電子測量技術(shù) 課件全套 第1-15章 緒論、誤差理論與測量不確定度評定-自動(dòng)測試系統(tǒng)

緒論第一章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01測量與計(jì)量的基本概念測量與計(jì)量的基本概念測量的定義：為確定被測對象的量值而進(jìn)行的一組操作。通常，測量結(jié)果的量值由兩部分組成：數(shù)值（大小及符號）和相應(yīng)的單位名稱。當(dāng)然測量的結(jié)果也可以用一組數(shù)據(jù)、曲線或圖形等方式表示出來，但它們同樣包含著具體的數(shù)值與單位。沒有單位，量值是沒有物理意義的。在測量過程中，不可避免地存在著誤差。在表示測量結(jié)果時(shí)應(yīng)將測量結(jié)果與誤差同時(shí)標(biāo)注岀來，說明測量結(jié)果可信賴的程度。測量與計(jì)量的基本概念量：是指現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的屬性。量是計(jì)量學(xué)所研究的主要對象，它是表征自然界運(yùn)動(dòng)的基本概念，在自然界中任何現(xiàn)象、物體或物質(zhì)都具有一定的形式，所有形式都要通過量來體現(xiàn)出來。量分為特性相同的量和特性不相同的量兩種。特性相同的量組合在一起稱為同類量，如功、熱能采用同一個(gè)單位“焦耳”來表示，波長、周長、寬度、高度釆用長度單位“米”來表示。測量與計(jì)量的基本概念量值：由數(shù)值與計(jì)量單位的乘積表示量的大小。例如，5mV，3A等。被測量：被測量的量。它可以是待測量的量，也可以是已測量的量。影響量：不是被測量，但卻影響被測量的量值或計(jì)量器具示值的量。例如，環(huán)境溫度、被測交流電壓的頻率等。量的真值：某量在所處的條件下被完美地確定或嚴(yán)格定義的量值?；蛘呖梢岳斫鉃闆]有誤差的量值。量的真值是一個(gè)理想的概念，實(shí)際上不可能確切得知，只能隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及認(rèn)識的提高去逐漸接近它。測量與計(jì)量的基本概念約定真值：為約定目的而取的可以代替真值的量值。一般來說，約定真值與真值的差值可以忽略不計(jì)。故在實(shí)際應(yīng)用中，忽略約定真值的不確定度（或誤差）不計(jì)，約定真值可以代替真值。準(zhǔn)值：一個(gè)明確規(guī)定的值，以它為基準(zhǔn)定義準(zhǔn)值誤差。例如，該值可以是被測值、測量范圍上限、刻度盤范圍、某一預(yù)調(diào)值，或其他明確規(guī)定的值。示值：對于測量儀器，是指示值或記錄值；對于標(biāo)準(zhǔn)器具是標(biāo)稱值或名義值；對于供給量儀器是設(shè)置值或標(biāo)稱值。額定值：由制造者為設(shè)備或儀器在規(guī)定工作條件下指定的量值。02電子測量的內(nèi)容與特點(diǎn)電子測量的內(nèi)容與特點(diǎn)電子測量的內(nèi)容①電能量的測量（各種信號和波形的電壓、電流、電功率等）；②電信號特性的測量(信號的波形、頻率、相位、噪聲及邏輯狀態(tài)等)；③電路參數(shù)的測量(阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件的參數(shù)等)；④導(dǎo)出量的測量(增益、衰減、失真度、調(diào)制度等)；⑤特性曲線的顯示(幅頻特性、相頻特性及器件特性等)。1電子測量的內(nèi)容與特點(diǎn)電子測量的特點(diǎn)與其他測量相比，電子測量具有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)。(1)頻率范圍寬

(2)量程范圍廣(3)測量準(zhǔn)確度高

(4)測量速度快(5)易于實(shí)現(xiàn)遙測和測量過程的自動(dòng)化

(6)易于實(shí)現(xiàn)儀器小型化、微型化203電子測量儀器的分類電子測量儀器的分類通用電子儀器通用電子儀器按其功能分為以下幾類：(1)信號發(fā)生器

(2)信號發(fā)生器(3)頻率、時(shí)間及相位測量儀器

(4)網(wǎng)絡(luò)特性測量儀(5)電子元器件測試儀

