4-1 谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点？
答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。
4-2 何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？
答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数0Q 的定义为 02T
W Q W π=，其中W 是谐振腔内总的储存能量，T W 是一周期内谐振腔内损耗的能量。 有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种考虑了外界负载作用情况下的腔体的品质因数称为有载品质因数l Q 。 对于一个腔体，01l Q Q k
=+，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。
谐振器负载1800Ω
解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为：
0356f MHz === 无载时，
017.9R Q w L ==== 有载时，
040.25L e R Q w L ====
根据有载和无载的关系式111L e Q Q Q
=+得： 1
112.5111140.2517.9L e Q Q Q ===++
4-5 有一空气填充的矩形谐振腔。假定x 、y 、z 方向上的边长分别为a 、b 、l 。试求下列情形的振荡主模及谐振频率：（1）a b l >>；（2）a l b >>；（3）l a b >>；（4）a b l ==。 解：对于mnp T 振荡模，由TE 型振荡模的场分量知p 不可为0，所以主模可能为011TE 或101TE ，这取决于a 与b 间的相对大小。其谐振频率为
0f =对于mnp T 振荡模，由TM 型振荡模的场分量知，m 、n 皆不能为0，而p 可为0，故其主模应为110TM ，其谐振频率与上式相同。
对101TE 模
0f = 对011TE 模
0f =对110TM 模
0f =
可见，（1）对a b l >>情况，110TM 是主模；（2）对a l b >>情况，101TE 是主模；(3)对l a b >>情况，101TE 是主模；（4）对a b l ==情况，上列三式值相同，故出现三种振
荡模式的简并，其振荡频率为0f =
，谐振波长为0λ=。 4-6 设矩形谐振腔由黄铜制成，其电导率m S /1046.17?=σ， 尺寸为5a cm =，3b cm =，
6l cm = ，试求101TE 模式的谐振波长和无载品质因数0Q 的值
解: 谐振波长为
07.68cm λ==
矩形谐振腔的表面电阻为
0.1028s R ==Ω 无载品质因数为 23303333304801212522s a l b Q R a b bl a l al
πλ==+++ 4-7用 BJ-100 波导做成的102TE 模式矩形腔，今在 z=l 端面用理想导体短路活塞调谐，其频率调谐范围为 9.3GHz-10.2GHz ，求活塞移动范围。假定此腔体在运输过程中其中心部分受到挤压变形，Q 值会发生什么变化？为什么？(BJ-100: a=22.86mm,b=10.16mm) 解：由矩形腔的谐振频率公式得：
222221222??? ??+??? ??=??? ??+??? ??=l a c l a c f πππ
m a GHz
f GHz 02286.02.103.9=≤≤ 0.03840.455m l m ∴
≤≤ 因为：S
V Q ∞，体积V 变小，而表面积S 几乎不变，所以Q 值变小。 4-8 一个空气填充的矩形谐振腔，尺寸为3a b l cm ===，用电导率71.510/s m σ=?的
黄铜制作，试求工作于111TE 模的固有品质因数。
解：111TE 模，正方形腔 3a b l cm ===。铜制，71.510/s m σ=?，7410/H m μπ-=?。
空气填充，10310/cm s υ=?。故
8.662r f GHz a
υ==， 254.41r r f GHz ωπ==
3.464r cm λ==，
50.139610m δ-==? 正方形腔111TE 模的无载0Q 为
30 5.37210r Q λδ
==? 4-9 一矩形腔中激励101TE 模，空腔的尺寸为355cm cm cm ??，求谐振波长。如果腔体是铜制的，其中充以空气，其0Q 值为多少？铜的电导率为7
5.710/S m σ=?。
r λ=
可见，r λ与a 、l 成正比。当腔的横截面尺寸（a 、b ）不变时，101TE 模的r λ只与l 成正比，故10r cm λ=的尺寸大；当腔的长度l 不变，则10r cm λ=时，a b ?尺寸大，即腔的横向尺寸大（a 的尺寸大）。
4-12 铜制矩形谐振腔的尺寸为：20a l mm ==，10b mm =。铜的电导率为71.510/s m σ=?。当腔内（1）充以空气，（2）填充聚四氟乙烯介质时，分别为谐振腔的主模谐振频率、谐振波长及c Q 、d Q 和0Q 。介质的 2.1r ε=，损耗角正切tan 0.0004δ=。 解：由题意知该谐振腔的主模为101TE
（1）空气填充情况
010.6f GHz ===
324.6710s R -===?Ω
223/2022332()1113004()()443s s s b a l Q R al a l b a l R a b R πη
πηπη+====++++ （2）介质填充情况
07.319f GHz ==，
322.310s R -==?Ω
04426c s Q ==， 0112500tan 0.0004d Q δ=== 同时考虑导体损耗和介质损耗时的Q 值时
0000044262500160044262500
c d c d Q Q Q Q Q ?===++ 4-13横截面尺寸为mm a 86.22= ，mm b 16.10=的矩形波导，
传输频率为10GHz 的10H 波，在某横截面上放一导体板，试问：在何处再放导体板，才能构成震荡模式为101H 的矩形谐
振腔？若包括l 在内的其他条件不变，只是改变工作频率，则上述腔体中可能有哪些振荡模式？若腔长l 加大一倍，工作频率不变，此时腔体中的振荡模式是什么？谐振波长有无变化？
解：（1）波导波长
cm a g 98.3)286.223(13)2(12
20
0=?-=-=
λλλ
第二块导体板应放在相邻的波节处，故两板的距离为
cm l g 99.12==
λ
（2）矩形谐振腔的谐振波长 22202
??? ??+??? ??+??? ??=l p b n a m λ
若l b a ,,的尺寸不变，频率改变，则谐振波长0λ随之改变，因l n m ,,不同，故谐振腔是多谐的。如果当频率改变，在矩形波导中不激起其他模式，只传输10TE 模式，则可能产生的振荡模式为10p TE （p 为大于1的正整数）；若因某种原因激起其他模式，则可能产生mnp TE mnp TM 等模式。
（3）若腔长增大一倍，设l l 2'
=，则 222'20112212)(102??? ??+??? ??=??? ??+??? ??=l a l a H λ
由此可见，振荡模式改为102H ，但谐振波长不变。
