第9卷 示波器、频率计与函数信号发生器 山东省（春季高考）《电气测量技术》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第9卷 示波器、频率计与函数信号发生器 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 数字示波器的存储深度影响（ ） A. 波形刷新率 B. 采样率 C. 可保存波形数量 D. 以上都是 【答案】D 【解析】存储深度越大，可保存的采样点越多，支持更高采样率和更长时间的波形记录，提升刷新率。 2. 示波器上显示的波形周期与哪个因素有关（ ） A. 垂直灵敏度 B. 时间基准 C. 触发源 D. 耦合方式 【答案】B 【解析】时间基准决定了示波器屏幕上每格代表的时间长度，从而影响了显示的波形周期。 3. 示波管的偏转灵敏度与______有关。（ ） A. 偏转板长度 B. 加速电压 C. 电子束能量 D. 以上都是 【答案】D 【解析】偏转灵敏度（mm/V）与偏转板长度（越长越灵敏）、加速电压（越低越灵敏）和电子束能量相关。 4. 测量信号峰 - 峰值需要读取波形在_____方向上的最大和最小刻度值。（ ） A. 垂直 B. 水平 C. 对角线 D. 任意 【答案】A 【解析】峰 - 峰值是信号在垂直方向上最大值与最小值之间的差值，所以要在垂直方向读取最大和最小刻度值来计算峰 - 峰值。 5. 示波器校准信号通常为（ ） A. 1 kHz、50 mV方波 B. 10 kHz、1 V正弦波 C. 50 Hz、220 V交流波 D. 直流5 V电平 【答案】A 【解析】校准信号多为1 kHz、50 mV方波，用于校验灵敏度。 6. SR8 型示波器的触发方式选择常态时，（ ） A. 无触发信号时显示自激扫描 B. 必须有触发信号才扫描 C. 自动调整触发阈值 D. 仅触发一次 【答案】B 【解析】常态触发方式下，示波器必须收到有效触发信号才启动扫描，无信号时屏幕可能黑屏或显示一条水平线。 7. 当使用 XJ - 17 型示波器观察信号时，首先需要调节（ ） A. 垂直位移旋钮 B. 水平位移旋钮 C. 扫描时间因数旋钮 D. 垂直灵敏度旋钮 【答案】D 【解析】垂直灵敏度旋钮用于调整信号在垂直方向的显示幅度，在观察信号前，需要先设置合适的垂直灵敏度，以确保信号能够完整、合适地显示在屏幕上。垂直位移旋钮用于上下移动波形，水平位移旋钮用于左右移动波形，扫描时间因数旋钮主要用于调整水平方向的扫描速度，这些操作一般在初步设置垂直灵敏度之后进行。 8. 数字示波器的预触发功能可记录______的波形（ ） A. 触发前 B. 触发后 C. 触发时 D. 任意时刻 【答案】A 【解析】预触发功能在触发事件发生前就开始采样，可记录触发前的波形，用于分析触发事件的原因（如脉冲前沿）。 9. 示波器的主要功能是什么（ ） A. 测量电流 B. 测量电压和观察波形 C. 测量电阻 D. 测量功率 【答案】B 【解析】示波器主要用于测量电压并观察信号的波形。 10. 示波器的耦合方式不包括（ ） A. 交流耦合 B. 直流耦合 C. 混合耦合 D. 接地耦合 【答案】C 【解析】示波器的耦合方式主要有交流耦合和直流耦合，还有接地耦合用于将输入接地，没有混合耦合这种选项。 11. 使用示波器测量正弦波电压峰值时，若垂直灵敏度设置为2V/div，波形占据3格，则电压峰值为多少（ ） A. 3V B. 4V C. 6V D. 8V 【答案】C 【解析】2V/div×3div=6V。 12. 频率计在测量信号时，如果信号的占空比非常小，应该调整什么参数来确保准确测量（ ） A. 量程 B. 触发电平 C. 门限时间 D. 带宽 【答案】B 【解析】当被测信号的占空比很小时，脉冲持续时间较短，频率计可能因触发条件不合适而漏检或误触发。调节触发电平，使触发电平位于信号有效幅度范围内，可以保证窄脉冲被稳定识别，从而提高测量准确性。因此应选择B。量程主要用于适应信号幅度或频率范围，门控时间主要影响测量分辨率和速度，带宽主要影响可测信号的频率范围。 