电子测量技术(张永瑞版)第三章课后习题答案

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1、习题三3.1如何按信号频段和信号波形对测量用信号源进行分类？答：按信号频段的划分，如下表所示：名称频率范围主要应用领域超低频信号发器低频信号发生器视频信号发生器高频信号发生器甚高频信号发生器超高频信号发生器30kHz以下30kHz～300kHz300kHz～6MHz6MHz～30MHz30MHz～300MHz300MHz～3000MHz电声学、声纳电报通讯无线电广播广播、电报电视、调频广播、导航雷达、导航、气象按输出信号波形分类：可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信号发生器又可包括：脉冲信号发生器、函数信号

2、发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。3.2正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？答：正弦信号发生器的主要性能指标及各自具有的含义如下：（1）频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围。（2）频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示：式中f0为度盘或数字显示数值，也称预调值，f1是输出正弦信号频率的实际值。（3）频率稳定度其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小

3、。按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15min内所发生的最大变化，表示为：频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h内所发生的最大变化，表示为：预调频率的x×10-6＋yHz式中x、y是由厂家确定的性能指标值。（4）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。①温度引起的变动量环境温度每变化1℃所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的x

4、·10-6/℃，即式中△t为温度变化值，f0为预调值，f1为温度改变后的频率值。②电源引起的频率变动量供电电源变化±10％所产生的相对频率变化，表示为：x·10-6，即③负载变化引起的频率变动量负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为：x·10-6，即式中f1为空载时的输出频率，f2为额定负载时的输出频率。（5）非线性失真系数(失真度)用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数r表示：式中U1为输出信号基波有效值，U2、U3……Un为各次谐波有效值。由于U2、U3……Un等较U

5、1小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义r：（6）输出阻抗信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般600Ω(或1kΩ)，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5kΩ等档。高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。（7）输出电平输出电平指的是输出信号幅度的有效范围。（8）调制特性当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制，当调制信号由外部加到信号发生器进行调制时，称为外调制。3.3文氏桥振荡器的振荡原理是什么？答：是文氏桥振荡器传输函数的幅频

6、特性和相频特性分别为：当ω＝ω0＝1/RC，或f＝f0＝1/2πRC时，输出信号与输入信号同相，且此时传输函数模N(ω0)＝N(ω)max＝1/3最大，如果输出信号U0后接放大倍数KV＝N(ω0)＝3的同相放大器，那么就可以维持ω＝ω0或者f＝f0＝1/2πRC的正弦振荡，而由于RC网络的选频特性，其他频率的信号将被抑制。3.4某文氏桥只C振荡器如题3．4图所示，其中R3、R4是热敏电阻，试确定它们各自应具有什么性质的温度系数。答：R3应具有正性质的温度系数，R4应具有负性质的温度系数。题3.4图3.5差频式振荡器作低

7、频信号发生器振荡源的原理和优点是什么？答：差频式振荡器的可变频率振荡器和固定频率振荡器分别产生可变频率的高频振荡f1和固定频率的高频振荡f2，经过混频器M产生两者差频信号f＝f1–f2。这种方法的主要缺点是电路复杂，频率准确度、稳定度较差，波形失真较大；最大的优点是容易做到在整个低频段内频率可连续调节而不用更换波段，输出电平也较均匀，所以常用在扫频振荡器中。3.6XD-1型低频信号发生器表头指示分别为2V和5V，当输出衰减旋钮分别指向下列各位置时，实际输出电压值为多大？电平表头指示0dB10dB20dB30dB40dB

8、50dB60dB70dB80dB90dB倍数13.161031.62100316100031601043.16×1042V20.630.20.0630.026.3×10-32×10-36.3×10-42×10-46.3×10-55V51.580.50.1580.050.01580.0050.001585×10-41.5810-43