4-14 一个矩形波导腔由一段铜制WR-187H 波段波导制成，有cm a 755.4= 和
cm b 215.2=，
腔用聚乙烯(25.2=r ε和004.0tan =δ)填充。若谐振产生在GHz f 5=处，求出所需长度d 和1=l 和2=l 谐振模式引起的Q 。
解：波数k 是
1157.08k m -==
谐振时所需的长度d （当m=1,n=0时）为
d =,1=l
2.20d cm ==
,2=l cm d 40.4)20.2(2==
在5GHz 时铜的表面电阻为Ω?=-21084.1s R 。本征阻抗是
Ω==
3.251377r εη
导体损耗引起的Q 是 ,1=l 8403=c Q
,2=l 11898=c Q
得出的仅由电介质损耗引起的Q （1=l 和2=l ）是
25000004
.01tan 1===
δd Q 所以，得出的总Q 是 ,1=l 1927)2500
184031(
1=+=-Q ,2=l 3065)25001118981(1=+=-Q 4-15圆柱形谐振腔中的干扰波型有哪几种？
答：一般有四种干扰波型。
自干扰型，就是场结构在腔的横截面内与所选定的工作波型具有相同的分布规律，但纵向场结构和谐振频率并不相同的波型。
一般干扰型，就是在工作方块内，其调谐曲线与所选定的工作波型调谐曲线相平行的波型。 交叉型，就是在工作方块内，其调谐曲线与所选定的波型的调谐曲线相交的波型，它的场结构与工作波型的场结构完全不同。
简并型，就是其调谐曲线与所选定的工作波型的调谐曲线完全重合、谐振频率完全相同、但场结构完全不同的波型。
4-16一个圆柱形谐振腔，其直径为4cm ，长为4cm ，工作模式为010TM ，求其谐振频率0f 。
解：因为 2.1 1.052
D l D
所以求得谐振频率0f 为：8
02310 5.7255.2410r c
f GHz λ-?===? 4-17一个圆谐振腔，其a d 2=,设计在5GHz 谐振，用011TE 模。若腔是由铜制成的，用聚四氟乙烯08.2=r ε和tan 0.004δ=，求腔的尺寸和Q 。
解： 1890110.15110
308.2)105(22-=??==m c f k r
πεπ 得出011TE 模的谐振频率是
2
2'010112??? ??+???? ??=
d a p c f r πεπ 用832.3'01=p 。又因为a d 2=， 2
2'010112??? ??+???? ??==d a p k c
f r
πεπ 对a 求解可得 ()()cm k p a 74.20.1512/)832.3(2/)(2
222'01=+=+=
ππ 则cm d 48.5=。 在5GHz 时，铜的表面电阻Ω=0184.0s R 。用1,0===l m n 和a d 2=，得出导体损耗引起的Q 是
293902])/(2/[1)(4)(2'0122'013==+=s
s c R ka p ad R p ad ka Q ηβαη 为了简化这个表达式，得出由介质损耗引起的Q 是
25000004
.01tan 1===
δd Q 所以腔的总Q 是 2300111=???? ??+=-d c
Q Q Q
4-18有两个半径为5cm ，长度分别为10cm 和12cm 的圆柱腔，试求它们工作于最低振荡模式的谐振频率。
解：对于圆柱形腔，当 2.1l R >，最低模式为111TE ；当 2.1l R <，最低模式为010TM 。 所以，对于5a cm =，110l cm =的腔，由于 2.1l R <，故最低模式为010TM ，其谐振波长2.62r R λ=，其谐振频率r f 为（空气填充）
10
310 2.29r r
f GHz λ?== 对于5a cm =，212l cm =的腔，由于 2.1l R >，故最低模式为111TE ，其谐振波长r λ为
r λ=
， 11 1.841μ=
所以其谐振频率
10
310310 2.157r r f GHz λ?==?= 4-19有一半径为5cm ，腔长为10cm 的圆柱形谐振腔，试求其最低振荡模式中的品质因数。(腔体为铜，其cm 4
105.1-?=σ)
解： 腔长 cm a cm l 25.1005.210=<=
故谐振腔的最低振荡模式是010E 模
谐振波长和谐振频率为：
cm a 05.1361.20==λ
GHz c f 29.200==
λ
谐振腔的品质因数为 4001022.2)
/1(2405.2?=+=l a g Q πλ 4-20求半径为5cm ，长度为15cm 的圆柱腔最低振荡模式的谐振频率和无载Q 值。（用71.510/s m σ=?的黄铜制作）
解：5a cm =，15l cm =, 2.1l a >，最低振荡模式为111TE 。
111 2.02f GHz == 所以， 0111
0.1483c m f λ== 3
220320.806[1.37(/)]210.728(/)0.215(/)(1/)r D l Q D l D l D l λπδ+=
++- 对于71.510/s m σ=?的黄铜，9212.69210r r f ωπ==?，7410/H m μπ-=?，/2/0.667D l R l ==，则
50.28910m δ-==?，40 1.2510Q =?
4-21有一半径为5cm ，腔长为10cm 的圆柱谐振腔，试求其最低振荡模式的谐振频率和品质因数。（腔体为铜，其41.510cm δ-=?）
解： 腔长： 10 2.110.5l cm a cm =<=
故谐振腔的最低振荡模式是010E 模式。
谐振波长和频率为： 0 2.6113.05a cm λ==， 00 2.29c
f GHz λ==
谐振腔的品质因数为： 400 2.405 2.22102(1)Q a l
λδπ=?=?+ 4-22一个半径为5cm ，腔长为10cm 的圆柱谐振腔，若腔体用电导率71.510/s m σ=?的
黄铜制作，试求腔体的无载品质因数；若在腔体的内壁上镀一电导率76.1710/s m σ=?的银，试求腔体的无载品质因数；若腔的内壁上镀一电导率74.110/s m σ=?的金，试求腔的无载品质因数。
解：圆柱形腔半径5R cm =，腔长10l cm =，因此， 2.1l R <，最低模式为010TM ，所以其的固有品质因数0Q 为 011R
Q R
l δ=?+，
δ= 70410/H m μμπ-==?。
（1）若腔体用电导率7
1.510/s m σ=?的黄铜制成，其趋肤深度δ由上式计算得
62.7110m δ-=
=? 所以 401 1.235101R Q R
l
δ=?=?+ （2）若腔内壁镀电导率76.1710/s m σ=?的银，其趋肤深度为
61.3410m δ-=
=? 所以，其固有品质因数为 401 2.49101R Q R
l
δ=?=?+ （3）若腔内壁镀电导率74.110/s m σ=?的金，其趋肤深度
61.6410m δ-=
=? 所以，其固有品质因数为 401 2.03101R Q R
l
δ=?=?+ 4-23有一圆柱式谐振波长计，工作模式011H ，空腔直径3=D ，直径与长度之比的可变范围为2－4，试求波长计的调谐范围。
解：对于模式011H ，832.301==μni x ，因此有
2222200 3.8321()9102D f D l π????????=?+?? ? ? ???????????
当2/=l D 时
2220
1 3.8321()91044f D π????=?+??? ???????
