電子測量與儀器陳尚松版的課后答案Word版

1、傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！第三章 信號發(fā)生器思考題與習(xí)題3.3 已知可變頻率振蕩器頻率f12.49964.5000mhz，固定頻率振蕩器頻率f2=2.5mhz，若以f1和f2構(gòu)成一差頻式信號發(fā)生器，試求其頻率覆蓋系數(shù)，若直接以f1構(gòu)成一信號發(fā)生器，其頻率覆蓋系數(shù)又為多少？解：因?yàn)椴铑l式信號發(fā)生器f0= f1f2所以輸出頻率范圍為：400hz2.0000mhz頻率覆蓋系數(shù)如果直接以f1構(gòu)成一信號發(fā)生器，則其頻率覆蓋系數(shù)3.5 要求某高頻信號發(fā)生器的輸出頻率f860mhz，已知其可變電容器的電容c的變化范圍為50pf200pf，請問該如何進(jìn)行波段劃分，且每個波段對應(yīng)的電

2、感應(yīng)為多大？解：而，由，所以相鄰波段的電感值滿足：，所以可以計算得出3.9 xfg-7高頻信號發(fā)生器的頻率范圍為f=100khz30mhz，試問應(yīng)劃分幾個波段？（為答案一致，設(shè)k=2.4）解：而，3.11 簡述直接數(shù)字頻率合成原理，試設(shè)計一個利用微處理器產(chǎn)生任意波形發(fā)生器的方案，并討論如何提高任意波形的頻率？pc機(jī)濾波d/a答：在存儲器里存儲任意波形的數(shù)字量，通過微處理器以一定的時間間隔讀取數(shù)據(jù)，并送d/a轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將電壓信號送濾波器進(jìn)行濾波，一直以相同的轉(zhuǎn)換時間間隔取下一個數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣就可得到任意波形發(fā)生器。提高任意波形頻率的方法有：（1）減小讀取時間間隔，并采用轉(zhuǎn)換速度較快的d

3、/a轉(zhuǎn)換器；（2）采用讀取時間短的存儲器；（3）一個周期轉(zhuǎn)換的點(diǎn)數(shù)減小。3.12有一頻率合成器如圖3.37所示，求：（1）f0的表達(dá)式；（2）f0的范圍；（3）最小步進(jìn)頻率。÷100f3fl10khz×n15601000lpfpdbpfvco1f0m(-)f21knzvco2f3÷n250006000pd÷100lpf圖3.37 題3.12圖 解：由圖可知：（1）所以（2） （3）因?yàn)閚1和n2均可改變，但f0表達(dá)式中，n2的系數(shù)小，所以n2變化1得到的f0的變化最小，即f0的最小步進(jìn)頻率為frfrlfrhf0f0 frh（b）×mvco

4、47;ppdlpf÷n13.13 計算下圖所示鎖相環(huán)的輸出頻率范圍及步進(jìn)頻率。frf0（a）vco÷npdlpf÷mfr1f0（c）1khz÷n2720100m(+)bpfvco2pdlpf÷n2720100vco1lpf÷10pd÷n110001100iii100khzfr2圖3.38 題3.13圖解：（a），所以，步進(jìn) （b），所以，步進(jìn) （c）設(shè)vco1輸出頻率為f1，則， 步進(jìn)3.15 ad9850 dds中如果時鐘頻率fc=125mhz，相位累加器寬度n=32位，頻率控制字k=0100000h，這時輸出頻率為多少？

5、解：k=0100000h，所以a201，因?yàn)閐ds：第四章： 時頻測量4.3 分析通用計數(shù)器測量頻率和周期的誤差，以及減小誤差的方法。答：通用計數(shù)器測量頻率的誤差：即±1誤差和標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差。一般總誤差可采用分項誤差絕對值合成，即 通用計數(shù)器測量周期的誤差：主要有三項，即量化誤差、轉(zhuǎn)換誤差以及標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差。其合成誤差可按下式計算 減少測頻誤差的方法：在一定時，閘門時間t選得越長，測量準(zhǔn)確度越高減少測周誤差的方法：1)采用多周期測量可提高測量準(zhǔn)確度；2)提高標(biāo)準(zhǔn)頻率，可以提高測周分辨力；3)測量過程中盡可能提高信噪比vmvn。4.8 用計數(shù)式頻率計測量頻率，閘門時間（門控時間）為l s時