13. 数字频率计的“动态范围”指的是什么（ ） A. 频率计能够测量的最高频率与最低频率之比 B. 频率计显示的位数 C. 频率计内部电路的工作电压范围 D. 频率计的重量与体积之比 【答案】A 【解析】动态范围指的是频率计能够测量的最高频率与最低频率之比，它反映了频率计测量频率的广泛程度。 14. 若被测信号幅度过小，数字频率计可能（ ） A. 无法正常测量 B. 测量结果偏大 C. 测量结果偏小 D. 不受影响 【答案】A 【解析】信号幅度过小可能无法触发计数，从而不能正常测量。 15. 为了确保数字频率计的测量准确性，应多久进行一次校准（ ） A. 每月 B. 每年 C. 根据使用频率和条件而定 D. 从不，因为频率计是自动校准的 【答案】C 【解析】频率计的校准频率取决于其的使用频率、环境条件以及制造商的建议。因此，没有一个固定的时间间隔适用于所有情况，而是应该根据具体情况来决定。 16. 数字频率计的测周模式是为了（ ） A. 直接测量信号周期，再计算频率 B. 测量信号的峰值周期 C. 测量多个周期的平均值 D. 只用于测量低频信号周期 【答案】A 【解析】测周模式是先测量信号周期，再根据频率和周期的倒数关系计算出频率。 17. 频率计的带宽设置通常会影响什么（ ） A. 测量的频率范围 B. 测量的精度 C. 测量的速度 D. 显示的颜色 【答案】A 【解析】带宽表示频率计输入通道能够有效通过和处理的频率范围。带宽设置过低时，高频信号可能受到衰减或失真，导致超出可测范围；带宽设置合适，才能保证相应频率的信号被正常测量。因此，频率计的带宽设置通常影响测量的频率范围，应选择A。测量精度还主要与时基稳定度、门控时间、触发稳定性和被测信号质量等因素有关。 18. 在使用函数信号发生器输出三角波时，若想增大三角波的幅度，应调节（ ） A. 频率调节旋钮 B. 占空比调节旋钮 C. 幅值调节旋钮 D. 相位调节旋钮 【答案】C 【解析】幅值调节旋钮控制信号幅度大小，频率调节旋钮改变频率，占空比调节旋钮用于脉冲波等，相位调节旋钮改变信号相位，所以选 C。 19. 函数信号发生器内部振荡电路中，电感值增大，输出波形频率（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 【答案】B 【解析】根据振荡电路频率公式，电感值增大时，输出波形频率通常会减小，答案选 B。 20. 关于 RC 振荡电路在正弦式函数信号发生器中的作用，下列说法正确的是（ ） A. 用于将直流信号转换为交流信号 B. 用于放大信号幅值 C. 利用电阻和电容的充放电特性产生振荡 D. 用于过滤高频杂波 【答案】C 【解析】RC 振荡电路利用电阻和电容充放电特性，配合正反馈形成持续振荡产生正弦波；将直流变交流是逆变电路功能，放大信号是放大电路作用，过滤杂波是滤波电路功能，所以 C 正确。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 交流电波形出现滚动时，应调节垂直灵敏度旋钮。（ ） 【答案】错误 【解析】波形滚动是由于扫描频率与信号频率不同步，应调节扫描速度、同步调节或触发阈值，而非垂直灵敏度。 22. 示波管的荧光屏发光颜色与电子束能量无关。（ ） 【答案】错误 【解析】荧光物质的发光颜色由其材料决定，而发光亮度与电子束能量（加速电压）相关，能量越高亮度越大。 23. 示波器长时间使用后无需校准灵敏度。（ ） 【答案】错误 【解析】为保证精度，示波器需定期校准。 24. 示波器的校准信号可以随意更改其频率和幅度。（ ） 【答案】错误 【解析】示波器的校准信号是具有固定频率和幅度的标准信号，用于校准示波器，不能随意更改。 25. SR8 型示波器的两路信号共用同一垂直放大电路。（ ） 【答案】错误 【解析】SR8 型有独立的 CH1 和 CH2 垂直放大电路，可分别调节灵敏度和位移，确保两路信号测量互不干扰。 26. XJ-17 型示波器的触发极性选择仅影响波形显示方向。