【正文】 《電子測量與儀器》習題參考答案 清華大學出版社《電子測量與儀器》習題參考答案習題1習題2一、填空題1．正弦信號發(fā)生器；脈沖信號發(fā)生器；函數(shù)信號發(fā)生器。2．主振級；調制級；內調制振蕩器；輸出級；監(jiān)視器。3．RC文氏電橋振蕩；穩(wěn)幅；負。4．外界條件；電路及元件內部的噪聲；元件老化等產(chǎn)生的寄生相移。5．頻率合成器。6．鑒相器（PD）；環(huán)路低通濾波器（LPF）；電壓控制振蕩器（VCO）。7．先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波；用施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波；先產(chǎn)生三角波再轉換為方波和正弦波。二、選擇題1．B 2．A 3．C 4．A 5．C 6．D。三、簡答題1．答：高頻信號發(fā)生器主要由主振級、調制級、內調制振蕩器、輸出級、監(jiān)視器和電源等六部分組成。各部分的功能是：（1）主振級。其作用是產(chǎn)生高頻等幅載波信號，也叫高頻振蕩器。（2）調制級。將主振級產(chǎn)生的高頻等幅載波信號與調制信號發(fā)生器產(chǎn)生的音頻調制信號（400Hz或1KHz）同時送到調制級后，從調制級輸出的就是載有音頻信號的已調波了。（3）內調制振蕩器。其作用是產(chǎn)生內調制信號的，也叫內調制振蕩器，一般的高頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的內調制信號有400Hz和1kHz兩種。（4）輸出級。其作用主要是對已調信號進行放大和濾波，然后在此基礎上通過衰減器對輸出電平進行較大范圍的調節(jié)和輸出阻抗的變換，以適應各種不同的需要。（5）監(jiān)視器。監(jiān)視器主要用來測量輸出信號的載波的電平和調幅系數(shù)，顯示輸出信號的頻率、幅度、波形等，對輸出信號進行監(jiān)視。（6）電源。電源供給各部分所需的直流電壓。2．答：正弦波形通常是令三角波經(jīng)非線性成形網(wǎng)絡，用分段折線逼近的方法來產(chǎn)生。電路圖217所示為一種實際的正弦波形成電路。其功能是將三角波整形為近似的正弦波輸出。電路中使用了6對二極管。+2V、2V直流電源和電阻R1~R6及R1’~R6’為二極管提供適當?shù)钠珘?，以控制三角波逼近正弦波時轉折點的位置。隨著輸入三角波信號電壓升高或降低的變化，6對二極管依次導通或截止，并把電阻R8~R12依次接入電路或從電路中斷開。多導通一個二極管將多增加一條電阻并聯(lián)支路，因而輸出電壓斜率會降低，形成一段折線。相反，若多截止一個二極管將多減少一條電阻并聯(lián)支路，因而輸出電壓斜率會升高，同樣也將形成一段折線?？傊?，電路中每個二極管可產(chǎn)生一個轉折點。在正半周時，一對二極管可獲得三段折線；在負半周時也產(chǎn)生三段折線。這樣使用1對二極管就可獲得6段折線。以后每增加一對二極管，正負半周可各增加二段。因此整個電路可產(chǎn)生26段折線。由這種正弦波形成網(wǎng)絡所獲得的正弦波信號失真小。用5對二極管時失真度可小于1%，%。3．答：頻率合成的方法一般有兩種：直接合成法與間接合成法。直接合成法的優(yōu)點是頻率的穩(wěn)定度高，頻率轉換速度快，頻譜純度高，頻率間隔小。缺點是它需要大量的混頻器、濾波器、分頻器及倍頻器等，電路單元多，設備復雜，體積大而顯得笨重，造價貴。間接合成法也稱為鎖相合成法，它通過鎖相環(huán)來完成頻率的加、減、乘、除（即完成頻率的合成）。鎖相環(huán)具有濾波作用，其通頻帶可以做得很窄，且中心頻率易調，又能自動跟蹤輸入頻率，因而可以省去直接合成法中所使用的大量濾波器、混頻器及分頻器等，有利于簡化結構，降低成本，易于集成。