(6)電波特性測試儀(7)輔助儀器1電子測量儀器的分類通信測試儀器這類儀器的測試包括從模擬到數(shù)字、從低頻到微波、從用戶信息到信令、協(xié)議，從系統(tǒng)質(zhì)量測試到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和管理等功能。例如，矢量信號分析儀、誤碼抖動(dòng)測試儀、數(shù)字/數(shù)據(jù)傳輸分析儀、網(wǎng)絡(luò)檢測儀、信令測試儀、移動(dòng)通信綜合測試儀等。2電子測量儀器的分類光電測試儀器這類儀器主要用于光纖測量和光纖通信系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)傳輸特性的測量。例如，光源、光功率計(jì)、光時(shí)域反射計(jì)、光譜分析儀、激光參量測試儀器、光纖熔接機(jī)和光纖切割機(jī)等。除上述各類電子儀器外，還有功能更加強(qiáng)大的自動(dòng)測試系統(tǒng)。自動(dòng)測試系統(tǒng)完全可以滿足對測試項(xiàng)目、范圍、速度、精確度等綜合性技術(shù)指標(biāo)的測試要求。304電子測量方法電子測量方法電子測量方法的分類(1)按測量方法分類①直接測量②間接測量③組合測量1(2)直讀測量法與比較測量法①直讀測量法②比較測量法(3)按測量性質(zhì)分類①時(shí)域測量②頻域測量③數(shù)據(jù)域測量④隨機(jī)量測量電子測量方法電子測量儀器的發(fā)展階段2電子測量儀器的發(fā)展大體經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段：1模擬儀器2數(shù)字儀器3智能儀器4虛擬儀器5合成儀器6云智慧儀器電子測量方法電子測量儀器的發(fā)展趨勢3由于微電子技術(shù)、新型元器件、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的廣泛應(yīng)用，微處理器(MPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、單芯片系統(tǒng)(SoC)以及由用戶定義的測試軟件日益融入電子測量儀器中，這就需要電子測量儀器必須實(shí)現(xiàn)多功能、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集約化與微型化。電子測量方法新型電子元器件測試儀器4新型電子元器件測試儀器的發(fā)展趨勢：(1)更多的測量功能，更高的性能指標(biāo)，更寬的測量范圍。(2)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化測量，主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制，釆用總線技術(shù)、軟件技術(shù)、模塊化結(jié)構(gòu)，便于形成精確的測試系統(tǒng)，提高測量的靈敏度和準(zhǔn)確度。(3)形成系統(tǒng)高效的綜合測試能力。電子測量方法選擇測量方法的原則5在選擇測量方法時(shí)，應(yīng)首先研究被測量本身的特性，所需要的精確程度、環(huán)境條件，以及所具有的測量設(shè)備等因素，綜合考慮后，再確定釆用哪種測量方法和選擇哪些測量設(shè)備。正確的測量方法，可以得到精確的測量結(jié)果。否則就會(huì)出現(xiàn)：①得出的測量數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，不可信賴；②損壞測量儀器、儀表；③損壞被測設(shè)備或元器件等。05計(jì)量的基本內(nèi)容計(jì)量的基本內(nèi)容計(jì)量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測量。其定義是為了實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一，量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)，計(jì)量屬于測量的范疇。它的三個(gè)主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。計(jì)量學(xué)是研究測量、保證測量統(tǒng)一和準(zhǔn)確的科學(xué)。計(jì)量學(xué)研究計(jì)量單位及其基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的建立、保存和使用；測量方法和計(jì)量器具；測量的準(zhǔn)確度及計(jì)量法制和管理等。計(jì)量學(xué)也包括研究物理常數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及材料特性的準(zhǔn)確測定等。計(jì)量的基本內(nèi)容計(jì)量是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。計(jì)量工作在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有十分重要的地位，對于改善企業(yè)管理、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化提供科學(xué)數(shù)據(jù)等方面都起著重要的作用。