電子測(cè)量原理課后習(xí)題答案

1、第一章 測(cè)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(duì) 5、相對(duì)誤差 6、模擬，數(shù)字 7、微差、替代、交換二、判斷 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 錯(cuò) 錯(cuò)三、選擇 CDBBAD四、簡(jiǎn)答題1、關(guān)于測(cè)量的科學(xué)定義，有狹義和廣義之分。狹義測(cè)量是指為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。 廣義測(cè)量是指 為了獲取被測(cè)對(duì)象的信息而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。2、3、4、計(jì)量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測(cè)量，它是利用技術(shù)和法制手段實(shí)施的一種特殊形式的測(cè)量，即把被測(cè)量與國(guó)家計(jì)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

2、書。計(jì)量的三個(gè)主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。由于測(cè)量發(fā)展的客觀需要出現(xiàn)了計(jì)量，測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，需要計(jì)量予以保證，計(jì)量是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)，沒有計(jì)量，也談不上測(cè)量。測(cè)量又是計(jì)量聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的重要途徑，可以說沒有測(cè)量，計(jì)量也將失去價(jià)值。計(jì)量和測(cè)量相互配合，相輔相成7、電壓比較、阻抗比較、頻率（時(shí)間）比較、相位比較、數(shù)字比較等。5、測(cè)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(cè)量方法與測(cè)量系統(tǒng)一、填空題1、量程范圍寬；測(cè)量準(zhǔn)確度高、測(cè)量速度快、易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)。 2、電信號(hào)；電系統(tǒng)3、測(cè)試激勵(lì)信號(hào)源。 4、ykx 5、平均無故障時(shí)間；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度6、微

3、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(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 錯(cuò)三、選擇題：1、ABCDE 2、A 3、BD 4、C 5、D四、簡(jiǎn)答題1、量程測(cè)量范圍上限測(cè)量范圍下限600100500kPa2、測(cè)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(jí)的標(biāo)定設(shè)備對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行多次往復(fù)測(cè)試的過程，如下圖所示。3、4、初始值不為零的一階測(cè)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(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)為 8.506 秒。 第四章 時(shí)間與頻率的測(cè)量一、填空題1、±1 量化、標(biāo)

4、準(zhǔn)頻率 2、測(cè)頻率比、測(cè)時(shí)間間隔、測(cè)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(shí)間、被計(jì)數(shù)頻率越低 6、頻率較低、一個(gè)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(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 對(duì) 對(duì) 對(duì) 錯(cuò)三、選擇題 DCDCDBACAB四、簡(jiǎn)答題1、（1）測(cè)量分辨率（1/0.1s） 10Hz（2）在 0.1s 的閘門時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值為：10KHz×0.1s1000， 則量化誤差的相對(duì)值為：1/10000.1（3）為了顯示不溢出， 則在 10s 的最大閘門時(shí)間內(nèi)計(jì)得的值不能超過 105， 由此可得測(cè)量頻率的上限值為：105/10s10KHz2、（1）

5、測(cè)頻時(shí)，在 1s 的閘門時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)值為：200Hz×1s200 則量化誤差為：1/2000.5測(cè)周時(shí)，因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)的頻率為 200Hz，則一個(gè)周期時(shí)間為 1/2000.0005 秒。由于時(shí)標(biāo)為 0.1s，所以被計(jì)數(shù)頻率為 1/0.1s10MHz107Hz。在 0.0005 秒內(nèi)計(jì)得的數(shù)為：107×0.00055000，所以量化誤差為：1/50000.02 （2）為了確定是采用測(cè)頻還是測(cè)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(diǎn)，即中界頻率 ： 式中：fst 為測(cè)頻是選用的閘門時(shí)間的倒數(shù)；fct 為測(cè)周時(shí)選用的頻標(biāo)信號(hào)的頻率。 代入數(shù)值可得： ，因此當(dāng)

6、fx 小于 3162.3Hz 時(shí)，宜選用測(cè)周的方法；當(dāng) fx 大于 3162.3Hz 時(shí)，宜選用測(cè)頻的方法。3、（1）由于 f110MHz，則 T11/10MHz100ns；同理 T21/10.001MHz99.99ns 則被測(cè)時(shí)間間隔 100×（10099.99）ns1ns。 （2）最大分辨率為：100ns99.99ns0.01ns100ps。 第五章 電壓測(cè)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 10V 8、浮置二、判斷題 對(duì) 對(duì) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò)三、選擇題 CBBBD BAADB

7、C四、簡(jiǎn)答題1、（1） ，故 DVM 為四位（2）分辨力 （3） ，3、2、 第六章 阻抗測(cè)量一、填空題1、寄生電容，寄生電感，損耗 2、頻率，測(cè)試信號(hào)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(cè)量量程，測(cè)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(duì) 對(duì) 對(duì) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì)三、選擇題 BAADC四、簡(jiǎn)答題1、電橋法優(yōu)點(diǎn)：精度高（0.1典型值），使用不同電橋可得到寬頻率范圍，價(jià)格低。缺點(diǎn)：需要手動(dòng)平衡，單臺(tái)儀器的頻率覆蓋范圍較窄。諧振法優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)很高的 Q 值。缺點(diǎn)：需要調(diào)諧

8、到諧振，阻抗測(cè)量精度低。電壓電流法優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)量接地器件，適合于探頭類測(cè)試需要。缺點(diǎn)：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(diǎn)：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(diǎn)：工作頻率范圍受限于探頭使用的變壓器。自動(dòng)平衡電橋法優(yōu)點(diǎn)：從低頻至高頻的寬頻率范圍，且寬的阻抗測(cè)量范圍內(nèi)具有高精度。缺點(diǎn)：不能適應(yīng)更高的頻率范圍。網(wǎng)絡(luò)分析法優(yōu)點(diǎn)：高頻率范圍，當(dāng)被測(cè)阻抗接近特征阻抗時(shí)得到高精度。缺點(diǎn)：改變測(cè)量頻率需要重新校準(zhǔn)，阻抗測(cè)量范圍窄。2、3、 第七章 信號(hào)波形測(cè)量一、填空題1、電子槍 2、掃描 3、X 偏轉(zhuǎn)板 4、20ms/cm 5、非實(shí)時(shí)， 重復(fù)6、正弦信號(hào) 相位 7、R

9、C 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(cuò) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 對(duì)三、選擇題 CAACC CB四、簡(jiǎn)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(shí)， cm，由于倍率開關(guān)為“×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(duì)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 信號(hào)的產(chǎn)生一、填空題1

10、、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(duì) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì)三、選擇題：BDCBA四、簡(jiǎn)答題1、2、鎖相環(huán)是一個(gè)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(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)與輸入信號(hào)的相位差，從而實(shí)現(xiàn)頻率的跟蹤。3、 第九章 信號(hào)分析和頻域測(cè)量一、填空題1、本振信號(hào) 2、中

11、頻帶通濾波器 3、7.5KHz 4、寬， 慢 5、中頻增益二、判斷題： 錯(cuò) 對(duì) 對(duì) 對(duì) 錯(cuò)三、選擇題： 1、A 2、B 3、B 4、ACD 5、CD四、簡(jiǎn)答題：1、 所謂“實(shí)時(shí)”頻譜儀，直觀的理解是能夠在被測(cè)信號(hào)頻率變化之前完成測(cè)量、分析和顯示，但它又不是指單純意義上的測(cè)量時(shí)間短、速度快。一般認(rèn)為，實(shí)時(shí)分析是指在長(zhǎng)度為 T 的時(shí)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(hào)的帶寬小于儀器能夠同時(shí)分析的最大帶寬。 顯然，實(shí)時(shí)的概念與信號(hào)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(shí)時(shí)的；如果待分析的信號(hào)帶寬過寬以至超過了最大分

12、析帶寬，則分析變成非實(shí)時(shí)的。 掃頻式頻譜儀實(shí)質(zhì)是一個(gè)中心頻率在整個(gè)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(shí)，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(hào)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(hào)帶寬） ，所以不能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。 FFT 分析儀是在對(duì)信號(hào)采樣之后，選擇一定時(shí)間長(zhǎng)度的離散采樣點(diǎn)進(jìn)行付氏變換，從而得到頻域信息。由于離散時(shí)域信號(hào)中已包含了該時(shí)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(hào)帶寬是匹配的，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)分析。2、頻譜儀的頻率分辨率一般指的是該分析儀中頻濾波器的最小 3dB

13、帶寬，它表征了能夠?qū)⒆羁拷膬蓚€(gè)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(jì)算的點(diǎn)數(shù)有關(guān)：頻率分辨率 、采樣頻率 fS 和分析點(diǎn)數(shù) N 三者之間的關(guān)系為 。3、共需要 個(gè)濾波器。4、由于本振并不掃描，即只能分析某一個(gè)特定的頻率。而此時(shí)分析帶寬（調(diào)諧回路帶寬）大于信號(hào)帶寬，所得結(jié)果是實(shí)時(shí)的，所以屏幕顯示的將是該特定頻率上的時(shí)域波形。5、周期方波是由多個(gè)純正弦信號(hào)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線，即零頻、基波（20

