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__________。
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电子测量技术大作业班级: 通信1109学号: 11211105姓名: 单赟吉专业: 通信工程指导老师: 朱云二零一三年十二月第一题： 一．研究题目：4-19：在Multisim 环境下，设计一种多斜积分式DVM ，给出原理图和仿真实验结果。
二．积分型A/D 转换电路2.1 双积分型A/D 转换电路双积分型ADC 是1种V —T 型A/D 转换器，原理电路如图12.2.2-1(a)所示，由积分器、比较器、计数器和部分控制电路组成。
工作过程如下：（1）平时（即A/D 转换之前），转换控制信号v C =0，计数器和触发器FFc 被清零，门G1、G2输出低电平，开关S 0闭合使电容C 完全放电，S 1掷下方，比较器输出v B =0，门G3关闭。
（2）v C =1时，开关S 0断开，开关S 1掷上方接输入信号V I ，积分器开始对V I 积分，输出电压为⎰-=-=tt RCV dt V RCv 0II O 1(2.1)显然v O 是1条负向积分直线，如图12.2.2-1(b)中t =0～T 1段实线所示。
与此同时，比较器输出v B =1（因v O <0），门G3开启，计数器开始计数。
（3）当积分到t =T 1=2n T cp 时（其中T cp 是时钟CP 的周期），n 位计数器计满2n 复0，FFc 置1，门G2输出高电平，开关S 1掷下方接基准电压（－V REF ），积分器开始对（－V REF ）进行积分。
设t =T 1时，v O 下降到v O =V O1，由式（3.1）1IO1T RCV V -= （2.2）)()(11REFO11REF O1O T t RCV V dt V RCV v tT -+=--=⎰（2.3）v O 波形如图3.5(b)中t =T 1～（T 1+T 2）段实线所示。
（4）当t =T 1+T 2时，v O 上升到v O =0V ，v B =0，门G3被关闭，计数器停止计数，此时计数器中保存下来的数字就是时间T 2。
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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。
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第一章1.12数字电压表测量，且R 1、R 2都在30 K 可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有： 111R U E R r＝＋ 222R U E R r ＝＋所以：12121221()R R U U RU R U －r ＝－1.13 用题1.l0所示的测量电路，现分别用MF －20晶体管电压表的6 V 档和30V 档测量负载R L 上电阻U o ，已知电压表的电压灵敏度为20kΩ／V(由此司算出各档量程电压表输入电阻R v ＝电压灵敏度×量程)，准确度等级为2.5级(准确度等级s 表示仪表的满度相对误差不超过s ％，即最大绝对误差为Δx m ＝±s%·x m 。
试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。
解：6V 档时：Rv 1＝120K Ω R 外1＝30//120＝24 K Ω1245 2.22230x U V ⨯＝＝＋24Δx 11＝Ux 1－A ＝2.222－2.5＝－0.278V Δx 12＝±2.5%×6＝±0.15V111120.482x x x V ∆∆∆＝＋＝110.4282.5x y A ∆⨯⨯＝100%＝100%＝17% 30V 档时：Rv 2＝30×20＝600K Ω R 外2＝30 //600＝28.57 K Ω228.575 2.24430x U V ⨯＝＝＋28.57Δx 21＝＝2.244－2.5＝－0.06V Δx 22＝±2.5%×30＝±0.75V Δx 2＝0.81V20.862.5y ⨯＝100%＝32.4% 第二章2.10 现校准一个量程为100 mV ，表盘为100等分刻度的毫伏表，测得数据如下：求：① 将各校准点的绝对误差ΔU 和修正值c 填在表格中； ② 10 mV 刻度点上的示值相对误差r x 和实际相对误差r A ； ③ 确定仪表的准确度等级； ④ 确定仪表的灵敏度。
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《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。
电子测量作业
第一章1.12数字电压表测量，且R 1、R 2都在30 K Ω左右， 可忽略电压表接入对输出电压的影响，则有： 111R U E R r＝＋ 222R U E R r ＝＋所以：12121221()R R U U RU R U －r ＝－1.13 用题1.l0所示的测量电路，现分别用MF －20晶体管电压表的6 V 档和30V 档测量负载R L 上电阻U o ，已知电压表的电压灵敏度为20kΩ／V(由此司算出各档量程电压表输入电阻R v ＝电压灵敏度×量程)，准确度等级为2.5级(准确度等级s 表示仪表的满度相对误差不超过s ％，即最大绝对误差为Δx m ＝±s%·x m 。
试分别计算两个量程下的绝对误差和相对误差。
解：6V 档时：Rv 1＝120K Ω R 外1＝30//120＝24 K Ω1245 2.22230x U V ⨯＝＝＋24Δx 11＝Ux 1－A ＝2.222－2.5＝－0.278V Δx 12＝±2.5%×6＝±0.15V111120.482x x x V ∆∆∆＝＋＝110.4282.5x y A ∆⨯⨯＝100%＝100%＝17% 30V 档时：Rv 2＝30×20＝600K Ω R 外2＝30 //600＝28.57 K Ω228.575 2.24430x U V ⨯＝＝＋28.57Δx 21＝＝2.244－2.5＝－0.06V Δx 22＝±2.5%×30＝±0.75V Δx 2＝0.81V20.862.5y ⨯＝100%＝32.4% 第二章2.10 现校准一个量程为100 mV ，表盘为100等分刻度的毫伏表，测得数据如下：求：① 将各校准点的绝对误差ΔU 和修正值c 填在表格中； ② 10 mV 刻度点上的示值相对误差r x 和实际相对误差r A ； ③ 确定仪表的准确度等级； ④ 确定仪表的灵敏度。
第七章电子测量大作业