同樣道理，計(jì)量科學(xué)技術(shù)的水平也是標(biāo)志著一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平。計(jì)量工作對電子產(chǎn)品的質(zhì)量管理尤為重要。產(chǎn)品出廠前要經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)量檢定，儀器儀表在使用過程中要定期進(jìn)行檢驗(yàn)和校準(zhǔn)，以確保測量的準(zhǔn)確性。06太赫茲技術(shù)太赫茲技術(shù)太赫茲波是一種電磁波，它的波長介于紅外線與微波之間。近年來，太赫茲波越來越受到關(guān)注，已被國際科技界公認(rèn)為是高科技領(lǐng)域的必爭之地，其研究和應(yīng)用對于未來軍事作戰(zhàn)與國家安全將具有重大的戰(zhàn)略意義，甚至被評為“改變未來世界的十大技術(shù)之一”。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，高速多媒體傳輸業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，對無線通信傳輸速率的需求呈現(xiàn)出指數(shù)級的增長。而無線的資源是有限的，在特定頻率下，所能實(shí)現(xiàn)的傳輸也不是無限的，如何有效地利用頻譜，在有限的頻譜中獲得更高的傳輸速率，太赫茲技術(shù)無疑將成為最佳的通信方式。感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材誤差理論與測量不確定度評定第二章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01測量誤差的基本原理測量誤差的基本原理任何測量儀器的測得值都不可能完全準(zhǔn)確地等于被測量的真值。在實(shí)際測量過程中，人們對于客觀事物認(rèn)識的局限性，測量工具不準(zhǔn)確，測量手段不完善，受環(huán)境影響或測量工作中的疏忽等，都會(huì)使測量結(jié)果與被測量的真值在數(shù)量上存在差異，這個(gè)差異稱為測量誤差。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對于測量精確度的要求越來越高，要盡量控制和減小測量誤差，使測量值接近真值。所以測量工作的價(jià)值取決于測量的精確程度。當(dāng)測量誤差超過一定限度時(shí)，由測量工作和測量結(jié)果所得出的結(jié)論將是沒有意義的，甚至?xí)o工作帶來危害。因此對測量誤差的控制就成為衡量測量技術(shù)水平乃至科學(xué)技術(shù)水平的一個(gè)重要方面。但是，由于誤差存在的必然性與普遍性，因而人們只能將它控制在盡量小的范圍內(nèi)，而不能完全消除它。測量誤差的基本原理①正確認(rèn)識誤差的性質(zhì)和來源，以減小測量誤差。②正確處理測量數(shù)據(jù)，以得到接近真值的結(jié)果。③合理地制訂測量方案，組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)，正確地選擇測量方法和測量儀器，以便在條件允許的情況下得到理想的測量結(jié)果。④在設(shè)計(jì)儀器儀表時(shí)，由于理論不完善，計(jì)算時(shí)采用近似公式，忽略了微小因素的作用，從而導(dǎo)致了儀器儀表原理設(shè)計(jì)誤差，它必然影響測量的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)中需要運(yùn)用誤差理論和測量不確定度進(jìn)行分析并適當(dāng)控制這些誤差因素，使儀器儀表的測量準(zhǔn)確程度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。02測量誤差的表示方法測量誤差的表示方法測量誤差按表示方法劃分，有絕對誤差和相對誤差；當(dāng)用于表示測量儀器儀表時(shí)還有“引用誤差”。按誤差的來源劃分，有器具誤差、人員誤差、影響誤差及方法誤差等。按誤差的性質(zhì)劃分，有系統(tǒng)誤差、隨機(jī)(偶然)誤差和疏失(粗大)誤差。測量誤差的表示方法這說明含有誤差的測得值加上修正值后就可以減小誤差影響，這是經(jīng)常采用的一種方法。測量儀器儀表應(yīng)當(dāng)定期送計(jì)量部門進(jìn)行檢定，其主要目的就是獲得準(zhǔn)確的修正值，以保證量值傳遞的準(zhǔn)確性。同理，利用修正值，應(yīng)在儀器儀表的檢定有效期內(nèi)使用，否則要重新檢定。