【文章內(nèi)容簡介】 21111 0 . 0 3 2 7n iiiivv?????＝ ＝ ≈n － 1n － 1 表 － 1 n vi vi2 n vi vi2 n vi vi2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3σ＝ 從表 中可以看出，剩余殘差最大的第 8 個測量數(shù)據(jù)，其值為： 8 0 .1 0 0 .1 0v ?＝ － ＝ ＞ 3， n8 為壞值應(yīng) 剔除。 （ 4）剔除 n8 后的 算術(shù)平均值 x＇ ＝ （ 5）重新列出 vi 和 vi2 如表 － 2 表 － 2 n vi vi2 n vi vi2 n vi vi2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 （ 6） 剔除 n8 后的 標準差的估計值 ?＇ ≈ 3?＇ ≈ （ 7）剔除 n8 后無壞值 / / 1 4x n???＝ ＝ 0 . 0 1 6 3 ＝ ??3 ＝ 15 因此用數(shù)字電壓表測得結(jié)果為： 177。 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： 4， 5， 0， 125， 59 450 解： 4＝ 5＝ 0＝ 125＝ 59 450＝ 594102 按照有效數(shù)字的運算法則，計算下列各結(jié)果： ① ＝ ② ＝ ⑧ ＝ ④ 51. 4＝ 190 ⑤ ＋ ＝ ⑥ － ＝ 某電壓放大器，測得輸入端電壓 Ui＝ ，輸出端電壓 Uo＝ 1200mV，兩者相對誤差均為 177。2％，求放大器增益的分貝誤差。 解：0 ix U Ur r r? ? ?＝ （ ＋ ） ＝ （ 2% ＋ 2% ） ＝ 4% rdB＝ 20lg（ 1＋ 4%）＝ 177。（ 20）＝ 177。 16 習(xí) 題 三 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 30kHz～ 300kHz 300kHz～ 6MHz 6MHz～ 30MHz 30MHz～ 300MHz 300MHz～ 3000 MHz 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。 正弦信號發(fā)生器的主要性能指標有哪些 ？ 各自具有什么含義 ？ 答： 正弦信號發(fā)生器的主要性能指標 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）頻率準確度 頻率準確度是指信號發(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 ： 011 100%fff??－＝ 式中 f0 為度盤或數(shù)字顯示數(shù)值，也稱預(yù)調(diào)值， f1 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。 按照國家標準，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： 17 m a x m in0 100%fff? ?－＝ 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 x179。 106＋ yHz 式中 x、 y 是由廠家確定的性能指標值。 （ 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 。 ① 溫度引起的變動量 環(huán)境溫度每變化 1℃所產(chǎn)生的相對頻率變化 ，表示為：預(yù)調(diào)頻率的 x178。 106/℃，即 6 6100( ) 1 0 1 0 /ffft ?????－＝ ℃ 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 。 ② 電源引起的頻率變動量 供電電源變化 177。 10％所產(chǎn)生的相對頻率變化 ，表示為： x106，即 6 6100( ) 1 0 10fff ????－＝ ③ 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： x106，即 6 6211( ) 1 0 10fff ????－＝ 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， U U3 …… Un 為各次諧波有效值。 2 2 2231100%nU U Ur U ?＋ ＋ … ＋＝ 由于 U U3 …… Un 等較 U1 小得多，為了測量上的方便，也用下面公式定義 r： 18 2 2 2232 2 212 100%nnU U UrU U U ?＋ ＋ … ＋＝＋ ＋ … ＋ （ 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600Ω (或 1kΩ )，功率輸出端依輸出匹配變壓器的設(shè)計而定，通常 50Ω、 75Ω、 150Ω、 600Ω和 5kΩ等檔。高頻信號發(fā)生器一般僅有 50Ω或 75Ω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。 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： ? ? ? ? 22 0013N N j??????ω ＝ ω ＝ωω＋ －ω ω ? ? 00/3arc t g? ????????????ωωω ＝ － －ω ω 當(dāng) ω＝ ω0＝ 1/RC，或 f＝ f0＝ 1/2πRC 時，輸出信號與輸入信號同相，且此時傳輸函數(shù)模 N(ω0)＝ N(ω)max＝ 1/3 最大，如果輸出信號 U0 后接放大倍數(shù) KV＝ N(ω0)＝ 3 的同相放大器，那么就可以維持 ω＝ ω0 或者 f＝ f0＝ 1/2πRC 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。 某文氏橋只 C 振蕩器如題 3． 