得
GHz f 8.151=
当4/=l D 时
2220
1 3.8321()910164f D π????=?+??? ??????? 得
GHz f 4.232=
故调谐范围为15.8～23.4GHz
4-24 一个充有空气介质，半径为1cm 的圆波导，现在其中放入两块短路板，构成一个谐振腔，工作模式为021TM ，谐振频率为30GHz ，试求两短路板之间的距离。
解：圆柱形谐振腔mnp TM 振荡模式的谐振波长公式为：
r λ=
对于021TM 模，02 5.520υ=，1p =。谐振频率30r f GHz =，空气填充，其谐振波长为
10
931013010
r cm λ?==? 由于腔的半径1R cm =，由谐振波长公式解出腔长l 为
1.052r
l cm λ==
4-25 设计一个工作于010TM 振荡模式的圆柱形谐振腔，谐振波长为3cm ，若要求腔内不存在其他振荡模式，试求腔的直径与长度。
解：根据圆柱腔的谐振频率与振荡模式和腔体尺寸的关系式为
2222()(
)()()2mn r p D f D l
υχυπ=+ 对于010TM 模式（0p =），有 2201()()r f D υνπ= 其中01 2.405ν=
，10310/s υ=?。因此圆形腔010TM 模的直径D 为
D =对于空气填充，3r cm λ=，其中10
31010r r
f GHz λ?==，因此，腔的直径为
2.296D cm =
010TM 模式的谐振频率与腔长无关系，为保证单模工作，由 波形图可知，
2()1D l
> 2.296l D cm <=
4-26 用一个工作于011TE 振荡模的圆柱形谐振腔作为波长计，频率范围是2.84-3.2GHz ，试确定腔体的尺寸。
解：（1）求频宽比222max min 3.2()() 1.26952.84
f F f === （2）由工作模式011TE 和2F 确定2min (/)D l
22
min 2
6(1)(/)0.59244F D l F -==- （3）由波型图查到2min (/)0.5924D l =对应的011TE 模的220min ()1015.3f D -?=，解出直
径D 为
13.77D cm == （4）由所确定的D 和所给出的max 3.2f GHz =，求得
220max ()1019.41f D -?=
（5）由波形图，查出011TE 模，220max ()1019.41f D -?=对应的
2
max (/) 2.8D l =
（6）由13.77D cm =，2min (/)0.5924D l =，2max (/) 2.8D l =计算
min 8.23l cm ==
max 17.89l cm == 所以，腔直径13.77D cm =，调谐范围为8.23~17.89cm 。
4-27 设计一个工作于011TE 振荡模式的圆柱形谐振腔，谐振波长为10cm ，欲使其无载0Q 尽量大一些，试求腔的直径和长度。
解：对于工作模式给定的腔而言，22
/H H τ是一个常数。故无载品质因数0Q 与腔的体积
比/V S 成正比，即0V Q A S
δ=。因此，为了提高0Q 值，应尽可能使/V S 大些，且选用电导率σ大的材料制成。本着这一原则，有波型因数0()Q δλ
与/D l 关系曲线可知，当/ 1.3D l =时，011TE 模的00.67Q δλ
=。 由模式图，当/ 1.3D l =，2(/) 1.69D l =，对应的011TE 模的220()1017.5r f D -?=，因此
腔直径13.94D cm ==，腔长10.721.3
D l cm ==。 4-28 电容加载式同轴线腔的内外导体半径分别为0.5cm 和1.5cm ，终端负载电容为1nF ，谐振频率为3000MHz ，求腔长。
解：
65.92c b Z a
==Ω，9218.8510r r f ωπ==? 10r cm λ=， 1C nF =
因此，腔长l 为1arctan (0.00135)22
r r r c l p p cm CZ λλπω=+=+ （0,1,2,3...p =） 4-29有一加载同轴线谐振腔，已知内导体直径为0.5cm ，外导体直径为1.5cm ，终端电容为1pF ，要求谐振在3GHz ，试确定该腔最短的两个长度。
解：同轴线的阻抗特性
66c D Z d
==Ω 由谐振条件 01cot c
C l Z ωβ=
得 11arctan (0,1,2...)c l n m CZ πβω??=+=????
当n=0 和1时，分别为 0001arctan 1.082c
l cm CZ λπω== cm l l 08.62001=+
=λ 4-30 有一个4
λ同轴谐振腔，其内导体外直径为d ，外导体内直径为D ，用电导率为75.810/s m σ=?的铜制成，填充介质为空气，若忽略短路板的损耗，试求：
（1）无载品质因数0Q 的表达式。
（2）当/D d 为何值时，无载品质因数最大。
解：（1）根据同轴谐振器中电磁场分量得出同轴谐振器的品质因数0Q
2022V s H dV Q H ds τδ=??
其中 2222200(21)cos[]ln b l m m V a E E p b H dV j z rdrd dz l r l a ππ?πηη+==???? 2212223222(21)cos[]2(21)cos[]2(21)cos[]2ln m s s r a
m s r b
m s m m m E p H ds z adz r l E p z bdz r l E p z rdrd b l E E E l b l b a
τππηππηπ?ηπππηηη==+=++++=++???? 所以 0ln 211()2ln b l a Q b
l
a b a
πδππ=++ 当4
l λ=时，0Q 为 0ln 2118ln r b
a Q
b a b a
δλ=++ 若不考虑端壁损耗，则 0ln
ln 2111b D D a d Q D
a b d δδ==++ 其中，2D b =，同轴线外导体内直径；2d a =，同轴线内导体外直径；δ=
（3）令/D d x =，故 0ln 1D x Q x
δ=+
求极值 02
1(1)ln []0(1)x x dQ D x dx x δ+-==+ 即 ln 1x x x =+
解得 3.6D x d =
= 即当 3.6D d =时，4
λ同轴线谐振腔在不考虑端壁损耗时，其无载品质因数有最大值。 4-31 若在长度为l 两端短路的同轴腔中央旋入一金属小螺钉，其电纳为 B ；旋入螺钉后谐振频率如何变化?为什么? 求谐振频率表示式。
解：旋入螺钉后，谐振时有 2l p λ
=；
当21p n =-时，对于场终端短路线，无论激励从哪一点馈入，皆对激励源呈并联谐振，旋
入螺钉后不影响谐振频率。0ω=。 设馈入点为2l 处， 24
l ky p λ= 则对两端回路，输入阻抗均为 00(21)/2in Z Z l
j n απωω=+-? 则1000
2()(21)/2in Z Z B Z l BZ j n απωω-=+=++-?
