電子測量原理課后習(xí)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(zhǔn)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(xué)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(jìn)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(jìn)行的實驗過程。2、 3、 4、計量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)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(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，以確定合格與否，并給出具有法律效力的檢定證書。

2、計量的三個主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)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(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)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、

3、微分方程； 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= 600-100 = 500kPa2、測試系 統(tǒng)的靜態(tài)特性是通過靜態(tài)標(biāo)定或靜態(tài)校準(zhǔn)的過程獲得的。靜態(tài)標(biāo)定就是在一定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，利用一定等級的標(biāo)定設(shè)備對測試系統(tǒng)進(jìn)行多次往復(fù)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

4、1、 ±1 量化、標(biāo)準(zhǔn)頻率2、測頻率比、測時間間隔、測相位差、自檢3、量化誤差、標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差、頻標(biāo)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(zhǔn)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：10KHZX 0.1s= 1000,則量化誤差的相 對值為：1/1000 = 0.1% (3)為了顯示不溢由，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/

5、10s=10KHz2、(1)測頻時，在 1s的 閘門時間內(nèi)對被測信號的計數(shù)值為： 200HzX 1s= 200則量化誤差為：1/200 = 0.5%測周時，因為被測信號的頻率為200Hz,則一個周期時間為1/200 = 0.0005秒。由于時標(biāo)為0.1 公所以被計數(shù)頻率為1/0.1 10MHz = 107Hz。在0.0005秒內(nèi)計得的數(shù)為：107 >0.0005 =5000,所以量化誤差 為：1/5000 = 0.02% （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

6、標(biāo)信號的頻率。代入數(shù)值可得：，因此當(dāng) fx 小于 3162.3Hz 時，宜選用測周的方法；當(dāng)fx 大于3162.3Hz時，宜選用測頻的方法。3、（1）由于f1=10MHz, 貝U T1 = 1/10MHz = 100ns；同理 T2= 1/10.001MHz = 99.99ns 則被測時間間隔 聲100X （100-99.99） ns=1ns。（2）最大分辨率為：100ns 99.99ns= 0.01ns= 100ps。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10以V &浮置二

7、、判斷題對對對錯錯對錯錯三、選擇題 CBBBD BAADBC 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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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

8、圍較窄。諧振法優(yōu)點：可測很高的 Q值。缺點：需要調(diào)諧到諧振，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(dāng)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(zhǔn)，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、 20

9、ms/cm 5、非實時，重復(fù)6、正弦信號 相位7、 RC 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“ X 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

10、號的產(chǎn)生一、填空題1、 0.7 2、 116.42Hz 3、 8， 2， 69， 31 4、 100MHz 5 、PD, LPF, VCO6、頻率范圍，頻率準(zhǔn)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(fù)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

11、頻域測量一、填空題1、本振信號2、中頻帶通濾波器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(rèn)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(dá)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

12、；如果待分析的信號帶寬過寬以至超過了最大分析帶寬，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(dāng)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（通常總是小于信號帶寬），所以不能進(jìn)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(jìn)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(rèn)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

13、該分析儀中頻濾波器的最小3dB 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(fù)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

14、線，即零頻、 基波 （ 20KHz） 、 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

15、頻方式通常用于產(chǎn)生較高頻段的掃頻信號，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(jìn)行分析或設(shè)計時，S 參數(shù)能全面而嚴(yán)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

16、表示，對于分析復(fù)雜的組合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常有利。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(fù)載失配誤差。5、微波網(wǎng)絡(luò)的反射、傳輸參數(shù)測量中，

17、在已知系統(tǒng)誤差來源并建立了誤差模型之后，可以利用校準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)測量和誤差修正來提高測量經(jīng)度。基本思路是：根據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)和修正的一般步驟如下： 校準(zhǔn)測量：使用個數(shù)等于誤差項數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)件（反射 /傳輸參數(shù)均為已知），依次作為DUT 進(jìn)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(zhǔn)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

18、正。第十一章數(shù)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

19、響，關(guān)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

20、遲觸發(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(xì)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(xì)胞的次態(tài)為鄰細(xì)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。 第三

21、， 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(jìn)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(jìn)行測試軟件的開發(fā)，完成和實現(xiàn)特定的測試任務(wù)的過程。3、 EPP、SPP