北京交通大学电子测量大作业
电子测量技术大作业及答案
学习中心/函授站姓名学号20232020601、大作业试题公布时间：(1)毕业班：2023年4月21日；(2)正常班：2023年5月19日；2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须用《西安电子科技大学网络与继续教育学院2023春期末考试答题纸》(个人专属答题纸)手写完成，要求字迹工整、卷面干净、整齐；4、在线上传时间：(1)毕业班学生于2023年4月21日至2023年5月4日在线上传大作业答卷；(2)正常班学生于2023年5月19日至2023年5月29日在线上传大作业答卷；5、拍照要求完整、清晰，一张图片对应一张个人专属答题纸(A4纸)，正确上传。
KP =、K F K P =K F(每空2分，共20分)1、在电子测量技术中，按被测量对象性质及技术处理领域的不同，电子测量包括时域测量、__________测量和数据域测量。
答案;频域2、电子测量所包括的技术有变换技术、比较技术、___________技术、处理技术及显示技术等。
答案：放大技术3、标定一量程为100mA 的电流表，经过大量数据测量以及和标准表的数据比较，发现在10mA 处的误差最大，且为0.8mA，则这块表的等级应标定为__1级_______级表。
4、有效数字体现了测量仪器的误差，现用一电压表测量某电压，测量结果的有效值为2.382V，则该测量仪器的最大误差为__0.0005V _。
5、在各类交流电压表的刻度标定中，电压表的刻度一般是按__________定标刻度的。
答案交流电压有效值6、最小二乘法是处理测量数据很重要的一种方法，一般在工程上常利用用最小二乘法的原理来__________。
答案：拟合测量曲线7、在模拟式交流电压中，常用的三种类型的交流电压表有峰值电压表、__________和有效值电压表。
答案：均值电压表8、用示波器测量某信号的周期，若选择的扫描速度越高，则屏幕显示的波形周期个数越__________。
奥鹏北交《电子测量》在线作业一860
北京《电子测量》在线作业一
( )是载波幅值随调制信号幅值而变。
A:调幅波
B:调整波
C:调波度
D:调平波
答案：A
示波器为保证输入信号波形不失真,在( )输入衰减器中采用RC分压电路。
A:X轴
B:Y轴
C:Z轴
D:W轴
答案：B
在交流电压表中,为了减小高频信号的测量误差,
往往采用下列哪一种电路( )。
A:调制式放大器
B:检波—放大式放大器
C:热偶变换式放大器
D:放大—检波式放大器
答案：B
模拟直接合成法特点:虽然转换速度为( ),但是
由于电路复杂,难以集成化,因此其发展受到一定限制。
A:μs量级
B:s量级
C:ps量级
D:ms量级。
北京交通大学电子测量大作业
电子测量大作业二----7-14姓名：***学号：********班级：铁道信号12042014年12月7-14查阅网络分析仪的技术资料，说明网络分析仪的功能和基本原理，比较网络分析仪和频谱分析仪的异同点一、网络分析仪的功能现代网络分析仪已广泛在研发，生产中大量使用，网络分析仪被广泛地应用于分析各种不同部件，材料，电路，设备和系统。
无论是在研发阶段为了优化模拟电路的设计，还是为了调试检测电子元器件，矢量网络分析仪都成为一种不可缺少的测量仪器。
网络分析仪是一种功能强大的仪器，正确使用时，可以达到极高的精度。
它的应用也十分广泛，在很多行业都不可或缺，尤其在测量无线射频（RF）元件和设备的线性特性方面非常有用。
现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合，例如，信号完整性和材料的测量。
随着业界第一款PXI 网络分析仪—NI PXIe - 5630的推出，你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的束缚，轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。
二、网络分析仪的基本原理一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时，由第n个端口输入的入射行波an将散射到其余一切端口并发射出去。
若第m个端口的出射行波为bm,则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。
一个双口网络共有四个散射参数S11、S21、S12和S22。
当两个终端均匹配时，S11和S22就分别是端口1和2的反射系网络分析仪数,S21是由1口至2口的传输系数，S12则是反方向的传输系数。
当某一端口m终端失配时,由终端反射回来的行波又重新进入m口。
这可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一个行波am入射到m口。
这样，在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。
据此可以解出网络的一切特性参数,如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。
这就是网络分析仪的最基本的工作原理。
单端口网络可视为双口网络的特例，在其中除S11之外，恒有S21=S12=S22。
电子测量技术大作业
电子测量技术大作业目录题目一测量数据误差处理 (1)(1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面； (1)(2)编写程序使用说明； (1)(3)通过实例来验证程序的正确性。
(2)题目二时域反射计 (4)(1)时域反射计简介 (4)(2)时域反射计原理 (4)(3)时域反射计（TDR）组成 (5)(4)仿真与结果 (5)附录 (8)题目一测量数据误差处理2-21 参考例2-2-6的解题过程，用C语言或Matlab设计测量数据误差处理的通用程序,要求如下：(1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面；图1 测试数据误差处理的输入(2)编写程序使用说明；本题用的是C语言编写的数据误差处理的通用程序，调试编译借助了CodeBlocks软件。
运行exe文件后，只需输入所需测试数据的数目、各数值大小并选择误差处理方式与置信概率即可得出处理结果。
在程序的子函数中已经将t a值表、肖维纳准则表及格拉布斯准则表的所有数据存入，无需人工查表填入。
其他具体程序内容可见附录。
图 2 程序运行流程图(3) 通过实例来验证程序的正确性。
例2-2-6中的原始数据如下表16=2.67()0.0858U =2.45%U V U V V σ∧=——，；异常值为；无累进性系统误差、无周期性系统误差；在95的置信概率下，置信区间为[2.66,2.72]V计算所得结果与图3显示结果近似相等，说明程序编译无误。
图3 数据处理后的结果显示题目二时域反射计6-14 在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。
（本题设计以时域反射计测量阻抗为例）(1)时域反射计简介时域反射计(TDR)用来测量信号在通过某类传输环境传导时引起的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。
TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。
北京交通大学电子测量第六章实验
电子测量第六章6-13实验目录第六章6-13电子测量实验 (1)一实验题目 (1)二实验原理 (1)1.触发耦合方式： (1)2.设备： (2)3.示波器设置： (3)4.操作： (4)三实验内容及仿真结果 (5)1、当耦合方式为接地耦合时 (5)2、当耦合方式为直流耦合（DC）时 (5)3、当耦合方式为交流耦合（AC）时 (9)四实验总结 (12)一实验题目在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。
二实验原理1.触发耦合方式：耦合方式选择开关一般有三个档位：DC、AC、GND（即接地耦合）。
接地耦合时，在不断开被测信号的情况下，为示波器提供测量直流电压时的参考地电平。
触发目的：触发电平及极性选择器用于选择合适稳定的触发点，以控制扫描电压的起始时刻（即选择波形显示起点），并使波形显示稳定，保证每次显示的波形都有同样的时间参考点。
其次用来捕获感兴趣的信号波形。
示波器在死区时间内的重要信息有可能被错过。
我们可以利用出发来解决这一问题，通过合理选择触发点来捕获感兴趣的信号段波形。
触发电平：触发电平可以由“触发电平”旋钮进行调节，它有正电平、负电平和零电平之分，相应的触发点分别位于触发信号电压波形的上部、下部或中部（零电平）。
触发极性：触发极性指的是触发点位于触发信号的上升沿还是下降沿，位于上升沿的称为正极性触发，位于下降沿的称为负极性触发。
触发点：触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。
Multisim仿真：信号发生器设置产生2V，2kHZ的正弦信号，将信号输入到示波器的CH1端2.设备：Agilent54622D虚拟示波器、Agilent虚拟信号发生器连接如图：3.示波器设置：1）采用边沿触发（edge）2）通过“触发电平”旋钮进行调节正电平、负电平和零电平。
顺时针旋转旋钮，触发电平上升；逆时针旋转旋钮，触发电平下降。
电子测量大作业
《电子测量技术》课程研究性作业姓名 :学号 :班级：指导教师 :日期 :目录一、6-14 在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。
(2)1.1时域反射计简介 (2)1.2时域反射计原理 (2)1.3电路原理图 (5)1.4实验仿真结果 (6)二、7-14查阅网络分析仪的技术资料，说明网络分析仪的功能和基本原理，比较网络分析仪和频谱分析仪的异同点。
(6)2.1网络分析仪的功能 (6)2.2网络分析仪的基本原理 (7)2.3频谱分析仪与网络分析仪的异同点 (7)一、6-14 在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。
1.1时域反射计简介时域反射计(TDR)用来测量信号在通过某类传输环境传导时引起的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。
TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。
TDR 显示了在沿着一条传输线传播快速阶跃信号时返回的电压波形。
波形结果是入射阶跃和阶跃遇到阻抗偏差时产生的反射的组合。