ω∴= 其中00Z k l BZ α=+，00(21)4n C Z πω-=，201L C ω= 4-32 由一根铜同轴线制成的2/λ谐振器，其内导体半径为1mm ，外导体半径为4mm 。若谐振频率是5GHz ，对空气填充的同轴线谐振器和聚四氟乙烯填充的同轴线谐振器的Q 进行比较。
解：我们必须首先计算同轴线的衰减，铜的电导率m S /10813.57
?=σ，因此表面电阻是
21.8410s R -==?Ω 对于空气填充的同轴线，由导体损耗引起的衰减是
211 1.8410110.022/2ln /2(377)ln(0.004/0.001)0.0010.004s c R Np m b a a b αη-?????=+=+= ? ?????
对于聚四氟乙烯，08.2=r ε和004.0tan =δ，所以用聚四氟乙烯填充的同轴线，由导体损耗引起的衰减是
110.032/0.0010.004c Np m α?=+=???
空气填充的介质损耗是零，但是聚四氟乙烯填充的同轴线的介质损耗是
m Np k r d /030.02
)004.0(08.2)7.104(tan 20
===δεα 最终计算得到的Q 是 104.7238022(0.022)air Q βα=== 1218)
030.0032.0(208.27.1042=+==αβTeflon Q 结果表明空气填充同轴线谐振Q 值几乎是聚四氟乙烯的两倍。
4-33试举出电容加载同轴型谐振腔的两种调谐方法。并画出调谐机构的示意图。
解：电容加载的同轴腔有两种调谐方式，一种是电感调谐，即调同轴线长l ；一种是电容调谐，即调间隙d 。
4-34 工作在3GHz 的反射调速管，需设计一个环形谐振腔，如腔长1l cm =，半径031R r cm ==，试求两栅间的距离d 为多少？
解：谐振波长为8
093100.110310
c m cm f λ?
====? 所以，010r λπ== 得：0
22002ln 2ln 30.02430()()R l r d cm r λππ=== 4-36 一个谐振器由一段Ω50开路微带线制成，缝隙耦合到Ω50的馈线，谐振频率为5GHz ，
有效介电常数是1.9，衰减是0.01dB/cm 。求谐振器的长度、谐振器的Q 及临界耦合时所需耦合电容的值。
解：第一个谐振频率将发生在谐振器的长度2/g λ= 附近。所以忽略边缘场，近似谐振频率是 02p g e v f λε==
由上式可求出谐振器的长度为：
8 2.1752p
g v cm λ==== 这不包含耦合电容的影响。然后求出谐振器的Q 为
(8.7/)628222(0.02175)(1/)
g dB Np Q m dB m βπππαλαα===== 求出归一化耦合电容的电纳为
05.0)628(22===
ππQ b c
所以耦合电容的数值为 pF Z b C c 032.0)
50)(105(205.090=?==π? 这应该是谐振器到Ω50馈线的临界耦合时的答案。
4-37考虑一个长度的2/λ的Ω50开路微带线构成的微带谐振器。基片是聚四氟乙烯08.2=r ε和tan 0.0004δ=，厚度是0.159cm ，导体是铜。计算是5GHz 谐振时，微带线的长度和谐振器的Q 。忽略在微带线端口的杂散场。
解：由公式
28,2/2120.61[1ln(21){ln(1)0.39}],2/2A
A r r r e W e W d d
B B B W d επ
εε???-<=?-?---+-+-?>? 其中 )11.023.0(1121600r r r r Z A εεεε++-++=， r
Z B επ02377= 求得基片Ω50微带线的宽度是
cm W 508.0=
有效介电常数是 80.1=r ε
然后，计算出谐振长度为
cm f c f v l e p 24.280
.1)105(210322298=??====
ελ 传播常数是 m rad c f v f e p /0.15110
380.1)105(22289=??===πεππβ 导体损耗引起的衰减是
m Np W Z R s c /0724.0)
00508.0(501084.12
0=?==-α 利用表面电阻s R ，得出由介质损耗引起的衰减是
m Np k r e e r d /024.0)
08.1(80.12)0004.0)(80.0)(08.2)(7.104()1(2tan )1(0==--=εεδ
εεα 计算出Q 是
783)
024.00724.0(20.1512=+==αβQ 4-38 谐振腔耦合分为哪几类？分别采取的方式是什么？
答：（1）电场耦合，即通过电场使谐振腔与外电路相耦合，有时又称为电容耦合，这类耦合结构有电容膜片或探针；
（2）磁场耦合，即通过磁场使谐振腔与外电路相耦合，故又称为电感耦合，这类耦合结构有电感膜片或耦合环；
（3）电磁耦合，即通过电场或磁场使谐振腔与外电路相耦合，这类耦合有耦合小孔等。
第一章 一、选择题 7.（D）8.（B）9.（D）10．（C）11．（A） 二、填空题 l．（运算器）2.（冯·诺依曼、输出器、存储器、存储器）9.（尾数、指数） 第二章 一、选择题 1．（C）4．（B）5．（D）7.（A）8．（D）18．（B） 二、填空题 4.（TF、DF、IF） 5. （9E100H）10．（0、0、 1、1）15．（FFFFH、0000H、0000H、0000H） 三、问答题 2．完成下列补码运算，并根据结果设置标志SF、ZF、CF和OF，指出运算结果是否溢出？ （1）00101101B+10011100B （2） 01011101B-10111010B （3）876AH-0F32BH （4）10000000B十 11111111B （1）00101101B +10011100B 11001001B=C9H SF=1 ZF=0 CF=0 OF=0 (2) -10111010B=01000110B 01011101B-10111010B=01011101B +01000110B 10100011B SF=1 ZF=0 CF=0 OF=1 (3)876AH-0F32BH=876AH +0CD5H 943FH SF=1 ZF=0 CF=0 OF=0 (4) 10000000B +11111111B 101111111B=7FH SF=0 ZF=0 CF=1 OF=1 习题3 一、选择题 1．D 4．B 5．A 14．D 17.C 二、填空题 7. 3400H；5000H 8. 9AH；6CH；0；1；1；1；0 17．低8位；高8位；0FFA4H 三，问答题 1、（1）源操作数是基址寻址，目的操作数是寄存器寻址（2）逻辑地址是0705H，物理地址是10705H （3）(AX)=1234H (BX)=0700H 10、(1)MOV SI,2500H MOV DI,1400H MOV CX,64H CLD REP MOVSB (2) MOV SI,2500H MOV DI,1400H MOV CX,64H CLD REPE CMPSB JNZ L1 XOR BX,BX HLT L1：DEC SI MOV BX,SI MOV AL,[SI] HLT 习题4 一、选择题 1．B 4．C 二、填空题 1．.ASM;.OBJ;.EXE 6．（ AX）= 1 （BX）= 2 （CX）= 20 （DX）= 40
土木工程材料课后习题 第一章 2、当某种材料得孔隙率增大时,表17内其她性质如何变化？(用符号表示:↑增大、↓下降、不变、？不定) 材料长期在水得作用下不被破坏,强度也不显著降低得性质称耐水性 用软化系数来表示K R=f b/f g 工程中将K R>0、85得材料瞧做就是耐水材料,可以用在水中或潮湿环境中得重要结构;用于受潮较轻或次要结构时,材料得K R值也不得低于0、75 4、材料发生渗水与冻融破坏得主要原因就是什么？如何提高材料得抗渗性与抗冻性？材料得孔隙率大,孔径大、开口并连通得空隙多、强度低就是发生渗水与冻融破坏得主要原因。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、减少裂缝或进行憎水处理等方法提高材料得抗渗性。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料得强度等方法提高材料得抗冻性。 5、什么就是材料得导热性？用什么表示？一般如何利用孔隙提高材料得保温性能？导热性就是指材料传导热量得能力。用导热系数来表示。 减少开口孔隙率,提高闭口孔隙率比例。 7、什么就是材料得耐久性？通常用哪些性质来反映？ 材料得耐久性就是指其在长期得使用过程中,能抵抗环境得破坏作用,并保持原有性质不变、不破坏得一项综合性质。 通常用抗渗性、抗冻性、抗老化与抗碳化等性质。 8、某工地有砂50t,密度为2、65g/cm3,堆积密度为1450kg/m3;石子100t,密度为2、70g/cm3,堆积密度为1500kg/m3、试计算砂石得空隙率,若堆积高度为1、2m,各需要多大面积存放？ 砂:绝对密实体积V1=50*1000/2650=18、87m3 自然状态下得体积V2=50*1000/1450=34、48m3 砂得空隙率为P1=(34、4818、87)/34、48=45、28% 存放面积为S1=3*34、48/1、2=86、2m2 石:绝对密实体积V3=100*1000/2700=37、04m3 自然状态下得体积V4=100*1000/1500=66、67m3 砂得空隙率为P2=(66、6737、04)/66、67=44、44% 存放面积为S2=3*66、67/1、2=166、675m2 第二章 3、花岗石与大理石各有何特性及用途？ 花岗石特性:(1)、密度大。(2)、结构致密,抗压强度高。(3)、孔隙率小,吸水率低。(4)、材质坚硬。(5)、装饰性好。(6)、耐久性好。 用途:用于高级建筑结构材料与装饰材料
