2nvivi2nvivi2編輯版 word10.0160.00025660.0260.000676110.0160.00025620.0260.0006767-0.0140.000196120.0060.0000363-0.0040.0000168-0.1040.01081613-0.0140.00019640.0260.0006769-0.0040.00001

7、614-0.0140.00019650.0160.000256100.0260.00067615-0.0140.00001630.098從表 2.27 中可以看出，剩余殘差最大的第8 個測量數(shù)據(jù)，其值為：v8 0.100.103， n8 為壞值應(yīng)剔除。（ 4）剔除 n8 后的算術(shù)平均值x 20.414（ 5）重新列出 vi 和 vi2 如表 2.27 2表 2.27 2nvi2nvi2nvi2vivivi10.0060.00003660.0160.000256100.0060.00003620.0160.0002567-0.0240.00057611-0.0040.0000163-0.0140

8、.00019612-0.0240.00057640.0160.0002568-0.0140.00019613-0.0240.00057650.0060.00003690.0160.00025614-0.0140.000196（ 6）剔除 n8 后的標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值 0.01633 0.0489（ 7）剔除 n8 后無壞值編輯版 wordx / n 0.0163 / 140.004363 x 0.01308因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為：20.414± 0.013第三章3.5 差頻式振蕩器作低頻信號發(fā)生器振蕩源的原理和優(yōu)點(diǎn)是什么？答：差頻式振蕩器的可變頻率振蕩器和固定頻率振蕩器分別產(chǎn)生可變頻

9、率的高頻振蕩 f1 和固定頻率的高頻振蕩f2 ，經(jīng)過混頻器M 產(chǎn)生兩者差頻信號f f1 f2。這種方法的主要缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，頻率準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度較差，波形失真較大；最大的優(yōu)點(diǎn)是容易做到在整個低頻段內(nèi)頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)而不用更換波段，輸出電平也較均勻，所以常用在掃頻振蕩器中。3.12 解釋下列術(shù)語：頻率合成，相干式頻率合成，非相干式頻率合成。答：頻率合成是把一個(或少數(shù)幾個 )高穩(wěn)定度頻率源fs 經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運(yùn)算，以產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)，按一定的頻率間隔(或稱頻率跳步)的一系列離散頻率的信號。相干式頻率合成器：只用一個石英晶體產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，然后通過分頻、倍頻等，加入混頻器的頻率之間是相關(guān)

10、的。非相干式直接合成器：用多個石英晶體產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，產(chǎn)生混頻的兩個基準(zhǔn)頻率之間相互獨(dú)立。第四章4.1 電子示波器有哪些特點(diǎn)？答：電子示波器的基本特點(diǎn)是：編輯版 word 能顯示信號波形，可測量瞬時(shí)值，具有直觀性。 輸入阻抗高，對被測信號影響小。 工作頻帶寬，速度快，便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。 在示波器的熒光屏上可描繪出任意兩個電壓或電流量的函數(shù)關(guān)系。4.11 延遲線的作用是什么？內(nèi)觸發(fā)信號可否在延遲線后引出，去觸發(fā)時(shí)基電路？為什么？答：當(dāng)示波器工作在內(nèi)觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，利用垂直通道輸入的被測信號去觸發(fā)水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生掃描電壓波，從接受觸發(fā)到開始掃描需要一小段時(shí)間，這樣就會出現(xiàn)被測信號到達(dá)Y偏轉(zhuǎn)板

11、而掃描信號尚未到達(dá)X 偏轉(zhuǎn)板的情況，為了正確顯示波形，必須將接入Y 通道的被測信號進(jìn)行一定的延遲，以便與水平系統(tǒng)的掃描電壓在時(shí)間上相匹配。內(nèi)觸發(fā)信號不能在延遲線后引出，去觸發(fā)時(shí)基電路。如果在延遲線后引出，水平系統(tǒng)的掃描電壓在時(shí)間上相對于垂直通道輸入的被測信號就沒有延遲了。第五章5.5 用一臺七位計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量fx 5MHz 的信號頻率， 試分別計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間為1s、0.1s和 10ms 時(shí)，由于“±1”誤差引起的相對誤差。解：閘門時(shí)間為1s 時(shí)：N 1510.2 10 6Nf xT10 61閘門時(shí)間為0.1s 時(shí)：N 1510.210 5NfxT10 60.1閘門時(shí)間為 10ms

