习题一
1.1 解释名词：①测量；②电子测量。
答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。
1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。
答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。
间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。
组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。
1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。
答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。
零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。
微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。
1.4 叙述电子测量的主要内容。
答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。
1.5 列举电子测量的主要特点.。
答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。
1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？
答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。
1.7 设某待测量的真值为土0．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点：
①10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09，10.11；
② 9.59，9.7l，1 0.68，l0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21．，9.98，l0.38；
③ 10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99。
答：①精密欠正确；②准确度低；③准确度高。
1.8 SXl842数字电压表数码显示最大数为19 999，最小一档量程为20mV，问该电压表的最高分辨率是多少？
解：20mV/19999＝0.001 mV＝1μV
l.9 SR46示波器垂直系统最高灵敏度为50uV／div，若输入电压为120uV，则示波器荧光屏上光点偏移原位多少格？
解：120/50＝2.4格
1.10 某待测电路如题1.10图所示。
（1）计算负载R L 上电压U 。的值(理论值)。
（2）如分别用输入电阻R v 为120kO ．和10MQ 的晶体管万用表和数字电压表测量端电压U 。，忽略其他误差，示值U 。各为多少？
（3）比较两个电压表测量结果的示值相对误差r x ［r x ＝(U o －U x )/U x ×100%］
解：（1）030
5 2.53030
U V ?＝
＝＋
（2）R 外1＝30//120＝24 K Ω
124
5 2.2230x U V ?＝
＝＋24
题1.10 图
R 外2＝30//10000＝29.91 K Ω
229.91
5 2.49630x U V ?＝
＝＋29.91
（3）01100%100%12.6%2.22
x x x U U r U ??－ 2.22－2.5
＝
＝＝－ 02100%100%.16%2.496
x x x U U r U ??－ 2.496－2.5
＝
＝＝－0 1.11 已知某热敏电阻随温度变化的规律为0(1/1/)
0B T T T R R e
-=?，其中
R o 、R t 分别为 热力学温度为T 0＝300K 和T 时的阻值，B 为
材料系数。已测得 ① T 1＝290 K ，R 1＝14.12kΩ ，②T 2＝320K ，R 2＝5.35kg 。求R 0和B 。
解：11(
)290300
014.12B R e －＝ （1）
11(
)320300
0B R e
－5.35＝ （2）
联立（1）、（2）解得：
B ＝3003 R 0＝10.05K Ω 1.12 试设计一个测量方案，测量某放大器的直流输出电阻(阻值估计在30kΩ左右)。
解：设计如右图所示，为减少测量误差采用
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：
1
11R U E R r
＝
＋ 222R U E R r ＝＋ 所以：12121221
()
R R U U RU R U －r ＝
－
1.13 选择测量仪器时，通常要根据被测量的大致大小选择合适的测量
量程。例如仍采用题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
r E
R R V K ＋
－1
2
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 Ω
124
5 2.22230x U V ?＝
＝＋24
Δx 11＝Ux 1－A ＝2.222－2.5＝－0.278V Δx 12＝±2.5%×6＝
±0.15V
111120.482x x x V ???＝＋＝
110.428
2.5
x y A ???＝
100%＝100%＝17% 30V 档时：
Rv 2＝30×20＝600K Ω R 外2＝30 //600＝28.57 K Ω
228.57
5 2.24430x U V ?＝
＝＋28.57
Δx 21＝＝2.244－2.5＝－0.06V Δx 22＝±2.5%×30＝±
0.75V
Δx 2＝0.81V
20.86
2.5
y ?＝
100%＝32.4% 1.14 比较测量和计量的类同和区别。
答：测量是把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。
计量是利用技术·阳法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。 计量可看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。因此，计量又是测量的基础和依据。
1.15 解释名词：① 计量基准；② 主基准；③ 副基准；④ 工作基准。 答：① 用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。
② 主基准也称作原始基准，是用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。因此，主基准也叫国家基准。
③ 副基准：通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。其地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。
④ 工作基准：经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。
1.16 说明检定、比对、校准的含义。各类测量仪器为什么要定期进行检定和比对。
答：检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。
比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。
校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确
定被校计量器具的示值误差的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。
通过对各级基准、标准及计量器检定、比对和校准以保证日常工作中所使用的测量仪器、量具的量值统一。
习题二
2.1 解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。
实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。
标称值：测量器具上标定的数值。
示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。
修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2 什么是等精度测量？什么是不等精度测量？
答：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变，这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。
2.3 按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类？
答：1、绝对误差：定义为：Δx＝x－A0
2、相对误差
（1）实际相对误差：100%
A
x
r
A
?
?
＝
（2）示值相对误差：100%
x
x
r
x
?
?
＝
（3）满度相对误差：100%
m
m
m
x
r
x
?
?
＝
（4）分贝误差：G x＝20 lg A u（d B）
2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。
随机误差的特点是：①有界性；②对称性；③抵偿性。
粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。
2.5 有两个电容器，其中C1＝2000±40 pF，C2＝470 pF±5%，问哪个电容器的误差大些？为什么？
解：
1
40
100%2%
200
r±?±
＝＝因为r1＜r2 ，所以C2的误差大些。
2.6 某电阻衰减器，衰减量为20±0.1dB，若输入端电压为1 000mV，输出端电压等于多少？
解：由：
20lg20
i
x
u
G
u
＝＝得：u
＝u i /10＝100 mV
r x＝r Db /8.69＝±0.1/8.69＝±1.2 % Δu 0＝r x×u0＝±
1.2 %×100＝±1.2 mV
输出端电压为：100 mV ±1.2 mV
2.7 用电压表测量电压，测得值为5.42V ，改用标准电压表测量示值为5.60V ，求前一只电压测量的绝对误差ΔU ，示值相对误差r x 和实际相对误差r A 。
解：ΔU ＝5.42－5.60＝－0.18V
r x ＝－0.18/5.42＝－3.32% r A ＝－0.18/5.60＝－
3.21%
2.8 标称值为1.2kΩ，容许误差±5％的电阻，其实际值范围是多少？ 解：Δx ＝r x ×x ＝±5%×120＝±60Ω 实际值范围是：1200±60Ω 2.9 现检定一只2.5级量程100V 电压表，在50V 刻度上标准电压表读数为48V ，问在这一点上电压表是否合格？
解：Δx m ＝±2.5%×100＝±2.5V Δx ＝50－48＝2V ＜2.5V 电压表合格。
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：
仪表刻度值(mV)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 标准仪表示值(mV) 0.0 9.9 20.2 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 80.0 89.7 100.0 绝对误差 (mV)
0.0 0.1 -0.2 -0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.3 0.0 0.3 0.0 修正值c (mV)
0.0 -0.1 0.2 0.4 -0.2 0.2 0.4 0.3 0.0 -0.3 0.0 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。
解：② r x ＝0.1/10×100%＝1% r A ＝0.1/9.9×100%＝1.01% ③ 因为：Δx m ＝－0.4 mV r m ＝－0.4/100＝－0.4%
所以：s ＝0.5
④ 100/100＝1 mV
2.11 WQ —1型电桥在f ＝ 1 kHz 时测0.1pF ～110pF 电容时，允许误差为± 1.0％ × (读数值)±0.01％× (满量程值)，求该电桥测得值分别为lpF 、10pF 、100pF 时的绝对误差、相对误差。
解：Δx m ＝±0.01%×110＝±0.011 pF Δx 1＝±1.0%×1±0.011＝±0.021 pF
Δx 2＝±1.0%×10±0.011＝±0.111 pF Δx 3＝±1.0%×100±0.011＝±1.011 pF
10.021
100% 2.1%1x r ±
?±＝＝ 20.111100% 1.11%10
x r ±?±＝＝
3 1.011100% 1.011%100
x r ±?±＝＝
2.12 如题2.12图所示，用内阻为R v 的电压表测量A 、B 两点间电压，忽略电源E 、电阻R 1、 R 2的误差，求： ① 不接电压表时，A 、B 间实际电压U A ；
② 若R v ＝20KΩ，由它引入的示值相对误差和实际相对误差各为多少？ ③ 若R v ＝1MΩ，由它引入的示值相对误差和实际相对误差又各为多少？ 解：① 20129.6520A U V ?＝
＝＋ ② 2101250x U V ?＝＝8＋1
289.6
100%%8x r ?－＝
＝－20 289.6
100%%9.6
A r ?－＝＝－16.7
③ R 外
＝20//1000＝19.6KΩ 题2..12
图
319.3
125x U ?＝＝9.561V ＋19.3
39.6100%%9.56x r ?9.56－＝＝－0.418
39.6
100%%
9.6
A r ?9.56－＝＝－0.417 2.13 用准确度s ＝1．0级，满度值100μA 的电流表测电流，求示值分别为80μA 和40μA 时的绝对误差和相对误差。
解：Δx 1＝Δx 2＝Δx m ＝±1%×100＝±1μA
r x 1＝Δx 1/ x 1＝±1/80＝±1.25% r x 2＝Δx 2 / x 2＝±1/40＝±
2 .5%
2.14 某1
4
2
位(最大显示数字为19 999 )数字电压表测电压，该表2V 档的工作误差为 ± 0.025％(示值)±1个字，现测得值分别为0.0012V 和1.988 8V ，问两种情况下的绝对误差和示值相对误差各为多少？
解：10.0252
0.001210.110019999
x mV ±??±?±＝
＝ 4
1 1.00310100%8.36%0.0012
x r ±??±－＝＝
20.0252
1.988810.610019999
x mV ±??±?±＝
＝ 4
1 5.97210100%0.03%1.9888
x r ±??±－＝＝
2.15 伏—安法测电阻的两种电路示于题2.15图(a)、(b)，图中○A 为电流表，内阻R A ， ○V 为电压表，内阻R v ，求：
① 两种测量电路中，由于R A 、 R v 的影响，只。的绝对误差和相对误差各为多少？
② 比较两种测量结果，指出两种电路各自适用的范围。
题2.15图
解：（a ）·x V xa x V R R R R R ＝＋ 2
x xa xa x x V
R R R R R R ?－＝－＝＋
11/xa a x V x
R r R R R ?－＝＝
＋ r a ＜0测得值偏小，R V ＞＞R x 时，r a 很小。
（b ）R x b ＝R x ＋R A ΔR x b ＝R A r b ＝R A / R x r b ＞0测得值偏大，R A ＜＜R x 时，r b 很小。
2.16 被测电压8V 左右，现有两只电压表，一只量程0～l0V ，准确度s l ＝1.5，另一种量程0～50V ，准确度s 2 ＝l.0级，问选用哪一只电压表测量结果较为准确？
解：Δx1＝Δx m1＝r m1×x m1＝±1.5%×10＝±0.15V r 1＝Δx1/x 1＝±0.15/8＝±1.88% Δx2＝Δx m2＝r m2×x m2＝±1.0%×50＝±0.5V r 2＝Δx2/x 2＝±0.5/8＝±6.25%
r 1＜r 2 ，选用准确度s l ＝1.5电压表测量结果较为准确。
2.17 利用微差法测量一个l0V 电源，使用9V 标称相对误差±0.1％的稳压源和一只准确度为s 的电压表，如题2.17图所示。要求测量误差ΔU /U ≤±0.5%，问s ＝？ 解：19
(
%0.1%)s ±＝＋1＋91＋9 19
(
%0.1%)s ±＝＋1＋91＋9
0.9
()%1010
s ±＝＋
依题意得： 0.9
(
)%0.5%1010
s ±±＋≤ 题2.17图
所以：s ≤4.1 选用2.5级的电压表。
2.18 题2.18图为普通万用表电阻档示意图，Ri 称为中值电阻，R x 为待测电阻，E 为表内电压源(干电池)。试分析，当指针在什么位置时，测量电阻的误差最小？
解：因为：x i
E
I R R ＝
＋
则：x i E
R R I
＝
－ R x 的绝对误差为：2x x R E
R I I I I
?????＝＝－ R x 的相对对误差为：
2x x i R
E
I R I R IE
??＝－ 题2.18图 令：
()()2
20i x
x
i IR E E
R I I R I R IE ????? ????
