自考電子測量知識要點總結(jié)

1、第一章 電子測量的基本概念1.測量是通過實驗方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程。2.電子測量：是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測量技術(shù)；它是測量學(xué)和電子學(xué)相互結(jié)合的產(chǎn)物。3.電子測量的內(nèi)容：電磁刷和電子測量（電參數(shù)測量統(tǒng)稱） 電能量測量 ：包括對各種頻率波形下的電壓、電流、功率等的測量 電信號特性測量。 電路元件參數(shù)測量。 電子設(shè)備的性能測量。上述測量中，尤以對頻率 、時間、電壓、相位、阻抗等基本電參數(shù)的測量更為重要。4.電子測量的特點：測量頻率范圍寬。測量準(zhǔn)確度高低相差懸殊。測量量程寬。測量速度快?？梢赃M行遙測。易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化。影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜。5.電子測量

2、方法的分類:A.按測量過程分類：直接測量：指直接從測量儀表的讀數(shù)獲取被測量值的方法。間接測量:利用直接測量的量與被測兩量之間的函數(shù)關(guān)系（可以是公式、區(qū)縣或表格等）間接得到被測量量值的測量方法。組合測量：當(dāng)某項測量結(jié)果需用多個未知參數(shù)表達時，可通過改變測量條件進行多次測量，根據(jù)測量量與未知參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解，進而得到未知量，這種測量方法稱為組合測量。B.按測量方式分類：偏差式測量法（直讀法）：用儀器儀表指針的位移位置偏差，表示測量大小的測量方法稱為偏差式測量法。缺點：誤差比較大。優(yōu)點：簡單、方便，在工程測量中廣泛采用。.零位測量法：又稱做零示法或平衡測量法。C.按被測量的性質(zhì)分類：

3、時域測量。頻域測量。數(shù)據(jù)域測量。隨機測量。6.測量方法的選擇原則：被測量本身的特性。所要求的測量準(zhǔn)確度。測量環(huán)境現(xiàn)有測量設(shè)備等。7.電子測量儀器：利用電子技術(shù)對各種待測量進行測量的設(shè)備，統(tǒng)稱電子測量儀器。8.測量儀器的功能：變換功能。傳輸功能。顯示功能。9.測量儀器的分類：電平測量儀器。電路參數(shù)測量儀器。頻率、時間、相位測量儀器。波形測量儀器。信號分析器。模擬電路特性測試儀器。數(shù)字電路特性測試儀器。測試用信號源：包括各類低頻和高頻信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、掃頻和噪聲信號發(fā)生器。10.測量儀器的主要性能指標(biāo)：精度：指測量儀器的讀數(shù)（或測量結(jié)果）與被測量真值相一致的程度。 其含義是：

4、精度高，表明誤差??；精度低，表明誤差大。精度又可用精密度，正確度和準(zhǔn)確度三個指標(biāo)加以表征。a精度：精度說明儀表指示值的分散性，表示同一測量條件下對同一被測量進行多次測量時，得到的測量結(jié)果的分散程度。它反映了隨機誤差的影響。精度高，意味著隨機誤差小，測量結(jié)果的重復(fù)性好。b正確度：正確度說明儀表指示值與真值的接近程度。所謂真值是指待測量在待定狀態(tài)下所具有的真實值大?。徽_度高，則說明系統(tǒng)誤差小。c準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度是精密度和正確度的綜合反映。（課本10頁）分辨率（x）=最小量程最大顯示值穩(wěn)定性。輸入阻抗。靈敏度：靈敏度表示儀表對被測量變化的敏感程度，定義為測量儀表所能區(qū)分的被測量的最小變化量；通常規(guī)定

5、分辨率為允許絕對誤差的13.線性度：如果y=f(x)為y-x平面上過原點的直線，則稱之為線性刻度特性，否則稱為非線性刻度特性。11.計量：測量是通過實驗手段對事物進行取得定量信息的過程，計量是利用技術(shù)和法制手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量。計量學(xué)是研究測量、保證測量統(tǒng)一和準(zhǔn)確的科學(xué)。它是研究的主要內(nèi)容包括計量和測量方法、技術(shù)、量具及儀器設(shè)備等一般理論，計量單位的定義和轉(zhuǎn)換，量值的傳遞與保證量值統(tǒng)一所必須采取的措施，規(guī)程和法制等。12.單位制：任何測量都要有一個統(tǒng)一的體現(xiàn)計量單位的量作為標(biāo)準(zhǔn)，這樣的量稱做計量標(biāo)準(zhǔn)。 單位制：基本單位、導(dǎo)出單位、輔助單位。13.計量基準(zhǔn)：基準(zhǔn)是指用當(dāng)代最先進的

6、科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性建立起來的專門用以規(guī)定，保持和復(fù)現(xiàn)物理量計量單位的特殊量具或儀器裝置等。主基準(zhǔn)：也稱作原始基準(zhǔn)，也叫國家基準(zhǔn)。副基準(zhǔn)：是通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對，屬省市、地區(qū)級的。工作基準(zhǔn)：是經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，實際用以檢定下屬計量標(biāo)準(zhǔn)的計量器具。習(xí) 題 一1.1 解釋名詞： 測量； 電子測量。答：測量是為確定被測對象的量值而進行的實驗過程。在這個過程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結(jié)果。從廣義上說，凡是利用電子技術(shù)進行的測量都可以說是電子測量

7、；從狹義上說，電子測量是指在電子學(xué)中測量有關(guān)電的量值的測量。1.2 敘述直接測量、間接測量、組合測量的特點，并各舉一兩個測量實例。答：直接測量：它是指直接從測量儀表的讀數(shù)獲取被測量量值的方法。如：用電壓表測量電阻兩端的電壓，用電流表測量電阻中的電流。間接測量：利用直接測量的量與被測量之間的函數(shù)關(guān)系，間接得到被測量量值的測量方法。如：用伏安法測量電阻消耗的直流功率P，可以通過直接測量電壓U，電流I，而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系PUI，經(jīng)過計算，間接獲得電阻消耗的功耗P；用伏安法測量電阻。組合測量：當(dāng)某項測量結(jié)果需用多個參數(shù)表達時，可通過改變測試條件進行多次測量，根據(jù)測量量與參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解，