4 圖所示，其中 R 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 圖 19 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 主要缺點是電路復(fù)雜， 頻率準確度、穩(wěn)定度較差，波形失真較大；最大的優(yōu)點是容易做到在整個低頻段內(nèi)頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)而不用更換波段，輸出電平也較均勻， 所以常用在掃頻振蕩器中。 XD1 型低頻信號發(fā)生器表頭指示分別為 2V 和 5V，當(dāng)輸出衰減旋鈕分別指向下列各位置時，實際輸出電壓值為多大 ？ 電平表 頭指示 0dB 10dB 20dB 30dB 40dB 50dB 60dB 70dB 80dB 90dB 倍 數(shù) 1 10 100 316 1000 3160 104 104 2 V 2 103 2103 104 2104 105 5 V 5 5104 結(jié)合圖 —11，說明函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理和過程。欲產(chǎn)生正向鋸齒波，圖中二極管應(yīng)如何聯(lián)接 ？ 答：正向鋸齒波充電電壓增大的時間長，放電電壓減少的時間短，在 R 兩端并聯(lián)的二二極管左端為正，右端為負。 1 mRCtUE?＝ 2 ( / / )D mR R CtUE?＝ t1＞ t2 為 正向鋸齒波。 說明圖 3． 314 所示 XD8B 框圖中 RP 4 和 RP 2 兩個電位器的功能。 答： RP4 調(diào)頻率， RP2 波形選擇。 說明圖 高頻信號發(fā)生器各單元的主要作用。 答： 振蕩器 產(chǎn)生 高頻 等幅 振蕩 信號 ，調(diào)頻器 產(chǎn)生 高頻 調(diào)頻 信號 ，內(nèi)調(diào)制信號 振蕩器 產(chǎn)生低 頻 等幅 振蕩 信號 ，緩沖放大器放大 高頻 等幅 振蕩 信號 或 高頻 調(diào)頻 信號 ，同時還起緩沖隔離作用，調(diào)制度計顯示調(diào)制度計的大小，電子電壓表顯示緩沖放大器輸出電壓的大小，步 進衰減輸出級衰減緩沖放大器輸出電壓使之滿足輸入電路對輸入電壓大小的要求，電源的作用是為 高頻信號發(fā)生器各單元 電路提供合適的工作電壓和電流。 調(diào)諧式高頻振蕩器主要有哪三種類型 ？ 振蕩頻率如何確定和調(diào)節(jié) ？ 答： 調(diào)諧信號發(fā)生器的 振蕩器通常為 LC 振蕩器 ，根據(jù)反饋方式，又可分為變壓器反饋 20 式、電感反饋式 (也稱電感三點式或哈特萊式 )及電容反饋式 (也稱電容三點式或考畢茲式 )三種振蕩器形式。 變壓器反饋式 振蕩 器的 振蕩頻率 ：0 12f LC?＝ 電感反饋式 振蕩 器的 振蕩頻率 ：0 1212f L L C?＝ （ ＋ ） 電容反饋式 振蕩 器的 振蕩頻率 ：0121212f CCL CC?＝＋ 通常用改變電感 L 來改變頻段，改變電容 C 進行頻段內(nèi)頻率細調(diào)。 題 圖是簡化了的頻率合成器框圖， f1 為基準頻率， f2 為輸出頻率，試確定兩者之間的關(guān)系。若 f1 ＝ 1MHz，分頻器247。 n 和247。 m 中 n、 m 可以從 1 變到 10，步長為 1，試確定 f2 的頻率范圍。 題 圖 解：相位鎖定時： f1/n＝ f2/m ∴ f2＝ f1178。 m/n 當(dāng) m＝ 1 n＝ 10 時 f2min＝ f1/10＝ 當(dāng) m＝ 10 n＝ 1 時 f2max＝ 10f1＝ 10MHz 解釋下列術(shù)語：頻率合成，相干式頻率合成，非相干式頻率合成。 答： 頻率合成是把一個 (或少數(shù)幾個 )高穩(wěn)定度頻率源 fs 經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運算，以產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)，按一定的頻率間隔 (或稱頻率跳步 )的一系列離散頻率的信號。 相干式頻率合成器：只用一個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，然后通過分頻、倍頻等，加入混頻器的頻率之間是相關(guān)的。 非相干式直接合成器：用多個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，產(chǎn)生混頻的兩個基準頻率之間相互獨立 。 說明點頻法和掃頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理和各自特點。 21 答： 點頻法 測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理 就 是“ 逐點 ” 測量幅頻特性或相頻特性 。 其 特點 是： 原理簡單，需要的設(shè)備也不復(fù)雜。但由于要逐點測量，操作繁瑣費時，并且由于頻率離散而不連續(xù)，非常容易遺漏掉某些特性突變點，而這常常是我們在測試和分析 電路性能時非常關(guān)注的問題。另外當(dāng)我們試圖改變電路的結(jié)構(gòu)或元件參 數(shù)時，任何改變都必然導(dǎo)致重新逐點測量。 掃頻法測量網(wǎng)絡(luò)頻率特性的原理 就是 在測試過程中，使信號源輸出信號的頻率按特定規(guī)律自動連續(xù)并且周期性重復(fù)，利用檢波器將輸出 包絡(luò)檢出送到示波器上顯示，就得到了被測電路的幅頻特性曲線。 其 特點 是： ① 可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性的自動或半自動測量；② 不會出現(xiàn)由于點頻法中的頻率點離散而遺漏掉細節(jié)的問題；③ 得到的是被測電路的動態(tài)頻率特性，更符合被測電路的應(yīng)用實際。 掃頻儀中如何產(chǎn)生掃頻信號 ？ 如何在示波管熒光屏上獲得網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性 ？ 答： 實現(xiàn)掃頻振蕩的方法很多，常用的有磁調(diào)電感法、變?nèi)荻O管法以及微波波段使用的返波管法、 YIG 諧振法等。 在 磁調(diào)電感法中 L C 諧振回路的諧振頻率 f 0 為： 0 212f LC?＝ ＋ 由電磁學(xué)理論可知，帶磁芯線圈的電感量與磁芯