－－＝＝－ 得：122
m i E I I R ＝
＝ 即指针在中央位置时，测量电阻的误差最小。
2.19 两只电阻分别为R 1＝20Ω±2%，R 2＝(100±0.4) Ω，求：两电阻串联及并联两种接法时的总电阻和相对误差。
解：串联时：相对误差：
12
121212
R R R R r r r R R R R ±串＝（
＋）＋＋
201000.4
%%2010020100100
±??±＝（
2＋）＝0.66＋＋
ΛR 串＝120×0.66%＝0.8Ω 总电阻：120±0.8Ω
并联时：
2121211212
1222
1212()()··()()R R R R R R R R R R R R R R R R R ???并＋－＋－＝＋＋＋
2
2
1221
12221212··()()R R R R R R
r r R R R R ＝
＋＋＋
21
121212
··R R R R R R r r r R R R R R ?并
并并
＝
＝
＋＋＋
符号有正有负时：
21
121212R R R R R r r r R R R R ??± ???
并＝＋＋＋
100
200.4%100??±?? ???
＝2＋20＋10020＋100
1.77%±＝
R 并＝20//100＝16.7Ω ΛR 并＝±16.7×1.77%＝±0.3Ω
并联时的总电阻为：16.7Ω±0.3Ω
2.20 用一只量程为5V ，准确度s ＝1.5级电压表测量题2.20图中a 、b 点电位分别为 和U a ＝4.26V ，U b ＝4.19V ，忽略电压表的负载效应，求：
① U a 、U b 绝对误差、相对误差各为多少？ ② 利用U ab ＝U a －U b 公式计算，则电压U ab 的绝对误差和相对误差各为多少？
解：：ΔU a ＝ΔU b ＝ΔU m ＝±s%·U m ＝±1.5%×5＝0.075V U ab ＝4.26－4.19＝0.07V
4.26 4.19
(
1.79%)0.070.07
ab r ±＝ 1.76%＋ ＝±214.26%
ΔU ab ＝r ab ×U ab ＝±214.26%×0.07＝±0.15V 题 2.20 图 2.21 用电桥法测电阻时，利用公式R x ＝R 1·R 3 / R 2，已知R 1＝100Ω，ΔR 1＝±0.1Ω，R 3＝100Ω，ΔR 3＝±0.1Ω，R 2＝1000Ω，ΔR 2＝±0.1Ω。求：测得值R x 的相对误差。
解：r R1＝±0.1/100＝±0.1% r R3＝±0.1%
r R2＝±1/1000＝±0.1%
132()Rx R R R r r r r ±＝＋＋＝±
(0.1%＋0.1%＋0.1%)＝±0.3%
2.22 电阻上消耗的电能W ＝U 2/ R·t ，已知r U ＝±1% , r R ＝±0.5% ，r t
＝±1.5%，求r W 。
解：21W U t R r r r r ±±?＝（＋＋）＝（2%＋1.5%＋0.5%）＝±4% 2.23 金属导体的电导率可用σ＝4L /πd 2 R 公式计算，式中L(cm)、
d(cm)、R(Ω)分别为导线的长度、直径和电阻值，试分析在什么条件下σ的误差最小，对哪个参数的测量准确度要求最高。
解：2322
4
12L L R d R d R d R
σπ????＝（
L －d －） 2L d R R
r r L d R
σ
σ????L d ＝－－＝－2－r 当r L ＝2 r d ＋r R 时，Δσ/σ＝0 最小。导体的直径参数d 的测量准确度
要求最高。
2.24 电桥测一个50mH 左右的电感，由于随机误差的影响，使电感的测量值在L O ±0.8mH 的范围内变化。若希望测量值的不确定度范围减小到0.3mH 以内，仍使用该电桥，问可采用什么办法。
解：采用对照法进行测量，第一次测量电桥平衡时有： jωL 0·R 3＝jωL s1·R 4 则： L 0＝L s1·R 4/ R 3
141
3
(r r )
y m R s R r L ±＝＋＋ 若
413r r R s R s L L ＝＝＝ 则：13
ym s
r L ±＝
第二次测量时，交换L 0与L s 的位置，电桥平衡时有： jωL 0·R 4＝jωL s2·R 3 则： L 0＝L s2·R 3/ R 4 比较两个L 0的表达式有：
012
s s L L L ＝ 则： 21211
(
)22
ym s s r L L ±＝＋ 若
12s S s
L L L ＝＝ 则：2ym s
r L ±＝
所以：2110.273
ym ym r r ±＝＝
2.25 题2.25图中，用50V 量程交流电压表通过测量U 1、U 2获得U
值，现U 1＝ U 2 ＝40V ，若允许U 的误差±2％，问电压表的准确度应为几级？
解：ΔU 1＝ΔU 2＝±s%×U m ＝±s%×50＝0.5s r u1＝r u2＝±0.5s/40＝±1.25s%
124040
(
)U U r r r ±＝＋40＋4040＋40
＝±1.25s%
依题意得：±1.25s%＝±2 %
解得：s ＝1.6 所以，选用 1.5级的电压表。 题2.25图
2.26 用示波器测量题2.26图所示调幅波的调幅系数
100%A M ?－B
＝
A ＋B
，已知A 、B 测量误差±10％，问调幅系数误差为多少？ 解：22
22B A
M A B ???＝－（A ＋B ）（A ＋B ）
222222M A B AB AB
A B A B
r ＝
r －r －－
当A 、B 有正有负时：224M A
AB
r r A B
±＝－ 题2.26图
2.27 用数字电压表测得一组电压值如下表：
n x i n x i n x i 1 2 3 4 5
20.42 20.43 20.40 20.43 20.42
6 7 8 9 10
20.43 20.39 20.30 20.40 20.43
11 12 13 14 15
20.42 20.41 20.39 20.39 20.40
判断有无坏值，写出测量报告值。
解：（1）用公式∑=n
i
i x n x 1求算术平均值。
15
1
1
(20.42)15i =∑x ＝＋20.43＋……＋20.40＝20.404
（2）列出v i 和v i 2如表2.27－1
（3）1522
11
110.0327n i i i i v v σ==∑∑＝＝≈n －1n －1 表2.27－1 n
v i
v i 2
n
v i
v i 2
n
v i
v i 2
1 2 3 4 5 0.016 0.026 -0.004 0.026 0.016 0.000256 0.000676 0.000016 0.000676 0.000256 6 7 8 9 10 0.026 -0.014 -0.104 -0.004 0.026 0.000676 0.000196 0.010816 0.000016 0.000676 11 12 13 14 15 0.016 0.006 -0.014 -0.014 -0.014 0.000256 0.000036 0.000196 0.000196 0.000016
3σ＝0.098
从表2.27中可以看出，剩余残差最大的第8个测量数据，其值为：
80.100.10v σ＝－＝＞3，n 8为坏值应剔除。
（4）剔除n 8后的算术平均值
x ＇＝20.414
（5）重新列出v i 和v i 2如表2.27－2
表2.27－2 n
v i
v i 2 n
v i
v i 2 n v i v i 2 1 2 3 4 5 0.006 0.016 -0.014 0.016 0.006
0.000036 0.000256 0.000196 0.000256 0.000036
6 7 8 9 0.016 -0.024 -0.014 0.016
0.000256 0.000576
0.000196 0.000256
10 11 12 13 14
0.006 -0.004 -0.024 -0.024 -0.014
0.000036 0.000016 0.000576 0.000576 0.000196
（6）剔除n 8后的标准差的估计值
σ＇≈0.0163 3σ＇≈0.0489
（7）剔除n 8后无坏值
//14x n σσ-
＝ ＝0.0163 ＝0.00436 0.0130
8x σ-3＝ 因此用数字电压表测得结果为：20.414±0.013
2.28 按照舍入法则，对下列数据处理，使其各保留三位有效数字： 86.372 4， 8.914 5，
3.175 0， 0.003 125， 59 450
解：86.372 4＝86.4 8.914 5＝8.91 3.175 0＝3.18
0.003 125＝0.00312 59 450＝594×102 2.29 按照有效数字的运算法则，计算下列各结果： ① 1.0713×3.2＝3.42 ② 1.0713×3.20＝3.43 ⑧ 40.313×4.52＝182.2 ④ 51. 4×3.7＝190 ⑤ 56.09＋4.6532＝60.74 ⑥ 70.4－0.453＝70.0
2.30 某电压放大器，测得输入端电压U i ＝1.0mV ，输出端电压U o ＝1200mV ，两者相对误差均为±2％，求放大器增益的分贝误差。
解：0i x U U r r r ±±±＝（＋）＝（2%＋2%）＝4% r dB ＝20lg （1＋4%）＝±（20×0.017）＝±0.34dB
习 题 三
3.1 如何按信号频段和信号波形对测量用信号源进行分类？ 答：按信号频段的划分，如下表所示： 名 称 频 率 范 围 主 要 应 用 领 域 超低频信号发器 低频信号发生器 视频信号发生器 高频信号发生器 甚高频信号发生器 超高频信号发生器 30kHz 以下 30kHz ～300kHz 300kHz ～6MHz 6MHz ～30MHz 30MHz ～300MHz 300MHz ～3000 MHz 电声学、声纳
电报通讯
无线电广播
广播、电报
电视、调频广播、导航
雷达、导航、气象
按输出信号波形分类：
可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信号发生器又可包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。
3.2 正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？ 答：正弦信号发生器的主要性能指标及各自具有的含义如下： （1）频率范围
指信号发生器所产生的信号频率范围。 （2）频率准确度
频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示：
01
1
100%f f f ??－＝
式中f 0为度盘或数字显示数值，也称预调值，f 1是输出正弦信号频率
的实际值。