电子测量大作业【实验题目】查阅网络分析仪的技术资料,说明其功能与工作原理,比较网络分析仪与频谱分析仪的异同点。
目录:网络分析仪简介..．．.....．..．.．.．..．...．..．.．...．.．.......．.....２网络分析仪的功能.......．.．....．．.．．.．.....．.．..．．.．.....．．．...２网络分析仪的原理...．．.．.....．．..............．....．．.．..．.．...．2 频谱分析仪简介.....．．．..．...．..．.....．.........．．....．.．．.....３频谱分析仪的基本原理.....．...．．．..．．．.．....．.．．...．.......．．.．3 结论．．．....．．....．....．.....．.....．.......．...．．..........．．.．4一．网络分析仪简介矢量网络分析仪,它本身自带了一个信号发生器，可以对一个频段进行频率扫描．如果是单端口网络分析仪测量的话，将激励信号加在端口上，通过测量反射回来信号的幅度和相位,就可以判断出阻抗或者反射情况. 而对于双端口测量,则还可以测量传输参数. 由于受分布参数等影响明显,所以网络分析仪使用之前必须进行校准图１网络分析仪二．网络分析仪的功能可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。
自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正，并换算出其他几十种网络参数,如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗（或导纳）、衰减（或增益）、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。
三．网络分析仪的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。
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2.12 CD —13型万用电桥测电感的部分技术指标如下：5μH —1.1mH 挡：±2％(读数值)±5μH ；10mH —110mH 挡：±2％(读数值)±0.4％(满度值)。
试求被测电感示值分别为10μH ，800μH ，20mH ，100mH 时该仪器测量电感的绝对误差和相对误差。
并以所得绝对误差为例，讨论仪器误差的绝对部分和相对部分对总测量误差的影响。
解：根据误差公式计算各电感误差如下： （1）10μHH2.5H 5H 2.0H 5H 10%2μμμμμ±=±±=±⨯±=∆L%52H10H2.5±=±=∆=μμγL L L （2）800μHH21H 5H 16H 5H 800%2μμμμμ±=±±=±⨯±=∆L%6.2H800H 21±=±=∆=μμγL L L （3）20mHmH 94.0mH 55.0mH 4.0mH 110%5.0mH 20%2±=±±=⨯±⨯±=∆L%7.4mH20mH 94.0±=±=∆=L L L γ（4）100mHmH 55.2mH 55.0mH 2mH 110%5.0mH 100%2±=±±=⨯±⨯±=∆L%6.2mH100mH 55.2±=±=∆=L L L γ由以上计算过程中的绝对误差，可知当被测电感较小时仪器误差的绝对部分对总误差影响大，而被测电感较大时仪器误差的相对部分对总误差影响大。
这里对每个量程都有一个临界值：5μH —1.1mH 档：临界值L 1，H 5%21μ±=⨯±L ，H 2501μ=L 即当被测电感L 小于250μH 时：仪器误差的绝对部分对总误差影响大。
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-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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实验名称：一种基于DDFS的正弦信号源班级：
姓名：
学号：
题目：
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，给出原理图和仿真实验结果。
原理：DDFS-Direct Digital Frequency Synthesizer 直接数字频率合成。
在时钟脉冲的控制下，相位累加器输出线性递增的相位吗，相位吗作为地址信息来寻址波形寄存器，讲波形寄存器中存放的正弦波形样点数据输出，然后经过模数变换器得到对应的阶梯波形，最后经过低通滤波器对解题波进行平滑，得到正弦波形。
波形储存器中也可以存放其他波形，实现任意波形产生的功能。
频率控制字K在时钟的控制下控制每次相位累加器累计的相位增量，从而实现对输出信号频率的控制。
实验思路：由于不知道是否有可记忆是的芯片，故使用简单的数电所学的芯片进行仿真，首先产生三角波，再通过对波形进行减法运算产生书中波形存储器输出的波形，然后使用低通滤波器滤去高频分量，留下来的便是正弦波。
具体的电路图：
(1)进行步长为1，范围为0~10的加减法电路图
如图所示，74283用来进行加法运算，下面的两个74161用来控制频率控制字K的大小，加减计数范围为0~10，当第一个计数器计数到10以后，由逻辑关系，把第一个计数器清零，同时第二个74161计数一次，当第二个74161的低位输出为零的时候，控制74283加法，当输出为1的时候控制74283进行减法运算，实现了从74273输出的数字从0递增到10，再递减到0的过程（输出的正弦频率为时钟信号的20分之一）
（2）数模转换部分：
（3）把数字信号通过数模转换转换成模拟信号，即产生了三角波
仿真结果图如下所示：
但是此时的三角波是含有直流分量的，需要通过运放进行减法运算
（4）去除直流分量
使用运算放大器去除其直流分量
如上图所示，通过运算放大器的减法电路去除其中的直流分量，通过调节电位器选择合适的减少的电压的数值。
仿真结果：
（5）滤波电路
如上图所示，此滤波器是低通滤波器，通过几次测试，当Rf=10kΩ，C=1uf的时候滤波效果最好
仿真结果（clk=1khz、正弦频率为50hz）：
clk=10khz（正弦频率为500hz）
（6）实验总电路图如下图所示：
感想：知道有这个大作业后，看了所有的例题，觉得并不是很好做，感觉做正弦信号这个题目还是最容易和最近所学的数电知识结合在一起的，有一点想法，于是就顺着这个想法往下做下去，期间虽然遇到很多问题，但是慢慢的都解决了，但是感觉做出来的还是不够好，要想信号不失真得改变低通滤波器的Rf与C才行，不能随着频率的改变而自动改变滤波器的截频，仍然有待改善。