8、進而得到未知量，這種測量方法稱為組合測量。例如，電阻器電阻溫度系數(shù)的測量。1.3 解釋偏差式、零位式和微差式測量法的含義，并列舉測量實例。答：偏差式測量法：在測量過程中，用儀器儀表指針的位移(偏差)表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。例如使用萬用表測量電壓、電流等。零位式測量法：測量時用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用零示器指示被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡)， 從而獲得被測量從而獲得被測量。如利用惠斯登電橋測量電阻。微差式測量法：通過測量待測量與基準(zhǔn)量之差來得到待測量量值。如用微差法測量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度。1.4 敘述電子測量的主要內(nèi)容。答：電子測量內(nèi)容包括：（1）電能量的測量如：電壓，電流電功率

9、等；（2）電信號的特性的測量如：信號的波形和失真度，頻率，相位，調(diào)制度等；（3）元件和電路參數(shù)的測量如：電阻，電容，電感，阻抗，品質(zhì)因數(shù)，電子器件的參數(shù)等：（4）電子電路性能的測量如：放大倍數(shù)，衰減量，靈敏度，噪聲指數(shù)，幅頻特性，相頻特性曲線等。1.5 列舉電子測量的主要特點.。答：（1）測量頻率范圍寬；（2）測試動態(tài)范圍廣；（3）測量的準(zhǔn)確度高；（4）測量速度快；（5）易于實現(xiàn)遙測和長期不間斷的測量；（6）易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器的智能化；（7）影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜。1.6 選擇測量方法時主要考慮的因素有哪些？答：在選擇測量方法時，要綜合考慮下列主要因素： 被測量本身的特性；

10、 所要求的測量準(zhǔn)確度； 測量環(huán)境； 現(xiàn)有測量設(shè)備等。1.7 設(shè)某待測量的真值為土000，用不同的方法和儀器得到下列三組測量數(shù)據(jù)。試用精密度、正確度和準(zhǔn)確度說明三組測量結(jié)果的特點： 10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09，10.11； 9.59，9.7l，1 0.68，l0.42，10.33，9.60，9.80，l0.21，9.98，l0.38； 10.05，l0.04，9.98，9.99，l0.00，10.02，10.0l，999，9.97，9.99。答： 精密欠正確； 準(zhǔn)確度低； 準(zhǔn)確度高。1.8 SXl842數(shù)字電壓表數(shù)碼

11、顯示最大數(shù)為19 999，最小一檔量程為20mV，問該電壓表的最高分辨率是多少？ 解：20mV/199990.001 mV1Vl.9 SR46示波器垂直系統(tǒng)最高靈敏度為50uVdiv，若輸入電壓為120uV，則示波器熒光屏上光點偏移原位多少格？ 解：120/502.4格1.10 某待測電路如題1.10圖所示。（1）計算負載RL上電壓U。的值(理論值)。（2）如分別用輸入電阻Rv為120kO和10MQ的晶體管萬用表和數(shù)字電壓表測量端電壓U。，忽略其他誤差，示值U。各為多少？ （3）比較兩個電壓表測量結(jié)果的示值相對誤差rxrx(UoUx)/Ux100%解：（1）（2）R外130/12024 K 題

12、1.10 圖R外230/1000029.91 K （3）1.11 已知某熱敏電阻隨溫度變化的規(guī)律為，其中Ro 、Rt 分別為 熱力學(xué)溫度為T0300K和T時的阻值，B為材料系數(shù)。已測得 T1290 K，R114.12k ，T2320K，R25.35kg。求R0和B。解： （1） （2）聯(lián)立（1）、（2）解得： B3003 R010.05K1.12 試設(shè)計一個測量方案，測量某放大器的直流輸出電阻(阻值估計在30k左右)。解：設(shè)計如右圖所示，為減少測量誤差采用數(shù)字電壓表測量，且R1、R2都在30 K左右，可忽略電壓表接入對輸出電壓的影響，則有： 所以：1.13 選擇測量儀器時，通常要根據(jù)被測量的大

13、致大小選擇合適的測量量程。例如仍采用題1.l0所示的測量電路，現(xiàn)分別用MF20晶體管電壓表的6 V檔和30V檔測量負載RL上電阻Uo，已知電壓表的電壓靈敏度為20kV(由此司算出各檔量程電壓表輸入電阻Rv電壓靈敏度量程)，準(zhǔn)確度等級為2.5級(準(zhǔn)確度等級s表示儀表的滿度相對誤差不超過s，即最大絕對誤差為xms%xm。試分別計算兩個量程下的絕對誤差和相對誤差。解：6V檔時：Rv1120K R外130/12024 Kx11Ux1A2.2222.50.278V x122.5%60.15V30V檔時：Rv23020600K R外230 /60028.57 Kx212.2442.50.06V x222.

14、5%300.75V x20.81V1.14 比較測量和計量的類同和區(qū)別。答：測量是把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進行比較，從而確定被測量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測量結(jié)果。計量是利用技術(shù)陽法制手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量。計量可看作測量的特殊形式，在計量過程中，認為所使用的量具和儀器是標(biāo)準(zhǔn)的，用它們來校準(zhǔn)、檢定受檢量具和儀器設(shè)備，以衡量和保證使用受檢量具儀器進行測量時所獲得測量結(jié)果的可靠性。因此，計量又是測量的基礎(chǔ)和依據(jù)。1.15 解釋名詞： 計量基準(zhǔn)； 主基準(zhǔn)； 副基準(zhǔn)； 工作基準(zhǔn)。答： 用當(dāng)代最先進的科學(xué)技術(shù)和工藝水平，以最高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性建立起來的專門用以規(guī)定

15、、保持和復(fù)現(xiàn)物理量計量單位的特殊量具或儀器裝置等。 主基準(zhǔn)也稱作原始基準(zhǔn)，是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達到的最高準(zhǔn)確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。因此，主基準(zhǔn)也叫國家基準(zhǔn)。 副基準(zhǔn)：通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比對，確定其量值并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)的計量器具。其地位僅次于國家基準(zhǔn)，平時用來代替國家基準(zhǔn)使用或驗證國家基準(zhǔn)的變化。 工作基準(zhǔn)：經(jīng)與主基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定批準(zhǔn)，實際用以檢定下屬計量標(biāo)準(zhǔn)的計量器具。1.16 說明檢定、比對、校準(zhǔn)的含義。各類測量儀器為什么要定期進行檢定和比對。答：檢定：是用高一等級準(zhǔn)確度的計量器具對低一等級的計量