（ ） 【答案】错误 【解析】触发极性（正 / 负）决定触发发生在信号的上升沿或下降沿，影响扫描起点，从而改变波形在屏幕上的水平位置和显示稳定性。 27. 双踪示波器测量相位差时，两路信号必须使用不同的触发源。（ ） 【答案】错误 【解析】双踪测量相位差时，应使用同一触发源（如 CH1 触发），确保两路信号扫描同步，否则相位差测量不准确。 28. 示波管荧光屏的发光颜色由电子束能量决定。（ ） 【答案】错误 【解析】示波管荧光屏的发光颜色主要由荧光物质的种类和特性决定。电子束能量会影响荧光屏发光的亮度等表现，但不是决定发光颜色的根本因素。因此题干说法错误，答案为“错误”。 29. 示波器的上升时间越短，测量高频信号的失真越大。（ ） 【答案】错误 【解析】上升时间短表示示波器能快速响应信号变化，测量高频信号时失真更小，理想上升时间≤0.35 / 带宽。 30. 数字频率计与模拟频率计相比，具有更高的测量精度和可读性。（ ） 【答案】正确 【解析】数字频率计通过数字化处理信号，通常能提供更高的测量精度和更直观的可读性。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述示波器的基本组成部分及其作用。 【答案】示波器主要由示波管、扫描发生器、垂直放大器、水平放大器和电源等组成。示波管是核心部件，用于将电信号转换为可见波形显示，其中电子枪发射电子束，偏转系统控制电子束偏转，荧光屏呈现波形；扫描发生器产生水平扫描信号，使波形在水平方向展开，可观察信号随时间变化；垂直放大器放大输入信号的垂直分量，即幅度方向，以便更好地显示不同幅度的信号；水平放大器对水平方向信号进行放大；电源为各部件提供稳定电能，保障示波器正常运行。 【解析】示波器的基本组成包括示波管、垂直放大器、水平放大器或扫描系统、扫描发生器以及电源等部分，现代示波器通常还包括触发系统。示波管中的电子枪产生并加速电子束，偏转系统控制电子束在水平和垂直方向偏转，荧光屏将电子束的运动轨迹转换为可见波形。垂直放大器对输入信号进行放大并送入垂直偏转系统，使屏幕上的垂直位置反映信号幅度；扫描发生器产生随时间变化的锯齿波扫描电压，经水平系统放大后控制电子束水平方向运动，使波形按时间展开。触发系统用于使扫描与被测信号保持稳定同步，便于观察稳定波形。电源则为各功能电路和示波管提供稳定工作电压。 32. 示波器中垂直位移旋钮的作用是什么？ 【答案】垂直位移旋钮用于调节波形在显示屏垂直方向的位置。可以将波形在垂直方向上下移动，便于观察波形在屏幕中的位置，尤其是当有多个波形或者需要将波形与屏幕上的刻度线等进行对比时，这个功能很有用。 【解析】垂直位移旋钮用于调节示波器波形在屏幕垂直方向上的位置，使波形整体向上或向下移动。该调节只改变波形的显示基准位置，通常不改变被测信号本身的幅度和周期等参数，便于观察波形、进行多波形比较以及与屏幕刻度线对照。 33. 简述函数信号发生器的正弦式工作原理。 【答案】正弦式函数信号发生器利用正弦波振荡电路产生正弦信号。振荡电路由选频网络、放大器和正反馈环节组成，通过满足振荡条件产生频率和幅度稳定的正弦波；通过改变选频网络参数或调节控制电路，可以改变输出频率和幅度。产生的正弦信号经缓冲、放大和衰减后，由输出端送出。典型的正弦波振荡电路包括RC振荡电路、LC振荡电路和晶体振荡电路等。 【解析】正弦式函数信号发生器的核心是正弦波振荡电路。该电路由放大环节、选频网络和正反馈环节构成，只有在环路增益满足起振条件、相位满足正反馈条件时，电路才能产生稳定振荡。选频网络决定振荡频率，常见形式有RC、LC或晶体选频网络；通过改变相关电阻、电容或控制参数可以调节输出频率。振荡产生的正弦信号再经过缓冲、幅度调节、功率放大和输出衰减等处理，得到所需幅度和频率的正弦波。方波、三角波等波形通常属于通用函数信号发生器中的其他波形产生或变换功能，不是正弦式信号发生器工作原理的必要组成部分。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某信号发生器产生的正弦波通过信号线与示波器相连接，已知波形如图所示，示波器的垂直灵敏度开关为200mV/div，水平灵敏度开关为0.5 ms/div，探头开关为“1x”，请分析：（1）该波形的频率是多少?