8．16采用非实时取样示波器能否观察非周期性重复信号？能否观察单次信号？为什么？ 答：不能。由于非实时取样是从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法，以间隔10个、100个甚至更多个波形上取一个样点，这样，非周期重复信号和单次信号是不可能观测的。
8．17叙述记忆示波器和数字存储示波器的特点。
答：记忆示波器是利用记忆示波管组成的示波器，也称CRT存贮。它的核心是记忆示波管。采用这种示波管，即使在断电的情况下，亦可将波形记忆一周左右。
与记忆示波器不同，数字存贮示波器不是一种模拟信号的存贮，也不将波形存贮在示波管内的存贮栅网上，而是将它将捕捉到的波形通过A/D转换进行数字化，而后存入管外的数字存贮器中。读出时，将存入的数字化波形经D/A变换，还原成捕捉到的波形，然后在荧光屏上显示出来。数字存贮示波器经常采用大规模集成电路和微处理器，在微处理器统一指挥下工作，具有自动化程度高、功能强等特点。
8．18数字存储示波器显示与模拟示波器相比有何特点？ 答：与普通模拟示波器相比，具有一系列优点。
1．可长期存储波形 2．可进行负延时触发
3．便于观测单次过程和突发事件 4．具有多种显示方式 5．便于数据分析和处理 6．可用数字显示测量结果 7．具有多种方式输出 8．便于进行功能扩展
思考与练习9
9．1 什么是时域测量？什么是频域测量？两者测试的对象是什么？
答：以时间为自变量，以被观测信号(电压、电流、功率)为变量进行的分析和测试，就是时域测量。通过时域测试可发现信号通过电路后放大、衰减或畸变的现象；可测定电路工作在线性或非线性区；可判断电路设计是否符合要求。
以频率为自变量，以各频率分量的信号值为因变量进行分析和测量就是频域测量。任何一个过程或信号，既可在时域进行分析来获取其各种特性，也可以在频域进行分析获取各种特性。
9．2 什么是频谱分析，用频谱分析仪和示波器分析信号有什么不同？各有什么优点？ 答：频率特性测试仪、频谱分析仪都是以频率为自变量，以各频率分量的信号值为因变量进行分析的，通过频谱测量可以确定信号的谐波分量,还可以了解信号的频谱占用情况。
示波器和频谱仪都可用来观察同一物理现象，两者所得的结果应该是相同的。但由于两者是从不同角度去观察同一事物，故所得到的现象只能反映事物的不同侧面。因此，从测量的观点看，这两类仪器各有特点，使用时应注意选择。
（1）某些在时域较复杂的波形，在频域的显示可能较为简单
（2）如果两个信号内的基波幅度相等，两次谐波幅度也相等，但基波与两次谐波的相
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位差不相等，则这两个信号所显示的频谱图是没有分别的，因为实际的频谱分析仪通常只给出幅度谱和功率谱，不直接给出相位信息；但用示波器观察这两个信号的波形却有明显不同。
（3）当信号中所含的各频率分量的幅度略有不同时,波形的变化是不太明显的,用示波器很难定量分析失真的程度，但是频谱仪对于信号的基波和各次滤波含量的大小则一目了然，因为谱线数量明显不同，而且直接可得出定量的结果。 9．3 扫频仪中如何产生扫频信号？
答：扫频信号发生电路主要包括扫频振荡器、稳幅电路及输出衰减器，如图9.1所示 扫频振荡器是扫频信号发生器的核心，在目前常用的有磁调电感扫频振荡器、变容管扫频振荡器及宽带扫频。前两种方法是改变振荡回路元件（电感或电容）的参数值来改变信号频率的，其扫频宽度和扫描线性受到一定限制。宽带扫频则克服了上述缺点，它具有较宽的扫频宽度，中心频率在较宽的范围内可调节，而且中心频率与扫频宽度的调节可独立进行，互不干扰。
AGC控制器 扫频振荡器 输出衰减器 图9.1扫频信号发生电路的构成
9．4 什么是频标？为什么频标会叠加在扫频仪屏幕显示的图形上？
答：叠加在扫频输出信号上的频率标志。常用的内频标有菱形频标和针形频标两种。
菱形频标常用差频法产生，标准信号发生器晶振频率fo为50MHZ，通过谐波发生器产生fo的基波及各次谐波fo1,fo2,fo3,?foi，送入混频器与扫频信号混频，扫频信号的范围是fmin~fmax，若扫频信号与谐波在某点处差频为0，如在fo1处差频为0，由于低通滤波器的