16、器具進行比較，以達到全面評定被檢計量器具的計量性能是否合格的目的。比對：在規(guī)定條件下，對相同準(zhǔn)確度等級的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計量器具之間的量值進行比較，其目的是考核量值的一致性。校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計量器具與高一等級的計量標(biāo)準(zhǔn)相比較，以確定被校計量器具的示值誤差的全部工作。一般而言，檢定要比校準(zhǔn)包括更廣泛的內(nèi)容。通過對各級基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及計量器檢定、比對和校準(zhǔn)以保證日常工作中所使用的測量儀器、量具的量值統(tǒng)一。第二章 測量誤差和測量結(jié)果處理1.誤差：真值A(chǔ)0：一個物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實數(shù)值稱作它的真值。 指定值A(chǔ)3：由國家設(shè)立各種盡可能維持不變的實物標(biāo)準(zhǔn)（或基準(zhǔn)）以法令的形式制定其

17、所體現(xiàn)的量值作為計量單位的指令值。 實際值A(chǔ)：在每一級的比較中，都以上一級標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的值當(dāng)做準(zhǔn)確無誤的值，通常稱為實際值，也叫相對真值。 標(biāo)稱值：測量器具上標(biāo)定的數(shù)值稱為標(biāo)稱值，都是和誤差一起標(biāo)明。 示值x：由測量器具指示的被測量量值測量器具的示值。 測量誤差（X與A之間的差異）：測量儀器儀表的測量值與被測量真值之間的差異稱為測量誤差。 單次測量和多次測量。 等精度測量和非等精度測量：在保持測量條件都維持不變的情況下，對同一測量進行的多次測量過程稱作等精度測量。在同一被測量的多次重復(fù)測量中，不是所有測量條件都維持不變，這樣的測量稱為非等精度測量或不等精度測量。2.誤差表示方法：a.絕對誤差x=

18、x-A0（示值-真值）=x-A（實際值） b.絕對誤差的特點: A.絕對誤差是有單位的量，其單位與測量值（x）和實際值A(chǔ)相同。 B.絕對誤差有符號的量，其符號表示出測量值（x）與實際值A(chǔ)的大小關(guān)系，若測量值較實際值大，則絕對誤差為正值，反則為負值。 C. 測量值與被測量實際值之間的偏離程度和方向通過絕對誤差來體現(xiàn)，修正值C=-X=A-X。 D.對于信號源，穩(wěn)壓電源等供給量儀器，絕對誤差定義為：X=A-X=C 注：利用修正值和儀器示值可得到被測量的實際值：A=X+C。 相對誤差：實際中常用相對誤差來說明測量的實際值：A=X+C。a實際相對誤差定義為：=xA100。b示值相對誤差定義為：x=xx1

19、00。c滿度相對誤差定義為：m=XmXm100；Xm儀器量程內(nèi)最大的絕對誤差，Xm測量儀器滿度值（量程上限值），Xm=mXm。注意：我國電工儀表的準(zhǔn)確度等級S就是按滿度誤差m分級的，按m得大小一次劃分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5及5.0七級。一般來講，測量儀器在同一量程不同示值處的絕對誤差實際上未必處處相等，但對使用者來講，在沒有修正值可利用的情況下，只能按最壞情況處理，即認為儀器在同一量程各處的絕對誤差是一個常數(shù)且等于Xm，這種處理稱作誤差的整量化。為了減少測量中的示值誤差，在進行量程選擇，應(yīng)盡可能使示值接近滿度值，一般示值不小于滿度值的23為宜。a.在電子測量中還常用到

20、分貝誤差：分貝誤差是用對數(shù)表示誤差的一種形式，單位為分貝（dB）: 電壓、電流放大倍數(shù)20lg（1+x）8.69Yx。功率放大倍數(shù)：10lg（1+x）4.34Yx。3.容許誤差：極限值：x=x（x1個字）（檔位最大示值）。容許誤差是指測量儀器在規(guī)定使用條件下盡可能產(chǎn)生的最大誤差范圍。a.工作誤差：是指在額定工作條件下儀器誤差的極值，即來自儀器外部的各種影響和儀器內(nèi)部的影響特性為任意可能組合時，儀器誤差的最大極限值。b.固有誤差：是指儀器的各種影響量和影響特性處于基準(zhǔn)條件時儀器所具有的誤差。c.影響誤差：是指當(dāng)一個影響量在其額定使用范圍內(nèi)內(nèi)取任一值，而其他影響量和影響特性均處于基準(zhǔn)條件時所測得的

21、誤差。d.穩(wěn)定誤差：是儀器的標(biāo)稱值在其他影響和影響特性保持恒定的情況下，在規(guī)定的時間內(nèi)產(chǎn)生的誤差極限。4.測量誤差來源：儀器誤差又稱設(shè)備誤差，是由于設(shè)計、制造、裝配、檢定等不完善以及儀器使用過程中無器件老化，機械部件磨損、疲勞等而使測量儀器設(shè)備帶有的誤差；量化誤差是數(shù)字儀器特有的一種誤差，減少由它帶給測量結(jié)果準(zhǔn)確度的影響的辦法是設(shè)法使顯示器顯示盡可能多的有效數(shù)字。.使用誤差：又稱操作誤差，是由于對測量設(shè)備操作不當(dāng)而造成的誤差。人身誤差：主要指由于測量者感官的分辨能力、視覺疲勞、固有習(xí)慣等對測量試驗中的現(xiàn)象與結(jié)果判斷不準(zhǔn)確而造成的誤差。影響誤差：是指各種環(huán)境因素與要求條件下不一致而造成的誤差。方

22、法誤差：指所使用的測量方法不當(dāng)，或測量所依據(jù)的理論不嚴密，或?qū)y量計算公式不適當(dāng)簡化等原因造成的誤差。5.誤差的分類：系統(tǒng)誤差：在多次等精度測量同一量值時，誤差的絕對值和符號保持不變，或當(dāng)條件改變時，誤差按某種規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差，簡稱系差。注：a.系統(tǒng)誤差的主要特點是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量取平均值的方法不能改變或消除系差，而當(dāng)條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。b.產(chǎn)生系差的原因：測量儀器設(shè)計原理及制作上的缺陷。測量時的環(huán)境條件與儀器使用要求不一致等。采用近似的測量方法或近似的計算公式等。測量人員估計讀數(shù)時習(xí)慣偏于某一方向等原因

23、所引起的誤差。隨機誤差（又稱偶然誤差）：指對同一量值進行多次等精度測量時，其絕對值和符號均以不可預(yù)測的方式無規(guī)則變化的誤差。注：隨機誤差的特點（反應(yīng)精密度）：有界性。對稱性（正態(tài)分布）。抵償性。粗大誤差：在一定的測量條件下，測量值明顯地偏離實際值所形成的誤差位粗大誤差，也稱疏失誤差，簡稱粗差。注：確認含有粗差的測量值稱為壞值，應(yīng)當(dāng)剔除不用，因為壞值不能反映被測量的真實數(shù)值6.隨機誤差分析：測量值的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差。 a.數(shù)學(xué)期望：設(shè)被測量物體進行等精度測量，得到n個測量值：X1 X2 X3 Xm。N個測量值的算術(shù)平均值：x(x上面一痕)=1n(i=1n)Xi最可信賴值，x(x上面一痕)也稱做樣