12、時(shí)：N 1510613 0.2 104NfxT10 105.7 用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測頻率，已知晶振頻率的相對誤差為 8，門控時(shí)fc / fc± 5× 10間 T 1s，求：編輯版 word（ 1）測量 fx10MHz 時(shí)的相對誤差；（ 2）測量 fx10kHz 時(shí)的相對誤差；并提出減小測量誤差的方法。f x f c 1(51081)7解：（ 1）(fxT)10 10611.5 10fxfcf x f c 1(581) 4（2）(f xT)1010 10310fxfc1從 fx / f x 的表達(dá)式中可知，提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少fc / f c 的閘門時(shí)間誤差， 擴(kuò)大閘門時(shí)

13、間T 或倍頻被測信號可減少±1 誤差。第六章6.1 舉例說明測量相位差的重要意義。答：測量輸出與輸入信號間相位差在圖像信號傳輸與處理、多元信號的相干接收等學(xué)科領(lǐng)域，都有重要意義。6.5用示波器測量兩同頻正弦信號的相位差，示波器上呈現(xiàn)橢圓的長軸A 為 100m，短軸 B 為 4cm，試計(jì)算兩信號的相位差。解：2arctg B 2arctg 4 43.6°A10第七章7.1 簡述電壓測量的意義和特點(diǎn)。答：因?yàn)殡妷菏潜碚麟娦盘柕娜蠡緟?shù)之一，所以電壓測量就顯得十分重要。電壓測量的特點(diǎn)：頻率范圍寬；測量范圍寬；對不同波形電壓，測量方法及對測量精度的影響有差異；編輯版 word被

14、測電路的輸出阻抗不同對測量精度有影響；測量精度，測量直流電壓精度較高，交流電壓精度較低；測量易受外界因素干擾。7.5 說明調(diào)制式直流放大器的工作過程及其抑制直流漂流的原理。答：調(diào)制式直流放大器，是將直流信號斬波使信號變成交流信號，再進(jìn)行放大，對放大后的信號再進(jìn)行解調(diào)為直流信號。由于是用交流放大， 所以直流零漂就被隔斷。第八章8.2 某直流電橋的四個橋臂電阻分別為R1 1000 ，R2 100 ，R3 4l和 R4=400 。電源為 1.5V(不計(jì)內(nèi)阻 )，指示器靈敏度為2mm/A ，內(nèi)阻為50 。（ 1）斷開指示器，求其兩端的戴維南等效電路。（ 2）計(jì)算指示器由電路不平衡引起的偏轉(zhuǎn)。解：根據(jù)電

15、橋平衡條件：R1 gR3 R2 gR4 可知， R3 有 1的不平衡電阻， 斷開指示器支路，B、 D 兩端的開路電壓為：U OCU ADU ABR1U SR2U SR1R4R2 R310001001.5 7.65 mV1.5 100 411000400在 B、D 兩端計(jì)算戴維南等效電阻時(shí)，1.5V 電源必須短路。R0 R1R4 R2R3 1000 400100 41 314.7R1 R4R2R31000 400100 41戴維南等效電路如右圖。R01.5VI UOC 7.65 10 3Rg5021 AR0314.722142mmPA編輯版 word8.7 某交流電橋平衡時(shí)有下列參數(shù)：Z 1 為

16、 R1 2000 與 C1 0.5F 相并聯(lián)，Z 2 為 R2 1000 與 C2 1F 相串聯(lián)， Z4 為電容 C4 0.5F，信號源角頻率 103rad/s ，求阻抗Z 3 的元件值。解：電橋平衡時(shí)有：1Z3R211，1 CC2jj C4R1j1展開并整理得：11 C1Z3R2CR1j1 Cj2j4 10003 161j1030.5 106316j101102000j 100.51013 10.50.56j10j10所以：R3 0C3 0.5F8.8 某電橋在 104 rad/s 時(shí)平衡并有下列參數(shù)：Z1 為電容 C1 0.2F，Z 2 為電阻 R2500 ，Z 4 為 R4 300 與 C4 0.25F 相并聯(lián)，求阻抗Z 3 (按串聯(lián)考慮 )。R411