1、 2、B 3、十，非压缩的BCD码 4、 5、微型计算机、微型计算机系统 6、，， 二、 B D B 三、 1、微型计算机系统的基本组成。 答案：以微型计算机为主体，配上相应的系统软件、应用软件和外部设备之后，组成微型计算机系统。 2、简述冯.诺依曼型计算机基本组成。 答案：冯.诺依曼型计算机是由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备组成的。其中，运算器是对信息进行加工和运算的部件；控制器是整个计算机的控制中心，所以数值计算和信息的输入，输出都有是在控制器的统一指挥下进行的；存储器是用来存放数据和程序的部件，它由许多存储单元组成，每一个存储单元可以存放一个字节；输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部；输出设备是把运算结果告知用户。 3、什么是微型计算机 答案：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。 4、什么是溢出 答案：在两个有符号数进行家减运算时，如果运算结果超出了该符号数可表示的范围，就会发生溢出，使计算出错。
1、4、100ns 2、Ready ，Tw(等待） 3、ALE 4、INTR 5、85010H 6、存储器或I/O接口未准备好 7、非屏蔽中断 8、指令周期 9、4 二、 1、在内部结构上，微处理器主要有那些功能部件组成 答案：1) 算术逻辑部件2) 累加器和通用寄存器组 3) 程序计数器4) 时序和控制部件 2、微处理器一般应具有那些基本功能 答案：1．可以进行算术和逻辑运算2．可保存少量数据 3．能对指令进行译码并完成规定的操作4．能和存储器、外部设备交换数据 5．提供整个系统所需的定时和控制6．可以响应其他部件发来的中断请求 3、什么是总线周期 答案：CPU通过外部总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程；一个基本的总线周期包含4个T状态，分别称为T1、T2、T3、T4。 三、×、×、×、×、×、√、√
第一章 金属的性能 一、填空（将正确答案填在横线上。下同） 1、金属材料的性能一般分为两类。一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。 2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷。 3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。 4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb 和σs 表示。 6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb 或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。 7、有一钢试样其截面积为100mm 2，已知钢试样的MPa S 314=σ MPa b 530=σ 。拉伸试验时，当受到拉力为—————— 试样出现屈服现象，当受到拉力为—————— 时，试样出现缩颈。 8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。 9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm 拉断后试样的标距长度为79mm ，缩颈处的最小直径为4.9 mm ，此材料的伸长率为—————，断面收缩率为——————。 10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力。称为冲击韧性。 11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σb ，洛氏硬度C 标尺HRC ， 伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk ，疲劳极限σ-1。 二、判断（正确打√，错误打×。下同） 1、弹性变形能随载荷的去除而消失。（√ ） 2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。（× ） 3、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（× ） 4、洛氏硬度值无单位。（√ ） 5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（× ） 6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。（ ×） 7、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。（ √） 8、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的。（√ ） 9、铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状复杂的工件。（√ ） 三．选择（把正确答案填入括号内。下同） 1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（B ）。 A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 2、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（C ） A.静载荷 B.冲击载荷 C 交变载荷 3、洛氏硬度C 标尺所用的压头是（ B ） A.．淬硬钢球 B.金刚石圆锥体 C.硬质合金球 4．金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C ） A.．塑性 B.硬度 C.强度 5．用拉伸试验可测定材料的（A ）性能指标。 A.．强度 B.硬度 C.韧性
4-1 谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点？ 答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。 4-2 何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？ 答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数0Q 的定义为 02T W Q W π =，其中W 是谐振腔内总的储存能量，T W 是一周期内谐振腔内损耗的能量。 有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种考虑了外界负载作用情况下的腔体的品质因数称为有载品质因数l Q 。 对于一个腔体，0 1l Q Q k = +，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。 谐振器 负载 1800Ω 解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为： 0356f MHz = = = 无载时， 017.9R Q w L = === 有载时， 040.25L e R Q w L = ===
第一章 6、[+42]原＝00101010B=[+42]反＝[+42]补 [－42]原 [－42]反 [－42]补 [+85]原＝01010101B=[+85]反＝[+85]补 [－85]原 [－85]反 [－85]补 10、微型计算机基本结构框图 微处理器通过一组总线(Bus)与存储器和I/O接口相连，根据指令的控制，选中并控制它们。微处理器的工作：控制它与存储器或I/O设备间的数据交换；进行算术和逻辑运算等操作；判定和控制程序流向。 存储器用来存放数据和指令，其内容以二进制表示。每个单元可存8位(1字节)二进制信息。 输入——将原始数据和程序传送到计算机。 输出——将计算机处理好的数据以各种形式（数字、字母、文字、图形、图像和声音等）送到外部。 接口电路是主机和外设间的桥梁，提供数据缓冲驱动、信号电平转换、信息转换、地址译码、定时控制等各种功能。 总线：从CPU和各I/O接口芯片的内部各功能电路的连接，到计算机系统内部的各部件间的数据传送和通信，乃至计算机主板与适配器卡的连接，以及计算机与外部设备间的连接，都要通过总线（Bus）来实现。 13、8086有20根地址线A19～A0，最大可寻址220=1048576字节单元，即1MB；80386有32根地址线，可寻址232=4GB。8086有16根数据线，80386有32根数据线。