24、本平均值。n時，樣本平均值x(x上面一痕)的極限定為測量值的數(shù)學(xué)期望，Ex=lim(n) 1n(i=1n)Xi, Ex也叫總體平均值。注：通常絕對誤差等于隨機誤差，即：Xi=i=Xi-A。隨機誤差的算術(shù)平均值為(上面一痕)= 1n(i=1n)Xi-A，當(dāng)n時，(上面一痕)=Ex-A(n)。由于隨機誤差具有抵償性，因此當(dāng)測量次數(shù)n趨于無限大時，(上面一痕)趨于零，即(上面一痕)=0= lim1n(i=1n) i。b.綜上：在實際測量工作中，當(dāng)基本消除系差且剔除粗大誤差后，雖然仍有隨誤差存在，但多次測量得值的算術(shù)平均值很接近被測量真值，因此將它作為最后測量結(jié)果，并稱之為被測量的最佳估值或最大可信賴

25、值。剩余誤差：當(dāng)進行有限次測量時，各次測量值與算術(shù)平均值之差稱為剩余誤差或殘差，Ui=Xi- x(x上面一痕)注：當(dāng)n足夠大時，殘差的代數(shù)和等于0;當(dāng)n, x(x上面一痕) Eo，此時殘差等于隨機誤差i。按照|Vi|3來判斷壞值是在進行大量等精度測量，測量數(shù)據(jù)屬于正態(tài)分布的前提下得出的，通常將這個原則成為萊特原則。馬林科夫判據(jù)和阿卑-赫梅特判據(jù)可分別用來判定有無累進性系差和周期性系差。7.系差分析：削弱系差的典型測量技術(shù)：a.零示法。b.替代法。C.補償法。D.對照法e.交叉讀數(shù)法。F.微差法。注：利用修正值，修正公式削弱系差是一種常用的方便方法，在智能儀表中，可利用微處理器設(shè)計出多種削弱或消

26、除系差的方差程序。測量儀器的各部分和測量值的各個分項都會對總的測量結(jié)果誤差產(chǎn)生影響，各種函數(shù)關(guān)系下的誤差綜合公式可以由下面的公式導(dǎo)出：絕對誤差y=(i=1n) yxi相對誤差：y=(i=1n) yxi xiy。當(dāng)無法判斷各分項誤差的符號時，保險的綜合公式分別如何如下：絕對誤差：y=(i=1n) |yxi xi|相對誤差：y=(i=1n)| yxi xiy|系統(tǒng)的不確定度是測量時總的系差極限：當(dāng)分項較少時，可采用保險的絕對值合成公式計算系統(tǒng)的不確定度，不過得到的數(shù)值往往比實際值要大，絕對值合成公式：y=(i=1n) |yxiim|,Yym=(i=1n)| yxiyim|。當(dāng)分項較多時，可采用均方

27、根合成法：56頁。測量結(jié)果中有效數(shù)字的位數(shù)反映了測量的精度程度，應(yīng)結(jié)合實際情況加以考慮。測量數(shù)據(jù)在計算過程中采用“小于5舍”，大于5入，等于5取偶數(shù)的舍入法則，以減少總的運算誤差。在精密的多次等精度測量中，對測量數(shù)據(jù)要先按殘差不大于3的原則剔除壞值，然后計算x(x上面一痕)，x(x上面一痕)，最后寫出測量結(jié)果表達式A= x(x上面一痕) 3x(x上面一痕)。習(xí) 題 二2.1 解釋下列名詞術(shù)語的含義：真值、實際值、標(biāo)稱值、示值、測量誤差、修正值。答：真值：一個物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實數(shù)值。指定值：由國家設(shè)立盡可能維持不變的實物標(biāo)準(zhǔn)(或基準(zhǔn))，以法令的形式指定其所體現(xiàn)的量值作為計量

28、單位的指定值。實際值：實際測量時，在每一級的比較中，都以上一級標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的值當(dāng)作準(zhǔn)確無誤的值，通常稱為實際值，也叫作相對真值。標(biāo)稱值：測量器具上標(biāo)定的數(shù)值。示值：測量器具指示的被測量量值稱為測量器具的示值。測量誤差：測量儀器儀表的測得值與被測量真值之間的差異。修正值：與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值。2.2 什么是等精度測量？什么是不等精度測量？答：在保持測量條件不變的情況下對同一被測量進行的多次測量過程稱作等精度測量。 如果在同一被測量的多次重復(fù)測量中，不是所有測量條件都維持不變，這樣的測量稱為非等精度測量或不等精度測量。2.3 按照表示方法的不同，測量誤差分成哪幾類？答：1、絕對誤差：

29、定義為：xxA02、相對誤差（1）實際相對誤差： （2）示值相對誤差： （3）滿度相對誤差： （4）分貝誤差： Gx20 lgAu（d B）2.4 說明系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗差的主要特點。答：系統(tǒng)誤差的主要特點是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數(shù)值，用多次測量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當(dāng)條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規(guī)律而變化，具有可重復(fù)性。隨機誤差的特點是： 有界性； 對稱性； 抵償性。粗差的主要特點是：測得值明顯地偏離實際。2.5 有兩個電容器，其中C1200040 pF，C2470 pF5%，問哪個電容器的誤差大些？為什么？解： 因為r1r2 ，所以C2的誤差大些。2.

30、6 某電阻衰減器，衰減量為200.1dB，若輸入端電壓為1 000mV，輸出端電壓等于多少？解：由： 得：u 0ui /10100 mVrxrDb /8.690.1/8.691.2 % u 0rxu01.2 %1001.2 mV輸出端電壓為：100 mV1.2 mV2.7 用電壓表測量電壓，測得值為5.42V，改用標(biāo)準(zhǔn)電壓表測量示值為5.60V，求前一只電壓測量的絕對誤差U，示值相對誤差rx和實際相對誤差rA 。解：U5.425.600.18Vrx0.18/5.423.32% rA0.18/5.603.21%2.8 標(biāo)稱值為1.2k，容許誤差5的電阻，其實際值范圍是多少？解：xrxx5%120

31、60 實際值范圍是：1200602.9 現(xiàn)檢定一只2.5級量程100V電壓表，在50V刻度上標(biāo)準(zhǔn)電壓表讀數(shù)為48V，問在這一點上電壓表是否合格？解：xm2.5%1002.5V x50482V2.5V 電壓表合格。2.10 現(xiàn)校準(zhǔn)一個量程為100 mV，表盤為100等分刻度的毫伏表，測得數(shù)據(jù)如下：儀表刻度值(mV)0102030405060708090100標(biāo)準(zhǔn)儀表示值(mV)0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0絕對誤差 (mV)0.00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.30.00.30.0修正值c (mV)0.0-0.10.20.

