通信傳輸網(wǎng)測試以及常用儀器儀表

1、常用儀表與電子元器件簡介 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1、常用儀表工作原理簡介2、常用儀表的使用方法與維護3、深入了解電子元器件常用儀表：常用儀表：1、萬用表：指針表，數(shù)字表（手持表，臺式表）；2、示波器：模擬示波器、數(shù)字示波器；3、信號源：函數(shù)信號發(fā)生器，任意波形發(fā)生器，高頻信號發(fā)生器；4、頻率計；5、頻譜儀；6、數(shù)字電橋；7、邏輯分析儀；8、功率計；萬用表-功能：測量參數(shù)：直流電壓、交流電壓、直流電流、交流電流、電阻、電容、電感、頻率、占空比、二極管、三極管、等等問題一：萬用表能不能測量某200赫茲信號的電壓值？如果能，如何測量？答案：如果所使用萬用表帶有真有效值測量功能，則可測量其有效值，再根據(jù)

2、信號的波形特點換算出其峰值等其他參數(shù)，典型帶有真有效值的萬用表：UT61D、VC980+。價格200左右萬用表-功能：問題二： 通常我們稱呼某萬用表為3位半、4位半、5位半、6位半甚至8位半，是什么意思？答案：以上均為通俗稱法，3位半即3 位萬用表，指該表可顯示的最大數(shù)值為1999，以此類推，4位半即最大顯示19999，市面上也還存在3 位、3 5/6位萬用等。DT-830B：功能-量程-準確度直流電壓： 200mV-500V 【(0.5%+2dgt)】交流電壓： 200-500V 【(1.2%+10dgt)】直流電流： 200uA-5A 【(1.0%+2dgt)】- 電 阻： 200-2M

3、【(0.8%+2dgt)】二 極 管： 有三 極 管： 有電源供應： 6F22型9V電池最大顯示： 1999萬用表-功能：萬用表-功能：問題三： 萬用表價格有高有低，如何選擇，性能有何區(qū)別？答案：一分錢一分貨，亙古不變的道理，最便宜的DT830B，10元一塊，檔次較高的FLUKE 189 自動表，2400元一塊。目前萬用表在低端價位上（ 、 、= =），達到捕捉異常脈沖的功能。），達到捕捉異常脈沖的功能。 示波器-指標： 使用示波器在時域中觀察和測量波形，其中垂直軸為幅度，而使用示波器在時域中觀察和測量波形，其中垂直軸為幅度，而水平軸為時間。對絕大多數(shù)波形來說，這是最好的觀察方法。但有時水平軸

4、為時間。對絕大多數(shù)波形來說，這是最好的觀察方法。但有時您還想了解波形的頻率含量。于是提出了傅立葉變化建立時域和頻域的數(shù)學相您還想了解波形的頻率含量。于是提出了傅立葉變化建立時域和頻域的數(shù)學相關(guān)關(guān)系：關(guān)關(guān)系：V(f)=V(f)= v(t)e v(t)e-j2-j2ftft dtdt ( (連續(xù)連續(xù)) )X Xk k = = x xi ie e-j2-j2ik/Nik/N（離散）離散） 上式是一個上式是一個DFTDFT，需要大量的數(shù)學運算，速度很慢。從而出現(xiàn)需要大量的數(shù)學運算，速度很慢。從而出現(xiàn)FFTFFT數(shù)學算法，數(shù)學算法，兩者差別如下：兩者差別如下： DFTDFTN N2 2FFTFFTNlo

5、gNlog2 2N N示波器-指標： 絕大多數(shù)測量都要求使用窗函數(shù)，如絕大多數(shù)測量都要求使用窗函數(shù)，如 HanningHanning 或或 RectangularRectangular窗函數(shù)。窗函數(shù)。 它們都適合典型的頻率分析測量。選擇這兩種窗函數(shù)要它們都適合典型的頻率分析測量。選擇這兩種窗函數(shù)要在頻率分辨率和幅度準確度間進行權(quán)衡。在頻率分辨率和幅度準確度間進行權(quán)衡。窗窗 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點HanningHanning頻率分辨率較好頻率分辨率較好幅度準確度較差幅度準確度較差HammingHamming幅度準確度較好幅度準確度較好頻率分辨率較差頻率分辨率較差RectangleRectangle頻