1.2时域反射计原理时域反射计TDR是最常用的测量传输线特征阻抗的仪器，它是利用时域反射的原理进行特性阻抗的测量。
图1是传统TDR工作原理图。
TDR包括三部分组成：1) 快沿信号发生器：典型的发射信号的特征是：幅度200mv，上升时间35ps，频率250KHz方波。
2) 采样示波器：通用的采样示波器.3) 探头系统：连接被测件和TDR仪器。
测试信号的运行特征参考图2所示。
由阶跃源发出的快边沿信号注入到被测传输线上，如果传输线阻抗连续，这个快沿阶跃信号就沿着传输线向前传播。
当传输线出现阻抗变化时，阶跃信号就有一部分反射回来，一部分继续往前传播。
反射回来的信号叠加到注入的阶跃信号，示波器可采集到这个信号。
北交电子测量大作业
电子测量技术大作业实验题目：6-14&7-14学院：电子信息工程学院专业：自动化学号：姓名：指导教师：赵会兵电子测量大作业6-14.在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。
（此题设计以时域反射计测量阻抗为例）一.时域反射计简介早在60年代就产生了时域反射计TDR（Time-Domain Reflectometry）技术。
该技术包括产生沿传输线传播的时刻阶跃电压。
用示波器检测来自阻抗的反射，测量输入电压与反射电压比，从而计算不持续的阻抗。
时域反射计(TDR)用来测量信号在通过某类传输环境传导时引发的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。
TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。
TDR 显示了在沿着一条传输线传播快速阶跃信号时返回的电压波形。
波形结果是入射阶跃和阶跃碰到阻抗误差时产生的反射的组合。
传统TDR可作为定性工具利用，下面列出阻碍其精度和有效性的限制：1. 有限的上升时刻2. 采样示波器的同步抖动3. 差的信噪比4. 大的阶跃电压会损坏有源器件5. 需要直流通路二.时域反射计(TDR)原理时域反射计TDR是最经常使用的测量传输线特点阻抗的仪器，它是利历时域反射的原理进行特性阻抗的测量。
图 1 TDR原理图三.时域反射计(TDR)组成（1）快沿信号发生器：典型的发射信号的特点是：幅度200mv，上升时刻35ps，频率250kHz方波。
（2）采样示波器：通用的采样示波器；（3）探头系统：连接被测件和TDR仪器。
仿真：图 2 时域反射计仿真电路设计初值：图 3 信号发生器设置选项图 4 信号发生器上升沿时刻设置图 5 示波器仿真显示结果在图5中，第一条黄线为终端开路（反射系数为1）时的结果；第二条蓝线为终端有负载阻抗时的结果；第三条为终端短路（反射系数为-1）时的结果。
北京交通大学电子测量第二章大作业
电子测量大作业数据处理的通用程序一．实验要求参考例2-2-6的解题过程，用c语言或MATLAB设计测量数据误差处理的通用程序，要求如下：（1）提供测试数据输入，粗大误差判别准则选择等的人机界面；（2）编写程序使用说明；（3）通过实例来验证程序的正确性。
二．实验原理1.求平均值—U 及标准偏差估计值）（U ∧σ ∑==Ni iU N U 11— 1)(1i 2--=∑=-∧N U N u U N i σ2.检查有无异常数据。
用于粗大误差剔除的常见方法有： ①莱特检验法：当)(3x x x i ∧->-σ时，该误差为粗大误差。
用于数据服从正态分布的情况下判断异常值，主要用于测量数据较多时，一般要求n>10。
②肖维纳检验法：当)(x ch x x i ∧-•>-σ时，该误差为粗大误差。
用于数据服从正态分布的情况下判断异常值，要求在n>5时使用。
③格拉布斯检验法：当)(x g x x i ∧-•>-σ时，该误差为粗大误差，g 值根据重复测量次数n 和置信概率由附录3的格拉布斯准则表查出。
格拉布斯检验法是在未知总体偏差的情况下，对正态样本或接近正态样本的异常值进行判别。
④除了上述三种检验法外，还有奈尔检验法、Q 检验法、狄克逊检验法等。
3.判断有无随时间变化的变值系统误差。
①判断有无累进性系统误差：n 为偶数时，若max 2/112/i n i n n i i iv v v ≥-∑∑=+=n 为奇数时，若max 2/)1(12/)1(i n i n n i i i v v v ≥-∑∑-=+=则认为测量中存在累进性系统误差。
②判断有无周期性系统误差：)(12111x n vv n i i i ∧-=+->∑σ 则认为测量中存在周期性系统误差。
4.给出置信区间 先求出平均值的标准偏差n v v ∧-∧=)()(σσ，根据n 值，查t 分布表，可以在给定置信概率下，查出a t 的值。
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电子测量大作业二----7-14
姓名：***
学号：********
班级：铁道信号1204
2014年12月
7-14查阅网络分析仪的技术资料，说明网络分析仪的功能和基本原理，比较网络分析仪和频谱分析仪的异同点
一、网络分析仪的功能
现代网络分析仪已广泛在研发，生产中大量使用，网络分析仪被广泛地应用于分析各种不同部件，材料，电路，设备和系统。
无论是在研发阶段为了优化模拟电路的设计，还是为了调试检测电子元器件，矢量网络分析仪都成为一种不可缺少的测量仪器。
网络分析仪是一种功能强大的仪器，正确使用时，可以达到极高的精度。