32、4-0.20.20.40.30.0-0.30.0求： 將各校準(zhǔn)點的絕對誤差U和修正值c填在表格中； 10 mV刻度點上的示值相對誤差rx和實際相對誤差rA； 確定儀表的準(zhǔn)確度等級； 確定儀表的靈敏度。解： rx0.1/10100%1% rA0.1/9.9100%1.01% 因為：xm0.4 mV rm0.4/1000.4%所以：s0.5 100/1001 mV2.11 WQ1型電橋在f 1 kHz時測0.1pF110pF電容時，允許誤差為 1.0 (讀數(shù)值)0.01 (滿量程值)，求該電橋測得值分別為lpF、10pF、100pF時的絕對誤差、相對誤差。 解：xm0.01%1100.011 pF

33、 x11.0%10.0110.021 pFx21.0%100.0110.111 pF x31.0%1000.0111.011 pF 2.12 如題2.12圖所示，用內(nèi)阻為Rv的電壓表測量A、B兩點間電壓，忽略電源E、電阻R1、 R2的誤差，求： 不接電壓表時，A、B間實際電壓UA； 若Rv 20K，由它引入的示值相對誤差和實際相對誤差各為多少？ 若Rv 1M，由它引入的示值相對誤差和實際相對誤差又各為多少？解： R外20/100019.6K 題2.12圖 2.13 用準(zhǔn)確度s10級，滿度值100A的電流表測電流，求示值分別為80A和40A時的絕對誤差和相對誤差。解：x1x2xm1%1001Ar

34、x1x1/ x11/801.25% rx2x2 / x21/402 .5%2.14 某位(最大顯示數(shù)字為19 999 )數(shù)字電壓表測電壓，該表2V檔的工作誤差為 0.025(示值)1個字，現(xiàn)測得值分別為0.0012V和1.988 8V，問兩種情況下的絕對誤差和示值相對誤差各為多少？解： 2.15 伏安法測電阻的兩種電路示于題2.15圖(a)、(b)，圖中 eq oac(,A)為電流表，內(nèi)阻RA， eq oac(,V)為電壓表，內(nèi)阻Rv，求： 兩種測量電路中，由于RA 、 Rv的影響，只。的絕對誤差和相對誤差各為多少？ 比較兩種測量結(jié)果，指出兩種電路各自適用的范圍。題2.15圖解：（a） ra0

35、測得值偏小，RVRx時，ra很小。（b）RxbRxRA RxbRA rbRA/ Rxrb0測得值偏大，RARx時，rb很小。2.16 被測電壓8V左右，現(xiàn)有兩只電壓表，一只量程0l0V，準(zhǔn)確度sl1.5，另一種量程050V，準(zhǔn)確度s2 l.0級，問選用哪一只電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確？解：x1xm1rm1xm11.5%100.15Vr1x1/x10.15/81.88%x2xm2rm2xm21.0%500.5Vr2x2/x20.5/86.25%r1r2 ，選用準(zhǔn)確度sl1.5電壓表測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。2.17 利用微差法測量一個l0V電源，使用9V標(biāo)稱相對誤差0.1的穩(wěn)壓源和一只準(zhǔn)確度為s的電壓表，如

36、題2.17圖所示。要求測量誤差U/U0.5%，問s？ 解： 依題意得： 題2.17圖 所以：s4.1 選用2.5級的電壓表。2.18 題2.18圖為普通萬用表電阻檔示意圖，Ri稱為中值電阻，Rx為待測電阻，E為表內(nèi)電壓源(干電池)。試分析，當(dāng)指針在什么位置時，測量電阻的誤差最小？解：因為：則：Rx的絕對誤差為：Rx的相對對誤差為： 題2.18圖令：得：即指針在中央位置時，測量電阻的誤差最小。 2.19 兩只電阻分別為R1202%，R2(1000.4) ，求：兩電阻串聯(lián)及并聯(lián)兩種接法時的總電阻和相對誤差。解：串聯(lián)時：相對誤差：R串1200.66%0.8 總電阻：1200.8并聯(lián)時： 符號有正有負

37、時： R并20/10016.7 R并16.71.77%0.3并聯(lián)時的總電阻為：16.70.32.20 用一只量程為5V，準(zhǔn)確度s1.5級電壓表測量題2.20圖中a、b點電位分別為 和Ua4.26V，Ub4.19V，忽略電壓表的負載效應(yīng)，求： Ua、Ub絕對誤差、相對誤差各為多少？ 利用UabUaUb公式計算，則電壓Uab的絕對誤差和相對誤差各為多少？解：UaUbUms%Um 1.5%50.075VUab4.264.190.07V214.26% UabrabUab214.26%0.070.15V 題 2.20 圖2.21 用電橋法測電阻時，利用公式RxR1R3 / R2，已知R1100，R10.

38、1，R3100，R30.1，R21000，R20.1。求：測得值Rx的相對誤差。 解：r R10.1/1000.1% r R30.1% r R21/10000.1%(0.1%0.1%0.1%)0.3%2.22 電阻上消耗的電能WU2/ Rt，已知rU1% , rR0.5% ，rt1.5%，求rW。解：4%2.23 金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率可用4L /d2 R公式計算，式中L(cm)、d(cm)、R()分別為導(dǎo)線的長度、直徑和電阻值，試分析在什么條件下的誤差最小，對哪個參數(shù)的測量準(zhǔn)確度要求最高。解：當(dāng)rL2 rdrR 時，/0 最小。導(dǎo)體的直徑參數(shù)d的測量準(zhǔn)確度要求最高。2.24 電橋測一個50mH左右