有效值是多少?（2）若将信号发生器按键-40dB按下，此时示波器波形的有效值是多少?若探头开关拨到“10x”此时示波器波形的有效值是多少? 【答案】（1）求波形的频率和有效值频率计算：示波器水平灵敏度开关为(0.5ms/div)，观察波形可知，正弦波一个周期在水平方向占(4)格。根据周期(T)的计算公式(T=)水平每格时间(×)格数，可得周期(T=0.5ms/divÃ�4div=2ms=2×10-3 s)。根据频率(f)与周期(T)的关系•有效值计算：示波器垂直灵敏度开关为(200mV/div)，探头开关为“(1×)”，观察波形可知，正弦波峰-峰值在垂直方向占(2)格。则峰-峰值(U_(p-p)=200mV/divÃ�2div=400mV)。对于正弦波，有效值(U)与峰-峰值(U_(p-p))的关系为所以有效值 （2）分析信号发生器按键(-40dB)按下和探头开关拨到“(10×)”时的有效值•信号发生器按键(-40dB)按下时：分贝（(dB)）与电压倍数的关系为（(L)为分贝数，(U1)为原电压，(U2)为衰减后电压）。已知(L=-40dB)，设原有效值为(U1=100√2 mV)，代入公式探头“(10×)”表示信号经过(10)倍衰减后进入示波器。原测量时探头为“(1×)”，垂直灵敏度按实际电压显示，当探头变为“(10×)”，示波器显示的电压值是实际电压的而实际电压不变，所以此时示波器波形的有效值仍为（因为探头衰减不改变信号实际有效值，只是示波器显示的是衰减后的，这里求的是实际有效值，若按示波器显示值则为题目问的是“示波器波形的有效值”，这里的有效值指示波器显示的，所以是(10√2 mV≈14.14mV)，需要注意：从信号实际角度，有效值不变，从示波器显示角度，因探头衰减，显示值为实际值结合题意，这里应是指示波器显示的有效值，即综上，答案依次为：(1)频率(f=500Hz)，有效值(U≈141.4mV)；(2)信号发生器按键(-40dB)按下时，有效值(U≈1.414mV)；探头开关拨到“(10×)”时，示波器波形有效值（显示值）(U≈14.14mV)。 【解析】（1）水平方向一个周期占4格，周期T=4×0.5ms=2ms，频率f=1/T=500Hz；垂直方向峰峰值占6格，峰峰值为6×200mV=1200mV，有效值为1200/√2≈848.5mV，但实际有效值需除以2（峰值与有效值关系），故为848.5/2=424.2mV。（2）-40 dB衰减对应电压衰减100倍，有效值为424.2mV/100=4.24mV；10X探头使信号衰减10倍，有效值为424.2mV/10=42.42mV。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第9卷 示波器、频率计与函数信号发生器 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 数字示波器的存储深度影响（ ） A. 波形刷新率 B. 采样率 C. 可保存波形数量 D. 以上都是 2. 示波器上显示的波形周期与哪个因素有关（ ） A. 垂直灵敏度 B. 时间基准 C. 触发源 D. 耦合方式 3. 示波管的偏转灵敏度与______有关。（ ） A. 偏转板长度 B. 加速电压 C. 电子束能量 D. 以上都是 4. 测量信号峰 - 峰值需要读取波形在_____方向上的最大和最小刻度值。（ ） A. 垂直 B. 水平 C. 对角线 D. 任意 5. 示波器校准信号通常为（ ） A. 1 kHz、50 mV方波 B. 10 kHz、1 V正弦波 C. 50 Hz、220 V交流波 D. 直流5 V电平 6. SR8 型示波器的触发方式选择常态时，（ ） A. 无触发信号时显示自激扫描 B. 必须有触发信号才扫描 C. 自动调整触发阈值 D. 仅触发一次 7. 当使用 XJ - 17 型示波器观察信号时，首先需要调节（ ） A. 垂直位移旋钮 B. 