必須指出，由于理論真值具有不可知性，約定真值又是理論真值的近似值，故得到的誤差是一個(gè)近似誤差，其修正值本身也有誤差，修正后的數(shù)據(jù)只是比較接近實(shí)際值而已。03電子測量儀器誤差的表示方法電子測量儀器誤差的表示方法工作誤差它是指在額定工作條件下測定的儀器儀表誤差極限。即來自儀器儀表外部的各種影響量(例如，溫度、濕度、大氣壓力、供電電源等)和影響特性(儀器的一個(gè)工作特性的變化對另一個(gè)工作特性的影響，如低頻信號發(fā)生器的頻率變化對輸出電壓的影響)為任意可能的組合時(shí)，儀器儀表的工作誤差可能達(dá)到的最大極限值。這種表示方法的優(yōu)點(diǎn)是，對使用者非常方便，利用工作誤差直接估計(jì)測量結(jié)果誤差的最大范圍。缺點(diǎn)是，它是在最不利的組合條件下給出的，而實(shí)際使用中構(gòu)成最不利組合的可能性很小。因此，用儀器儀表的工作誤差來估計(jì)測量結(jié)果的誤差會(huì)偏大。1電子測量儀器誤差的表示方法固有誤差它是指當(dāng)儀器儀表的各種影響量與影響特性處于基準(zhǔn)條件時(shí)，儀器儀表所具有的誤差?；鶞?zhǔn)條件是比較嚴(yán)格的，所以這種誤差指標(biāo)能夠更準(zhǔn)確地反映儀器儀表所固有的性能，便于在相同條件下對同類儀器儀表進(jìn)行比較和校準(zhǔn)2電子測量儀器誤差的表示方法影響誤差它是指當(dāng)一個(gè)影響量在其額定使用范圍內(nèi)（或一個(gè)影響特性在其有效范圍內(nèi)）取任一值，而其他影響量和影響特性均處于基準(zhǔn)條件下所測得的誤差。例如，線性誤差、頻率誤差等。只有當(dāng)某一影響量在工作誤差中起重要作用時(shí)才給出，它是一種誤差極限。3電子測量儀器誤差的表示方法穩(wěn)定誤差穩(wěn)定誤差是指儀器儀表的標(biāo)稱值在其他影響量及影響特性保持恒定的情況下，于規(guī)定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的誤差極限。習(xí)慣上以相對誤差形式給出或者注明最長連續(xù)工作時(shí)間。4電子測量儀器誤差的表示方法環(huán)境誤差任何測量總是在一定的環(huán)境中進(jìn)行的。環(huán)境由多種因素所組成，如測量環(huán)境的溫度、濕度、大氣壓力等。環(huán)境誤差系指測量中由于各種環(huán)境因素引起的測量誤差。504系統(tǒng)誤差的特征及其減小的方法系統(tǒng)誤差的特征及其減小的方法系統(tǒng)誤差的特征①恒值系統(tǒng)誤差。這是大量存在的。在整個(gè)測量過程中，誤差的大小和符號固定不變。例如，由于儀器儀表的固有（基本）誤差引起的測量誤差均屬此類。②線性系統(tǒng)誤差。在整個(gè)測量過程中，誤差值逐漸增大（或減小）。例如，電路用電池供電，由于電池電壓逐漸下降，將產(chǎn)生線性系統(tǒng)誤差。③周期性系統(tǒng)誤差。在整個(gè)測量過程中，誤差值周期性變化。例如，晶體管的8值隨環(huán)境溫度的周期性變化而變化，將產(chǎn)生周期性系統(tǒng)誤差。④復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差。在整個(gè)測量過程中，誤差的變化規(guī)律很復(fù)雜。上述第②，③，④種情況，統(tǒng)稱為變值系統(tǒng)誤差。1系統(tǒng)誤差的特征及其減小的方法判斷系統(tǒng)誤差的方法在測量過程中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是復(fù)雜的，發(fā)現(xiàn)它和判斷它的方法也有很多種，現(xiàn)介紹幾種常用方法。1.實(shí)驗(yàn)對比法

2.剩余誤差觀察方法3.馬利科夫判據(jù)4.阿卑-赫梅特（Abbe-Helmert）判據(jù)2系統(tǒng)誤差的特征及其減小的方法減小系統(tǒng)誤差的方法對于測量者，善于找出系統(tǒng)誤差的原因并釆取有效的措施以減小系統(tǒng)誤差的有害作用是很重要的。它與測量對象、測量方法及測量人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有密切的關(guān)系。這里介紹幾種常用的方法。1.從產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源上采取措施2.用修正法減小系統(tǒng)誤差3.減小恒值誤差的技術(shù)措施205疏失誤差及其判斷準(zhǔn)則疏失誤差及其判斷準(zhǔn)則測量結(jié)果的置信概率1由于隨機(jī)誤差的影響，測量值偏離數(shù)學(xué)期望的多少和方向是隨機(jī)的。但是隨機(jī)誤差的絕對值是不會(huì)超過一定的界限的，這個(gè)界限如何決定呢？1.置信概率與置信區(qū)間2.