39、的電感，由于隨機誤差的影響，使電感的測量值在LO0.8mH的范圍內(nèi)變化。若希望測量值的不確定度范圍減小到0.3mH以內(nèi)，仍使用該電橋，問可采用什么辦法。解：采用對照法進行測量，第一次測量電橋平衡時有：jL0R3jLs1R4 則： L0Ls1R4/ R3 若 則：第二次測量時，交換L0與Ls的位置，電橋平衡時有：jL0R4jLs2R3 則： L0Ls2R3/ R4 比較兩個L0的表達式有： 則： 若 則：所以：2.25 題2.25圖中，用50V量程交流電壓表通過測量U1、U2獲得U值，現(xiàn)U1 U2 40V，若允許U的誤差2，問電壓表的準(zhǔn)確度應(yīng)為幾級？解：U1U2s%Ums%500.5sru1ru

40、20.5s/401.25s%1.25s%依題意得：1.25s%2 % 解得：s1.6 所以，選用1.5級的電壓表。 題2.25圖2.26 用示波器測量題2.26圖所示調(diào)幅波的調(diào)幅系數(shù)，已知A、B測量誤差10，問調(diào)幅系數(shù)誤差為多少？解： 當(dāng)A、B有正有負時： 題2.26圖2.27 用數(shù)字電壓表測得一組電壓值如下表：nxinxinxi1234520.42 20.4320.4020.4320.4267891020.4320.3920.3020.4020.43111213141520.4220.4120.3920.3920.40判斷有無壞值，寫出測量報告值。解：（1）用公式求算術(shù)平均值。20.404（

41、2）列出vi和vi2如表2.271（3） 表2.271nvivi2nvivi2nvivi2123450.0160.026-0.0040.0260.0160.0002560.0006760.0000160.0006760.0002566789100.026-0.014-0.104-0.0040.0260.0006760.0001960.0108160.0000160.00067611121314150.0160.006-0.014-0.014-0.0140.0002560.0000360.0001960.0001960.00001630.098從表2.27中可以看出，剩余殘差最大的第8個測量數(shù)據(jù)

42、，其值為：，n8為壞值應(yīng)剔除。（4）剔除n8后的算術(shù)平均值（5）重新列出vi和vi2如表2.272表2.272nvivi2nvivi2nvivi2123450.0060.016-0.0140.0160.0060.0000360.0002560.0001960.0002560.00003667890.016-0.024-0.0140.0160.0002560.0005760.0001960.00025610111213140.006-0.004-0.024-0.024-0.0140.0000360.0000160.0005760.0005760.000196（6）剔除n8后的標(biāo)準(zhǔn)差的估計值 （7

43、）剔除n8后無壞值 因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為：20.4140.0132.28 按照舍入法則，對下列數(shù)據(jù)處理，使其各保留三位有效數(shù)字： 86.372 4， 8.914 5， 3.175 0， 0.003 125， 59 450解：86.372 486.4 8.914 58.91 3.175 03.18 0.003 1250.00312 59 4505941022.29 按照有效數(shù)字的運算法則，計算下列各結(jié)果： 1.07133.23.42 1.07133.203.43 40.3134.52182.2 51. 43.7190 56.094.653260.74 70.40.45370.02.30 某

44、電壓放大器，測得輸入端電壓Ui1.0mV，輸出端電壓Uo1200mV，兩者相對誤差均為2，求放大器增益的分貝誤差。解：rdB20lg（14%）（200.017）0.34dB第三章 信號發(fā)生器3.1信號發(fā)生器概述：1.信號發(fā)生器的分類：按頻率范圍分類：超低頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍30KHz以下，主要應(yīng)用領(lǐng)域：電聲學(xué)、聲納。低頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍30-300KHz，主要應(yīng)用領(lǐng)域：電報、通信。視頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍300KHz-6MHz，它主要應(yīng)用領(lǐng)域：無線電廣播。高頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍6-30MHz，它主要應(yīng)用領(lǐng)域：廣播、電報。甚高頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍30-300MHz，

45、主要應(yīng)用領(lǐng)域：電視、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航。超高頻信號發(fā)生器，它的頻率范圍300-3000MHz，主要應(yīng)用領(lǐng)域：雷達、導(dǎo)航、氣象。按輸出波形分類：正弦波。非正弦波。脈沖。按信號發(fā)生器的性質(zhì)分類：一般信號發(fā)生器和標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生。2.其基本構(gòu)成：振蕩器。變換器。輸出級。指示器。電源。3.2正弦信號發(fā)生器的性能指標(biāo)1.用頻率特性，輸出特性和調(diào)制特性（俗稱三大指標(biāo)）來評價正弦信號發(fā)生器的性能。2.頻率范圍：指信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號頻率范圍，該范圍內(nèi)即可連續(xù)，又可由若干頻段或一系列離散頻率覆蓋。3.頻率準(zhǔn)確度：指信號發(fā)生器度盤數(shù)值與實際輸出信號頻率間的偏差。4.頻率穩(wěn)定度：指其他外界條件恒定不變的情況下，在規(guī)定的

46、時間內(nèi)，信號發(fā)生器輸出頻率相對于預(yù)調(diào)值變化大小。5.由溫度、電源、負載變化引起的頻率變動量。6.非線性失真系數(shù)（失真度）：非線性失真來評價低頻信號發(fā)生器，而用頻譜純度來評價高頻信號發(fā)生器頻譜純度不僅要考慮高次諧波造成失真，還要考慮由非諧波噪聲造成的正弦波失真。7.輸出阻抗：低頻信號發(fā)生器電壓輸出端的輸出阻抗一般為600（或1K），功率輸出端依輸出匹配變壓器的設(shè)計而定，通常有50、75、150、600和5K等幾檔；高頻信號發(fā)生器一般僅有50或75兩檔，當(dāng)使用高頻信號發(fā)生器時，要特別注意阻抗的匹配。8.輸出電平：指的是輸出信號的幅度的有效范圍，即由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信號發(fā)生器的最大輸出電壓和最大輸出功

47、率及其衰減范圍內(nèi)所得到輸出幅度的有效范圍。9.調(diào)制特性：高頻信號發(fā)生器在輸出正弦波的同時，一般還能輸出一種或一種以上已調(diào)制的信號，多數(shù)情況下是調(diào)幅信號和調(diào)頻信號，有時還帶有調(diào)相和脈沖調(diào)制等功能。3.3低頻、超低頻信號發(fā)生器低頻信號發(fā)生器1.低頻信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)：頻率范圍為1Hz-1MHz連續(xù)可調(diào)。頻率穩(wěn)定度（0.1-0.4）h.。頻率準(zhǔn)確度為（1-2）。輸出電壓為0-10V連續(xù)可調(diào)；輸出功率約為（0.5-5）連續(xù)可調(diào)；非線性失真為（0.1-1）；輸出阻抗可分為50、75、150、600和5K。2.文氏橋振蕩器（68頁）：主振器：RC，文氏橋，根據(jù)條件：振幅條件|AF|1。相位條件=0。

