电子测量试题111

四、简答题（每小题5分，共20分）

1. 数字系统有那些特点？

答

（一）数字信号通常是按时序传递的

（二）信号几乎都是多位传输的

（三）信息的传递方式是多种多样的

（四）数字信号的速度变化范围很宽

（五）信号往往是单次的或是非周期的。

（六）数字系统故障判别与模拟系统不同。

2 .个人仪器的特点是什么？

答

经济效益高；便于使用；缩短了研制周期；在构成自动测试系统、开成测试网络方面有很大的潜力。

3 简述用示波器和频谱仪观测同一信号时的异同之处。

答

（1）求波器显示的是信号的波形图，其横轴为时间t，纵轴为信号电压大小，即从时域对信号进行分析显示，

（2）频谱仪显示的是信号的频率特性，其横轴为频率f ,发明奖纵轴为电压辐度，即从频域对信号进行分析显示。

（3）由于两者从不同的角度去观察同一事物，它们反映了事物的某一侧面，但两者的测量结果是可以互译的。

4 ．计量与测量的关系如何

由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成。

五、计算题（每小题6分，共30分）

1 ．测量两个电压，分别得到它的测量值，它们的实际值分别为，求测量的绝对误差和相对误差。

2 ．设电压 V 的三个非等精度测量值分别为：

它们的权分别为 6 ， 7 ， 5 ，求 V 的最佳估值

3下图为一双环合成单元，其中内插振荡器的输出频率范围为30KHz ～40KHz ，环1的分频比N 变化范围为200～500，输入参考频率 为10KHz ，问该合成单元的输出频率范围是多少？

4 若要测一个10V 左右的电压，手头有两块电压表，其中一块量程为150V ，5.1±级，另一块量程为15V ，5.2±级，问先用那一块表合适？ 答

当选用量程为150V ，5.1±级时，测量产生的绝对误差为：

V s V V m 25.2%)5.1(150%±=±?=?≤?

当选用量程为15V ，5.2±级测量产生的绝对误差为:

V s V V m 375.0.%)5.2(15%±=±?=?≤?

选用量程为150V ，5.1±级的电压表

5 欲用电子计数器测量一个fx=200Hz 的信号频率，采用测频（选闸门时间为1s ）和测周（选时标为0.1μs ）两种方法。试比较这两种方法由±1误差所引起的测量误差

（1）测频时，在1s 的闸门时间内对被测信号的计数值为：200Hz×1s ＝200 则量化误差为：1/200＝0.5％

（2）测周时，因为被测信号的频率为200Hz ，则一个周期时间为T x =1/200＝0.0005秒。由于时标为T s =0.1μs ，所以被计数频率为1/0.1μs ＝10MHz ＝107Hz 。在0.0005秒内计得的数为：107×0.0005＝5000，所以量化误差为：1/5000＝0.02％

简答题：(28%)

1、用电子计数器测量一个600Hz 的信号频率，采用测频（闸门时间为2S ）和测周（时标为0.5μS ）两种方法，试比较

这两种方法由±1误差所引起的测量误差。 解：（1）4103.8600

21

1-?±=?±=±

=?x Tf N （2）46100.3105.06001

--?±=??±=±=?±

=?x c x

c f T T f N （3）这里测周法±1误差小于测频法。

2、用电桥测一批100mH 左右的电感，由于随机误差的影响，对每个电感的测量值均在L 0±1.2mH 的范围内变化。若希

望测量值的不确定范围减小到0.4mH 以内，又没有更精确的仪器，问可采用什么办法？

解：每个元件测量n 次，n 次测量值平均值的标准差n

l )(?)(?σσ

=，

94.02.1)(?)(?2

2

=???

??=??????≥l l n σ

σ，取n=9， 所以每个元件测量9次可使测量值的不确定范围减小到0.4mH 以内。

3、请选择测量电压、测量频率、测量网络的幅频特性、产生三角波信号、分析信号的频谱特性、测量三极管的输入或

输出特性、测量调幅波的调幅系数、微机系统软、硬件调试等八种被测量的最佳测量仪器。

答：测量电压：数字电压表；测量频率：电子计数器；测量网络的幅频特性：扫频仪；产生三角波信号：信号发生器；分析信号的频谱特性：频谱分析仪；测量三极管的输入或输出特性：晶体管特性图示仪；测量调幅波的调幅系数：调制域分析仪；微机系统软、硬件调试：逻辑分析仪。

一、 计算题：(20%)

1、对某信号源的输出频率x f 进行了8次测量，数据如下：

求?()x

M f 及?()x f σ。 解：?()x

M f =∑==81

81k xk x f f =10.815kHz ，?()x f σ=()∑=--8

12181k x xk f f =0.044。

00021

C R f π=100021

000==C R f π

2、用正弦有效值刻度的均值电压表测量正弦波、方波和三角波电压，读数均为18V ，求三种波形电压的均值、有效值和峰值。

解：（1）三种波形电压的均值相同：16.2V 11.1/18/~~=====?∏F k V V V α。 （2）三种波形电压的有效值：V 18~==αV ，V 2.162.160.1=?==∏∏∏V k V F ，