它的应用也十分广泛，在很多行业都不可或缺，尤其在测量无线射频（RF）元件和设备的线性特性方面非常有用。
现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合，例如，信号完整性和材料的测量。
随着业界第一款PXI 网络分析仪—NI PXIe - 5630的推出，你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的束缚，轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。
二、网络分析仪的基本原理
一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时，由第n个端口输入的入射行波an将散射到其余一切端口并发射出去。
若第m个端口的出射行波为bm,则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。
一个双口网络共有四个散射参数S11、S21、S12和S22。
当两个终端均匹配时，S11和S22就分别是端口1和2的反射系网络分析仪数,S21是由1口至2口的传输系数，S12则是反方向的传输系数。
当某一端口m终端失配时,由终端反射回来的行波又重新进入m口。
这可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一个行波am入射到m口。
这样，在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。
据此可以解出网络的一切特性参数,如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。
这就是网络分析仪的最基本的工作原理。
单端口网络可视为双口网络的特例，在其中除S11之外，恒有S21=S12=S22。
对于多端口网络,除了一个输入和一个输出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配负载，从而等效为一个双端口网络。
轮流选择各对端口作为等效双口网络的输入、输出端，进行一系列测量并列出相应的方程,即可解得n端口网络的全部n2个散射参数,从而求出n端口网络的一切特性参数。
图左为四端口网络分析仪测量S11时测试单元的原理示意，箭头表示各行波的路径。
信号源u输出信号经开关S1和定向耦合器D2输入到被测网络的端口1，这就是入射波a1。
端口1的反射波(即1口的出射波b1)经定向耦合器D2和开关传到接收机的测量通道。
信号源u的输出同时经定向耦合器D1传到接收机的参考通道，这个信号是正比于a1的。
于是双通道幅度-相位接收机就测出b1/a1，即测出S11,包括其幅值和相位（或实部和虚部）。
测量时,网络的端口2接上匹配负载R1，以满足散射参数所规定的条件。
系统中的另一个定向耦合器D3也终接匹配负载R2,以免产生不良影响。
其余三个S 参数的测量原理与此类同。
图右为测量不同Smn参数时各开关应放置的位置。
在实际测量之前，先用三个阻抗已知的标准器（例如一个短路、一个开路和一个匹配负载）供仪器进行一系列测量，称为校准测量。
由实测结果与理想（无仪器误差时）应有的结果比对，可通过计算求出误差模型中的各误差因子并存入计算机中，以便对被测件的测量结果进行误差修正。
在每一频率点上都按此进行校准和修正。
测量步骤和计算都十分复杂，非人工
所能胜任。
上述网络分析仪称为四端口网络分析仪，因为仪器有四个端口，分别接到信号源、被测件、测量通道和测量的参考通道。
它的缺点是接收机的结构复杂，误差模型中并未包括接收机所产生的误差。
三、频谱分析仪与网络分析仪的异同点
频谱分析仪主要有两种结构：扫频式的和FFT，由于FFT结构存在测量频率的限制，一般只用于低频，而扫频式的广泛应用与射频和微波领域
扫频相对于FFT优点有：测量频率范围宽，DANL低，测量动态范围大等
FFT相对于扫频的优点有：实时测量
当然扫频的频谱仪有的也有FFT功能，如PSA，一般的频谱分析仪，后端对接收信号进行AD采集，然后用DSP处理后，可以达到VSA（矢量信号分析仪）的功能，如ESA＋89601A 当然目前的频谱分析仪功能还可以扩展，如NF测试，Phase Noise的测试，Digital Modulation 的测试等，但是这些一般是作为选件，选件的意思就是要额外的付钱。
网络分析仪有矢量和标量两种，目前主要的是矢量的，也就是说它能同时测量得到传输、反射幅度和相位信息，网络分析仪里面有自己的信号源，也有自己的接收机，但是如果把它理解成一个信号源和一台频谱仪的综合，那是有问题的，因为目前标准的网络分析仪只能测量线性参数，它是同频扫描的，具个例子，VNA扫描f1时，接收端也是测量f1信号上的传输和反射，再次计算得到S参数。
当然现在的VNA功能也扩展了，一般的VNA有frequcney offset选件，加上这个，就可以完成例如Mix这种频率偏移器件的扫描测试，当然有了这个频率偏移，也可以进行器件的非线性测试，如谐波等参数测试。
还有一个VNA的主要扩展就是进行差分器件的测试，目前随着差分拓扑的广泛应用，VNA 也推出了例如四端口的VNA，但是它产生的信号也不是物理上差分，而是逻辑上差分，主要还是完成四端口网络的测试，然后进行混合S参数转换，得到DUT的差分性能，但是四端口的VNA一般要比两端口的贵上一倍。