6、，計數(shù)器讀數(shù)為5400，這時的量化誤差為多大？如將被測信號倍頻4倍，又把閘門時間擴(kuò)大到5倍，此時的量化誤差為多大?解：（1）量化誤差（2）量化誤差4.9用一個7位電子計數(shù)器測量一個fx5mhz的信號頻率，試分別計算當(dāng)“閘門時間”置于1s、0.1s和10ms時，由±1誤差產(chǎn)生的測頻誤差。解：閘門時間為1s時，±1誤差閘門時間為0.1s時，±1誤差閘門時間為10ms時，±1誤差4.10 用某計數(shù)式頻率計測頻率，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，門控時間t1s，求：（1）測量fx10mhz時的相對誤差；（2）測量fx10kh

7、z時的相對誤差，并找出減小測量誤差的方法。解：測頻±1誤差（1）（2）對相同閘門時間下，當(dāng)被測頻率越高時，測頻相對誤差越小，同時晶振頻率誤差影響也越大。4.11 用某計數(shù)式頻率計測周期，已知晶振頻率fc的相對誤差為fcfc±5×108，時基頻率為10mhz，周期倍乘100。求測量10s周期時的測量誤差。解：計數(shù)器測周期誤差4.12 用某電子計數(shù)器測一個fx10hz的信號頻率，當(dāng)信號的信噪比s/n20db時，分別計算當(dāng)“周期倍乘”置于×1和×100時，由于轉(zhuǎn)換誤差所產(chǎn)生的測周誤差，并討論計算結(jié)果。解：由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測周誤差為：因?yàn)椋海运浴?/p>

8、周期倍乘”置于×1時：所以“周期倍乘”置于×100時：由測周誤差可知，增大“周期倍乘”可以減少由轉(zhuǎn)換誤差產(chǎn)生的測周誤差。4.13用多周期法測量某被測信號的周期，已知被測信號重復(fù)周期為50hz時，計數(shù)值為100000，內(nèi)部時標(biāo)信號頻率為 1mhz。若采用同一周期倍乘和同一時標(biāo)信號去測量另一未知信號，已知計數(shù)值為15000，求未知信號的周期？解：因?yàn)槎嘀芷诜y被測信號周期，所以4.14 某計數(shù)式頻率計，測頻閘門時間為1s，測周期時倍乘最大為×10000，時基最高頻率為10mhz，求中界頻率。解：測頻和測周±1誤差分別為：， ，所以中屆頻率4.15 欲測量一個

9、標(biāo)稱頻率f01mhz的石英振蕩器，要求測量精確度優(yōu)于±1×106，在下列幾種方案中，哪一種是正確的？為什么？(1) 選用e312型通用計數(shù)器（fc/fc±1×106），“閘門時間”置于1s。(2) 選用e323型通用計數(shù)器（fc/fc±1×107），“閘門時間”置于1s。(3) 選用e323型通用計數(shù)器（fc/fc±1×107），“閘門時間”置于10s。解：（1）測頻時，其誤差 （2） （3）由以上計算結(jié)果可知，采用第三種方案是正確的。第五章 電壓測量uotuotuot5.3 利用全波平均值電子電壓表測量圖5.70

10、所示三種不同波形（正弦波、方波、三角波）的交流電壓，設(shè)電壓表的讀數(shù)都是1v，問： （1）對每種波形，電壓表的讀數(shù)各代表什么意義？ （2）三種波形的峰值、平均值及有效值分別為多少？ （3）根據(jù)測量結(jié)果，將三個波形畫在同一坐標(biāo)圖上以進(jìn)行比較。解：（1）對正弦波，讀數(shù)為有效值，對其他波形，讀數(shù)僅能間接反應(yīng)被測量的大小。圖5.70 習(xí)題5.3圖（2）因?yàn)?，所以v因?yàn)椋此哉也ㄓ行е禐?v，峰值為v，均值為0.901v。方波有效值為v，峰值為v，均值為0.901v。三角波有效值為v，峰值為v，均值為0.901v。三種波形在同一坐標(biāo)圖為：5.4 若在示波器上分別觀察峰值相等的正弦波、方波、三角波，得u