（3）频率稳定度 其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期
稳定度和频率长期稳定度。频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的
预热时间后，信号频率在任意15min 内所发生的最大变化，表示为：
max min 0100%f f f δ?－＝
频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率
在任意3h 内所发生的最大变化，表示为：
预调频率的 x ×10-6＋yHz
式中x 、y 是由厂家确定的性能指标值。
（4）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量 由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。
① 温度引起的变动量
环境温度每变化1℃所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的x ·10-6/℃，即
66100()1010/f f f t
-????－＝℃
式中△t 为温度变化值，f 0为预调值， f 1为温度改变后的频率值。 ② 电源引起的频率变动量
供电电源变化±10％所产生的相对频率变化，表示为：x ·10-6，即
66100
()1010f f f -???－＝
③ 负载变化引起的频率变动量
负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为： x ·10-6，即
6
6211
()1010f f f -???－＝
式中f 1为空载时的输出频率，f 2为额定负载时的输出频率。 （5）非线性失真系数(失真度)
用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性
失真系数 r 表示：
式中U 1为输出信号基波有效值，U 2、U 3 …… U n 为各次谐波有效值。
222231
100%n
U U U r U ?＋＋…＋＝
由于U 2、U 3 …… U n 等较U 1小得多，为了测量上的方便，也用下面
公式定义r ：
222
2322212100%n
n
U U U r U U U
?＋＋…＋＝
＋＋…＋
（6）输出阻抗
信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般600Ω (或1k Ω)，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5k Ω等档。高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。
（7）输出电平
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围。 （8）调制特性
当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制，当调制信号由外部加到信号发生器进行调制时，称为外调制。
3.3 文氏桥振荡器的振荡原理是什么？
答：是文氏桥振荡器传输函数的幅频特性和相频特性分别为：
()()2
20013N N j ?? ?
??
ω＝ω＝
ωω＋－ωω
()00/3arctg ???
???? ?????
ωωω＝－－ωω
当ω＝ω0＝1/RC ，或 f ＝f 0＝1/2πRC 时，输出信号与输入信号同相，且此时传输函数模 N (ω0)＝N (ω)max ＝1/3最大，如果输出信号U 0后接放大倍数K V ＝N (ω0)＝3的同相放大器，那么就可以维持ω＝ω0 或者f ＝ f 0＝1/2πRC 的正弦振荡，而由于RC 网络的选频特性，其他频率的信号将被抑制。
3.4 某文氏桥只C 振荡器如题3．4图所示，其中R 3、R 4是热敏电阻，试确定它们各自应具有什么性质的温度系数。
答：R 3应具有正性质的温度系数， R 4应具有负性质的温度系数。
题3.4图
3.5 差频式振荡器作低频信号发生器振荡源的原理和优点是什么？
答：差频式振荡器的可变频率振荡器和固定 频率振荡器分别产生可变频率的高频振荡 f 1 和固定频率的高频振荡 f 2 ，经过混频器M 产生两者差频信号 f ＝f 1 – f 2。这种方法的主要缺点是电路复杂，频率准确度、稳定度较差，波形失真较大；最大的优点是容易做到在整个低频段内频率可连续调节而不用更换波段，输出电平也较均匀，所以常用在扫频振荡器中。
3.6 XD-1型低频信号发生器表头指示分别为2V 和 5V ，当输出衰减旋钮分别指向下列各位置时，实际输出电压值为多大？
电平
表 头指示
0dB 10dB 20dB 30dB 40dB 50dB 60dB 70dB 80dB 90dB
倍 数 1 3.16 10 31.62 100 316 1000 3160
104
3.16×
10
2 V 2 0.6
3 0.2 0.063 0.02 6.3×10-3 2×10-3 6.3×10-
4 2×10-4 6.3×10-
5 V
5
1.58
0.5
0.158 0.05
0.0158
0.005
0.00158 5×10-4 1.5810-4
3.7 结合图3.3—11，说明函数信号发生器的工作原理和过程。欲产生
正向锯齿波，图中二极管应如何联接？
答：正向锯齿波充电电压增大的时间长，放电电压减少的时间短，在R 两端并联的二二极管左端为正，右端为负。
1m RC
t U E
α＝
2(//)D m R R C t U E α＝
t 1＞t 2 为正向锯齿波。
3.8 说明图3．3-14所示XD8B 框图中RP 4和RP 2两个电位器的功能。 答：RP 4调频率，RP 2波形选择。
3.9 说明图3.4-1高频信号发生器各单元的主要作用。
答：振荡器产生高频等幅振荡信号，调频器产生高频调频信号，内调制信号振荡器产生低频等幅振荡信号，缓冲放大器放大高频等幅振荡信号或高频调频信号，同时还起缓冲隔离作用，调制度计显示调制度计的大小，电子电压表显示缓冲放大器输出电压的大小，步进衰减输出级衰减缓冲放大器输出电压使之满足输入电路对输入电压大小的要求，电源的作用是为高频信号发生器各单元电路提供合适的工作电压和电流。
3.10 调谐式高频振荡器主要有哪三种类型？振荡频率如何确定和调节？
答：调谐信号发生器的振荡器通常为LC 振荡器，根据反馈方式，又
可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。
变压器反馈式振荡器的振荡频率：012f LC
π＝
电感反馈式振荡器的振荡频率：0121
2f L L C
π＝
（＋）
电容反馈式振荡器的振荡频率：01212
12f C C L
C C π＝
＋
通常用改变电感L 来改变频段，改变电容C 进行频段内频率细调。 3.11 题3.11图是简化了的频率合成器框图，f 1为基准频率， f 2为输出频率，试确定两者之间的关系。若f 1 ＝1MHz ，分频器÷n 和÷m 中n 、m 可以从1变到10，步长为1，试确定f 2的频率范围。
题3.11图
解：相位锁定时：f 1/n ＝f 2/m ∴ f 2＝f 1·m/n
当
m ＝1 n ＝10时 f 2min ＝f 1/10＝0.1MHz 当 m ＝10 n ＝1时 f 2max ＝10f 1＝10MHz
3.12 解释下列术语：频率合成，相干式频率合成，非相干式频率合成。
答：频率合成是把一个(或少数几个)高稳定度频率源f s 经过加、减、乘、
除及其组合运算，以产生在一定频率范围内，按一定的频率间隔(或称频率跳步)的一系列离散频率的信号。
相干式频率合成器：只用一个石英晶体产生基准频率，然后通过分频、倍频等，加入混频器的频率之间是相关的。
非相干式直接合成器：用多个石英晶体产生基准频率，产生混频的两个基准频率之间相互独立。
3.13 说明点频法和扫频法测量网络频率特性的原理和各自特点。 答：点频法测量网络频率特性的原理就是“逐点”测量幅频特性或相频特性。
其特点是：原理简单，需要的设备也不复杂。但由于要逐点测量，操作繁琐费时，并且由于频率离散而不连续，非常容易遗漏掉某些特性突变点，而这常常是我们在测试和分析电路性能时非常关注的问题。另外当我们试图改变电路的结构或元件参数时，任何改变都必然导致重新逐点测量。
扫频法测量网络频率特性的原理就是在测试过程中，使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复，利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示，就得到了被测电路的幅频特性曲线。
其特点是：① 可实现网络的频率特性的自动或半自动测量；② 不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉细节的问题；③ 得到的是被测电路的动态频率特性，更符合被测电路的应用实际。
3.14 扫频仪中如何产生扫频信号？如何在示波管荧光屏上获得网络的幅频特性？
答：实现扫频振荡的方法很多，常用的有磁调电感法、变容二极管法以及微波波段使用的返波管法、YIG 谐振法等。
在磁调电感法中L 2、C 谐振回路的谐振频率 f 0为：
021
2f L C
＝
＋ 由电磁学理论可知，带磁芯线圈的电感量与磁芯的导磁系数μ0成正比
L 2＝μ0 L
当扫描电流随时间变化时，使得磁芯的有效导磁系数μ0也随着改变，扫描电流的变化就导致了L 2及谐振频率f 0的变化，实现了“扫频”。
在测试过程中，使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复，利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示，在示波管荧光屏上就得到了被测电路的幅频特性曲线。
3.15 对于矩形脉冲信号，说明下列参数的含义：脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲上升时间和下降时间、脉冲占空系数、脉冲过冲、平顶降落。
答：① 脉冲幅度U m ：脉冲波从底部到顶部之间的数值。 ② 脉冲宽度：一般指脉冲前、后沿分别等于0.5 U m 时相应的时间间隔。 ③ 脉冲上升时间t r ：脉冲波从0.1 U m 上升到0. 9U m 所经历的时间。 ④ 脉冲下降时间t f ：脉冲波从0.9 U m 下降到0.1U m 所经历的时间。 ⑤ 脉冲的占空系数ε：脉冲宽度τ与脉冲周期T 的比值称为占空系数或空度比。
⑥ 脉冲过冲：包括上冲和下冲。上冲指上升边超过顶值U m 以上所呈现的突出部分，下冲是指下降边超过底值以下所呈现的向下突出部分.
