【導(dǎo)讀】在這個(gè)過程中，人們借助專門的。設(shè)備，把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，是電子測(cè)量；從狹義上說，電子測(cè)量是指在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)電的量值的測(cè)量。敘述直接測(cè)量、間接測(cè)量、組合測(cè)量的特點(diǎn)，并各舉一兩個(gè)測(cè)量實(shí)例。量電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)量電阻中的電流。據(jù)函數(shù)關(guān)系P＝UI，經(jīng)過計(jì)算，間接獲得電阻消耗的功耗P；用伏安法測(cè)量電阻。例如，電阻器電阻溫度系數(shù)的測(cè)量。解釋偏差式、零位式和微差式測(cè)量法的含義，并列舉測(cè)量實(shí)例。量方法，稱為偏差式測(cè)量法。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。智能化；影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜。的測(cè)量準(zhǔn)確度；③測(cè)量環(huán)境；④現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備等。計(jì)量是利用技術(shù)·陽法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。

　　

【正文】 成與普通示波器相同。 計(jì)算下列波形的幅度和頻率 (經(jīng)探頭接入 )： （ 1） V／ div 位于 檔， t／ div 位于 2μ s 檔。 ① H＝ 2div， D＝ 3div ② H ＝ 5div， D ＝ 2div ． ③ H ＝ 3div， D ＝ 5div 解： ① U＝ 2 div179。 ／ div179。 10＝ 4V T＝ 3 div179。 2μ s／ div＝ 6μ s f＝ 1/T＝ 167KHz ② U＝ 5 div179。 ／ div179。 10＝ 10V T＝ 2 div179。 2μ s／ div＝ 4μ s f＝ 1/T＝ 250KHz ③ U＝ 3 div179。 ／ div179。 10＝ 6V T＝ 5 div179。 2μ s／ div＝ 10μ s f＝ 1/T＝ 100KHz （ 2） V／ div 位于 檔， t／ div 位于 50μ s 檔。 ① H ＝ 5div， D ＝ 6div ② H ＝ 4div， D ＝ 4div ③ H ＝ 2div， D ＝ 5div 解： ① U＝ 5 div179。 ／ div179。 10＝ T＝ 6 div179。 50μ s／ div＝ 300μ s f＝ 1/T＝ ② U＝ 4 div179。 ／ div179。 10＝ 2V T＝ 4 div179。 50μ s／ div＝ 200μ s f＝ 1/T＝ 5KHz ③ U＝ 2 div179。 ／ div179。 10＝ 1V T＝ 5 div179。 50μ s／ div＝ 250μ s f＝ 1/T＝ 4KHz （ 3） V／ div 位于 20 檔， t／ div 位于 檔。 ① H＝ 2div， D＝ ② H=!div， D ＝ 1div 29 ③ H =， D ＝ 2div 解： ① U＝ 2 div179。 20V／ div179。 10＝ 400V T＝ div179。 ／ div＝ f＝ 1/T＝ 4Hz ② U＝ 1 div179。 20V／ div179。 10＝ 200V T＝ 1div179。 ／ div＝ f＝ 1/T＝ 2Hz ③ U＝ 179。 20V／ div179。 10＝ 100V T＝ 2 div179。 ／ div＝ 1s f＝ 1/T＝ 1Hz 有兩個(gè)周期相同的正弦波，在屏幕上顯示一個(gè)周期為 6 個(gè) div，兩波形間相位間隔為如下值時(shí)，求兩波形間的相位差。 （ 1） div （ 2） 2 div （ 3） 1 div （ 4） div （ 5） div （ 6） div 解：（ 1） φ ＝ 179。 360176。 /6＝ 30176。 （ 2） φ ＝ 2179。 360176。 /6＝ 120176。 （ 3） φ ＝ 1179。 360176。 /6＝ 60176。 （ 4） φ ＝ 179。 360176。 /6＝ 90176。 （ 5） φ ＝ 179。 360176。 /6＝ 72176。 （ 6） φ ＝ 179。 360176。 /6＝ 108176。 