选通性，在零差频点，信号得以通过，因而幅度最大；离零差频点越远，差频越来越大，低通滤波器输出的幅度迅速衰减，于是在f?fo1处形成了菱形频标。同理在fmin~fmax各零差频点处也形成了菱形频标。
9．5 说明扫频仪测量电路参数的原理和方法。
答：从扫频仪屏幕显示的幅频特性上可求得各种电路参数。
①增益的测量
在调好幅频特性的基础上，分别调节粗调和细调衰减器，控制扫频信号的电压幅度，使荧光屏显示的频率特性曲线处于0dB附近，如果高度恰号与0dB线等高，此时为粗调输出衰减B1（dB），细调输出衰减为B2（dB），则该放大器的增益为 A?（B2?B1）dB ②带宽的测量
被测电路的连接方法与测量幅频特性曲线相同。调节粗调和细调衰减器，控制扫频信号的电压幅度，使荧光屏显示出高度合适的频率特性曲线，然后调整Y增益，使曲线顶部与某一水平刻度线AB相切，此后Y增益旋钮保持不动，然后将扫频仪输出衰减细调衰减器减小3dB，此时荧光屏上显示的曲线高出原来的水平刻度线AB，且与AB线有两个交点，两交点处的频率分别为下截止频率fL和上截止频率fH，则被测电路的带宽为
BW?fH?fL 对于宽带电路，可以使用扫频仪的内频标直接显示和读出频率特性曲线的带宽；如需更准确的测量，可采用外频标。
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③回路Q值的测量
电路连接方法与测量幅频特性曲线相同。在用外频标标出回路的谐振频率和两个半功率点频率下截止频率和上截止频率后，用公式进行计算。
Q?f0(fH?fL)
9．6 外差式频谱分析仪能进行实时分析吗？为什么？
答：外差式频谱分析仪采用扫频技术进行频率调谐，其核心部分如同一台外差式接收机。目前常用的外差扫频式频谱分析仪有全景式和扫中频式两种。前者可在一次扫频过程中观察信号整个频率范围的频谱。而后者一次扫描分析过程只观察某一较窄频段的频谱，因而可实现较高分辨力分析。由于进行的是扫描分析，信号中的各频率分量不能同时被测量到，因而不能提供相位频谱，不能做实时分析，只适用于周期信号或平稳噪声的分析。
9．7 频谱分析仪的静态和动态分辨率有何区别和联系？
答：分辨率是指频谱分析仪能把靠得很近的、相邻的二个频谱分量分辨出来的能力。其中静态分辨率决定扫频的宽度；动态分辨率则对扫速有大的影响。一般静态分辨率Bq在仪器技术说明书中给出的，而动态分辨率Bd则与我们使用条件有关，很明显，Bd总是大于Bq，而且扫频速度越快，Bd越宽。一般说来，动态分辨率Bd决定于静态分辨率Bq。
9．8 频谱分析仪可以做哪些参数的测量？
答：通常，用频谱分析仪可进行下列参数的测试。 （1）测量正弦信号的绝对幅值和相对幅值。
（2）频率、寄生频率分量的绝对频率和相对频率、噪声和频率稳定度等参数。 （3）测试调幅、调频、脉冲调幅等调制信号。 （4）测试脉冲噪声。 （5）测试瞬变信号。
（6）测试线性网络和非线性网络的幅频特性、非线性失真、增益或衰减等参数。 （7）进行电磁兼容性（EMC）的测试。
9．9 画处扫频仪和频谱仪的组成原理框图，比较它们在电路结构上的异同点？
答：扫频信号发生电路主要包括扫频振荡器、稳幅电路及输出衰减器，如图9.1所示 扫频振荡器是扫频信号发生器的核心。
通常的频谱仪，无论是对确定信号还是周期信号，所分析的大多是功率谱。有三种分析功率谱的方案，它们是滤波法、相关函数傅立叶变换法和直接傅立叶变换法。后两种都是通过傅立叶变换计算来完成的，如图9.16、9.17、9.18所示。
思考与练习10
10．1 什么是数据域测量？数据域测试有什么特点？ 答：被测系统的信息载体主要是二进制数据流的测试技术称为数据域测试技术，包括数字系统，包括芯片、印制电路板、设备乃至系统。与传统测试相比，数据域测试有许多特点。
(1) 被测信号持续时间短。 (2) 被测信号故障定位难。 (3) 被测信号的非周期性。
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（4）信息传递方式多样化。 （5）外部测试点少。
10．2 简易电平测试设备有那些？它们有何用途？
答：简易逻辑电平测试设备常见的有逻辑笔和逻辑夹，它们主要用来判断信号的稳定电平、单个脉冲或低速脉冲序列。其中逻辑笔用于测试单路信号，逻辑夹则用于多路信号。