⑦ 平顶降落ΔU ：脉冲顶部不能保持平直而呈现倾斜降落的数值，也常用其对脉冲幅度的百分比值来表示。
3.16 以图3．6-4中XC-14型脉冲信号发生器框图为例，说明通用脉冲信号发生器的工作原理。在通用脉冲信号发生器中，如何由方波(矩形波)信号获得梯形波、锯齿波和三角波？
答：图3.6-4中外触发电路、自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲
发生单元。延迟电路和前述延时级的电路形式及延时调节方法相同，输出波形(c)比自激多谐振荡器或外触发脉冲信号(a)延迟了τd 时间，(b)波形表示(a)信号进行积分并与一比较电平E 1相比较产生延迟脉冲的过程。
图3.6-4中积分调宽电路、比较整形电路和相减电路构成脉冲形成单元。积分调宽电路和比较整形电路的作用与前述延迟电路相似，形成比信号(c)延时f 的脉冲(e) ，而后信号(c)、(e)共同作用在相减电路上输出窄脉冲(f)，调节积分器电容C 和积分器中恒流源可以使τ在10ns ～1 000μs 间连续可变。
极性变换电路、前后沿调节电路、输出电路构成脉冲输出单元。极性变换电路实际上是一个倒相器，用开关K 选择输出脉冲的正、负极性。
前后沿调节电路和延迟电路中积分器原理类似，调节积分电容c 和被积恒流源来调节脉冲前后沿，可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形，以供不同的需要。
输出电路是由两极电流放大器构成的脉冲放大器，能保证在50Ω负载上获得波形良好的脉冲输出。输出脉冲的幅度和直流偏置电平也在该级进行调节。
3.17 XD-11型多用信号源产生脉冲波形的原理与XC-14型脉冲发生器有何不同？
答：XD-11型多用信号源由文氏桥振荡器产生正弦振荡，在正弦波单元缓冲、放大，在正负脉冲单元产生正负脉冲，在锯齿波单元产生锯齿波，在正负尖脉冲单元产生正负尖脉冲，经按键开关K 选择由输出衰减器输出。
XC-14型脉冲发生器由自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲发生单元。经整形放大输出方波脉冲，延迟电路可调节方波脉冲的宽度，与积分调宽电路和比较整形电路输出的方波脉冲经相减电路相减可输出窄脉冲。调节积分电容c 和被积恒流源来调节脉冲前后沿，可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形。
极性变换电路、前后沿调节电路、输出电路构成脉冲输出单元。用开关K选择输出脉冲的正、负极性。
3.18 用题3．18图(a所示方案观测网络瞬态响应，如果输入波形是矩形脉冲(b)，被观测网络分别为（c)、(d)，则示波器上显示的输出波形各为
什么？
题3.18图
解：对网络(C)：∵τ＝RC 5RC＜T/2 即：τ＜T/10 则图(C)为微分电路，
所以，输入方波脉冲时，输出为正负尖峰脉冲。
对网络(d)：∵τ＝RC 5RC＜T/2 即：τ＜T/10 则图(d)为耦合电路，
所以，输入方波脉冲时，输出为近似的方波脉冲。
3.19 简要说明白噪声，产生白噪声的主要噪声源以及如何进行噪声频谱搬移。
答：白噪声的特点是频谱分布均匀。
产生白噪声的主要噪声源有：电阻器噪声源、饱和二极管噪声源、气体放电管噪声源和固态噪声源。
噪声信号发生器中的变换器可用来改变噪声的频谱特性，概率密度函数和进行频谱搬移。
习题四
4.1 电子示波器有哪些特点？
答：电子示波器的基本特点是：
①能显示信号波形，可测量瞬时值，具有直观性。
②输入阻抗高，对被测信号影响小。
③工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形的细节。
④在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电流量的函数关系。
4.2 说明电子枪的结构由几部分组成，各部分的主要用途是什么？
答：电子枪由灯丝(h)、阴极(K) 、栅极(G1)、前加速极(G2)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。
灯丝h用于对阴极K加热，加热后的阴极发射电子。
栅极G1电位比阴极
K低，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点F1，调节栅极G1的电位可控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度。
G2、A1、A2构成一个对电子束的控制系统。这三个极板上都加有较高的正电位，并且G2与A2相连。穿过栅极交叉点F1的电子束，由于电子间的相互排斥作用又散开。进入G2、A1、A2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A1与G2、A1与A2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束。
4.3 说明电压调整电路怎样调节“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”。
答：调节栅极G1的电位可控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度。调节栅极A1的电位可控制电场对电子的作用力的大小，实现聚焦调节。
调节栅极A2的电位可改变A2与A1的相对电位，控制电场对电子的作用力的大小，实现辅助聚焦调节。
4.4 如果要达到稳定显示重复波形的目的，扫描锯齿波与被测信号间应具有怎样的时序和时间关系？
答：T x＝n T y
4.5 荧光屏按显示余辉长短可分为几种？各用于何种场合？
答：荧光屏按显示余辉时间长短可分成为长余辉(100ms～1s)、中余辉(1ms～100ms)和短余辉(10μs～10ms)的不同规格。普通示波器需采用中余辉示波管，而慢扫描示波器则采用长余辉示波管。
4.6 电子示波器由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？
答：电子示波器由Y通道、X通道、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。
Y通道的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。
X通道的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。
Z通道的作用是：在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。
示波管的作用是：将电信号转换成光信号，显示被测信号的波形。
幅度校正器的作用是：用于校正Y通道灵敏度。
扫描时间校正器的作用是：用于校正x轴时间标度，或用来检验扫描因数是否正确。
电源的作用是：为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。
4.7 示波器主要技术指标有哪些？各表示何种意义？
答：（1）频率响应
频率响应f h也叫带宽。指垂直偏转通道(Y方向放大器)对正弦波的幅频响应下降到中心频率的0.707(-3dB)的频率范围。
（2）偏转灵敏度(S)
单位输入信号电压u y引起光点在荧光屏上偏转的距离H称为偏转灵敏度S：
S＝H / u y
（3）扫描频率
扫描频率表示水平扫描的锯齿波的频率。一般示波器X方向扫描频率可由t/cm或t/div分档开关进行调节，此开关标注的是时基因数。
（4）输入阻抗
输入阻抗是指示波器输入端对地的电阻R i和分布电容C i的并联阻抗。
（5）示波器的瞬态响应
示波器的瞬态响应就是示波器的垂直系统电路在方波脉冲输入信号作用下的过渡特性。上升时间t r越小越好。
（6）扫描方式
线性时基扫描可分成连续扫描和触发扫描两种方式。
4.8 现有下列三种示波器，测量上升时间‘，，为80ns的脉冲波形，选用哪一种好？为什么？
（1）SBT5同步示波器f h=10MHz，t r≤40ns。
（2）SBMl0通用示波器f h＝30MHz，t r ≤12ns。
（3）SR—8双踪示波器f h =15MHz，t r ≤2,1ns。
解：（1）t r1＝350/ f h＝350 /10＝35 ns （2）t r2＝350/ f h＝350 /30＝12 ns
（3）t r3＝350/ f h＝350 /15＝23 ns t r2最小，选用SBMl0通用示波器好。