14、KHz）、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(cè)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(hào)源、S 參數(shù)測(cè)量裝置、矢量電壓表4、方向性誤差 5、S21小于 1二、判斷題：對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò)三、選擇題：ADBCA四、簡(jiǎn)答題：1、宜采用 YIG 掃頻法，這種掃頻方式通常用于產(chǎn)生較高頻段的掃頻信號(hào)，

15、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(cè)量時(shí)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(cè)量，且有時(shí)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(diǎn)：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(duì)電路進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)時(shí)，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(cè)量，只需要一般的反射和傳輸測(cè)量系統(tǒng)或設(shè)備即可；4 S 參數(shù)易于用信流圖表示，對(duì)于分析復(fù)雜的組合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常有利。

16、4、 反射參數(shù)測(cè)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(huì)造成方向性誤差；功率分配器、定向耦合器、轉(zhuǎn)換接頭及測(cè)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(huì)造成源失配誤差。 在傳輸參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中，傳輸路徑因?yàn)楦綦x不佳而產(chǎn)生信號(hào)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(cè)量類似，端口不匹配會(huì)造成源失配誤差；另外，由于 DUT 必須串接在測(cè)試信號(hào)通路中，失配還會(huì)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(cè)量中，在已知系統(tǒng)誤差來源并建立了誤差模型

17、之后，可以利用校準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量和誤差修正來提高測(cè)量經(jīng)度?；舅悸肥牵焊鶕?jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的實(shí)際測(cè)量值和誤差模型，求出各項(xiàng)誤差并將它們的影響從測(cè)量值中扣除。反射/傳輸參數(shù)測(cè)量誤差的校準(zhǔn)和修正的一般步驟如下： 校準(zhǔn)測(cè)量：使用個(gè)數(shù)等于誤差項(xiàng)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(cè)量； 計(jì)算誤差：根據(jù)已建立的誤差模型和步驟的測(cè)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(jì)算求解各項(xiàng)誤差的值； 將 DUT 接入，再次測(cè)量全部 S 參數(shù)； 修正：把 S 參數(shù)的測(cè)量值與校準(zhǔn)所得的誤差值代入修正公式中，計(jì)算求出 DUT 的實(shí)際反射/傳輸系數(shù)，這就是誤差修正。 第十一章 數(shù)

18、據(jù)域測(cè)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(dòng)觸發(fā)和限定觸發(fā) 5、硬件時(shí)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(duì) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò) 對(duì) 錯(cuò) 錯(cuò)三、選擇題：ADBCB AC四、簡(jiǎn)答題：1、 一個(gè)邏輯子系統(tǒng)，如果穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)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(gè)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(jì)可保證電路中器件的延遲、 上升和下降時(shí)間等參量對(duì)電路工作無影響， 關(guān)

19、鍵是時(shí)序邏輯中的基本存貯元件必須是電平靈敏的。 32、定時(shí)分析最大速率。邏輯分析儀工作在定時(shí)分析方式時(shí)的最大數(shù)據(jù)采集速率，可以是實(shí)際的采樣時(shí)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(shí)，外部時(shí)鐘可以輸入的最大頻率。 通道數(shù)。邏輯分析儀信號(hào)輸入通道數(shù)量，它包括數(shù)據(jù)通道和時(shí)鐘通道。通道越多，我們可以同時(shí)觀測(cè)的信 號(hào)就越多。 存儲(chǔ)深度。每個(gè)通道可以存儲(chǔ)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(jī)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：延遲

20、觸發(fā)、限定觸發(fā)、組合觸發(fā)、序列觸發(fā)等。 輸入信號(hào)最小幅度。邏輯分析儀探頭能檢測(cè)到的輸入信號(hào)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(cè)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(cè)到的最小毛刺脈沖的寬度。3、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（CA）和線性反饋移位寄存器（LFSR）相比的優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)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(duì) VLSI 的偽隨機(jī)測(cè)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

21、。第三，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(yùn)行，有利于 VLSI 的延遲測(cè)試。4、（1） （x1x2x3x4）1011 2 （x1x2x3x4）0011 （x1x2x3x4）0111 （x1x2x3x4）00115、故障 b:s-a-1 的測(cè)試為（0000，0001，0010） 故障 a:s-a-1 的測(cè)試為（x1x2x3x4） 0101 第十二章 測(cè)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(dòng)進(jìn)行測(cè)量、處理、顯示或輸出測(cè)試結(jié)果的系統(tǒng)2、將各種測(cè)試部件，如測(cè)試儀器模塊、主機(jī)箱、計(jì)算機(jī)控制器、編程語言等組成一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的測(cè)量系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試軟件的開發(fā)，