48、注：放大器實際總增益大于3，振蕩器容易起振。改變R和C的數(shù)值可調(diào)節(jié)振蕩頻率。改變雙聯(lián)同軸電容C的方法在一個波段內(nèi)進行頻率細調(diào)。o調(diào)節(jié)：R在頻段間粗調(diào)，C在某頻段細調(diào)。 過載保護：剛開機時，過載保護指示燈亮，約5-6S后熄滅。3.衰減分貝值和電壓衰減倍數(shù)：衰減分貝值 電壓衰減倍數(shù) 衰減分貝值 電壓衰減數(shù) 20 10 40 100 60 10004.函數(shù)發(fā)生器：它在輸出正弦波的同時，還能輸出同頻率的三角波、方波、鋸齒波等波形，以滿足不同的測試需要。函數(shù)發(fā)生器的基本工作原理是由積分電路和觸發(fā)電路產(chǎn)生三角波和方波，然后通過函數(shù)轉(zhuǎn)換器，將三角波正形成正弦波。開始階段（tt1），uiu1,二極管V1-V6

49、全部截止5.XD8B超低信號發(fā)生器，它由積分器、比較器、正弦波成型網(wǎng)絡(luò)、功率放大器及穩(wěn)壓電源等部分組成。 77頁（圖3.3-14）如果將二極管并接在積分電阻R上，則由于二極管正、反向電阻的巨大差異而使正負積分時間常數(shù)不同，可以獲得鋸齒波和脈沖信號。6.數(shù)字合成低頻信號發(fā)生器：RC文氏橋振蕩器以及以積分器為基礎(chǔ)的函數(shù)發(fā)生器，其突出優(yōu)點是電路簡單，但頻率準(zhǔn)度及穩(wěn)定度較差，非線性失真較大，數(shù)字合成低頻信號發(fā)生器可以有效地提高上述性能指標(biāo)。這種方法的優(yōu)點：輸出頻率準(zhǔn)確度高，基本上等于機內(nèi)晶體振蕩的頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。因為各區(qū)間的振幅值以數(shù)字形式存于ROM中不會改變，加上現(xiàn)在數(shù)模轉(zhuǎn)化器性能穩(wěn)定，因此輸出

50、信號的幅頻特性很好；輸出信號的非線性失真很小，可低于0.1。3.4射頻信號發(fā)生器射頻信號發(fā)生器是指能產(chǎn)生正弦信號，頻率范圍部分或全部覆蓋300KHz-1GHz，并且具有一種或一種以上調(diào)制或組合調(diào)制的信號發(fā)生器。1.調(diào)諧信號發(fā)生器的振蕩器通常為LC振蕩器，圖3.4-4（81頁）變壓器反饋式振蕩器：o=12(LC) ，注：括號為根號；體積大。電感反饋式振蕩器：o=12(LC) ，注：括號為根號； ，L=L1+L2，電感三點式，哈萊特式。電容反饋式振蕩器：o=12(LC) ，注：括號為根號；，C=C1C2C1+C2，電容三點式，考畢茲式。2.鎖相信號發(fā)生器：圖3.4-6是是鎖相環(huán)路的基本方框圖，主要

51、由壓控振蕩器（VCO）、鑒相器（PD）、低通濾波器（PLF）及晶體振蕩器。注意圖：3.4-6該鎖相環(huán)的基本工作原理為：當(dāng)壓控振蕩器輸出頻率2由于某種原因變化時，相應(yīng)相位也產(chǎn)生變化，該相位變化在鑒相器中基準(zhǔn)晶振頻率1的穩(wěn)定相位相比較，使鑒相器輸出1個與相位差成比例的電壓Ud(t)，經(jīng)過低通濾波器，檢出其直流分量Uc(t)，用Ud(t)控制壓控振蕩器中的壓控元件數(shù)值，從而調(diào)整VCO的輸出頻率2，使其不但頻率和基準(zhǔn)晶振一致，相位也同步，這時稱為相位鎖定，因此最終VCO的頻率輸出穩(wěn)定度就由晶振頻率1所決定。 鎖相環(huán)的電路形式有多種，根據(jù)的不同的電路結(jié)構(gòu)，鎖相環(huán)可以完成頻率的加減、乘除運算。3.合成信號

52、發(fā)生器：直接合成：a.非相干式：兩種或兩個以上的磁振蕩器。 b.相干式：只有一個晶體振蕩器。間接合成：鎖相環(huán)路法。頻率合成器是把一個（或多數(shù)幾個）高穩(wěn)定度頻率源s經(jīng)過加減乘除及其組合頻率，以產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)，按一定的頻率間隔（或頻率跳步）的一系列離散頻率的信號發(fā)生器。注意：圖3.4-9掃頻信號發(fā)生器它主要用于直接測量各種網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性。3.5.1線性電路幅頻特性的測量在測量技術(shù)分類中，頻域測量占有重要位置地位，其主要原因是線性電路對正弦激勵的影響應(yīng)仍是正弦信號，只是與輸入相比其振幅和相位發(fā)生了變化，一般情況下都是頻率的函數(shù)。1.點頻法測量幅頻特性：用測量儀器在各個頻率點上測出輸出信號與

53、輸入信號的振幅和相位差。提供頻率可自動連續(xù)變化的正弦波信號源稱為掃頻信號源或掃頻振蕩器。2.掃頻法測量幅頻特性：振幅不變而頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的正弦信號加到被測網(wǎng)絡(luò)。掃頻法具有以下優(yōu)點（有點頻法相比）：可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的自動或半自動測量。掃頻信號的頻率是連續(xù)變化的，因此所得到的被測網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線是連續(xù)的，不會出現(xiàn)由于電頻法中的頻率點離散而遺漏掉人們感興趣的某些細節(jié)問題。點頻法是人工逐點改變輸入信號的頻率，速度慢，得到的是被測電路穩(wěn)態(tài)情況下的頻率特性曲線。3.5.2.掃頻儀：其工作原理實現(xiàn)的方法：磁調(diào)電感法。變?nèi)荻O管法。BT-S型掃頻儀的主要性能要求：中心頻率范圍大且可連續(xù)調(diào)節(jié)。掃