4．答：鎖相環(huán)路是間接合成法的基本電路，它是完成兩個電信號相位同步的自動控制系統(tǒng)?；炬i相環(huán)由鑒相器（PD）、環(huán)路低通濾波器（LPF）和電壓控制振蕩器（VCO）等三部分組成。其工作原理是：將輸出信號Uo中的一部分反饋回來與輸入信號Ui共同加到鑒相器PD上進行相位比較，其輸出端的誤差電壓UФ同兩個信號的瞬時相位差成比例。誤差電壓UФ經(jīng)環(huán)路低通濾波器LPF濾掉其中的噪音以后，用來控制壓控振蕩器VCO，使其振蕩頻率向其輸入頻率靠攏，直至鎖定。此時，兩信號的相位差保持某一恒定值，因而，鑒相器的輸出電壓也為一直流電壓，振蕩器就在此頻率上穩(wěn)定下來。也就是說，鎖相環(huán)路的最終輸出信號頻率就是其輸入信號頻率，因而可以把鎖相環(huán)看成是一個以輸入頻率為中心的窄帶濾波器。5．答：脈沖信號發(fā)生器主要由主振級、延遲級、形成級、整形級和輸出級等五個部分組成。各部分的原理如下：（1）主振級。主振級的作用是形成一個頻率穩(wěn)定度高、調節(jié)性能良好的周期信號，作為下一級電路的觸發(fā)信號。主振級一般由多諧振蕩器組成，其特點是電路簡單，頻率連續(xù)可調，既可工作在內觸發(fā)狀態(tài)，也可工作在外觸發(fā)狀態(tài)。當“內觸發(fā)”時，主振級是一個多諧振蕩器；當“外觸發(fā)”時，主振級就相當于一個單穩(wěn)態(tài)電路了。（2）延遲級。脈沖信號發(fā)生器除了具有主脈沖輸出外，一般還要求有“同步”外部設備或儀器的同步脈沖輸出。而主脈沖和同步脈沖之間需要有一定的延遲。延遲級就是為了完成這種延遲作用而設置的。（3）形成級。脈沖形成級的作用是形成脈沖寬度穩(wěn)定性好，具有良好寬度調節(jié)性能的矩形脈沖波。~1s。脈沖形成級的電路一般采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和脈沖加、減電路。（4）整形級。為了使輸出的脈沖波更趨近矩形，通常要求脈沖波形的前、后沿要陡峭，而整形級能充分改善矩形脈沖的形狀并具有電流放大作用。脈沖整形級主要由電流開關電路組成。而延遲級、形成級、整形級又構成脈沖形成級。（5）輸出級。輸出級的作用是對輸出脈沖信號進行幅度放大，并通過衰減器輸出各種幅度的脈沖波形。通常包括有脈沖放大器、倒相器等，輸出信號的幅度、極性等在輸出級進行調節(jié)。四、綜合題1．解：根據(jù)U實＝U示/衰減倍數(shù)。（1）當“輸出衰減”旋鈕置于40dB時，衰減倍數(shù)為100倍，所以當U示＝1V時，U實＝U示/衰減倍數(shù)＝1V/100＝10 mV。同理，當U示＝3V、5V時，U實＝30mV、50mV。（2）當U示＝5V，若“輸出衰減”旋鈕置于20dB時，衰減倍數(shù)為10倍，所以U實＝U示/衰減倍數(shù)＝5V/10＝500 mV。同理，若“輸出衰減”旋鈕置于40dB、60dB時，衰減倍數(shù)為100倍、1000倍，U實＝50mV、5mV。2．解：調節(jié)步驟如下：第1步，彈出輸出波形轉換開關S，使儀器輸出為正弦信號。第2步，將波段選擇開關置于Ⅳ波段，此時kHz指示燈亮；然后分別調節(jié)三個頻率調節(jié)旋鈕，從左至右分別置于“5”、“0”和“0”刻度；。輸出頻率即為5kHz。第3步，調節(jié)輸出細調旋鈕使電壓讀數(shù)為“1”；再調節(jié)輸出衰減旋鈕，使其置于“40”，即衰減40dB，由表21可知，衰減了100倍（）；輸出有效電壓則為1V＝10mV。習題3一、填空題1．電子槍；偏轉系統(tǒng)。2．電場；磁場。3．陰極；第一柵極；第二柵極。4．動能；光能；熱能。5．垂直系統(tǒng)；水平系統(tǒng)。6．取樣；高頻；中頻或低頻；10MHz。7．1/10。8．實時采樣；順序采樣。9．；。1