电子测量技术基础习题解答(8)

2019-08-31 13:15

现什么样的图像?如果两者相位相差90o,又是什么样的图像?

答:因初始相位差不同,在荧光屏上会出现直线、椭圆或圆的图像。如果两者相位相差90o在荧光屏上会出现直线、椭圆或圆的图像。

5.15 简述示波器上用李沙育图形法进行测频、测时间间隔的原理。

答:用李沙育图形法进行测频的原理是:示波器荧光屏上的李沙育图形与水平轴的交点nX以及与垂直轴的交点nY来决定频率比,即:

fYn=Y fXnX若已知频率信号接于X轴,待测频率信号接于Y轴, 则: fY=nYm?fX=?fX nXn用示波器测时间间隔的原理是:在波形上找到要测时间间隔所对应的两点,如A点、B点。读出A、B两点间的距离x(cm),由扫描速度v (t/cm)的标称值及扩展倍率k ,即可算出被测的时间间隔:

Tx=xv k 35

习 题 六

6.1 举例说明测量相位差的重要意义。

答:测量输出与输入信号间相位差在图像信号传输与处理、多元信号的相干接收等学科领域,都有重要意义。

6.2 测量相位差的方法主要有哪些?简述它们各自的优缺点。

答:测量相位差的方法很多,主要有:用示波器测量;把相位差转换为时间间隔,先测量出时间间隔再换算为相位差;把相位差转换为电压,先测量出电压再换算为相位差;零示法测量等。

用示波器测量相位差一个突出的优点是用一部示波器即可解决问题,不需要其他的专用设备。缺点是测量误差较大,测量操作也不方便。

相位差转换为时间间隔测量,模拟式相位计的优点是电路间单,操作方便,缺点是不能测出两个信号的瞬时相位差,误差也比较大,约为±(1~3)%。数字式相位计的优点是可以测出两个信号的瞬时相位差,测量迅速,读数直观清晰。缺点是当被测信号的频率改变时,必需改变晶振标准频率,fc可调时准确度难以做高,只能用于测量低频信号的相位差,而且要求测量的精确度越高,能测量的频率越低。

相位差转换为电压测量的优点是电路间单,可以直读。缺点是只适用于高频范围,指示电表刻度是非线性的,读数误差较大,误差约为±(1~3°)。

零示法测量的优点是电路间单,操作方便,缺点是由于高精度的可调移相器难于制作,且刻度与频率有关,因此,测量的精确度不高,且仅适用与中频频率范围。

6.3 用椭圆法测量两正弦量的相位差,在示波器上显示图形如图6.2-3所示,测得椭圆中心横轴到图形最高点的高度Ym=5cm,椭圆与)Y轴交点y0=4cm,求相位差。

解:?=arcsin?±?y0??4??=arcsin?? φ=53.1°

?5??Ym?6.4 为什么“瞬时”式数字相位差计只适用于测量固定频率的相位差?如何扩展测量的频率范围?

答:因为用“瞬时”式数字相位差计测量两信号的相位差时,晶振标准频率

fC=360010bf,所以,“瞬时”式数字相位差计只适用于测量固定频率的相位差。

可以采用外差法把被测信号转换为某一固定的低频信号,然后再进行测量。

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6.5 用示波器测量两同频正弦信号的相位差,示波器上呈现椭圆的长轴A为100m,短轴B为4cm,试计算两信号的相位差。

解:?=2arctgB4=2arctg φ=43.6° A10 37

习 题 七

7.1 简述电压测量的意义和特点。 答:电压测量的意义:

电压是一个基本物理量,是集总电路中表征电信号能量的三个基本参数(电压、电流、功率)之一,电压测量是电子测量中的基本内容。在电子电路中,电路的工作状态如谐振、平衡、截止、饱和以及工作点的动态范围,通常都以电压形式表现出来。电子设备的控制信号、反馈信号及其它信息,主要表现为电压量。在非电量的测量中,也多利用各类传感器件装置,将非电参数转换成电压参数。电路中其他电参数,包括电流和功率,以及如信号的调幅度、波形的非线性失真系数、元件的Q值、网络的频率特性和通频带、设备的灵敏度等等,都可以视作电压的派生量,通过电压测量获得其量值。最后也是最重要的,电压测量直接、方便,将电压表并接在被测电路上,只要电压表的输入阻抗足够大,就可以在几乎不对原电路工作状态有所影响的前提下获得较满意的测量结果。

电压测量的特点:

l.、频率范围宽,除直流外,交流电压的频率从10-6~109Hz。 2、测量范围广,低至10-9V,高到几十伏,几百伏甚至上千伏。

3、待测电压的波形,除正弦波外,还包括失真的正弦波以及各种非正弦波。 4、输入阻抗高,对被测电路的影响小。

5、测量精度高,直流电压测量精度优于10-7量级。交流电压测量的精度一般在10-2~10-4量级。

6、易受外界干扰影响,当信号电压较小时,干扰往往成为影响测量精度的主要因素。 7.2 题7,2图中L、C、r构成的并联谐振电路的端电压u(t)与频率f间关系如图中(b)所示,当用输入电阻Ri输入电容Ci的电压表实际测量描绘谐振曲线时,实测曲线和理论曲线间有何不同?

题7.2图

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解:不接电压表的谐振频率:f0=1

2πLC接入电压表的谐振频率:f=1

2πL(C+Ci)因为f<f0 ,同时Ri的接入使回路的Q值降低,所以实测曲线的谐振频率要低,谐振电压U0要小,谐振曲线要平坦些,带宽要宽些。

7.3 用MF-30万用表5V及25V档测量高内阻等效电路输出电压Ux,已知MF—30电压灵敏度为20kΩ /V,试计算由于负载效应而引起的相对误差,并计算其实际值U0和电压表示值Ux。

解:5V档时:

Rv1=5×20=100KΩ

100Ux1=?5=4V

100+254-5rA1=?100%=-20%

525V档时: 题7.3图 Rv2=25×20=500KΩ Ux2=500?5=4.76V

500+25rA2=4.76-5?100%=-4.8% 57.4 说明本章§7.2中图7.2-3所示电子电压表中各部分的功能。

答:图中R0、R1、R2、R3组成分压器,当需要测量高直流电压时,输入端接入分压电路,以提高高电压的测量范围。FET源极跟随器用于提高电子电压表的输入阻抗,减少电子电压表的负载效应。放大器用于提高电压表的测量灵敏度。

7.5 说明调制式直流放大器工作过程及其抑制直流漂移的原理。

答:调制器和解调器是一对同步开关,开关控制信号由振荡器提供,在调制器的输出端输入直流电压Ui时,在0~T/2区间,KM打开,输出电压Um=Ui.,在T/2~T区间KM闭合,输出电压Um=0,如此交替,得到方波脉冲,经电容C滤除直流成分,在输出端输出交流信号。

解调器中KD是与调制器中KM同步动作的开关,C为隔直流电容, R为限流电阻,R f 、Cf构成滤波器,在T/2~T区间KD闭合,C充电,在0~T/2区间,KD打开,得到方波脉冲,

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