1、8086外部有16根数据总线，可并行传送16位数据； 具有20根地址总线，能直接寻址220=1MB的内存空间； 用低16位地址线访问I/O端口，可访问216=64K个I/O端口。 另外，8088只有8根数据总线 2、8086 CPU由两部分组成：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU） BIU负责CPU与内存和I/O端口间的数据交换： BIU先从指定内存单元中取出指令，送到指令队列中排队，等待执行。 执行指令时所需的操作数，也可由BIU从指定的内存单元或I/O端口中获取，再送到EU去执行。 执行完指令后，可通过BIU将数据传送到内存或I/O端口中。 指令执行单元（Execution Unit，EU） EU负责执行指令： 它先从BIU的指令队列中取出指令，送到EU控制器，经译码分析后执行指令。EU的算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）完成各种运算。 6、见书P28-29。 7.（1） 1200：3500H=1200H×16+3500H=15500H （2） FF00：0458H=FF00H×16+0458H=FF458H （3） 3A60：0100H=3A80H×16+0100H=3A700H 8、（1）段起始地址 1200H×16＝12000H,结束地址 1200H×16+FFFFH＝21FFFH （2）段起始地址 3F05H×16＝3F050H,结束地址 3F05H×16+FFFFH＝4F04FH （3）段起始地址 0FFEH×16＝0FFE0H,结束地址 0FFEH×16+FFFFH＝1FFD0H 9、3456H×16+0210H=34770H 11、堆栈地址范围：2000：0000H~2000H(0300H-1)，即20000H~202FFH。执行 两条PUSH指令后，SS：SP=2000：02FCH，再执行1条PUSH指令后，SS： SP=2000：02FAH。 12、（2000H）=3AH, (2001H)=28H, (2002H)=56H, (2003H)=4FH 从2000H单元取出一个字数据需要1次操作，数据是 283AH; 从2001H单元取出一个字数据需要2次操作，数据是 5628H; 17、CPU读写一次存储器或I/O端口的时间叫总线周期。1个总线周期需要4个系统时钟周期（T1~T4）。8086－2的时钟频率为8MHz，则一个T周期为125ns，一个总线周期为500ns，则CPU每秒最多可以执行200万条指令。
工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半 原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即 为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？
2-1 波导为什么不能传输TEM 波？ 答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。 2-2 什么叫波型？有哪几种波型？ 答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。 根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。 TE 波阻抗： x TE y E wu Z H ηβ = ==> TM 波阻抗： x TM y E Z H w βηε= == 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为1()z x y H E j H jw y βε?=+?。 解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？ 答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何
第一章 2、完成下列数制之间的转换。 （1）01011100B=92D （3）135D=10000111B （5）10110010B=262Q=B2H 3、组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别？写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型数。 答：组合型BCD码用高四位和低四位分别对应十进制数的个位和十位，其表示范围是0~99；非组合型BCD码用一个字节的低四位表示十进制数，高四位则任意取值，表示范围为0~9。 组合型：254=（001001010100）BCD 非组合型：254=（00000010 00000101 00000100）BCD 7、计算机为什么采用补码形式存储数据？当计算机的字长n=16，补码的数据表示范围是多少？ 答：在补码运算过程中，符号位参加运算，简化了加减法规则，且能使减法运算转化为加法运算，可以简化机器的运算器电路。+32767~ -32768。 9、设计算机字长n=8，求下列各式的[X+Y]补和[X-Y]补，并验证计算结果是否正确。 （1）X=18，Y=89 [X+Y]补=00010010+01011001=01101011B=107D 正确 [X-Y]补=10111001B=00010010+10100111=（-71D）补正确 （2）X=-23，Y=-11 [X+Y]补=11101001+11110101=11011110B=（-34D）补正确[X-Y]补=11101001+00001011=11110100B=（-12D）补正确 （3）X=18，Y=-15 [X+Y]补=00010010+11110001=00000011B=（3D）补正确 [X-Y]补=00010010+00001111=00100001B=（33D）补正确 （4）X=-18，Y=120 [X+Y]补=11101110+01111000=01100110B=（102D）补正确[X-Y]补=11101110+10001000=01110110B=（123D）补由于X-Y=-138 超出了机器数范围，因此出错了。 13、微型计算机的主要性能指标有哪些？ 答:CPU字长、存储器容量、运算速度、CPU内核和IO工作电压、制造工艺、扩展能力、软件配置。 第二章 2、8086标志寄存器包含哪些标志位？试说明各标志位的作用。 答：进位标志：CF；奇偶校验：PF；辅助进位：AF；零标志：ZF；符号标志：SF；溢出标志：OF。 5、逻辑地址与物理地址有什么区别？如何将逻辑地址转换为物理地址？ 答：物理地址是访问存储器的实际地址，一个存储单元对应唯一的一个物理地址。逻辑地址是对应逻辑段内的一种地址表示形式，它由段基址和段内偏移地址两部分组成，通常表示为段基址：偏移地址。 物理地址=段基址*10H+偏移地址。 6、写出下列逻辑地址的段基址、偏移地址和物理地址。 （1）2314H：0035H （2）1FD0H:000AH 答：（1）段基址：2314H；偏移地址：0035H；物理地址：23175H。 （2）段基址：1FD0H；偏移地址：000AH；物理地址：1FD0AH。 8、设（CS）=2025H，（IP）=0100H，则当前将要执行指令的物理地址是多少？ 答：物理地址=（CS）*10H+（IP）=20350H 9、设一个16字的数据区，它的起始地址为70A0H：DDF6H（段基址：偏移地址），求这个数据区的首字单元和末字单元的物理地址。
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工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位 间隙原子、 置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个 方向 上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上 的尺 寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许 多尺寸 很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而 造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部
口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 2 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核 心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成 为非自 发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2. 常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、 Cr 、V 、 Mg 、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V 属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb 属于面心立方晶格； Mg、Zn 属于密排六方晶格； 3. 配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶
1- 5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。 （1 ）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片； （1 ）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号 HBW。 （3 ）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。（5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 2- 4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？ 单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出 各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。如果金属中 无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，