4.9 什么是内同步？什么是外同步？
答：同步信号采自于Y通道的(即被观察信号)被称为内同步；同步信号采自于来自仪器外部的同步信号的方式被称为外同步。
4.10 与示波器A配套使用的阻容式无源探头，是否可与另一台示波器髟配套使用？为什么？
答：探头里的微调电容是对示波器A调定的，个台示波器的C i值一般
是不同的，所以探头不能互换，否则会引入明显的畸变。
4.11 延迟线的作用是什么？内触发信号可否在延迟线后引出，去触发时基电路？为什么？
答：当示波器工作在内触发状态时，利用垂直通道输入的被测信号去触发水平偏转系统产生扫描电压波，从接受触发到开始扫描需要一小段时间，这样就会出现被测信号到达Y偏转板而扫描信号尚未到达X偏转板的情况，为了正确显示波形，必须将接入Y通道的被测信号进行一定的延迟，以便与水平系统的扫描电压在时间上相匹配。
内触发信号不能在延迟线后引出，去触发时基电路。如果在延迟线后引出，水平系统的扫描电压在时间上相对于垂直通道输入的被测信号就没有延迟了。
4.12 示波器Y通道内为什么既接入衰减器又接入放大器？它们各起
什么作用？
答：为适应Y通道输入的被测信号的大幅度的变化既接入衰减器又接入放大器。
放大器对微弱的信号通过放大器放大后加到示波器的垂直偏转板，使电子束有足够大的偏转能量。
衰减器对输入的大幅度信号进行衰减。
4.13 什么是连续扫描和触发扫描？如何选择扫描方式？
答：连续扫描：扫描电压是周期性的锯齿波电压。在扫描电压的作用下，示波管光点将在屏幕上作连续重复周期的扫描，若没有Y通道的信号电压，屏幕上只显示出一条时间基线。
触发扫描：扫描发生器平时处于等待工作状态，只有送入触发脉冲时才产生一次扫描电压，在屏幕上扫出一个展宽的脉冲波形，而不显示出时间基线。
被测信号是连续的周期性信号时，选择连续扫描方式。被测信号是短短暂的周期性脉冲信号时，选择触发扫描方式。
4.14 时基发生器由几部分组成？各部分电路起什么作用？为什么线
性时基信号能展开波形？
答：时基发生器由闸门电路、扫描发生器和释抑电路组成。
时基闸门电路的作用是控制扫描电压发生器的工作，它是一个双稳态触发电路，当触发脉冲到来时，电路翻转，输出高电平，使扫描电压发生器开始工作。
扫描发生器扫的作用是产生高线性度的锯齿波电压。
释抑电路的作用是用来保证每次扫描都开始在同样的起始电平上。
在水平偏转板上加一线性锯齿波扫描电压u x，该扫描电压将Y方向所加信号电压u y作用的电子束在屏幕上按时间沿水平方向展开。
4.15 如何进行示波器的幅度校正和扫描时间校正？
答：幅度校正的方法是：设校正器输出电压幅度为1V，把它加到Y输入端，灵敏度开关置于“1”档的校正位置上，调节Y轴灵敏度电位器，使波形在Y轴显示为1cm或1div。
扫描时间校正的方法是：设校正器输出电压的频率为1KHz，把它加到Y输入端，扫描时间开关置于“1”ms档的校正位置上，调节X轴灵敏度电位器，使标尺的满度范围内正好显示10个周期。
4.16 双踪与双线示波器的区别是什么？
答：双踪示波器的垂直偏转通道由A和B两个通道组成。两个通道的输出信号在电子开关控制下，交替通过主通道加于示波管的同一对垂直偏转板。A、B两个通道是相同的。主通道由中间放大器、延迟线、末级放大器组成，它对两个通道是公用的。
双线示波器采用双线示波管构成。双线示波管在一个玻璃壳内装有两个完全独立的电子枪和偏转系统，每个电子枪发出的电子束经加速聚焦后，通过“自己”的偏转系统射于荧光屏上，相当于把两个示波管封装在一个玻
璃壳内公用一个荧光屏，因而可以同时观察两个相互独立的信号波形。双线示波器内有两个相互无关的Y通道A和B，每个通道的组成与普通示波器相同。
4.17 计算下列波形的幅度和频率(经探头接入)：
（1）V／div位于0.2档，t／div位于2μs档。
①H＝2div，D＝3div
②H＝5div，D＝2div ．
③H＝3div，D＝5div
解：① U＝2 div×0.2V／div×10＝4V T＝3 div×2μs／div＝6μs
f＝1/T＝167KHz
② U＝5 div×0.2V／div×10＝10V T＝2 div×2μs／div＝4μs
f＝1/T＝250KHz
③ U＝3 div×0.2V／div×10＝6V T＝5 div×2μs／div＝10μs
f＝1/T＝100KHz
（2）V／div位于0.05档，t／div位于50μs档。
①H＝5div，D＝6div
②H＝4div，D＝4div
③H＝2div，D＝5div
解：① U＝5 div×0.05V／div×10＝2.5V T＝6 div×50μs／div ＝300μs
f＝1/T＝3.3KHz
② U＝4 div×0.05V／div×10＝2V T＝4 div×50μs／div ＝200μs
f＝1/T＝5KHz
③ U＝2 div×0.05V／div×10＝1V T＝5 div×50μs／div ＝250μs
f＝1/T＝4KHz
（3）V／div位于20档，t／div位于0.5s档。
①H＝2div，D＝0.5div
②H=!div，D＝1div
③H =0.5div，D＝2div
解：① U＝2 div×20V／div×10＝400V T＝0.5 div×0.5s／div ＝0.25s
f＝1/T＝4Hz
② U＝1 div×20V／div×10＝200V T＝1div×0.5s／div＝
0.5s
f＝1/T＝2Hz
③ U＝0.5div×20V／div×10＝100V T＝2 div×0.5s／div＝1s
f＝1/T＝1Hz
4.18 有两个周期相同的正弦波，在屏幕上显示一个周期为6个div，两波形间相位间隔为如下值时，求两波形间的相位差。
（1）0.5 div （2）2 div （3）1 div
（4）1.5 div （5）1.2 div （6）1.8 div
解：（1）φ＝0.5×360°/6＝30°（2）φ＝2×360°/6＝120°（3）φ＝1×360°/6＝60°（4）φ＝1.5×360°/6＝90°
（5）φ＝1.2×360°/6＝72°（6）φ＝1.8×360°/6＝
108°
4.19 取样示波器的非实时取样过程为什么能将高频信号变为低频信
号？取样示波器能否观测单次性高频信号？
答：非实时取样过程对于输入信号进行跨周期采样，通过若干周期对波形的不同点的采样，经过保持延长后就将高频信号变成了低频信号。
取样示波器不能观测单次性高频信号，因为不能对其进行跨周期采样。
4.20 记忆示波管是怎样实现记忆波形的功能？记忆示波器能否观测
单次性高频信号？
答：记忆示波器的记忆功能是由记忆示波管完成的。将记忆信号存贮于示波管的栅网上，需要显示时，泛射枪发出的流均匀地近乎垂直地射向存储栅网，将栅网存储的波形在荧光屏上清晰地显示出来。
记忆示波器能观测单次性高频信号。
4.21 数字存贮示波器是怎样工作的？
答：数字存贮示波器采用数字电路，将输入信号先经过A／D变换器，将模拟波形变换成数字信息，存贮于数字存贮器中，需要显示时，再从存贮器中读出，通过D／A变换器，将数字信息变换成模拟波形显示在示波管上。
习题五
5.1 试述时间、频率测量在日常生活、工程技术、科学研究中有何实际意义？
答：人们在日常生活、工作中离不开计时，几点钟吃饭、何时上课、几时下班、火车何时开车都涉及到计时。
工程技术、科学研究中时间、频率测量更为重要，科学实验、邮电通信，人造卫星，宇宙飞船、航天飞机的导航定位控制，都要准确的测量时间与频率测量。
5.2 标准的时频如何提供给用户使用？
答：标准的时频提供给用户使用有两种方法：其一，称为本地比较法。就是用户把自己要校准的装置搬到拥有标准源的地方，或者由有标准源的主控室通过电缆把标准信号送到需要的地方，然后通过中间测试设备进行比对。其二，是发送—接收标准电磁波法。这里所说的标准电磁波，是指含有标准时频信息的电磁波。
5.3 与其他物理量的测量相比，时频测量具有哪些特点？
答：（1）测量的精度高；（2）测量范围广
（3）频率的信息传输和处理比较容易并且精确度也很高。
5.4 简述计数式频率计测量频率的原理，说明这种测频方法测频有哪些测量误差？对一台位数有限的计数式频率计，是否可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度？
答：是根据频率的定义来测量频率的。若某一信号在T秒时间内重复变化了N次，则根据频率的定义，可知该信号的频率f x为：
f x＝N/T
测量误差主要有：±1误差：
11
x
N
N N f T
?
±±
＝＝
标准时间误差：
C
C
f
T
T f
?
?