有限次測量時(shí)的置信概率疏失誤差及其判斷準(zhǔn)則壞值的剔除準(zhǔn)則2由上述已知，當(dāng)置信概率為99.73%時(shí)，在370個(gè)隨機(jī)誤差中，僅有一個(gè)誤差大于3。在實(shí)際測量中，認(rèn)為大于3b的誤差其出現(xiàn)的可能性極小，通常把等于3°的誤差稱為極限誤差（又稱誤差限）或隨機(jī)不確定度。06測量數(shù)據(jù)的處理測量數(shù)據(jù)的處理數(shù)據(jù)舍入規(guī)則1由于測量數(shù)據(jù)，或者用測量數(shù)據(jù)得到的算術(shù)平均值都會(huì)含有誤差，是近似數(shù)字，在處理數(shù)據(jù)時(shí)要進(jìn)行舍入處理。通常的“四舍五入”規(guī)則中對于5只入不舍是不合理的。它是1?9的中間數(shù)字，應(yīng)當(dāng)有舍有入。在測量技術(shù)中規(guī)定：“小于5舍，大于5入，等于5時(shí)采取偶數(shù)的法則?！奔匆员Ａ魯?shù)字的末位（設(shè)為第n位）為基準(zhǔn)，它后面的數(shù)（第n+1位）大于5時(shí)第n位數(shù)字加1；小于5時(shí)舍去（即第n位數(shù)不變）；恰好等于5時(shí)，將末位湊成偶數(shù)（即第n位原為奇數(shù)時(shí)加1，原為偶數(shù)時(shí)不加l）o測量數(shù)據(jù)的處理等精密度測量結(jié)果的處理步驟2對某一量進(jìn)行等精密度測量時(shí)，其測量值可能同時(shí)含有系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏失誤差?；咎幚聿襟E如下：(1)用修正值等方法，減小恒值系統(tǒng)誤差的影響。(2)求算術(shù)平均值(3)求剩余誤差(4)求標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值，利用貝塞爾公式(5)判斷疏失誤差，剔除壞值。(6)判斷有無變值系統(tǒng)誤差。(7)給出測量結(jié)果的表達(dá)式(報(bào)告值)。測量數(shù)據(jù)的處理最小二乘法原理2最小二乘法是對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的重要方法。在一系列等精度測量的測得值中，最佳值是使所有測得值的剩余誤差平方和為最小的值。這就是最小二乘法的基本原理，所得測量結(jié)果通常稱為最佳值或最可信賴值。07測量不確定度測量不確定度測量不確定度基本知識11.測量不確定度基本定義它表征賦予被測量之值的分散性，是與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。2.術(shù)語和定義標(biāo)準(zhǔn)不確定度：以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：當(dāng)測量結(jié)果由若干個(gè)其他分量求得時(shí)，按其他各分量的方差或（和）協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。擴(kuò)展不確定度：確定測量結(jié)果區(qū)間的量，要求賦予被測量之值分布的大部分可望含于此區(qū)間。測量不確定度測量不確定度的分類及評定方法21.測量不確定度的分類測量不確定度分為兩類：A類——用統(tǒng)計(jì)方法評定的分量；B類——用非統(tǒng)計(jì)方法評定的分量。2.標(biāo)準(zhǔn)不確定度及其評定(1)標(biāo)準(zhǔn)不確定度(2)不確定度的A類評定(3)A類評定的其他方法08誤差的合成與分配誤差的合成與分配用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量頻率與周期時(shí)，±1誤差，會(huì)對測量結(jié)果造成影響，如果再考慮由于石英晶體振蕩器所形成測量頻率時(shí)的閘門時(shí)間或測量周期時(shí)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)誤差對測量結(jié)果的影響，這時(shí)利用誤差傳遞公式求出合成后的總誤差。感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材測量用信號發(fā)生器第三章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01信號發(fā)生器的功能信號發(fā)生器的功能信號發(fā)生器是一種電信號源，波形為正弦波(或其他波形)，其頻率、幅度和調(diào)制特性均在規(guī)定限度內(nèi)設(shè)置在固定或可變值上。