取樣示波器的非實(shí)時(shí)取樣過程為什么能將高頻信號(hào)變?yōu)榈皖l信號(hào) ？ 取樣示波器能否觀測(cè)單次性高頻信號(hào) ？ 答： 非實(shí)時(shí)取樣過程 對(duì)于輸入信號(hào)進(jìn)行跨周期采樣，通過若干周期對(duì)波形的不同點(diǎn)的采樣，經(jīng)過保持延長(zhǎng)后就將 高頻信號(hào)變 成了 低頻信號(hào) 。 取樣示波器 不 能 觀測(cè)單次性高頻信號(hào) ，因?yàn)椴荒?對(duì)其進(jìn)行跨周期采樣。 記憶示波管是怎樣實(shí)現(xiàn)記憶波形的功能 ？ 記憶示波器能否觀測(cè)單次性高頻信號(hào) ？ 答： 記憶示波器的記憶功能是由記憶示波管完成的。將記憶信號(hào)存貯于示波管的柵網(wǎng)上，需要顯示時(shí)，泛射 槍發(fā)出的流均勻地近乎垂直地射向存儲(chǔ)柵網(wǎng)， 將 柵網(wǎng)存儲(chǔ)的波形在熒光屏上清晰地 顯示出來。 記憶示波器能 觀測(cè)單次性高頻信號(hào) 。 數(shù)字存貯示波器是怎樣工作的 ？ 答： 數(shù)字存貯示波器采用數(shù)字電路，將輸入信號(hào)先經(jīng)過 A／ D 變換器，將模擬波形變換成數(shù)字信息，存貯于數(shù)字存貯器中，需要顯示時(shí)，再從存貯器中讀出，通過 D／ A 變換器，將數(shù)字信息變換成模擬波形顯示在示波管上。 30 習(xí) 題 五 試述時(shí)間 、 頻率測(cè)量在日常生活、工程技術(shù)、科學(xué)研究中有何實(shí)際意義 ？ 答：人們 在日常生活 、工作中離不開計(jì)時(shí)，幾點(diǎn)鐘吃飯、何時(shí)上課、幾時(shí)下班、火車何時(shí)開車都涉及到計(jì)時(shí)。 工程技術(shù)、科學(xué)研究中 時(shí)間 、 頻率測(cè)量 更為重要， 科學(xué) 實(shí)驗(yàn)、郵電通信，人造衛(wèi)星，宇宙飛船、航天飛機(jī)的導(dǎo)航定位控制，都要準(zhǔn)確的 測(cè)量 時(shí)間 與 頻率測(cè)量 。 標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)頻如何提供給用戶使用 ？ 答： 標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)頻提供給用戶使用 有兩種方法： 其一，稱為本地比較法。就是用戶把自己要校準(zhǔn)的裝置搬到擁有標(biāo)準(zhǔn) 源的地方，或者由有標(biāo)準(zhǔn)源的主控室通過電纜把標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送到需要的地方，然后通過中間測(cè)試設(shè)備進(jìn)行比對(duì)。其二，是發(fā)送 —接收標(biāo)準(zhǔn)電磁波法。這里所說的標(biāo)準(zhǔn)電磁波，是指含有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)頻信息的電磁波。 與其他物理量的測(cè)量相比，時(shí)頻測(cè)量具有哪些特點(diǎn) ？ 答：（ 1）測(cè)量的精度高； （ 2）測(cè)量范圍廣 （ 3）頻率的信息傳輸和處理比較容易并且精確度也很高。 簡(jiǎn)述計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量頻率的原理，說明這種測(cè)頻方法測(cè)頻有哪些測(cè)量誤差 ？ 對(duì)一臺(tái)位數(shù)有限的計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，是否可無限制地?cái)U(kuò)大閘門時(shí)間來減小 177。1 誤差，提高測(cè)量精確度 ？ 答：是根據(jù)頻率的定義來 測(cè)量頻率的 。 若某一信號(hào)在 T 秒時(shí)間內(nèi)重復(fù)變化了 N 次，則根據(jù)頻率的定義，可知該信號(hào)的頻率 fx為 ： fx＝ N/T 測(cè)量誤差 主要有： 177。 1 誤差 ： 11xNN N f T? ??＝ ＝ 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 誤差 ： CCfTTf?? ＝ － 不 可無限制地?cái)U(kuò)大閘門時(shí)間來減小 177。1 誤差，提高測(cè)量精確度 。 