＝－
不可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度。一台位数有限的计数式频率计，闸门时间时间取得过大会使高位溢出丢掉。
5.5 用一台七位计数式频率计测量f x＝5MHz的信号频率，试分别计算当闸门时间为1s、0.1s和10ms时，由于“±1”误差引起的相对误差。
习题一 1.1 解释名词：① 测量；② 电子测量。 答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。 1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。 答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。 组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。 1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。 答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。
零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。 微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。 1.4 叙述电子测量的主要内容。 答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。 1.5 列举电子测量的主要特点.。 答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。 1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？ 答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：① 被测量本身的特性； ② 所要求的测量准确度；③ 测量环境；④ 现有测量设备等。 1.7 设某待测量的真值为土0．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点： ① 10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09， 10.11；
习题一 1.1 解释名词：①测量；②电子测量。 答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。 1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。 答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。 组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。 1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。 答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。 零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。 微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。 1.4 叙述电子测量的主要内容。 答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。 1.5 列举电子测量的主要特点.。 答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度
《数字电路与逻辑设计》作业 教材：《数字电子技术基础》 （高等教育出版社，第2版，2012年第7次印刷） 第一章： 自测题： 一、 1、小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路 5、各位权系数之和，179 9、01100101，01100101，01100110； 11100101，10011010，10011011 二、 1、× 8、√ 10、× 三、 1、A 4、B 练习题： 1.3、解： (1) 十六进制转二进制： 4 5 C 0100 0101 1100 二进制转八进制：010 001 011 100 2 1 3 4 十六进制转十进制：(45C)16=4*162+5*161+12*160=(1116)10 所以：(45C)16=(10001011100)2=(2134)8=(1116)10 (2) 十六进制转二进制： 6 D E . C 8 0110 1101 1110 . 1100 1000 二进制转八进制：011 011 011 110 . 110 010 000 3 3 3 6 . 6 2 十六进制转十进制：(6DE.C8)16=6*162+13*161+14*160+13*16-1+8*16-2=(1758.78125)10 所以：(6DE.C8)16=(011011011110. 11001000)2=(3336.62)8=(1758.78125)10 (3) 十六进制转二进制：8 F E . F D 1000 1111 1110. 1111 1101
二进制转八进制：100 011 111 110 . 111 111 010 4 3 7 6 . 7 7 2 十六进制转十进制： (8FE.FD)16=8*162+15*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(2302.98828125)10 所以：(8FE.FD)16=(100011111110.11111101)2=(437 6.772)8=(2302.98828125)10 (4) 十六进制转二进制：7 9 E . F D 0111 1001 1110 . 1111 1101二进制转八进制：011 110 011 110 . 111 111 010 3 6 3 6 . 7 7 2 十六进制转十进制： (79E.FD)16=7*162+9*161+14*160+15*16-1+13*16-2=(1950. 98828125)10 所以：(8FE.FD)16=(011110011110.11111101)2=(3636.772)8=(1950.98828125)10 1.5、解： (74)10 =(0111 0100)8421BCD=(1010 0111)余3BCD (45.36)10 =(0100 0101.0011 0110)8421BCD=(0111 1000.0110 1001 )余3BCD (136.45)10 =(0001 0011 0110.0100 0101)8421BCD=(0100 0110 1001.0111 1000 )余3BCD (374.51)10 =(0011 0111 0100.0101 0001)8421BCD=(0110 1010 0111.1000 0100)余3BCD 1.8、解 （1）(+35)=(0 100011)原= (0 100011)补 （2）(+56 )=(0 111000)原= (0 111000)补 （3）(-26)=(1 11010)原= (1 11101)补 （4）(-67)=(1 1000011)原= (1 1000110)补
第2章习题 2.1.1如右下图所示电路中，E12V =， D为硅二极管，R10K =Ω，则二极管D和和电阻R上的电压各为多少？流过二极管的电流多大？ 解：二极管正偏导通: D U0.7V ≈; R U120.711.3V =-= D R 11.3 I I 1.13mA 10 === 2.1.2 在下图中的各电路图中， i u12sin tω =V，二极管D的正向压降忽略不计。试分别画出输出电压 o u 的波形。 （a）（b）（c） 解： 2.1.3二极管电路如图所示，试分别判断图（a）和（b）中的二极管是导通还是截止，并求出AB两端电压 AB U。设二极管是理想的。 (a) (b) 解：(a) D导通， AB U6V =-； （b）D1导通，D2截止； AB U0V =；
2.2.1在下图中，所有稳压二极管均为硅管且稳压电压 Z U6V =，输入电压 i u12sin tω =V，画出输出 电压 o u波形图。 解： 2.2.2在下图所示的(a)和（b）分别为稳压管的并联和串联连接，哪种稳压管的用法不合理？试说明理由。解：（a）由于稳压管的击穿电压各不相 同，击穿电压低的管子工作，而另一个 不工作。 (b)可以串联连接，输出电压为两个稳压 管稳压电压之和。 2.2.2在如图所示的稳压管稳压电路中, I U14V =，波动范围10% ±；稳压管的稳定电压 Z U6V =，稳 定电流 Z I5mA =，最大耗散功率 ZM P180mW =；限流电阻R200Ω =；输出电流 o I20mA =。（1）求I U变化时稳压管的电流变化范围；（2）如果负载电阻开路，会发生什么现象？ 解：输入电压波动范围： Imin I U0.9U(0.914)V12.6V ==?= Imax I U 1.1U(1.114)V15.4V ==?=
第3章常用传感器及其调理电路 3-1 从使用材料、测温围、线性度、响应时间几个方面比较，Pt100、K 型热电偶、热敏电阻有什么不同？ Pt100 K 型热电偶 热敏电阻 使用材料 铂 镍铬-镍硅（镍铝） 半导体材料 测温围 -200℃～+850℃ -200℃～+1300℃ -100～+300℃ 线性度 线性度较好 线性度好 非线性大 响应时间 10s~180s 级别 20ms ～400ms 级别 ms 级别 3-2在下列几种测温场合，应该选用哪种温度传感器？为什么？ （1）电气设备的过载保护或热保护电路； （2）温度围为100～800℃，温度变化缓慢； （3）温度围为100～800℃，温度波动周期在每秒5～10次； 解： （1）热敏电阻；测量围满足电力设备过载时温度围，并且热敏电阻对温度变化响应快，适合电气设备过载保护，以减少经济措施 （2）Pt 热电阻；测温围符合要求，并且对响应速度要求不高 （3）用热电偶；测温围符合要求，并且响应时间适应温度波动周期为100ms 到200ms 的情况 3-3 热电偶测温为什么一定做冷端温度补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 解：热电偶输出的电动势是两结点温度差的函数。T 为被测端温度，0T 为参考端温度，热电偶特性分度表中只给出了0T 为0℃时热电偶的静态特性，但在实际中做到这一点很困难，于是产生了热电偶冷端补偿问题。目前常用的冷端温度补偿法包括： 0℃恒温法； 冷端温度实时测量计算修正法； 补偿导线法； 自动补偿法。 3-4 采用Pt100的测温调理电路如图3-5所示，设Pt100的静态特性为：R t =R 0(1+At )，A =0.0039/℃，三运放构成的仪表放大电路输出送0～3V 的10位ADC ，恒流源电流I 0= 1mA ，如测温电路的测温围为0～512℃，放大电路的放大倍数应为多少？可分辨的最小温度是多少度？ 解：V AT R I u R 19968.05120039.01001013 00=????==?- 024.1519968.03==?= V V u u k R out ，放大倍数应为15倍。 可分辨的最小温度为
《电子测量技术》CH1-CH5 习题参考答案 第 1 章 一、选择题 1 2 3 4 B C A B 11 12 13 14 C C C C 二、填空题参考答案 1、恒定系差 2、国家、工作 3、绝对误差、真值 4、标准偏差（或 σ（X ） 、精密度 ） 5、 ± 0 . %（三级） 5 电子测量的基本知识 5 6 7 8 9 10 C C B B B C 15 16 17 18 19 20 C B A B 6、实际值相对误差、示值相对误差、满度相对误差 7、±0.25 8、对称性、单峰性、有界性、抵偿性 9、 ± 1 . mA 10、15.12 三、判断题参考答案 1 √ 11 × 2 √ 12 × 3 × 13 × 4 √ 5 √ 6 7 8 9 10 √ × × √ √ 四、综合题 1、用准确度 S=0.5 级（γ m =±0.5%） 时的绝对误差和相对误差。 解：绝对误差： ? x = γ m ? x = ± 0 . % ? 10 = ± 0 05 A m m ? x 0 05 . m ①示值为 8A 时，相对误差： γ x 1 = x 1 ? x m ②示值为 2A 时，相对误差： γ x 1 = x 1 ? 100 = ± % ? 100 = ± 0 625 % . % 8 0 05 . ? 100 = ± % ? 100 = ± 2 5 % . % 2 2、按有效数字的舍入规则，将下面各个数据保留四位有效数字进行凑整，写出结果。