在電子技術(shù)工程、通信工程、自動(dòng)控制、儀器儀表及計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)，常需要頻率、波形、幅度都能調(diào)節(jié)的電信號，信號發(fā)生器就是用于產(chǎn)生這種電信號的電子測量儀器。它是電子測量中最基本、使用最廣泛的電子測量儀器之一。幾乎所有的電參量在電子測量技術(shù)應(yīng)用中都需要或借助信號發(fā)生器進(jìn)行測量。放大器是電子儀器儀表中最常用的基本電路，它的主要參數(shù)如放大倍數(shù)(增益)，輸入、輸出阻抗，頻率特性，瞬態(tài)過程,波形畸變等的測試均離不開信號發(fā)生器。02信號發(fā)生器的分類及工作特性信號發(fā)生器的分類及工作特性信號發(fā)生器的分類信號發(fā)生器應(yīng)用廣泛、種類繁多,可分為通用和專用兩大類。通用信號發(fā)生器包括正弦信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器。專用信號發(fā)生器是為某種特殊的測量目的而研制和生產(chǎn)的。例如，電視信號發(fā)生器、編碼脈沖發(fā)生器、頻譜信號發(fā)生器。最常用的信號發(fā)生器是正弦信號發(fā)生器，它的分類方法很多。(1)按頻段劃分

(2)按性能劃分(3)按調(diào)制類型劃分

(4)按頻率調(diào)節(jié)方式劃分(5)按產(chǎn)生頻率的方法劃分1測量誤差的表示方法信號發(fā)生器的工作特性信號發(fā)生器的主要工作特性如下：21有效頻率范圍2頻率準(zhǔn)確度3頻率穩(wěn)定度4輸出電平5輸出電平的穩(wěn)定度和平坦度6輸出電平的準(zhǔn)確度7輸出阻抗8屏蔽質(zhì)量9輸出信號的10調(diào)制類型11調(diào)制頻率12調(diào)制系數(shù)的有效范圍13調(diào)制系數(shù)的準(zhǔn)確度14調(diào)制線性度15寄生調(diào)制16其他特性03函數(shù)信號發(fā)生器工作原理函數(shù)信號發(fā)生器工作原理電路工作原理該函數(shù)信號發(fā)生器由輸入單元、內(nèi)/外轉(zhuǎn)換電路、波形產(chǎn)生電路、頻段轉(zhuǎn)換器、掃頻電路、占空比和頻率調(diào)節(jié)電路、微處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、直流功率放大器和計(jì)數(shù)顯示器等組成。1電子測量儀器誤差的表示方法典型電路分析波形產(chǎn)生電路的核心器件是IC3,IC3采用MAX038集成電路，它是一個(gè)只需要外接很少元件的單片精密高頻波形發(fā)生器，能產(chǎn)生精密的正弦波、三角波和脈沖波。輸出的頻率范圍從0.1Hz到20MHz,且有獨(dú)立的頻率和占空比調(diào)整功能，350：1頻率的掃頻范圍，低阻抗輸出可以驅(qū)動(dòng)±200mA的電流。204DDS介紹DDS基本工作原理在參考時(shí)鐘的控制下，相位累加器對頻率控制字K進(jìn)行累加，得到的相位碼對波形存儲器（正弦查詢表）尋址，使之輸出相對應(yīng)的幅度碼，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器得到相對應(yīng)的階梯波，最后經(jīng)低通濾波器得到連續(xù)變化的所需頻率的波形。一個(gè)正弦信號可以由振幅、頻率及初始相位唯一確定。1DDS介紹DDS介紹DDS的輸出頻率特性實(shí)際DDS輸出的信號除需要的主頻譜外，還存在大量無用的雜散分量,產(chǎn)生雜散分量的主要因素有三個(gè)：相位截?cái)嗾`差ROM幅度量化誤差DAC非理想特性在設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮相位截?cái)嗾`差和ROM幅度量化誤差對DDS輸出頻譜的影響。因DAC非理想特性引起的誤差影響較小，可忽略不計(jì)。2DDS的特點(diǎn)DDS完全不同于傳統(tǒng)的頻率合成方式,是一種可編程和全數(shù)字結(jié)構(gòu)形式。其特點(diǎn)為：(1)能產(chǎn)生極高的輸出頻率(2)極高的頻率分辨率(3)較寬的相對帶寬(4)極短的率轉(zhuǎn)換時(shí)間(5)具有在頻率捷變時(shí)相位連續(xù)性的特點(diǎn)3DDS介紹DDS的主要技術(shù)參數(shù)DDS中的相位累加器是N比特的模2加法器，正弦查詢表ROM中存儲一個(gè)周期的正弦波幅度量化數(shù)據(jù)，所以頻率控制字K取最小值1時(shí)，每2個(gè)時(shí)鐘周期輸岀一個(gè)周期的正弦波。