习--题--七

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1、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

2、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10-6109Hz。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10-210-4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

3、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图解：不接电压表的谐振频率：接入电压表的谐振频率：因为ff0 ，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MF30电压灵敏度为20k /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：Rv1520100K 25V档时： 题7.3图Rv22520500K

4、7.4 说明本章72中图72-3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0T/2区间，KM打开，输出电压UmUi.，在T/2T区间KM闭合，输出电压Um0，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

5、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/2T区间KD闭合，C充电，在0T/2区间，KD打开，得到方波脉冲，滤波后得到放大后的直流信号。由于电容C的隔直流作用，使放大器的零点漂移被阻断，不至传输到后面的直流电压表表头。7.6 简述本章7.3图7.33和图7.34两类模拟交流电压表的工作过程。答：在图7.33的电子电压表中，被测电压经电阻分压、源极跟随和放大后加到表头，即可测出被测电压的大小。在图7.34的电子电压表中，当运放开环放大系数A足够大时，有：UFUi ，IFI0 ， 则I0Ui /RF 。分压器和电压跟随器的作用使Ui正比于待测电

6、压Ux ，U i KUx ，所以：I0UiK/RF ，用微安表头即可测出被测电压。7.7 验证本章表7.3-1中半波整流、全波整流、锯齿波和脉冲波信号的Kf 、 Kp 、U 和值。解：本题中半波与全波整流的KF 、KP 、U和相同。锯齿波时： 脉冲波时：uA （0ttk） u0 （tktT） 7.8 说明本章7.4图7.4-1中电容C的作用。答：电容C为滤波电容，滤除交流成分，防止指针摆动。7.9 利用单峰值电压表测量题7.9图中正弦、方波和三角波的电压，电压表读数均为5V，问： （1）对每种波形来说，读数各代表什么意义？（2）三种波形的峰值、平均值、有效值各为多少？ 题7.9图解：（1）读数

7、代表测量这种波形时，峰值电压表的指示值。 （2）正弦波时： 方弦波时： 三角波时： 7.10 改用有效值电压表测量，重复7.9题。解：正弦波时： 方弦波时： 三角波时： 7.11 改用平均值电压表，重复7.9题。 解：正弦波时： 方弦波时： 三角波时： 7.12 测量题7.12图所示矩形波电压，计算电压表读数。 （1）利用7.4中图7.4-1全波整流平均值电压表。 （2）利用1.5中图7.5-1串联峰值电压表。 （3）利用7.5中图7.5-4并联峰值电压表。 解：（1） （2） 题7.12图 （3） 7.13 利用7.5中图75-7所示峰值检波电压表测量矩形脉冲电压，电压表读数为10V，已知：

8、R1M，Rd (包括电源内阻) 175 。 （1）若T / T10，求测量的绝对误差和相对误差。 （2）若T10s，f 50Hz重复(1)。 解：（1） （2） 7.14 用SR-8示波器观察幅值Um2V的正弦波，已知y轴灵敏度0.1V/div(已置校正位)，信号经1:10探极输入，问荧光屏上波形高度为多少格？解： 7.15 被测脉冲信号电压幅度Up3V，经1:10探极引入，“倍率”置“l位，“微调”置校正位，要想在荧光屏上获得高度为3cm的波形，Y轴偏转灵敏度开关“V/cm”应置哪一档？ 解：7.16 用SBM-10示波器测量正弦信号电压幅度，“倍率”置“ 5”档，“V/cm”置 “0.5V

9、/cm”档，“微调”置校正位，用1:10探极引入，荧光屏上信号峰峰值Up-p高度为5cm，求被测信号电压幅值Um和有效值U 。解： 7.17 推导7.7图7.7-5 IV转换关系。解：在图7.7-5（a）中有： U0U1U2 U1US （虚短） USIxRS U1I1R1 U2I2R2 I1I2（虚断）联立以上各式可得： 在图7.7-5（b）中有：ISIx（虚断） 所以：U0IS RSRSIx 7.18 推导7.7图7.7-6 V转换关系。解：在图7.7-6中有：ISIx（虚断） ISUS/ RS U0Ix Rx 所以： 7.19 使用本章7.7图7.7-8权电阻DA变换电路，若二进制数为10

10、110110 (ai=l，Ki闭合； ai 0， Ki断开)，Us1.28V，Rl k ，求输出U0 。 解： 7.20 利用本章7.7图7.7-9T型DA解码电路，Us1.28V，Rlk，二进制数为10110111，求输出电压U0 。解：7.21 题7.2图为恒流源解码电路，已知电流源I1mA，R2k ， U0 1.5V，问K3 、K2 、 K1 、 K0各开关的开闭状态。解：任意节点i的等效电阻为R与2R并联，即，开关接通时的节点电压为：，当该节点的电压向输出端传输时，每个节点的衰减数均为，“0”节点的输出电压为： 。根据迭加定理，任意二进制数的输出电压为：所以： 题7.21图7.22 若

11、基准电压Us8V，逐次逼近寄存器SAR由4位组成，相应状态Q3Q2Q1Q0，被测电压分别为Ux15.4V和Ux25.8V，试画出4比特逐次比较AD反馈电压U0波形图，并写出最后转化成的二进制数(即SAR 4个寄存器的状态)。解：Ux15.4V时：Q3 Q2 Q1 Q0 Us8V Ux15.4V 1 0 0 0 U088/164V5.4V 留 1 1 0 0 U06V5.4V 弃 1 0 1 0 U05V5.4V 留 1 0 1 1 U05.5V5.4V 弃最后转化成的二进制数为：1010 Ux25.8V时： Q3 Q2 Q1 Q0 Us8V Ux15.8V 1 0 0 0 U04V5.8V 留 1 1 0 0 U06V5.8V 弃 1 0 1 0 U05V5.8V 留 1 0 1 1 U05.5V5.8V 留最后转化成的二进制数为：10117.23 某双积分型DVM，标准电压Us6.000V，计数脉冲频率为fc1MHz，计数器满量程N180000，求： （1）被测电压Ux1.500V时，计数器计数值N2为多少？ （2）取样时间T1和反向积分时间(测量时间)T2各为多少？ 解：（1）由 得： （2） 由 得： 7.24 甲、乙两台DVM，显示器最大显示值为甲：9 999，乙：19 999，问： （1）它们各是几位DVM？ （2）若乙的最小量