54、頻（寬度）要寬且可任意調(diào)節(jié)。寄生調(diào)幅要小。脈沖信號發(fā)生器3.6.1脈沖信號：脈沖具有脈動和沖擊的含義，脈沖信號通常指持續(xù)時間較短且有特定變化規(guī)律的電壓或電流信號。常見脈沖信號有矩形、鋸齒形、階梯形、鐘形、數(shù)字編碼序列。其主要參數(shù)：脈沖幅度Um。脈沖上升時間t。脈沖下降時間tf。脈沖寬度。平頂降落U。脈沖過沖。脈沖周期和重復(fù)頻率。脈沖占空系數(shù)。=T。可用途徑和產(chǎn)生脈沖的方法不同分為：通用脈沖發(fā)生器、快沿脈沖那個發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖信號發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。3.6.3圖3.6-23.7.噪聲信號發(fā)生器：1.噪聲通常指干擾有用信號的，不可預(yù)測的擾動，它使有用信號受到干擾而造成失真，

55、降低了信號觀察和測量的可靠性。2.圖3.7-13.噪聲信號發(fā)生器是噪聲測量中必須的儀器，它能在特定的頻率范圍內(nèi)提供足夠的輸出電平并具有所要求的統(tǒng)計參數(shù)。4.噪聲源：電阻器噪聲源、飽和二極管噪聲源、氣體放電管噪聲源、固態(tài)噪聲源。習(xí) 題 三3.1 如何按信號頻段和信號波形對測量用信號源進行分類？答：按信號頻段的劃分，如下表所示：名 稱頻 率 范 圍主 要 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 超低頻信號發(fā)器 低頻信號發(fā)生器 視頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器 甚高頻信號發(fā)生器 超高頻信號發(fā)生器 30kHz以下 30kHz300kHz 300kHz6MHz 6MHz30MHz 30MHz300MHz 300MHz3000 M

56、Hz電聲學(xué)、聲納 電報通訊 無線電廣播 廣播、電報 電視、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航 雷達、導(dǎo)航、氣象按輸出信號波形分類：可分為正弦信號發(fā)生器和非正弦信號發(fā)生器。非正弦信號發(fā)生器又可包括：脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器、掃頻信號發(fā)生器、數(shù)字序列信號發(fā)生器、圖形信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器等。3.2 正弦信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)有哪些？各自具有什么含義？ 答：正弦信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)及各自具有的含義如下：（1）頻率范圍指信號發(fā)生器所產(chǎn)生的信號頻率范圍。（2）頻率準(zhǔn)確度頻率準(zhǔn)確度是指信號發(fā)生器度盤(或數(shù)字顯示)數(shù)值與實際輸出信號頻率間的偏差，通常用相對誤差表示：式中f0為度盤或數(shù)字顯示數(shù)值，也稱預(yù)調(diào)值，f1

57、是輸出正弦信號頻率的實際值。（3）頻率穩(wěn)定度 其他外界條件恒定不變的情況下，在規(guī)定時間內(nèi)，信號發(fā)生器輸出頻率相對于預(yù)調(diào)值變化的大小。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，頻率穩(wěn)定度又分為頻率短期穩(wěn)定度和頻率長期穩(wěn)定度。頻率短期穩(wěn)定度定義為信號發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時間后，信號頻率在任意15min內(nèi)所發(fā)生的最大變化，表示為：頻率長期穩(wěn)定度定義為信號發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時間后，信號頻率在任意3h內(nèi)所發(fā)生的最大變化，表示為：預(yù)調(diào)頻率的 x10-6yHz式中x、y是由廠家確定的性能指標(biāo)值。（4）由溫度、電源、負載變化而引起的頻率變動量由溫度、電源、負載變化等外界因素造成的頻率漂移(或變動)即為影響量。 溫度引起的變動量環(huán)境溫度

58、每變化1所產(chǎn)生的相對頻率變化，表示為：預(yù)調(diào)頻率的x10-6/，即式中t為溫度變化值，f0為預(yù)調(diào)值， f1為溫度改變后的頻率值。 電源引起的頻率變動量供電電源變化10所產(chǎn)生的相對頻率變化，表示為：x10-6，即 負載變化引起的頻率變動量負載電阻從開路變化到額定值時所引起的相對頻率變化，表示為： x10-6，即式中f1為空載時的輸出頻率，f2為額定負載時的輸出頻率。（5）非線性失真系數(shù)(失真度)用信號頻譜純度來說明輸出信號波形接近正弦波的程度，并用非線性失真系數(shù) r 表示：式中U1為輸出信號基波有效值，U2、U3 Un 為各次諧波有效值。由于U2、U3 Un 等較U1小得多，為了測量上的方便，也用

59、下面公式定義r：（6）輸出阻抗 信號發(fā)生器的輸出阻抗視其類型不同而異。低頻信號發(fā)生器電壓輸出端的輸出阻抗一般600 (或1k)，功率輸出端依輸出匹配變壓器的設(shè)計而定，通常50、75、150、600和5k等檔。高頻信號發(fā)生器一般僅有50或75檔。（7）輸出電平輸出電平指的是輸出信號幅度的有效范圍。（8）調(diào)制特性當(dāng)調(diào)制信號由信號發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生時，稱為內(nèi)調(diào)制，當(dāng)調(diào)制信號由外部加到信號發(fā)生器進行調(diào)制時，稱為外調(diào)制。3.3 文氏橋振蕩器的振蕩原理是什么？答：是文氏橋振蕩器傳輸函數(shù)的幅頻特性和相頻特性分別為：當(dāng)01/RC，或 ff01/2RC 時，輸出信號與輸入信號同相，且此時傳輸函數(shù)模 N(0)N()m

60、ax1/3最大，如果輸出信號U0后接放大倍數(shù)KVN(0)3的同相放大器，那么就可以維持0 或者f f01/2RC 的正弦振蕩，而由于RC網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，其他頻率的信號將被抑制。3.4 某文氏橋只C振蕩器如題34圖所示，其中R3、R4是熱敏電阻，試確定它們各自應(yīng)具有什么性質(zhì)的溫度系數(shù)。答：R3應(yīng)具有正性質(zhì)的溫度系數(shù)，R4應(yīng)具有負性質(zhì)的溫度系數(shù)。 題3.4圖3.5 差頻式振蕩器作低頻信號發(fā)生器振蕩源的原理和優(yōu)點是什么？答：差頻式振蕩器的可變頻率振蕩器和固定 頻率振蕩器分別產(chǎn)生可變頻率的高頻振蕩 f1 和固定頻率的高頻振蕩 f2 ，經(jīng)過混頻器M產(chǎn)生兩者差頻信號 f f1 f2。這種方法的主要缺點是電