其主要技術(shù)參數(shù)有：(1)輸出信號頻率人(2)輸出信號的最小頻率(分辨率)(3)輸出信號的最大頻率(4)DAC每信號周期輸出的最少點(diǎn)數(shù)4DDS介紹05DDS芯片的應(yīng)用DDS芯片的應(yīng)用AD9852的特性介紹AD9852數(shù)字直接頻率合成器是高度集成化芯片,它釆用先進(jìn)的DDS技術(shù),結(jié)合內(nèi)部高速、高性能D/A轉(zhuǎn)換器和比較器,以形成可編程、可靈活使用的頻率合成功能。當(dāng)提供給AD9852精確的頻率時(shí)鐘源時(shí),將產(chǎn)生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度均可編程的正弦波,該正弦波可作為信號源廣泛應(yīng)用于通信工程、雷達(dá)以及各種類型的電子設(shè)備。并且使用先進(jìn)的0.35xmCMOS技術(shù)。同時(shí)，參考時(shí)鐘頻率通過可編程參考時(shí)鐘倍乘器、反向正弦濾波器、計(jì)數(shù)倍乘器、兩個(gè)300MHz的12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器來輸出模擬信號，并以選定的工作模式進(jìn)行工作。1DDS芯片的應(yīng)用DDS波形產(chǎn)生電路波形的產(chǎn)生主要是通過單片機(jī)對DDS芯片寫入頻率控制字來改變波形的頻率,實(shí)現(xiàn)波形的頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)可以隨意調(diào)節(jié)。正弦波可由DDS直接輸出模擬波形;對于方波,可將輸出的正弦波接到高速比較器的輸入端,經(jīng)比較器輸出方波。在該電路中，選用AD9852芯片完成此項(xiàng)功能。

2感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材模擬測量方法第四章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01電壓測量概述電壓測量概述1由于在電子電路測量中所遇到的待測電壓具有頻率范圍寬、電壓范圍廣、等效電阻較高及波形多種多樣等特點(diǎn)，故對電壓測量提出如下一些要求：(1)應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍(2)應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷簻y量范圍(3)應(yīng)有足夠高的測量準(zhǔn)確度。(4)應(yīng)有足夠高的輸入阻抗。(5)應(yīng)有足夠高的抗干擾能力。電壓測量的基本要求電壓測量概述模擬式電壓表和數(shù)字式電壓表(1)模擬式電壓表根據(jù)功能分為:直流電壓表、交流電壓表、脈沖電壓表和多用途電壓表等。根據(jù)使用頻率范圍分為:超低頻電壓表、低頻(音頻)電壓表、高頻電壓表、超高頻電壓表和選頻電壓表等。根據(jù)測量目的的不同，可以選用不同特性的檢波器，有峰值檢波、平均值檢波和有效值檢波三種，分別簡稱為峰值電壓表、平均值電壓表和有效值電壓表。2電壓測量概述模擬式電壓表和數(shù)字式電壓表(2)數(shù)字式電壓表近年來，隨著大規(guī)模集成電路(LSI)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了由單片A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的多位數(shù)字式電壓表。主要優(yōu)點(diǎn)是:準(zhǔn)確度高，輸入阻抗高，功能齊全，顯示直觀，可靠性好，過載能力強(qiáng)，耗電少，小巧輕便等。因此，數(shù)字式電壓表獲得了迅速普及和廣泛應(yīng)用。202交流電壓的測量交流電壓的測量1交流電壓可以用峰值、平均值、有效值、波形系數(shù)及波峰系數(shù)來表征。各類電壓表的示值，除特殊情況外，都是按正弦波有效值來定度的。為了表征同一信號的峰值、有效值及平均值的關(guān)系，引入波形系數(shù)虬和波峰系數(shù)Kp。交流電壓以Q的波形系數(shù)Kf定義為該電壓的有效值與其平均值之比。交流電壓的表征交流電壓的測量2交流電壓的測量方法很多，其中最主要的是用檢波器把交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后再接到直流電壓表進(jìn)行測量。根據(jù)檢波特性不同，有峰值檢波、平均值檢波和有效值檢波，相應(yīng)的電壓表簡稱為峰值電壓表、平均值電壓表和有效值電壓表。(1)峰值電壓表(2)平均值電壓表(3)有效值電壓表（4）外差式電壓表交流電壓的測量方法交流電壓的測量31.平均值檢波器的工作原理檢波電路輸出的直流電壓正比于輸入交流電壓絕對值的平均值，這種電路稱為平均值檢波器。平均值電壓的測量2.