一臺(tái)位數(shù)有限的計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，閘門時(shí)間 時(shí)間取得過大會(huì)使高位溢出丟掉。 31 用一臺(tái)七位計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量 fx＝ 5MHz 的信號(hào)頻率，試分別計(jì)算當(dāng)閘門時(shí)間為 1s、 和 10ms 時(shí)，由于 ―177。1‖誤差引起的相對(duì)誤差。 解： 閘門時(shí)間為 1s 時(shí)： 611 0. 2 105 10 1xNN f T ?? ? ? ? ??? － 6＝ ＝ ＝ 閘門時(shí)間為 時(shí)： 611 0 .2 1 05 1 0 0 .1xNN f T ?? ? ? ? ??? － 5＝ ＝ ＝ 閘門時(shí)間為 10ms 時(shí)：6311 105 10 10 10xNN f T ?? ? ? ? ?? ? ? － 4－＝ ＝ ＝ 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量頻率，閘門時(shí)間為 1s 時(shí)，計(jì)數(shù)器讀數(shù)為 5 400，這時(shí)的量化誤差為多大 ？ 如將被測(cè)信號(hào)倍頻 4 倍，又把閘門時(shí)間擴(kuò)大到 5 倍，此時(shí)的量化誤差為多大 ？ 解： （ 1） 11 105400xNN f T? ? ? ? ? － 4＝ ＝ ＝ （ 2） 11 9. 29 104 54 00 5xNN f T? ? ? ? ??? － 6＝ ＝ ＝ 用某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)頻率，已知晶振頻率的相對(duì)誤差為 Δfc / fc＝ 177。510－ 8，門控時(shí)間T＝ 1s，求： （ 1） 測(cè)量 fx＝ 10MHz 時(shí)的相對(duì)誤差； （ 2） 測(cè)量 fx＝ 10kHz 時(shí)的相對(duì)誤差；并提出減小測(cè)量誤差的方法。 解：（ 1） 87611( ) ( 5 1 0 ) 1 . 5 1 01 0 1 0 1xcx c xfff f f T?? ? ? ? ? ? ??? －＝ ＋ ＝ ＋ ＝ （ 2） 8311( ) ( 5 1 0 ) 1 01 0 1 0 1xcx c xfff f f T?? ? ? ? ? ??? － 4＝ ＋ ＝ ＋ ＝ 從Δ fx / fx的表達(dá)式中可知，① 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度可減少Δ fc / fc的 閘門時(shí)間 誤差 ，② 擴(kuò)大閘門時(shí)間 T 或倍頻被測(cè)信號(hào)可減少 177。 1 誤差。 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè) 信號(hào)的周期，晶振頻率為 10MHz，其相對(duì)誤差 Δfc / fc＝ 177。510－ 8，周期倍乘開關(guān)置 100，求測(cè)量被測(cè)信號(hào)周期 Tx＝ 10μs 時(shí)的測(cè)量誤差 .。 解： 8466115 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0xcx c x cTfT f m f T ???? ? ? ? ? ?? ? ? ?＝ ( ＋ ) ＝ （ ＋ ） ＝ 10 32 某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，測(cè)頻率時(shí)閘門時(shí)間為 1s，測(cè)周期時(shí)倍乘最大為 10 000，晶振最高頻率為 10MHz，求中界頻率。 解： 60 1 0 0 0 0 1 0 1 0 3161cKff K H znT ??＝ ＝ ＝ 用計(jì)數(shù) 式頻率計(jì)測(cè)量 fx＝ 200Hz 的信號(hào)頻率，采用測(cè)頻率 (選閘門時(shí)間為 1s)和測(cè)周期 (選晶振周期 Tc= s)兩種測(cè)量方法。試比較這兩種方法由于 ―177。1 誤差 ‖所引起的相對(duì)誤差。 解：測(cè)頻率時(shí)： 11 5 1 02 0 0 1xNN f T? ? ? ? ?? － 3＝ ＝ ＝ 測(cè)周期時(shí)： CCxxTN TfNT? ??＝ ＝ ＝60 .1 1 0 5 1 0? ? ? ? ?－ － 5＝ 200 ＝ 拍頻法和差頻法測(cè)頻的區(qū)別是什么 ？ 它們各適用于什么頻率范圍 ？ 為什么 ？ 答： 拍頻法測(cè)頻 是 將待測(cè)頻率為 fx的正弦信號(hào) ux與標(biāo)準(zhǔn)頻率為 fc的正弦 信號(hào) uc直接疊加在線性元件上，其合成信號(hào) u 為近似的正弦波，但其振幅隨時(shí)間變化，而變化的頻率等于兩頻率之差，稱之為拍頻 F。 則： fx＝ fc177。 F 差頻法測(cè)頻 是 待測(cè)頻率 fx信號(hào)與本振頻率 fl 信號(hào)加到非線性元件上進(jìn)行混頻，輸出信號(hào)中除了原有的頻率 fx、 fl 分量外，還將有它們的諧波 n fx、 m fl ，及其組合頻率 n fx177。 mfl，其中 m， n 為整數(shù)。當(dāng)調(diào)節(jié)本振頻率 fl 時(shí)，可能有一些 n 和 m 值使差頻為零，即 n fx177。 mfl＝ 0,則被測(cè)頻率： fx＝ m/n178。 fl 拍頻法 測(cè) 頻率 在音頻 范圍 ，因?yàn)橄嗤念l率穩(wěn)定度條件下，高頻信號(hào)頻率 的絕對(duì)變化大，所以， 拍頻法 測(cè) 頻率 在音頻 范圍 ， 通常只用于音頻的測(cè)量，而不宜用于高頻測(cè)量。 差頻法 測(cè) 頻率 適用于高頻段的測(cè)量 ， 可測(cè)高達(dá) 3000 MHz 的微弱信號(hào)的頻率，測(cè)頻精確度為 106 左右 。 利用拍頻法測(cè)頻，在 46s 內(nèi)數(shù)得 100 拍，如果拍頻周期數(shù)計(jì)數(shù)的相對(duì)誤差為 177。 l％，秒表誤差為 177。 ，忽略標(biāo)準(zhǔn)頻率 (本振 )的誤差，試求兩頻率之差及測(cè)量的絕對(duì)誤差。 解： 100 H zt＝ ＝ ＝ 1 710 0 46x ntf F H znt? ? ?? ? ? ? ?＝ （ ＋ ） ＝ （ ＋ ） ＝ 33 簡(jiǎn)述電橋法、 諧振法、 fV 轉(zhuǎn)換法測(cè)頻的原理，它們各適用于什么頻率范圍 ？ 這三種測(cè)頻方法的測(cè)頻誤差分別決定于什么 ？ 答：電橋法測(cè)頻 的原理 是利用電橋的平衡條件和被測(cè)信號(hào)頻率有關(guān)這一特性來測(cè)頻。 交流電橋能夠達(dá)到平衡時(shí)有： 1 2 1 212xf R R C C?＝ 電橋法測(cè)頻適用于 10kHz 以下的音頻范圍。 在高頻時(shí)，由于寄生參數(shù)影響嚴(yán)重，會(huì)使測(cè)量精確度大大下降。 電橋測(cè)頻的精確度約為 177。 (～ 1)％。 電橋 法 測(cè)頻的精確度取決于電橋中各元件的精確度、判斷電橋平衡的準(zhǔn)確度 (檢流計(jì)的靈敏度及人眼觀察誤差 )和被測(cè)信號(hào)的頻譜 純度。能達(dá)到的測(cè)頻精確度大約為 177。 (～ 1)％ 。 諧振法測(cè)頻 的原理 是利用電感、電容、電阻串聯(lián)、并聯(lián)諧振回路的諧振特性來實(shí)現(xiàn)測(cè)頻。電路諧振時(shí)有： 0 12xff LC?＝ ＝ 諧振法測(cè)頻適用于 高頻信號(hào)的頻率，頻率較低時(shí)諧振回路電感的分布電容引起的測(cè)量誤差較大，測(cè)量的準(zhǔn)確度較低。 頻范圍為 ~1500 MHz。 諧振法測(cè)頻的 誤差 來源為：① 諧振頻率計(jì)算公式是近似計(jì)算公式； ② 回路 Q 值不太高時(shí)，不容易準(zhǔn)確找到真正的諧振點(diǎn)；③ 環(huán)境溫度、濕度以及可調(diào)元件磨損等因數(shù)，使電感、電容的實(shí)際的 元件值發(fā)生變化；④ 讀數(shù)誤差。 fV 轉(zhuǎn)換法測(cè)頻的原理 是 先把頻率轉(zhuǎn)換為電壓或電流，然后用表盤刻度有頻率的電壓表或電流表指示來測(cè)頻率。以測(cè)量正弦波頻率 fx為例 ， 首先把正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率與之相等的尖脈沖 uA，然后加于單穩(wěn)多諧振蕩器，產(chǎn)生頻率為 fx 、寬度為 τ 、幅度為 Um的矩形脈沖列 u (t)， 這一電壓的平均值等于 ： ? ?0 01 xT mB m xxxUU u t d t U fTT ? ??＝ ＝ ＝ 所以： fx＝ U0/Um178。τ fV 轉(zhuǎn)換法測(cè)頻 最高測(cè)量頻率可達(dá)幾兆赫。 fV 轉(zhuǎn)換法測(cè)頻的 誤差主要決定與 Um、τ的穩(wěn)定度以及電 壓表的誤差，一般為百分之幾。 如果在示波器的 X、 Y 兩軸上加入同頻、同相、