降低金属的抗腐蚀性能。 2- 6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。 间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。 3- 3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%)的Pb-Sn合金。 若该合金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。 吨r-i ⑷ I叽 Sn
2-1波导为什么不能传输 TEM 波？ 答：一个波导系统若能传输 TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电 流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内， 不可能存在静电荷或恒定电流， 因此也不可能 传输TEM 波型。 2-2什么叫波型？有哪几种波型？ 答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。 根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波(E z=O , H z=O )，TE 波(E z =O ,H z HO ),TM 波(Ez^O , H z = O ) 2-3何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：E z =0，H z =0 的为 TEM 波；E z =O ,H z =O 为 TE 波；E z =0，H z =0 为 TM 波。 其中为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 cH z ￡H y 唏戸亠 1 cH z R 2-4试将关系式 z y =jw ；E x ，推导为E x ( —j ：Hy )。 cy az jw g ￡y 解：由H y 的场分量关系式 H y =H O e —j ：z ( H 0 与z 无关)得： 利用关系式凹一也二jw ；E x 可推出: 纽 cz 2-5波导的传输特性是指哪些参量？ 答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损 耗和衰减 等。 2-6何为波导的截止波长 ’c ?当工作波长’大于或小于’c 时，波导内的电磁波的特性有何 TE 波阻抗: TM 波阻抗: 2 丄（如土） jw ； : y : z jw ； /H y ）
6、[+42]原＝00101010B=[+42]反＝[+42]补 [－42]原＝10101010B [－42]反＝11010101B [－42]补＝11010110B [+85]原＝01010101B=[+85]反＝[+85]补 [－85]原＝11010101B [－85]反＝10101010B [－85]补＝10101011B 10、微型计算机基本结构框图 微处理器通过一组总线(Bus)与存储器和I/O接口相连，根据指令的控制，选中并控制它们。微处理器的工作：控制它与存储器或I/O设备间的数据交换；进行算术和逻辑运算等操作；判定和控制程序流向。 存储器用来存放数据和指令，其内容以二进制表示。每个单元可存8位(1字节)二进制信息。 输入——将原始数据和程序传送到计算机。 输出——将计算机处理好的数据以各种形式（数字、字母、文字、图形、图像和声音等）送到外部。 接口电路是主机和外设间的桥梁，提供数据缓冲驱动、信号电平转换、信息转换、地址译码、定时控制等各种功能。 总线：从CPU和各I/O接口芯片的内部各功能电路的连接，到计算机系统内部的各部件间的数据传送和通信，乃至计算机主板与适配器卡的连接，以及计算机与外部设备间的连接，都要通过总线（Bus）来实现。 13、8086有20根地址线A19～A0，最大可寻址220=1048576字节单元，即1MB；80386有32根地址线，可寻址232=4GB。8086有16根数据线，80386有32根数据线。
1、8086外部有16根数据总线，可并行传送16位数据； 具有20根地址总线，能直接寻址220=1MB的内存空间； 用低16位地址线访问I/O端口，可访问216=64K个I/O端口。 另外，8088只有8根数据总线 2、8086 CPU由两部分组成：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU） BIU负责CPU与内存和I/O端口间的数据交换： BIU先从指定内存单元中取出指令，送到指令队列中排队，等待执行。 执行指令时所需的操作数，也可由BIU从指定的内存单元或I/O端口中获取，再送到EU去执行。 执行完指令后，可通过BIU将数据传送到内存或I/O端口中。 指令执行单元（Execution Unit，EU） EU负责执行指令： 它先从BIU的指令队列中取出指令，送到EU控制器，经译码分析后执行指令。EU的算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）完成各种运算。 6、见书P28-29。 7.（1） 1200：3500H=1200H×16+3500H=15500H （2） FF00：0458H=FF00H×16+0458H=FF458H （3） 3A60：0100H=3A80H×16+0100H=3A700H 8、（1）段起始地址 1200H×16＝12000H,结束地址 1200H×16+FFFFH＝21FFFH （2）段起始地址 3F05H×16＝3F050H,结束地址 3F05H×16+FFFFH＝4F04FH （3）段起始地址 0FFEH×16＝0FFE0H,结束地址 0FFEH×16+FFFFH＝1FFD0H 9、3456H×16+0210H=34770H 11、堆栈地址范围：2000：0000H~2000H(0300H-1)，即20000H~202FFH。执行两条PUSH指令后，SS：SP=2000：02FCH，再执行1条PUSH指令后，SS：SP=2000：02FAH。 12、（2000H）=3AH, (2001H)=28H, (2002H)=56H, (2003H)=4FH 从2000H单元取出一个字数据需要1次操作，数据是 283AH; 从2001H单元取出一个字数据需要2次操作，数据是 5628H; 17、CPU读写一次存储器或I/O端口的时间叫总线周期。1个总线周期需要4个系统时钟周期（T1~T4）。8086－2的时钟频率为8MHz，则一个T周期为125ns，一个总线周期为500ns，则CPU每秒最多可以执行200万条指令。
3-1 一根以聚四氟乙烯 2.10r ε=为填充介质的带状线，已知其厚度b =5mm ，金属导带厚度和宽度分别为0t =、W =2mm ，求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高频率。 解: 由于/2/50.40.35W b ==>，由公式 20 (0.35/)e W W b b W b ?=-? -? /0.35/0.35 W b W b <> 得中心导带的有效宽度为：2e W W mm ≈=， 077.3Z = =Ω 带状线的主模为TEM 模，但若尺寸不对也会引起高次模，为抑止高次模，带状线的最短工作波长应满足： 10 10 max(,)cTE cTM λλλ> 10 2 5.8cTE mm λ== mm b r cTM 5.14210 ==ελ 所以它的工作最高频率 GHz c f 20105.141033 8 =??==-λ 3-2 对于特性阻抗为50Ω的铜导体带状线，介质厚度b =0.32cm ，有效相对介电常数 2.20r ε=，求线的宽度W 。若介质的损耗角正切为0.001，工作频率为10GHz ，计算单位 为dB/λ的衰减，假定导体的厚度为t =0.01mm 。 解: 074.2120==< 和030)0.4410.830x π=-=，所以 由公式 00, 1200.85120 x W b ??? 其中， 0.441x = 计算宽度为(0.32)(0.830)0.266W bx cm ===。 在10GHz ，波数为
1310.6k m -= = 由公式 )(/2tan 波TEM m Np k d δ α= 介电衰减为 m Np k d /155.02)001.0)(6.310(2tan === δα 在10GHz 下铜的表面电阻为0.026s R =Ω。于是，根据公式 300002.710120 ,30()/0.16120,s r c s R Z A b t Np m R B Z b επα-????? 其中 2121ln()W b t b t A b t b t t π+-=+ +-- 0.414141(0.5ln )(0.50.7)2b t W B W t W t ππ=+ +++ 得出的导体的衰减为 m Np A t b Z R r s c /122.0)(30107.203=-?=-πεα 因为 4.74A =。总的衰减常数为 0.277/d c Np m ααα=+= 以dB 为单位，为 ()201 2.41/dB ge dB m αα== 在10GHz ，在带状线上的波长为 cm f c r 02.2== ελ 所以，用波长来表示的衰减为 ()(2.41)(0.0202)0.049/dB dB αλ== 3-3 已知带状线两接地板间距b =6cm ，中心导带宽度W =2cm ，厚度t =0.55cm ，试求填充