6、率分辨率最好頻率分辨率最好幅度準確度最差幅度準確度最差BlackmanBlackman副值分辨率最好副值分辨率最好頻率分辨率最差頻率分辨率最差 示波器-指標：探頭是在一個測試點或信號源和一臺示波器之間做的物理及電路的連探頭是在一個測試點或信號源和一臺示波器之間做的物理及電路的連接，探頭對于被測回路，必須有最小的影響，同時對想要測量地信接，探頭對于被測回路，必須有最小的影響，同時對想要測量地信號應保證足夠的保真度。號應保證足夠的保真度。 在理想世界中，理想的探頭將提供下列關(guān)鍵的屬性：連接簡單和便利在理想世界中，理想的探頭將提供下列關(guān)鍵的屬性：連接簡單和便利絕對的信號保真度零信號源極負載完全的噪音

7、抗擾性絕對的信號保真度零信號源極負載完全的噪音抗擾性實際上，實際上，一根一根 100 MHz 100 MHz 探頭或示波器被設(shè)計為在高至探頭或示波器被設(shè)計為在高至 100 MHz 100 MHz 的頻的頻率范圍內(nèi)進行測量。在信號頻率高于指定帶寬時進行測量會導致不率范圍內(nèi)進行測量。在信號頻率高于指定帶寬時進行測量會導致不可預知的測量結(jié)果。為了合理精確地測量脈沖上升或下降時間，探可預知的測量結(jié)果。為了合理精確地測量脈沖上升或下降時間，探頭和示波器的上升時間之和應該是頭和示波器的上升時間之和應該是 3 35 5 倍倍快于被測脈沖快于被測脈沖 示波器-指標：大多數(shù)探頭被設(shè)計為匹配特定的示波器的輸入電路

8、。然而，不同的示波器之間有細微的大多數(shù)探頭被設(shè)計為匹配特定的示波器的輸入電路。然而，不同的示波器之間有細微的變化，甚至在同一示波器的不同的輸入通道之間也有。為了處理這一問題，許多探頭，變化，甚至在同一示波器的不同的輸入通道之間也有。為了處理這一問題，許多探頭，特別是衰減探頭特別是衰減探頭( 10X ( 10X 和和 100X 100X 探頭探頭) )，有內(nèi)建的補償網(wǎng)絡(luò)。，有內(nèi)建的補償網(wǎng)絡(luò)。探頭補償，遵循下列過程：探頭補償，遵循下列過程：1 . 1 . 把探頭接入示波器。把探頭接入示波器。2. 2. 把探頭尖接入示波器前面板上的探頭補償測試點。把探頭尖接入示波器前面板上的探頭補償測試點。3. 3

9、. 使用探頭自帶的調(diào)整工具或其他無感調(diào)節(jié)工具，來調(diào)節(jié)補償網(wǎng)絡(luò)，從而獲得一個標準使用探頭自帶的調(diào)整工具或其他無感調(diào)節(jié)工具，來調(diào)節(jié)補償網(wǎng)絡(luò)，從而獲得一個標準波形，這一波形應當具有平直的頂部，不能有過沖及圓弧波形，這一波形應當具有平直的頂部，不能有過沖及圓弧示波器-指標：地環(huán)路自感等效電路地環(huán)路自感等效電路 示波器-指標： 地環(huán)路為RLC環(huán)路,其品質(zhì)因數(shù)Q可以按下式計算:其中Rs為信號源輸出阻抗. 較小的Rs將導致在處產(chǎn)生較強的諧振,影響截止頻率高于fr的信號測量結(jié)果；示波器探頭的地環(huán)路自感嚴重影響測量信號上升時間,并可能導致諧振；減小地環(huán)路面積是減小地環(huán)路自感最有效的方法；sRLCQ2/1)(LC

10、fr21示波器-指標： 示波器探頭的地環(huán)路自感嚴重影響測量信號 上升時間，并可能導致諧振。減小地環(huán)路面積是減小地環(huán)路自感最有效的方法示波器-內(nèi)部電路分析：本部分結(jié)合示波器DIY電路講解信號源信號源圖2.12幾種典型的信號波形信號源 本課對信號源的分析僅基于我們?nèi)粘Ｓ玫絻煞N信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器和基于直接數(shù)字頻率合成的任意波形發(fā)生器。信號源EE1641型信號源 EE1641型信號源EE1641型信號源EE1641型信號源1 如上圖所示，整機電路由兩片單片機進行管理，主要工作為： a) 控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率； b) 控制輸出信號的波形； c) 測量輸出的頻率或測量外部輸入的頻率并顯示； d)

