3.12 解释下列术语:频率合成,相干式频率合成,非相干式频率合成。
答:频率合成是把一个(或少数几个)高稳定度频率源fs经过加、减、乘、除及其组合运算,以产生在一定频率范围内,按一定的频率间隔(或称频率跳步)的一系列离散频率的信号。
相干式频率合成器:只用一个石英晶体产生基准频率,然后通过分频、倍频等,加入混频器的频率之间是相关的。
非相干式直接合成器:用多个石英晶体产生基准频率,产生混频的两个基准频率之间相互独立。
3.13 说明点频法和扫频法测量网络频率特性的原理和各自特点。
答:点频法测量网络频率特性的原理就是“逐点”测量幅频特性或相频特性。 其特点是:原理简单,需要的设备也不复杂。但由于要逐点测量,操作繁琐费时,并且由于频率离散而不连续,非常容易遗漏掉某些特性突变点,而这常常是我们在测试和分析电路性能时非常关注的问题。另外当我们试图改变电路的结构或元件参数时,任何改变都必然导致重新逐点测量。
扫频法测量网络频率特性的原理就是在测试过程中,使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复,利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示,就得到了被测电路的幅频特性曲线。
其特点是:① 可实现网络的频率特性的自动或半自动测量;② 不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉细节的问题;③ 得到的是被测电路的动态频率特性,更符合被测电路的应用实际。
3.14 扫频仪中如何产生扫频信号?如何在示波管荧光屏上获得网络的幅频特性? 答:实现扫频振荡的方法很多,常用的有磁调电感法、变容二极管法以及微波波段使用
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的返波管法、YIG谐振法等。
在磁调电感法中L2、C谐振回路的谐振频率 f 0为:
f0=12?L2+C
由电磁学理论可知,带磁芯线圈的电感量与磁芯的导磁系数μ0成正比
L2=μ0 L
当扫描电流随时间变化时,使得磁芯的有效导磁系数μ就导致了L2及谐振频率f0的变化,实现了“扫频”。
在测试过程中,使信号源输出信号的频率按特定规律自动连续并且周期性重复,利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示,在示波管荧光屏上就得到了被测电路的幅频特性曲线。
0
也随着改变,扫描电流的变化
3.15 对于矩形脉冲信号,说明下列参数的含义:脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲上升时间和下降时间、脉冲占空系数、脉冲过冲、平顶降落。
答:① 脉冲幅度Um:脉冲波从底部到顶部之间的数值。
② 脉冲宽度:一般指脉冲前、后沿分别等于0.5 Um时相应的时间间隔。 ③ 脉冲上升时间tr:脉冲波从0.1 Um 上升到0. 9Um所经历的时间。 ④ 脉冲下降时间tf :脉冲波从0.9 Um下降到0.1Um所经历的时间。
⑤ 脉冲的占空系数ε:脉冲宽度τ与脉冲周期T的比值称为占空系数或空度比。 ⑥ 脉冲过冲:包括上冲和下冲。上冲指上升边超过顶值Um以上所呈现的突出部分,下冲是指下降边超过底值以下所呈现的向下突出部分.
⑦ 平顶降落ΔU:脉冲顶部不能保持平直而呈现倾斜降落的数值,也常用其对脉冲幅度的百分比值来表示。
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3.16 以图3.6-4中XC-14型脉冲信号发生器框图为例,说明通用脉冲信号发生器的工作原理。在通用脉冲信号发生器中,如何由方波(矩形波)信号获得梯形波、锯齿波和三角波?
答:图3.6-4中外触发电路、自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲发生单元。延迟电路和前述延时级的电路形式及延时调节方法相同,输出波形(c)比自激多谐振荡器或外触发脉冲信号(a)延迟了τ延迟脉冲的过程。
图3.6-4中积分调宽电路、比较整形电路和相减电路构成脉冲形成单元。积分调宽电路和比较整形电路的作用与前述延迟电路相似,形成比信号(c)延时f的脉冲(e) ,而后信号(c)、(e)共同作用在相减电路上输出窄脉冲(f),调节积分器电容C和积分器中恒流源可以使τ在10ns~1 000μs间连续可变。
极性变换电路、前后沿调节电路、输出电路构成脉冲输出单元。极性变换电路实际上是一个倒相器,用开关K选择输出脉冲的正、负极性。
前后沿调节电路和延迟电路中积分器原理类似,调节积分电容c和被积恒流源来调节脉冲前后沿,可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形,以供不同的需要。
输出电路是由两极电流放大器构成的脉冲放大器,能保证在50Ω负载上获得波形良好的脉冲输出。输出脉冲的幅度和直流偏置电平也在该级进行调节。
d
时间,(b)波形表示(a)信号进行积分并与一比较电平E1相比较产生
3.17 XD-11型多用信号源产生脉冲波形的原理与XC-14型脉冲发生器有何不同? 答:XD-11型多用信号源由文氏桥振荡器产生正弦振荡,在正弦波单元缓冲、放大,在正负脉冲单元产生正负脉冲,在锯齿波单元产生锯齿波,在正负尖脉冲单元产生正负尖脉冲,经按键开关K选择由输出衰减器输出。
XC-14型脉冲发生器由自激多谐振荡器、延迟电路构成触发脉冲发生单元。经整形放大输出方波脉冲,延迟电路可调节方波脉冲的宽度,与积分调宽电路和比较整形电路输出的方
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波脉冲经相减电路相减可输出窄脉冲。调节积分电容c和被积恒流源来调节脉冲前后沿,可使输出脉冲变换为矩形、梯形、三角形、锯齿形。
极性变换电路、前后沿调节电路、输出电路构成脉冲输出单元。用开关K选择输出脉冲的正、负极性。
3.18 用题3.18图(a所示方案观测网络瞬态响应,如果输入波形是矩形脉冲(b),被观测网络分别为(c)、(d),则示波器上显示的输出波形各为什么?
题3.18图
解:对网络(C):∵ τ=RC 5RC<T/2 即:τ<T/10 则图(C)为微分电路, 所以,输入方波脉冲时,输出为正负尖峰脉冲。
对网络(d):∵ τ=RC 5RC<T/2 即:τ<T/10 则图(d)为耦合电路, 所以,输入方波脉冲时,输出为近似的方波脉冲。
3.19 简要说明白噪声,产生白噪声的主要噪声源以及如何进行噪声频谱搬移。 答:白噪声的特点是频谱分布均匀。
产生白噪声的主要噪声源有:电阻器噪声源、饱和二极管噪声源、气体放电管噪声源和固态噪声源。
噪声信号发生器中的变换器可用来改变噪声的频谱特性,概率密度函数和进行频谱搬
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移。
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