原有数据 3.14159 舍入后 3.142 2.71 729 2.717 4.51050 4.510 3.21550 3.216 6.378501 6.379 7.691499 7.691 5.43460 5.435 3、有一个 100V 的被测电压，若用 0.5 级、量程为 0-300V 和 1.0 级、量程为 0-100V 的两只 电压表测量，问哪只电压表测得更准些？为什么？ 解： 要判断哪块电压表测得更准确，即判断哪块表的测量准确度更高。 （1）对量程为 0-300V 、±0.5 级电压表，根据公式有 x ? s ? 100 = 300 ? 0 . 5 ? 100 % = 1 . 5 % x x 100 （2）对量程为 0-100V 、±1.0 级电压表，同样根据公式有 x ? s ? 100 ≤ m x x 100 从计算结果可以看出，用量程为 0-100V 、±1.0 级电压表测量所产生的示值相对误差小， 所以选用量程为 0-100V 、±1.0 级电压表测量更准确。 4、准确度为0.5 级、量程为 0-100V 的电压表，其最大允许的绝对误差为多少？ 解：最大允许的绝对误差为： ?x ≤ x s = 100 ? 0 5 = 0 5 m % 5、测量上限为 500V 的电压表，在示值 450V 处的实际值为 445V ，求该示值的： （1）绝对误差（2）相对误差（3）引用误差（4）修正值 解： （1）绝对误差 ? x = x - A = 450 V - 445 V = 5 ? x （2）相对误差 γ x = ? 100 % = x ? x （3）引用误差 γ m = ? 100 % = x m （4）修正值 c = - ? x = - 5 V 5 ? 100 % = 1 12 % . 450 5 ? 100 % = 1 00 % . 500 6． 求： （1）如 E 、R 1、R 2 都是标准的，不接万用表时 A 、B 两点间的电压实际值 U A 为多大？ （2） （3） R 1 5KΩ A R V E R 2 12V 20KΩ B V
三、选择题:(每小题2分,共20分) 1、单极型半导体器件就是( C )。 A、二极管; B、双极型三极管; C、场效应管; D、稳压管。 2、P型半导体就是在本征半导体中加入微量的( A )元素构成的。 A、三价; B、四价; C、五价; D、六价。 3、稳压二极管的正常工作状态就是( C )。 A、导通状态; B、截止状态; C、反向击穿状态; D、任意状态。 4、用万用表检测某二极管时,发现其正、反电阻均约等于1KΩ,说明该二极管( C )。 A、已经击穿; B、完好状态; C、内部老化不通; D、无法判断。 5、PN结两端加正向电压时,其正向电流就是( A )而成。 A、多子扩散; B、少子扩散; C、少子漂移; D、多子漂移。 6、测得NPN型三极管上各电极对地电位分别为V E＝2、1V,V B＝2、8V,V C＝4、4V,说明此三极管处在( A )。 A、放大区; B、饱与区; C、截止区; D、反向击穿区。 7、绝缘栅型场效应管的输入电流( C )。 A、较大; B、较小; C、为零; D、无法判断。 8、正弦电流经过二极管整流后的波形为( C )。 A、矩形方波; B、等腰三角波; C、正弦半波; D、仍为正弦波。 9、三极管超过( C )所示极限参数时,必定被损坏。 A、集电极最大允许电流I CM; B、集—射极间反向击穿电压U(BR)CEO; C、集电极最大允许耗散功率P CM; D、管子的电流放大倍数 。 10、若使三极管具有电流放大能力,必须满足的外部条件就是( C ) A、发射结正偏、集电结正偏; B、发射结反偏、集电结反偏; C、发射结正偏、集电结反偏; D、发射结反偏、集电结正偏。 三、选择题:(每小题2分,共20分) 1、基本放大电路中,经过晶体管的信号有(C)。 A、直流成分; B、交流成分; C、交直流成分均有。 2、基本放大电路中的主要放大对象就是(B)。 A、直流信号; B、交流信号; C、交直流信号均有。 3、分压式偏置的共发射极放大电路中,若V B点电位过高,电路易出现(B)。 A、截止失真; B、饱与失真; C、晶体管被烧损。 4、共发射极放大电路的反馈元件就是(B)。 A、电阻R B; B、电阻R E; C、电阻R C。 5、功放首先考虑的问题就是(A)。
一 解释名词：①测量；②电子测量。 答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。 答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。 组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。 答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。 零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与
标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。 微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。 叙述电子测量的主要内容。 答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。 列举电子测量的主要特点.。 答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些 答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：①被测量本身的特性； ②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。 设某待测量的真值为土0．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点： ①，，，，，，，，，； ② ，，1 ，，，，，．，，；
电子测量原理 林占江 课后习题答案
第1章绪论 1.1 答：电子测量是以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，以电量和非电量为测量对象的测量过程。属于电子测量的是（2）、（3）。 1.2 答：见1.2节与1.3节。 1.3 答：主基准、副基准和工作基准。 第2章测量误差分析与数据处理 2.1 绝对误差：0.05V 修正值：-0.05V 实际相对误差：1.01% 示值相对误差：1.00% 电压表应定为0.5级 2.2 15V,2.5级 2.3 ±10% 2.4 绝对误差：-0.2mA；修正值：0.2mA 实际相对误差：0.25% 0.5级 2.5 14.8V,40.8% 2.6 1.15V,0.99V;23%,19.8% 2.7 5%,0.42dB 2.8 200k,266.7k,25% 2.9 200k,199.973k,0.014% 2.10 微差法、替代法、零示法 2.11 2.5级 2.12 1000.82125, 0.047 2.13 0.9926 ±0.0008 2.14 正态分布,1215.01±6.11, 2.15 86.4, 3.18, 0.00312, 5.84E4 2.16 3.3, 38 2.17 mγA+n γB, ±9.5% 2.18 ±4% 2.19 160±0.16%, 9.4±1.0%, 2.20 ±5%, ±5% 2.21 2级 第3章模拟测量方法 3.1 20%, 4.8%, 4V, 4.76 3.2 1.414, 1.11, 1; 1, 1, 1; 1.73, 1.15, 1 3.3 7.07, 10, 5.78 3.4 2格 3.5 输入已知参数的方波、三角波 3.6 不同，波形系数不同 3.7 平均值表,波形系数更接近1 3.8 见P89 3.9见P108 3.10 0.5%, 2%, 5% 3.11 27.4%, 23.1%, 20.2% 第4章数字测量方法 4.1见P115 4.2见P119 4.3见P115 4.4 4位，4位半，3位半，3位半，0.01mV 4.5 0.005%, 4.6 0.0008V, 8个字 4.7 0.000058V, 0.0032%,0.0000418,0.023% 4.8见P135 4.9见P143 4.10 0.00002%, 0.0002%, 0.002% 4.11 1.01s 4.12 100kHz 4.13 75μs 4.1见P115
《电子技术基础》课程习题集 一、单选题 1.测得NPN三极管的三个电极的电压分别是U B=1.2V，U E=0.5V，U C=3V，该三极管处在（）状态。 A. 击穿 B. 截止 C. 放大 D. 饱和 2.二极管的主要特性是（）。 A.放大特性 B.恒温特性 C.单向导电特性 D.恒流特性 3.在N型半导体中（）。 A.只有自由电子 B.只有空穴 C.有空穴也有电子 D.没有空穴也没有自由电子 4.三极管的两个PN结都正偏，则晶体三极管的状态是（）。 A.放大 B.饱和 C.截止 D.倒置 5.工作在放大状态的某三极管，当输入电流I B=10μA时，I C=1mA；而I B=20μA时，I C=1.8mA，则该三极管的交流电流放大系数为（）。 A.50 B.80 C.100 D.180 6.稳压管的稳压是其工作在（）。 A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿区 D.正向死区 7.在某放大电路中测得三极管三个极的静态电位分别为0V、-10V和-9.3V，则该管为（）。 A.NPN硅管 B.NPN锗管 C.PNP硅管 D.PNP锗管 8.在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于（）。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 杂质浓度 D. 晶体缺陷 9.测得NPN型硅三极管三个电极电位分别为：U B=2.8V，U E=2.1V，U C＝3.6V，则该管处于（）状态。 A.饱和 B.截止 C.放大 D.击穿 10. P型半导体中的自由电子浓度（）空穴浓度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 11. N型半导体是在纯净的本征半导体中加入（）。 A.自由电子 B.空穴 C.硼元素 D.磷元素 12.三极管工作在放大区的条件是（）。 A.发射结正偏，集电结正偏 B.发射结反偏，集电结正偏 C.发射结正偏，集电结反偏 D.发射结反偏，集电结反偏 13.下列关于半导体的说法正确的是（）。 A.P型半导体带正电，N型半导体带负电 B.稳压二极管在稳压时工作在反向击穿状态 C.整流二极管和稳压二极管可以互换使用 D.以上说法都是错误的
第1章检测题（共100分，120分钟） 一、填空题：（每空0.5分，共25分） 1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的。这种半导体内的多数载流子为自由电子，少数载流子为空穴，不能移动的杂质离子带正电。P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的。这种半导体内的多数载流子为空穴，少数载流子为自由电子，不能移动的杂质离子带负电。 2、三极管的内部结构是由发射区、基区、集电区区及发射结和集电结组成的。三极管对外引出的电极分别是发射极、基极和集电极。 3、PN结正向偏置时，外电场的方向与内电场的方向相反，有利于多数载流子的 扩散运动而不利于少数载流子的漂移；PN结反向偏置时，外电场的方向与内电场的方向一致，有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散，这种情况下的电流称为反向饱和电流。 4、PN结形成的过程中，P型半导体中的多数载流子由P向N区进行扩散，N型半导体中的多数载流子由N向P区进行扩散。扩散的结果使它们的交界处建立起一个空间电荷区，其方向由N 区指向P区。空间电荷区的建立，对多数载流子的扩散起削弱作用，对少子的漂移起增强作用，当这两种运动达到动态平衡时，PN结形成。 5、检测二极管极性时，需用万用表欧姆挡的R×1K档位，当检测时表针偏转度较大时，与红表棒相接触的电极是二极管的阴极；与黑表棒相接触的电极是二极管的阳极。检测二极管好坏时，两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很大时，说明二极管已经被击穿；两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时，说明该二极管已经绝缘老化。 6、单极型晶体管又称为场效应（MOS）管。其导电沟道分有N沟道和P沟道。 7、稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅晶体二极管，正常工作应在特性曲线的反向击穿区。 8、MOS管在不使用时应避免栅极悬空，务必将各电极短接。 二、判断正误：（每小题1分，共10分） 1、P型半导体中不能移动的杂质离子带负电，说明P型半导体呈负电性。（错） 2、自由电子载流子填补空穴的“复合”运动产生空穴载流子。（对） 3、用万用表测试晶体管时，选择欧姆档R×10K档位。（错） 4、PN结正向偏置时，其内外电场方向一致。（PN结反向偏置时，其内外电场方向一致）（错） 5、无论在任何情况下，三极管都具有电流放大能力。（错） 6、双极型晶体管是电流控件，单极型晶体管是电压控件。（对） 7、二极管只要工作在反向击穿区，一定会被击穿。（错） 8、当三极管的集电极电流大于它的最大允许电流I CM时，该管必被击穿。（错） 9、双极型三极管和单极型三极管的导电机理相同。（错） 10、双极型三极管的集电极和发射极类型相同，因此可以互换使用。（错） 三、选择题：（每小题2分，共20分） 1、单极型半导体器件是（C）。 A、二极管； B、双极型三极管； C、场效应管； D、稳压管。 2、P型半导体是在本征半导体中加入微量的（A）元素构成的。