11、 測量輸出信號的幅度并顯示。2 函數(shù)信號由專用的集成電路產(chǎn)生，該電路集成度大，線路簡單精度高并易于與微機接口，使得整機指標得到可靠保證。3 掃描電路由多片運算放大器組成，以滿足掃描寬度、掃描速率的需要。寬帶直流功放電路的選用，保證輸出信號的帶負載能力以及輸出信號的直流電平偏移，均可受面板電位器控制。4 整機電源采用線性電路以保證輸出波形的純凈性，具有過壓、過流、過熱保護。EE1641型信號源頻率顯示頻率顯示幅度顯示幅度顯示掃描速率掃描速率調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)旋鈕 掃描寬度掃描寬度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)旋鈕 外部輸外部輸入插座入插座 TTL信號信號/CMOS電平電平輸出端輸出端 CMOS電平調(diào)電平調(diào)節(jié)旋鈕節(jié)旋鈕函

12、數(shù)信號函數(shù)信號輸出端輸出端 幅度調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)旋鈕旋鈕 直流電平直流電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)旋鈕 占空比調(diào)占空比調(diào)節(jié)旋鈕節(jié)旋鈕 波形選波形選擇按鈕擇按鈕 “掃描掃描/計數(shù)計數(shù)”按鈕按鈕 頻率頻率檔位檔位調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)頻率頻率細調(diào)細調(diào)旋鈕旋鈕頻段頻段顯示顯示電源開關(guān)電源開關(guān)EE1641型信號源電源插座電源插座保險絲座保險絲座DG1022型任意波形發(fā)生器 性能指標性能指標采用先進的采用先進的DDSDDS技術(shù)，雙通道輸出，技術(shù)，雙通道輸出，100 100 MSa/sMSa/s采樣率，采樣率，14 bits14 bits垂直分垂直分辨率辨率輸出輸出5 5 種標準波形，內(nèi)置種標準波形，內(nèi)置48 48 種任意波形種任意波

13、形豐富的調(diào)制功能：豐富的調(diào)制功能：AMAM、FMFM、PMPM、FSKFSK，以及輸出線性，以及輸出線性/ /對數(shù)掃描和脈沖對數(shù)掃描和脈沖串波串波豐富的輸入輸出：波形輸出，同步信號輸出，外接調(diào)制源，外接基準豐富的輸入輸出：波形輸出，同步信號輸出，外接調(diào)制源，外接基準10 MHz10 MHz時鐘源，外觸發(fā)輸入時鐘源，外觸發(fā)輸入獨特的通道耦合和通道復制功能獨特的通道耦合和通道復制功能內(nèi)置高精度、寬頻帶頻率計，可測量范圍：內(nèi)置高精度、寬頻帶頻率計，可測量范圍：100 100 mHzmHz 200 MHz( 200 MHz(單通單通道道) )文件管理（支持文件管理（支持U U盤和本地存儲）盤和本地存儲

14、） DG1022型任意波形發(fā)生器雙通道輸出：可分別設(shè)置兩個通道的波形和參數(shù)及輸出開關(guān)。操作菜單“同相位”可使能雙通道輸出時相位同步。 任意波形輸出：儀器內(nèi)置48種任意波形（含直流），包括常用、數(shù)學、工程、窗函數(shù)及其他常見波形。 可編輯任意波：可編輯輸出14bits，4kpts的任意波形。儀器內(nèi)部提供10個非易失性存儲空間以存儲用戶自定義的任意波形。通過上位機軟件Ultrawave可編輯和存儲更多任意波形。 豐富的調(diào)制功能：支持AM，F(xiàn)M，PM，F(xiàn)SK，可直觀的觀察已調(diào)制的波形，特別適合教育培訓方面的應用。 掃頻輸出：在指定的掃描時間內(nèi)從開始頻率到終止頻率以線性或?qū)?shù)方式變化輸出。掃描時間設(shè)置范

15、圍：1 ms 500 s?？墒褂谜也ā⒎讲?、鋸齒波或任意波產(chǎn)生掃頻輸出。 脈沖串輸出：提供多種波形函數(shù)的脈沖串輸出，可持續(xù)特定數(shù)目的波形循環(huán)或應用外部門控信號。 DG1022型任意波形發(fā)生器DG1022型任意波形發(fā)生器雙通道耦合：設(shè)定基準通道和耦合頻率/相位差后，另一通道的頻率/相位將隨基準通道的改變而改變，并且始終保持所設(shè)定的耦合頻率/相位差。 雙通道復制：可將其中一個通道的參數(shù)快速復制到另外一個通道，而不改變另一個通道的輸出波形。內(nèi)置頻率計：測量范圍100 mHz 200 MHz。可測量參數(shù)：頻率、周期、占空比、正脈寬和負脈寬。 頻率計的設(shè)置分為自動和手動兩種方式： 自動模式：信號發(fā)生器

16、將自動設(shè)置耦合方式，靈敏度，觸發(fā)電平以及高頻抑制的開關(guān)。 手動模式：可設(shè)置直流/交流，靈敏度（低，中，高），觸發(fā)電平，高頻抑制的開/ 關(guān)DG1022型任意波形發(fā)生器DG1022型任意波形發(fā)生器結(jié)合實際操作演示結(jié)合實際操作演示DG1022DG1022的全部功能的全部功能頻譜分析儀與示波器相比具有靈敏度高頻譜分析儀與示波器相比具有靈敏度高頻率頻率范圍寬范圍寬動態(tài)范圍大等特點動態(tài)范圍大等特點. .可方便地獲得時可方便地獲得時域測量中不易得到的獨特信息域測量中不易得到的獨特信息. .它可測量信號它可測量信號頻率幅度頻率幅度頻譜純度頻譜純度信號失真信號失真寄生寄生交調(diào)交調(diào)等各種參數(shù)等各種參數(shù). .是是微

17、波領(lǐng)域的萬用表微波領(lǐng)域的萬用表. .是雷達是雷達 航天航天 通信等領(lǐng)域的重要測試儀器通信等領(lǐng)域的重要測試儀器. .它可以很它可以很好的對遙控器好的對遙控器對講機對講機無繩電話無繩電話有線電視有線電視CATVCATV手機等有線手機等有線 無線系統(tǒng)進行故障檢查無線系統(tǒng)進行故障檢查及信號頻率的分析比較儀器及信號頻率的分析比較儀器. . 頻譜儀頻譜儀與示波器的區(qū)別信號時域分析時域分析頻域分析頻域分析信號周期信號周期升降沿升降沿峰值電壓峰值電壓信號頻率信號頻率諧波分量諧波分量信號功率信號功率寄生、交調(diào)寄生、交調(diào)信號邊帶信號邊帶頻譜儀簡化結(jié)構(gòu)框圖ADCFFTfS輸入顯示器處理器 數(shù)字濾波器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器取樣

18、器衰減器 模擬濾波器頻譜儀組成框圖 為了能動態(tài)地觀察被測信號的頻譜，現(xiàn)代頻譜儀大多采用為了能動態(tài)地觀察被測信號的頻譜，現(xiàn)代頻譜儀大多采用掃頻超外差式接收方案，利用掃頻第一本振的方法，被測信號掃頻超外差式接收方案，利用掃頻第一本振的方法，被測信號經(jīng)混頻后得到固定的中頻信號。經(jīng)混頻后得到固定的中頻信號。頻譜儀的工作原理頻譜儀的工作原理-FFT單元頻譜儀的工作原理-檢波法第一變頻器第三變頻器第二變頻器F1IFF2IFF3IFFRF射頻衰減器F1lo第一本振YTOYTF帶寬濾波器對數(shù)放大器LOG掃描斜波發(fā)生器檢波器顯示器低通濾波器低通濾波器帶通濾波器步進放大器MXR1MXR2頻譜儀的刻度1 12 23

19、 34 45 56 67 78 89 90 02 23 34 45 56 67 78 8 810格刻度格刻度 CRT顯示管顯示管（陰極射線顯示管）（陰極射線顯示管）SCANWIDTHMHzDIVZEROSCAN1005020105210.50.20.10頻譜儀的刻度-掃描寬度SCANWIDTHMHzDIVZEROSCAN1005020105210.50.20.10中心中心頻率頻率CenterFrequencyX 軸軸頻譜儀的刻度-掃描寬度SCANWIDTHMHzDIVZEROSCAN1005020105210.50.20.10中心中心頻率頻率CenterFrequencyX 軸軸A、當中心頻率

20、：、當中心頻率： 500MHz 時時B、當掃頻寬度：、當掃頻寬度： 100MHz 時時400300200100600700 800 900500頻譜儀的刻度-掃描寬度SCANWIDTHMHzDIVZEROSCAN1005020105210.50.20.10A、當中心頻率、當中心頻率：500MHz時B、當掃頻寬度、當掃頻寬度：100MHz時 以中心頻率的刻度線為基礎(chǔ)進行計算：以中心頻率的刻度線為基礎(chǔ)進行計算： 左五格的頻率左五格的頻率 = 中心頻率線中心頻率線 - 減去格數(shù)減去格數(shù) 右五格的頻率右五格的頻率 = 中心頻率線中心頻率線 + 減去格數(shù)減去格數(shù)功率轉(zhuǎn)換信號的功率指在一定負載的情況下，負載所獲得信號的功率指在一定負載的情況下，負載所獲得的功率。的功率。例如：相同電壓加在不同負載上，負載會得到不例如：相同電壓加在不同負載上，負載會得到不同的功率。同的功率。dBm與與mw的互換。的互換。P(dBm)=10logP(mW)0dBm=1mW,+3dBm