微机原理习题 第一章绪论 习题与答案 1、把下列二进制数转换成十进制数、十六进制数及BCＤ码形式。 (1) 1011０010Ｂ= (2) ０１011１01、10１B ＝ 解: (1) １01１0010B = 178D =B2Ｈ=(０00１０111 １0０0)BCD (２) 010１11０1、101B ＝9３、625D＝5Ｄ.AＨ =(10０1 00１1、0110 ０010 0101)BCＤ 2. 把下列十进制数转换成二进制数。 (１) 100D＝ (2) 1０0０D= (3) ６7、２1Ｄ＝ 解: (1) 100D = 01１０0100B (2) 1000Ｄ＝1１11１０1000B (3) 67、21Ｄ=1000０11、0011Ｂ ３. 把下列十六进制数转换成十进制数、二进制数。 (１) ２B5H = (2) 4CD、A5Ｈ= 解: (1) 2B5H = 6９３D = ０01０1011 010１B (2) ４CD、Ａ5H=１229.６44５Ｄ=０100 11001101.1010010１Ｂ 4、计算下列各式。 (1) A7H+B8H = (2) E４Ｈ-A6H = 解: (1) Ａ7Ｈ+B8H = 15ＦH (2) Ｅ4H-A6H =３ＥＨ ５、写出下列十进制数的原码、反码与补码。 (１)＋89 (2)-37
解: (1) [＋89 ] 原码、反码与补码为: ０1０１１0０1B (2) [-3７] 原码= １0100101 B [－37] 反码= 11０１1010 B [-37] 补码＝11０１1011 B 6.求下列用二进制补码表示的十进制数 (1)(010０1101)补= (2)(10１10101)补= 解: (1)(０1001１01)补= ７7D (2)(101１0101)补＝-75D 7.请用8位二进制数写出下列字符带奇校验的ASCIＩ码。 (1)C: 1000０1１(2)O: 1001１11 (3)Ｍ: 1001101 (４)P: １01000０ 解: (1)C:0 100００11 (2)O: 0100１1１1 (3)M:１１０0１1０1 (4)P: 1 １0100０0 8、请用8位二进制数写出下列字符带偶校验的ASＣＩI码。 (１)+:0101011 (２)＝: 0111101 (3)＃:010０01１(4)＞: 01１1１10 解: (１)＋:０0101011 (２)=: １011110１ (3)＃:10100011 (4)>: 1 ０111１１０ 9、叙述CPU 中PC的作用。 解:PC就是CPU中的程序计数器,其作用就是提供要执行指令的地址。
第一章 2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线：①45钢，②铝青铜，③35钢，④硬铝，⑤纯铜。试问： （1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？ （2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？ （3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性变形较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？ 答：（1）①45钢：弹性变形②铝青铜：塑性变形③35钢：屈服状态④硬铝：塑性变形⑤纯铜：断裂。 （2）不能，弹性变形与弹性模量E有关，由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大，所以不能减少弹性变形。 （3）能，当35钢处于塑性变形阶段时，45钢可能处在弹性或塑性变形之间，且无论处于何种阶段，45钢变形长度明显低于35钢，所以能减少塑性变形。 4．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 答：σb抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力。 σs屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。 σ0.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。 σ-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。 δ伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。 HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。 HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。 HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。 7.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 8．什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 答：形成固溶体使金属强度和硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。
1.2 课后练习题 一、填空题 1．将二进制数1011011.1转换为十六进制数为__5B.8H_____。 2．将十进制数199转换为二进制数为____ 11000111____B。 3．BCD码表示的数,加减时逢__10____进一，ASCII码用来表示数值时，是一种非压缩的BCD 码。 4．十进制数36.875转换成二进制是___100100.111____________。 5．以_微型计算机____为主体，配上系统软件和外设之后，就构成了__微型计算机系统____。6．十进制数98.45转换成二进制为__1100010.0111_B、八进制__142.3463________Q、十六进制__62.7333________H。（精确到小数点后4位） 二、选择题 1．堆栈的工作方式是__B_________。 A）先进先出B）后进先出C）随机读写D）只能读出不能写入 2．八位定点补码整数的范围是____D_________。 A）-128-+128 B）-127-+127 C）-127-+128 D）-128-+127 3．字长为16位的数可表示有符号数的范围是___B___。 A）-32767-+32768 B）-32768-+32767 C）0-65535 D）-32768-+32768 三、简答题 1．微型计算机系统的基本组成？ 微型计算机，系统软件，应用软件，输入输出设备 2．简述冯.诺依曼型计算机基本思想？ ●将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存 ●指令按其在存储器中存放的顺序执行； ●由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行； ●以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。 3．什么是微型计算机？ 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。 4．什么是溢出？ 运算结果超出了计算机所能表示的范围。 2．2 一、填空题 1. 8086/8088的基本总线周期由___4____个时钟周期组成，若CPU主频为10MHz，则一个时钟周期的时间为___0.1μs_____。 2. 在8086CPU的时序中，为满足慢速外围芯片的需要，CPU采样___READY_________信号，若未准备好，插入___TW__________时钟周期。 3. 8086系统总线形成时，须要用_____ALE__________信号锁定地址信号。 4. 对于8086微处理器，可屏蔽中断请求输入信号加在_____INTR__________引脚。
WORD恪式 1-5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。 （1）检查锂刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片； （1）检查锂刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRCo （2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号 HBWo （3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。 （5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 2-4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？ 单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存
在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。 间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。 3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb二50%)、w(Sn=50%)的Pb-Sn合金。若该合金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。 0 20 40 80 |ixr? HXTcPb Sn