11、p5v；現(xiàn)在分別采用三種不同檢波方式并以正弦波有效值為刻度的電壓表進(jìn)行測量，試求其讀數(shù)分別為多少？解：已知各波形vp=5v 均值表： 正弦波 方波 三角波 峰值表：因?yàn)楦鞑ㄐ畏逯迪嗤?，所以三種波形的讀數(shù)均為： 有效值表：正弦波 ： 方波： 三角波：5.8 ds18型五位雙積分型數(shù)字電壓表中us6.0000v，fc0.75mhz，計數(shù)器滿量程n160000，求被測電壓ux2.5000v時，計數(shù)器計數(shù)值n2為多大？采樣時間tl和測量時間t2分別為多大？解：根據(jù)雙積分原理，可知（1）在準(zhǔn)備期，進(jìn)行定時積分，所以 5.9 試畫出圖5.71積分器的輸出時間波形圖（uot），假設(shè)圖中c1f，r10k，圖中

12、模擬開關(guān)的接通時間為：0-t1(10ms）s0、s1接通，s2、s3開關(guān)斷開； t1-t3(20ms）s1接通，其他開關(guān)斷開；t3-t4(10ms）s2接通，其他開關(guān)斷開；t4-t5(10ms）s3接通，其他開關(guān)斷開；t5-t6(10ms）s0、s3接通，s1、s2開關(guān)斷開。acs0s1s2s30v+10v+5vr+5vu0+15+10+5051015102030405060t1t2t3t4t5t6t/ms圖5.71 題5.9圖u0/v圖中假設(shè)模擬開關(guān)(s0s3）和運(yùn)算放大器a均是理想器件。解：按照積分器工作原理，其輸出電壓和輸入電壓之間的關(guān)系為：0t1(10ms)：s0、s1接通，s2、s3

13、斷開，a的同向與反向輸入端虛短，所以；t1t3(20ms)：s1接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為05v5v，vt3t4(10ms)：s2接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為105v5v，t4t5(10ms)：s3接通，其他開關(guān)斷開，輸入端電壓等效為55v=0v，t5t6(10ms)：s0、s3接通，s1、s2斷開，所以輸出波形圖如下：5.10 圖5.73為某三斜式a/d的積分器的輸出時間波形，設(shè)基準(zhǔn)電壓|ur|10v，試求積分器的輸入電壓大小和極性。題中假設(shè)在采樣期和比較期內(nèi)，積分器的時間常數(shù)rc相等。10050100t/msouo/vurur/27圖5.73 題5.11圖解：由輸出波形可

14、知，積分器輸入電壓為負(fù)的，5.14兩臺dvm ，最大計數(shù)容量分別為19999；9999。若前者的最小量程為200mv，試問：(1) 各是幾位的 dvm ；(2) 第臺dvm的分辨力是多少？(3) 若第臺dvm的工作誤差為0.02%ux±1字，分別用2v檔和20v 檔測量ux=1.56v電壓時，問誤差各是多少？解：（1）計數(shù)容量為19999的dvm為4位半，計數(shù)容量為9999的dvm為4位；（2）第臺dvm的最小量程為200mv，所以dvm顯示數(shù)據(jù)應(yīng)為199.99mv，即最小分辨力為0.01mv；（3）當(dāng)用2v檔測量時：為1.9999v，所以一個字誤差為：0.0001v，測量誤差為：0

15、.02%×1.560.0001v0.000412v0.41mv當(dāng)用20v檔測量時：為19.999v，所以一個字誤差為：0.001v，測量誤差為：0.02%×1.560.001v0.001312 v1.3mv。5.18 圖5.72為雙積分a/d轉(zhuǎn)換器，已知t1100ms，t0100s，試求：（1）刻度系數(shù)； （2）畫出工作流程圖。a10fk4k1uxvr=6.2v100k圖5.74 題5.18圖vr=6.2v62k62kk3k2cu0解：方法一：利用雙積分原理，（1）在準(zhǔn)備期，k4合進(jìn)行清零，采樣期k1合進(jìn)行定時積分，； 比較期k1關(guān)k2合進(jìn)行定值積分， ，所以 ，所以刻度系

16、數(shù)為：方法二：利用電荷平衡原理，q1q2，采樣期，比較期，所以，所以工作過程，按準(zhǔn)備期，采樣期和比較期進(jìn)行，流程圖如下： 5.19 一臺dvm，技術(shù)說明書給出的準(zhǔn)確度為v±0.01%vx±0.01%×vm，試計算用1v量程分別測量1v和0.1v電壓時的絕對誤差和相對誤差，有何啟示？解：（1）0.01×10.01×12×10-4v， （2）0.01×0.10.01×11.1×10-4v，由此可見相對誤差明顯增大，可知在相同量程下，被測值越接近量程，那么相對誤差相對較小。第六章時域測量（示波器）613 有a，b兩臺數(shù)字示波器，最高采樣率