水平位移旋钮 C. 扫描时间因数旋钮 D. 垂直灵敏度旋钮 8. 数字示波器的预触发功能可记录______的波形（ ） A. 触发前 B. 触发后 C. 触发时 D. 任意时刻 9. 示波器的主要功能是什么（ ） A. 测量电流 B. 测量电压和观察波形 C. 测量电阻 D. 测量功率 10. 示波器的耦合方式不包括（ ） A. 交流耦合 B. 直流耦合 C. 混合耦合 D. 接地耦合 11. 使用示波器测量正弦波电压峰值时，若垂直灵敏度设置为2V/div，波形占据3格，则电压峰值为多少（ ） A. 3V B. 4V C. 6V D. 8V 12. 频率计在测量信号时，如果信号的占空比非常小，应该调整什么参数来确保准确测量（ ） A. 量程 B. 触发电平 C. 门限时间 D. 带宽 13. 数字频率计的“动态范围”指的是什么（ ） A. 频率计能够测量的最高频率与最低频率之比 B. 频率计显示的位数 C. 频率计内部电路的工作电压范围 D. 频率计的重量与体积之比 14. 若被测信号幅度过小，数字频率计可能（ ） A. 无法正常测量 B. 测量结果偏大 C. 测量结果偏小 D. 不受影响 15. 为了确保数字频率计的测量准确性，应多久进行一次校准（ ） A. 每月 B. 每年 C. 根据使用频率和条件而定 D. 从不，因为频率计是自动校准的 16. 数字频率计的测周模式是为了（ ） A. 直接测量信号周期，再计算频率 B. 测量信号的峰值周期 C. 测量多个周期的平均值 D. 只用于测量低频信号周期 17. 频率计的带宽设置通常会影响什么（ ） A. 测量的频率范围 B. 测量的精度 C. 测量的速度 D. 显示的颜色 18. 在使用函数信号发生器输出三角波时，若想增大三角波的幅度，应调节（ ） A. 频率调节旋钮 B. 占空比调节旋钮 C. 幅值调节旋钮 D. 相位调节旋钮 19. 函数信号发生器内部振荡电路中，电感值增大，输出波形频率（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定 20. 关于 RC 振荡电路在正弦式函数信号发生器中的作用，下列说法正确的是（ ） A. 用于将直流信号转换为交流信号 B. 用于放大信号幅值 C. 利用电阻和电容的充放电特性产生振荡 D. 用于过滤高频杂波 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 交流电波形出现滚动时，应调节垂直灵敏度旋钮。（ ） 22. 示波管的荧光屏发光颜色与电子束能量无关。（ ） 23. 示波器长时间使用后无需校准灵敏度。（ ） 24. 示波器的校准信号可以随意更改其频率和幅度。（ ） 25. SR8 型示波器的两路信号共用同一垂直放大电路。（ ） 26. XJ-17 型示波器的触发极性选择仅影响波形显示方向。（ ） 27. 双踪示波器测量相位差时，两路信号必须使用不同的触发源。（ ） 28. 示波管荧光屏的发光颜色由电子束能量决定。（ ） 29. 示波器的上升时间越短，测量高频信号的失真越大。（ ） 30. 数字频率计与模拟频率计相比，具有更高的测量精度和可读性。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述示波器的基本组成部分及其作用。 32. 示波器中垂直位移旋钮的作用是什么？ 33. 简述函数信号发生器的正弦式工作原理。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某信号发生器产生的正弦波通过信号线与示波器相连接，已知波形如图所示，示波器的垂直灵敏度开关为200mV/div，水平灵敏度开关为0.5 ms/div，探头开关为“1x”，请分析：（1）该波形的频率是多少?有效值是多少?（2）若将信号发生器按键-40dB按下，此时示波器波形的有效值是多少?若探头开关拨到“10x”此时示波器波形的有效值是多少? 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $