电子测量与仪器习题答案（一）习题1答案1.解：Δx =x -A =100V-95V=5VC =-Δx =-5VA =x +C =100V-10V=90VΔx =-C =10V2.解：Δx =x -A =40mA-38mA=2mA%5%100mA 40mA 2A =⨯=∆=A x γ %3.5%1008mA3mA 2x ≈⨯=∆=x x γ 3.解：∵mm m x x ∆=γ ∴Δx m1=γm1x m1=±1.5%×10V=±0.15VΔx m2=γm2x m2=±1.0%×20V=±0.20V>Δx m1∴选用第一块表。

4.解：Δx =x -A =94.5mA-90mA=4.5mAC =-Δx =-4.5mA%5%100mA90mA 5.4m =⨯=∆=A x γ ∵%5.4%100mA 100mA 5.4m m m =⨯=∆=x x γ ∴被校表的准确度等级应定为5.0级。

5.解：ΔU m =±0.5%×10V=±0.5V本次测量报告值为8V ，测量记录值为7.5V 。

6.解：54.79—54.8，86.3724—86.4，500.028—500，21000=2.1000×104—2.10×104，0.003125—0.00312，3.175—3.18， 43.52—43.5， 58350=5.8350×104—5.84×1047.解：有效数字为18.4V ，有效数字+1位安全数字为18.44V 。

8.解：相同数据有2.100kΩ，2100Ω，2.100×103Ω，0.2100×10k Ω（二）习题2答案1.答：按照输出信号波形的不同，通用信号发生器分为正弦信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器和随机信号发生器四类。

正弦信号发生器为电路或系统检修提供低频、高频等幅正弦信号或振幅调制波等已调波；函数信号发生器为电路或系统检修提供正弦波、方波、三角波等波形；脉冲信号发生器为分析研究电路或系统的瞬态特性提供矩形脉冲波或双脉冲波等波形；随机信号发生器为电路提供模拟噪声信号，为分析研究电路或系统的抗噪声性能等提供模拟噪声。

2.答：低频信号发生器一般有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各种不同输出阻抗，而高频信号发生器一般只有50Ω或75Ω一种输出阻抗。

使用时，如果阻抗不匹配，会使波形失真变大、功率传输效率变小。

为了避免阻抗不匹配产生的不良影响，应借助阻抗变换器等使之匹配连接。

3.答：信号发生器作为主动测试仪器其构成应该包括振荡器，而LC 振荡器、RC 振荡器等特性决定了振荡器的频率范围或频率稳定性都比较差。

由于频率合成器具有自动实现频率跟踪的锁相环而使之具有很高的频率稳定度和极纯的频谱。

6.答：函数信号发生器一般能够输出正弦波、三角波、方波等三种基本波形。

7.答：函数信号发生器产生信号的方法有三种：一种是先产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波形；第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波；第三种是先产生三角波再变换为方波和正弦波。

函数信号发生器的构成方式则相应地有上述三种形式。

8.答：（1）函数信号发生器的频率范围比低频信号发生器或高频信号发生器的宽，频率范围约为几毫赫至几十兆赫。

（2）函数信号发生器能够提供正弦波、三角波、方波等多种波形，而正弦信号发生器只能提供正弦波或已调波。

（3）脉冲式函数信号发生器的振荡器是由施密特触发器、密勒积分器、电压比较器等部分组成的组合振荡器，缺一不可；而正弦信号发生器的振荡器是单一的正弦波振荡器，是独立的振荡器。

（三）习题3答案1.答：模拟式交流电压表按照检波器类型的不同分为均值电压表、峰值电压表和有效值电压表，分别属于放大—检波式、检波—放大式和放大—检波式。

均值电压表频带窄、测量灵敏度较低，为低频或视频毫伏表。

峰值电压表频带宽、灵敏度较高，为高频或超高频毫伏表。

有效值电压表种类较多，一般情况下，它的频带较窄、灵敏度较低，为低频毫伏表。

2.解：V )(3)26(4.014.01.01.00=+=⎰⎰dt dt U U P+=6VU P-=-2VU P-P =8VU =)26(4.011.004.01.022⎰⎰+dt dt ≈3.5V 。

3.解：（1）如果用峰值表测量，∵V 402ˆα==U U ， ∴测量正弦波、三角波和方波时的读数值都为V 3.282V402ˆα≈==UU（2）如果用均值表测量， 测量正弦波时，∵V 402ˆα~==U U ∴V 3.282V402ˆ~α≈==U U 测量非正弦波时，∵PˆK U U = ∴αPF F 9.0ˆU K K U K U U === ∴P F α9.0ˆK K U U =∴测量三角波时，V 6.293329.0V 409.0ˆP F α≈⨯⨯==K K U U 测量方波时，V 4.44119.0V 409.0ˆP F α≈⨯⨯==K K U U （3）如果用有效值电压表测量，∵U α=U =PˆK U ∴测量正弦波时，U α=U =V 3.282V 40ˆP ≈=K U 测量三角波时，U α=U =V 1.233V 40ˆP ≈=K U 测量方波时，U α=U =V 401V 40ˆP ==K U 答：（略）4.解：（1）如果峰值电压表测量，测量正弦波时：U ~=U α=20VV 18V 209.09.0α~=⨯==U UV 3.28V 2022ˆα~≈⨯==U U 测量三角波时：V 3.28V 2022ˆαΔ≈⨯==U U V 3.1638.3V 23ˆˆΔP ΔΔ≈===∆U K U U V 1.14326.3V 1F ≈==∆∆∆K U U测量方波时：∵K F 方=K P 方=1 ∴V 3.28V 2022ˆα≈⨯==U U 方=U 方=方U （2）如果用均值电压表测量，测量正弦波时：U ~=U α=20VV 18V 209.09.0α~=⨯==U UV 3.28V 2022ˆα~≈⨯==U U 测量三角波时：V 18V 209.09.0αΔ=⨯==U UV 6.1532V 18F ΔΔΔ≈⨯==K U U V 36332V 18ˆP ΔΔ=⨯⨯==∆K U U测量方波时：∵K F 方=K P 方=1 ∴V 81V 209.09.0α=⨯==U U 方=U 方=方U答：（略）5.解：因为DVM 位数为214，且量程为10V ，所以电压表末尾1个单位为0.001V 。

读数误差为：±0.025%U x =±0.025%×8V=±0.002V满度误差为：±0.01%U m =±0.01%×10V=±0.001V 满度误差相当于：字1V 001.0V 001.0±=±固有误差：±（0.001V+0.002V ）=±0.003V答：（略）6.解：ΔU =±0.005%读数±0.002%满度=±0.005%×4V±0.002%×5V=±0.0003Vγx =%0075.0V4V 0003.0%100±=±=⨯∆x U 答：（略）7.答：最大显示数字分别为9999，19999，3199和1999的数字电压表的位数分别是4位，214位，433位（或统称213位）和213位。

当小数点位置在第一位后时，第1、2位的利用率低，并且分辨力要比小数点在第1位前的低，所以小数点应在第1位前，故第二块表在0.2V 量程上的分辨力是0.00001V 。

8.答：双积分式A/D 变换器的工作过程分为定时准备、定时取样和不定时比较三个过程，其中取样是利用输入电压（有效输入为直流电压）对积分电容定时充电（正向积分），而比较是利用与输入电压极性相反的基准电压对积分电容不定时放电（反向积分）。

双积分式A/D 变换器是将两个电压（输入电压和基准电压）的比较变换为取样时间（定时）和比较时间（不定时）的比较，而比较时间的大小与输入直流电压的大小成正比，所以双积分式A/D 变换器属于V-T 型积分式A/D 变换器。

其依据的关系是取样时，输入电压对积分电容净充上的电荷与比较时基准电压对积分电容放去的电荷相等。

双积分式A/D 变换器显著的优点是抗干扰能力强，最大的缺点是变换速度慢。

经对工作过程的分析发现如果取样时间为干扰信号周期的整数倍，取样结束时，干扰信号（如工频干扰）对积分电容净充上的电荷为零，这对比较时电容放电时间的大小是不产生影响的，即抗干扰。

经上述分析得知，为了提高双积分式A/D 变换器的抗干扰能力，A/D 变换器的取样时间至少要取干扰信号的1个周期，并且为了提高A/D 变换器的分辨力也应使取样时间延长，这样势必使双积分式A/D 变换器的变换速度变慢。

9.答：三次积分式A/D 变换器是在双积分式A/D 变换器的基础上，将双积分式A/D 变换器的第二次积分分成粗积分、精积分两次进行的积分式A/D 变换器。

三次积分式A/D 变换器的特点是变换速度快、分辨力高、变换误差小。

这是因为同样分辨力的情况下，三次积分式A/D 变换器所需的位数较少，而且精积分时的基准电压较小，而使积分器输出以很慢的速度越过零点，故可以提高变换精度，减小变换误差。

三次积分式A/D变换器的工作过程分为准备、取样、粗积分和精积分四个阶段。

其中取样是在固定时间内利用输入电压对积分电容进行充电，粗积分是利用基准电压对积分电容放电，精积分利用较小的基准电压对积分电容进行放电。

粗积分、精积分的工作时间取决于取样时对积分电容净充上电荷的多少，与输入电压大小成正比。

10.答：逐次比较式A/D变换器按照“大者弃、小者留”的原则，经D/A变换器把已有的和当前假设的A/D输出变换成可变的基准电压，将被测电压和可变基准电压逐次进行比较，当基准电压不大于被测电压时，保留“1”作为当前A/D位输出，即“小者留”。

否则，舍弃“1”改为“0”作为当前A/D位的数据，即“大者弃”。

上述过程是从高位到低位逐次进行逼近的，直至得出被测量或到A/D变换器末位为止。

逐次比较式A/D变换器的优点是变换速度快、精度高。

这是因为跳步电压是按照2-n U R 递减设置的，没有双积分式A/D变换器中电压的积分过程，且只要二进制数码位数足够多，其精度亦很高。

逐次比较式A/D变换器的缺点是抗干扰能力差。

这是因为电压比较器的输入是被测电压瞬时值，所以外界任何干扰电压的串入都可以影响测量结果。

（四）习题4答案1.答：示波器得到稳定波形的条件即示波器同步条件是扫描电压周期等于被测信号周期的整数倍（隐含被测信号是周期性信号）。