18.63V 2.1615.1=?==???V k V F 。

（3）三种波形电压的峰值：25.45V 18414.1~~~=?==V k V p p ，V 2.162.160.1=?==∏∏∏V k V p p ，32.27V 63.181.732=?==???V k V p p 。

二、 说明题：(20%) 1、 说明取样示波器的工作原理。

取样示波器的基本原理是利用等效取样技术，将周期性高频(或高速)信号变换为与原来信号波形相似的低频(或低速)信号。在这种取样过程中，每个信号周期只取样一次(或几次)，取样信号依次地延迟Δt ，完成一个取样周期后，离散信号的包络反映原信号的波形。这种固定延迟时间有顺序的取样也称为顺序取样。而当一个周期取几次样时，取样点必须重新排列，也称为随机取样。

答题关键点：被测信号的周期性；采样点数必须满足等效采样率大于奈奎斯特率；采样包络反映波形；顺序取样或随机取样。最后才是基本垂直系统和水平系统的示波器功能。

2、 依下图说明电路实现陷波功能的基本原理。

由R 2 R 3和C 3组成低通网

络, 由C 1 C 2和R 4组成高通网络而形成带阻网络，当R ０=R 2 =R 3=2 R 4，C ０=C 1 =C 2=C 3/2时电路在衰减极点谐振，形成陷波器。 谐振频率为：

A 1和A 2为跟随器，完成阻抗匹配，即输入阻抗高、输出阻抗低。双T 网络的纵臂

接A 3的输出，使得网络的Q 值可以根据A 3跟随器的输出所形成的正反馈灵活

调整。按所示参数可得：

答题关键点：双T 网络，形成带阻；谐振频率： ； A 1和A 2为跟随器阻抗匹配；A 3组成Q 值可调的正反馈电路。

0021C R f π=

四、简答题（每小题5分，共20分）

1 ．试述测量的定义。

答：关于测量的科学定义，有狭义和广义之分

狭义测量：电子测量是在电子学中测量有关的量值。

广义测量：凡是利用电子技术来进行的测量都可以说是电子测量。

3 微机化数字存贮小老头波器有那些特点

（1）可以长期存贮泚形

（2）可以进行负延迟

（3）便于观测单次过程和缓慢变化的信号

（4）多种显示方式

（5）便于数据处理

（6）可用字符显示测量结果

（7）便于程控和用多种方式输出

（8）便于进行功能扩展

4 什么是矢量电压表，它需要完成的两个测量功能是什么？

答：矢量电压表是一种能同时测量信号幅度和相位和测量仪器，它的两个测量功能是高频宽带微伏级电压的测量和相位差的测量。

五、计算题（每小题6分，共30分）

1 下图为一双环合成单元，其中内插振荡器的输出频率范围为30KHz～40KHz，环1的分频比N变化范围为200～500，输入参考频率为10KHz，问该合成单元的输出频率范围是多少？

2欲用电子计数器测量一个fx=200Hz的信号频率，采用测频（选闸门时间为1s）和测周（选时标为0.1μs）两种方法。试比较这两种方法由±1误差所引起的测量误差

（1）测频时，在1s的闸门时间内对被测信号的计数值为：200Hz×1s＝200 则量化误差为：1/200＝0.5％

（2）测周时，因为被测信号的频率为200Hz，则一个周期时间为T x=1/200＝0.0005秒。由于时标为T s=0.1μs，所以被计数频率为1/0.1μs ＝10MHz＝107Hz。在0.0005秒内计得的数为：107×0.0005＝5000，所以量化误差为：1/5000＝0.02％

4 已知DYC-5走超高频电子管电压表在测量交流电压时的技术指标如下：

1）测量电压范围：0.1—100V 分五档，各档满度电压为1，3，10，30，100V；

频率范围20Hz----300MHz ；

在环境温度（20 ±5）℃及频率50H时各档的满度测量基本误差为±2.5%.

2）在0-15℃及25--40℃附加误差为±2.5%

3）频率附加误差为

20Hz---100MHz ±3%

100---200MHz ±5%

200----300MHz ±10%

现在欲测5V 150MHz的高频，环境温度为32℃，求测量误差的不确定度。

解：

测量的基本相对误差：

%55

10

%5.20±=?±==?V V V V m n γ 频率附加误差：%5±=?V

V f

温度附加误差：

%5.2±=?V

V t

总的不确定度%5.12)5.2%5%5(0±=++±=???

??????+?+?±=ΦV V V V V V V t f V 5 ．设电压 V 的三个非等精度测量值分别为：

它们的权分别为 6 ， 7 ， 5 ，求 V 的最佳估值