10．3 逻辑分析仪的功能与示波器有什么不同？
答：示波器和逻辑分析仪都是常用的时域测试工具，但它们的测试对象、测试方法、显示方式、触发方式等都是不同的。如表10.1所示。
表10.1 逻辑分析仪与普通示波器的比较
比较内容 主要应用领域 检测方法 和范围 逻辑分析仪 数字系统的软、硬件测试 ①利用时钟脉冲采样。 ②显示范围与采样时钟周期和存储容量有关。 ③可显示触发前后的状态。 输入通道 触发方式 容易实现多通道，一般都多于16个通道。 ①数字方式触发。 ②可根据多通道的逻辑进行组合触发。 ③可与系统运行同步触发。 ④可用随机的窄脉冲进行触发。 ⑤可进行多级序列触发。 ⑥可实现超长存储深度，可存储长时间、高速的信号。 显示方式 数据实时采集到存储器，可采用状态表、定时图、图解或影射图等多种方式显示，也可用与被测系统运行同样的方式显示测试结果。 实时显示波形图 常用的多为2通道。 ①模拟方式触发。 ②根据特定的输入条件（电平或信号沿）进行触发。 普通示波器 模拟系统的信号显示。 显示触发后扫描时间设定范围内的波形。
10．4 逻辑分析仪与逻辑定时分析仪的主要差别是什么？
答：逻辑分析仪按其工作特点，可分为逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪两大类。这两类分析仪的基本结构是相同的，二者的主要区别在于显示方式和定时方式不同。
10．5 说明逻辑分析仪的电路组成。
答：逻辑分析仪的基本结构方框如图10.1所示。 外时钟 时钟 选择 内时钟 CRT 输数被测数据 入 据 数据 变显存储 换示电电
路 路 触发 产生 数据捕获部分 数据显示部分
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图10.1 逻辑分析仪的基本组成
由图可见，逻辑分析仪主要由数据捕获和数据显示两部分组成。数据捕获部分用来捕获并存储要观察的数据。其中数据输入部分将各通道的输入变换成相应的数据流；而触发产生部分则根据数据捕获方式，在数据流中搜索特定的数据字。当搜索到特定的数据字时，就产生触发信号以控制数据存储器开始存储有效数据或停止存储数据，以便将数据流进行分块。数据显示部分则将存储器里的有效数据以多种显示方式显示出来，以便对捕获的数据进行分析。整个系统的工作受外时钟或内时钟的控制。
10．6 逻辑分析仪有那些显示方式？
答：逻辑状态分析仪常采用的显示方法是：状态表显示、反汇编显示、定时图显示、图解显示、影射图显示、分解模块显示。
10．7 逻辑分析仪有那些触发方式？
答：逻辑分析仪一般有基本触发、手动触发、延迟触发、序列触发、限定触发、计数触发和毛刺触发等多种触发方式。
10．8 逻辑分析仪主要应用在哪方面？
答：逻辑分析仪主要应用在数字系统软件测试、微处理器测试、测试数字集成电路、数字系统故障诊断。
思考与练习11
11．1 光纤通信系统测量有什么特点？
答：要全面衡量光纤通信系统的性能，应按有关规定对系统的性能参数及指标进行检测。
光纤通信系统的参数繁多，测试方法也多种多样，可按系统构成单元、参数定义和常规测试方法进行测量。
11．2 用背向散射法测量光纤损耗的依据是什么？
答：背向散射法也叫光时域反射法，是一种多功能测量方法。
其依据是由于光纤本身的缺陷和掺杂成分的不均匀，使得掺杂分子在光子作用下会发生散射现象。当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的各点均会引起散射，其强弱与通过该处的光功率成正比，而散射又与光纤的衰耗有直接关系，因此其强弱也就反映了光纤各点衰耗大小。
11．3 用背向散射法测量光纤反射点距离的依据是什么？
答：光纤反射点距离是与光功率有关的，因此其测量实质与测量光纤损耗类似。
11．4 说明测量光接收机灵敏度的过程。 答：灵敏度表示光接收机接收微弱信号的能力，直接决定光纤通信系统的中继距离和通信质
量。
灵敏度定义为在给定误码率和信躁比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。
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