第一章测量的基本原理一、填空1、2 转/ 分钟，0.01 ％2、间接比较法，直接比较法3、统一性，准确性，法律性4、比对5、相对误差6、模拟，数字7、微差、替代、交换二、判断错对错错错错三、选择CDBBAD四、简答题1、关于测量的科学定义，有狭义和广义之分。狭义测量是指为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。广义测量是指为了获取被测对象的信息而进行的实验过程。2、3、4、计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定证书》。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。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7、电压比较、阻抗比较、频率（时间）比较、相位比较、数字比较等。5、测量中使用比较器可进行五种不同层次的比较：6、8、第二章测量方法与测量系统一、填空题1、量程范围宽；测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测。2、电信号；电系统3、测试激励信号源。4、ykx 5、平均无故障时间；可信任概率；故障率或失效率；有效度或可用度6、微分方
程；脉冲响应函数；传递函数；频率响应函数。7、0.707；； 8、0.707二、判断题：对错错对错错错三、选择题：1、ABCDE 2、A 3、BD 4、C 5、D四、简答题1、量程＝测量范围上限－测量范围下限＝600－100＝500kPa2、测试系统的静态特性是通过静态标定或静态校准的过程获得的。静态标定就是在一定的标准条件下，利用一定等级的标定设备对测试系统进行多次往复测试的过程，如下图所示。3、4、初始值不为零的一阶测量系统，其阶跃响应的微分方程的解为：由已知条件得：化解得：故：该测量系统的时间常数为8.506 秒。第四章时间与频率的测量一、填空题1、±1 量化、标准频率2、测频率比、测时间间隔、测相位差、自检3、量化误差、标准频率误差、频标4、多周期5、增大闸门时间、被计数频率越低6、频率较低、一个周期、频率较高； 7、频率准确度、频率稳定度8、连续的二、判断题错错对错对对对错三、选择题DCDCDBACAB四、简答题1、（1）测量分辨率＝（1/0.1s）＝10Hz（2）在0.1s 的闸门时间内的计数值为：10KHz×0.1s＝1000，则量化误差的相对值为：1/1000＝0.1％（3）为了显示不溢出，则在10s 的最大闸门时间内计得的值不能超过105，由此可得测量频率的上限值为：105/10s＝10KHz2、（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％测周时，因为被测信号的频率为
电子技术基础 一、选择题： 1．在杂质半导体中,少子浓度主要取决于( ) (A) 掺入杂质的浓度、(B) 材料、(C) 温度 2．测得某PNP型三极管各极点位为:UB=-3V UE=-4V UC=-6V,则该管工作于( ) (A) 放大状态、(B) 饱和状态、(C) 截止状态 3．在基本共射放大电路中，若更换晶体管使β值由50变为100,则电路的放大倍数( ) (A) 约为原来的1/2倍(B) 约为原来的2倍(C) 基本不变 4．在OCL电路中，引起交越失真的原因是( ) (A) 输入信号过大(B) 晶体管输入特性的非线性(C) 电路中有电容 5．差动放大器中,用恒流源代替长尾R e是为了( ) (A) 提高差模电压增益(B) 提高共模输入电压范围 (C) 提高共模抑制比 6．若A+B=A+C，则（） (A) B=C；(B) B=C；(C)在A=0的条件下，B=C 7．同步计数器中的同步是指（） （A）各触发器同时输入信号；（B）各触发器状态同时改变； （C）各触发器受同一时钟脉冲的控制 8．由NPN管组成的单管基本共射放大电路，输入信号为正弦波，输出电压出现顶部被削平的失真，这种失真是（） （A）饱和失真（B）截止失真（C）频率失真 9．对PN结施加反向电压时，参与导电的是（） （A）多数载流子（B）少数载流子（C）既有多数载流子又有少数载流子 10．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量（） （A）增加（B）减少（C）不变 11．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（） A、输入电阻高 B、输出电阻低 C、共模抑制比大 D、电压放大倍数大 12．对于桥式整流电路，正确的接法是( ) 13．将代码(10000011)8421BCD转换成二进制数为（）
电子技术习题册答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
2 第1章 逻辑代数基础 1. 用真值表证明下列等式。 (1) (A B)C=A (B C)⊕⊕⊕⊕ (2) C B A C B A A +=++ A B C B A ⊕ C B ⊕ C B A ⊕⊕)( A )(C B A ⊕⊕ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 A B C A C B + C B C B A A ++ C B A + 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2. 用代数法化简下列各式。 (1) A+ABC+ABC+CB+CB ( C A B B C BC BC A +=++++=) ()1( 2) ABC+AB C+ABC+ABC A AB B A C C AB C C B A =+=+++=) ()( 3．将下列各函数化为最小项之和的形式。 (1) Y=ABC+BC+AB 7 543)()(m m m m C B A C B A BC A ABC BC A C C B A A A BC BC A +++=++++=++++= (2) )( AB Y D C B C ABD +++＝
电子测量与仪器课后习题答案清华大学出版出版 简述计量与测量之间的联系和区别。 1．答：测量是用被测未知量和同类已知的标准单位量比较，这时认为被测量的真实数值是存在的，测量误差是由测量仪器和测量方法等引起的。计量是用法定标准的已知量与同类的未知量（如受检仪器）比较，这时标准量是准确的、法定的，而认为测量误差是由受检仪器引起的。 由于测量发展的客观需要才出现了计量，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，才能在国民经济中发挥重要作用。 量值传递的准则是什么 2．答：量值的传递的准则是：高一级计量器具检定低一级计量器具的精确度，同级计量器具的精确度只能通过比对来鉴别。 简述高频信号发生器的基本组成及各组成部分的功能。 1．答：高频信号发生器主要由主振级、调制级、内调制振荡器、输出级、监视器和电源等六部分组成。各部分的功能是：（1）主振级。其作用是产生高频等幅载波信号，也叫高频振荡器。（2）调制级。将主振级产生的高频等幅载波信号与调制信号发生器产生的音频调制信号（400Hz或1KHz）同时送到调制级后，从调制级输出的就是载有音频信号的已调波了。（3）内调制振荡器。其作用是产生内调制信号的，也叫内调制振荡器，一般的高频信号发生器产生的内调制信号有400Hz和1kHz两种。（4）输出级。其作用主要是对已调信号进行放大和滤波，然后在此基础上通过衰减器对输出电平进行较大范围的调节和输出阻抗的变换，以适应各种不同的需要。（5）监视器。监视器主要用来测量输出信号的载波的电平和调幅系数，显示输出信号的频率、幅度、波形等，对输出信号进行监视。（6）电源。电源供给各部分所需的直流电压。 频率合成的实现方法有那几种各有何优缺点 3．答：频率合成的方法一般有两种：直接合成法与间接合成法。直接合成法的优点是频率的稳定度高，频率转换速度快，频谱纯度高，频率间隔小，可以做到以下。缺点是它需要大量的混频器、滤波器、分频器及倍频器等，电路单元多，设备复杂，体积大而显得笨重，造价贵。间接合成法也称为锁相合成法，它通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除（即完成频率的合成）。锁相环具有滤波作用，其通频带可以做得很窄，且中心频率易调，又能自动跟踪输入频率，因而可以省去直接合成法中所使用的大量滤波器、混频器及分频器等，有利于简化结构，降低成本，易于集成。 基本锁相环有哪几个组成部分各起什么作用为什么可以把锁相环看成是一个以输入频率为中心的窄带滤波器 4．答：锁相环路是间接合成法的基本电路，它是完成两个电信号相位同步的自动控制系统。基本锁相环由鉴相器（PD）、环路低通滤波器（LPF）和电压控制振荡器（VCO）等三部分组成。其工作原理是：将输出信号U o中的一部分反馈回来与输入信号U i共同加到鉴相器PD上进行相位比较，其输出端的误差电压UФ同两个信号的瞬时相位差成比例。误差电压UФ经环路低通滤波器LPF滤掉其中的噪音以后，用来控制压控振荡器VCO，使其振荡频率向其输入频率靠拢，直至锁定。此时，两信号的相位差保持某一恒定值，因而，鉴相器的输出电压也为一直流电压，振荡器就在此频率上稳定下来。也就是说，锁相环路的最终输出信号频率就是其输入信号频率，因而可以把锁相环看成是一个以输入频率为中心的窄带滤波器。 试述脉冲信号发生器的工作原理。
习题答案电子技术基础与技能资源 1.填空题 （1）单向导电 导通 截止 （2）硅管 锗管 0.6~0.7 0.2~0.3 （3）最大整流电流 最高反向工作电压 （4）将电信号转换成光信号 将光信号转换成电信号 （5）将交流电网电压转换成为稳固的直流电压 （6）桥式整流 （7）将交流电变成单向脉动直流电 将脉动的直流电转换成较平滑的直流电 2.判定题 （1）（ √ ） （2）（ × ） （3）（ √ ） （4）（ √ ） （5）（ √ ） （6）（ √ ） 3.选择题 （1）C （2）B （3）B （4）C （5）A （6）D （7）C 4.分析与运算 解：a)VT 导通。Uao=－9V b)VT1导通，VT2截止。Uao=0V c)VT2导通，VT1截止。Uao=－4.5V 5.画图题 略 第1章 测试题一解答 1.填空题 （1）导体 绝缘体 （2）本征半导体 （3）P 型 （4）负极 正极 （5）反向击穿 （6）反向 （7）反偏 （8）半波整流 2.判定题 （1）（ × ） （2）（ × ） （3）（ × ） （4）（ √ ） （5）（ × ） （6）（ × ） 3.选择题 （1）C （2）C （3）D （4）A 4.分析与运算 （1）解：依照二极管的正向伏安特性曲线可知，若按此接法，由于电源本身内阻专门小，1.6V 电压几乎全加在二极管两端，通过二极管的电流会专门大，容易烧坏二极管，电源也会因过热而损坏，因此不承诺把二极管按此方法连接。 （2）解：8种接法；5个不同值，16V 、8.7V 、1.4V 、8V 、0.7V 。 （3）解：VD1、VD4接反，电容C 极性接反。 （4）解：V V U U O 1081209.09.02=?==； 空载时V V U U O 1681204.122=?≈=； 二极管承担反向电压可达168V 。 第1章 测试题二解答 1.填空题 （1）空穴 （2）0.5 0.2
第1章 逻辑代数基础 1. 用真值表证明下列等式。 (1) (A B )C =A (B C )⊕⊕⊕⊕ (2) C B A C B A A +=++ (1) A +A B C +A B C +C B +C B ( C A B B C BC BC A +=++++=)()1( 2) A B C +A BC +A B C +A B C A AB B A C C AB C C B A =+=+++=) ()( 3．将下列各函数化为最小项之和的形式。 (1) Y =A B C +B C +A B 7 543)()(m m m m C B A C B A BC A ABC BC A C C B A A A BC BC A +++=++++=++++=
(2) )( AB Y D C B C ABD +++＝ D C AB D C B D C AB D C B C D B D A D C B C AD B BD A D C B C ABD B A =+=+++++=+++++=++++=)() () ()( 4．根据下列各逻辑式， 画出逻辑图。 ①Y=（A+B ）C ； ②Y=AB+BC ； ③Y=（A+B ）（A+C ）； 5．试对应输入波形画出下图中 Y 1 ~ Y 4 的波形。
6.如果“与”门的两个输入端中， A为信号输入端， B为控制端。设当控制端B=1和B=0两种状态时，输入信号端A的波形如图所示，试画出输出端Y的波形。如果A和B分别是“与非”门、“或”门、“或非”门的两个输入端，则输出端Y的波形又如何？总结上述四种门电路的控制作用。
第2章 组合逻辑电路 1.分析图示电路的逻辑功能。要求写出逻辑式，列出真值表，然后说明逻辑功能。 AB Y B A B A Y =+=21 半加器 真值表略 2.已知逻辑式B A AB Y +=： ①列出逻辑真值表，说明其逻辑功能； ②画出用“与非”门实现其逻辑功能的逻辑图； ③画出用双2/4线译码器74LS139实现其逻辑功能的逻辑图； ④画出用4选1数据选择器74LS153实现其逻辑功能的逻辑图； ③双2/4线译码器74LS139 有两个2-4线译码器