波形換算方法由于平均值電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角a與被測電壓的平均值&成正比，但儀器儀表度盤是按正弦波電壓有效值刻度的。3.誤差分析主要分析測量非正弦波（或失真的正弦波）引起的波形誤差。交流電壓的測量41.有效值電壓表原理電壓有效值的定義：為了獲得均方根響應(yīng)，必須具有平方律關(guān)系的伏安特性。有效值電壓的測量2.有效值檢波器電壓表釆用單片集成電路使電路得以簡化。測量交流電流或電壓時(shí)，若波形是正弦波，使用平均值檢波、峰值檢波電路將其轉(zhuǎn)換為平均值、峰值電壓，將被測量的示值換算成有效值。交流電壓的測量5如果被測電壓的頻率較高，用前述的方法來測量就會(huì)產(chǎn)生較大的頻率誤差，需釆用檢波一放大式電壓表或外差式電壓表來測量。具體測量過程是將被測交流信號首先通過探極進(jìn)行檢波（整流），變成直流電壓，這樣做的目的是減少高頻信號在傳輸過程中的損失。實(shí)現(xiàn)這種測量多用峰值表。當(dāng)利用峰值表測量正弦波電壓時(shí)，如果信號的失真度較大，由于峰值檢波電路對波形的凸起部分非常敏感，所以將會(huì)造成較大的波形誤差。因此在測量諧波失真較大的信號電壓時(shí)，盡量不要選用這種儀器儀表，必須使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差修正。峰值電壓的測量03噪聲電壓的測量噪聲電壓的測量噪聲的基本特性在電子電路中，噪聲主要是由各種元器件（例如晶體管、電阻等）內(nèi)部帶電粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)所造成的現(xiàn)象。它嚴(yán)重地影響系統(tǒng)傳輸微弱信號的能力。對于一個(gè)放大器，當(dāng)輸入信號為0時(shí)，由輸出端測得的雜散交流電壓，即是噪聲電壓。導(dǎo)體、半導(dǎo)體及雜質(zhì)材料在一定溫度下，由于內(nèi)部微粒不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，稱為熱噪聲，它與為了保持電路及環(huán)境的熱平衡所需要的能量進(jìn)行熱交換有關(guān)。還有一種噪聲是在電路通過晶體管PN結(jié)時(shí)，由于電荷運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)而產(chǎn)生的晶體管噪聲，稱為散粒噪聲。噪聲電壓中包含有各種頻率成分，噪聲電壓按頻率的分布稱為噪聲頻譜，上述兩種噪聲在線性頻率范圍內(nèi)其能量分布是均勻的。在光譜學(xué)里，把各頻率能量分布均勻的光稱為白光，也稱這類噪聲為白噪聲，噪聲測量也是測量領(lǐng)域里的一個(gè)重要內(nèi)容。1噪聲電壓的測量用平均值表測量噪聲電壓噪聲電壓，一般指噪聲電壓的有效值，當(dāng)然用有效值電壓表測量是比較方便的。使用平均值電壓表也能測量噪聲電壓，需求出噪聲電壓的波形系數(shù)。當(dāng)所選的平均值電壓表為全波檢波式時(shí)，定度系數(shù)K。折算成正弦波檢波后的平均值，按平均值相等原則，再算出噪聲電壓的有效值.測量噪聲電壓時(shí)，還要注意到平均值電壓表本身的帶寬應(yīng)該比被測電路的噪聲帶寬大得多。對于多級放大器而言，其噪聲帶寬近似等于其3dB帶寬。在測量噪聲電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇頻率范圍盡量寬的平均值電壓表，以減小測量誤差。2噪聲電壓的測量器件和放大器噪聲的測量1.等效輸入噪聲電壓Um的測量一個(gè)有噪聲的器件，可以用一個(gè)理想的無噪聲器件等效，即將實(shí)際的輸出噪聲電壓久。32.噪聲帶寬的測量當(dāng)研究噪聲時(shí)，需要知道噪聲帶寬Bvn0利用正弦信號法測量噪聲帶寬，實(shí)質(zhì)上是測量被測放大器的幅頻特性曲線。3.噪音的測試信號功率與噪聲功率R之比稱為噪音比(SNR)，可表示為SNR=Ps/Pn 04分貝的測量分貝的測量數(shù)學(xué)定義在通信系統(tǒng)測試中，通常不直接計(jì)算或測量電路中某測試點(diǎn)的電壓或負(fù)載吸取的功率，而是計(jì)算它們與某一電壓或功率基準(zhǔn)量之比的對數(shù)，這就需要引岀一個(gè)新的度量名稱——分貝。1.功率之比的對數(shù)一分貝2.電壓比的對數(shù)3.絕對電平4.音量單位（VU）1分貝的測量分貝值的測量在測量放大器增益或與音響設(shè)備有關(guān)的參數(shù)時(shí)，不是直接測量電壓或功率，而是測量它們對某一基準(zhǔn)比值的對數(shù)值。一般取值的單位為分貝，所以簡稱為分貝測量。分貝測量實(shí)質(zhì)上是交流電壓的測量，只是表盤以dB來刻度。因此在讀出方法上與一般的交流電壓表不同。205失真度的測量失真度的測量非線性失真的定義1信號的非線性失真通常用非線性失真系數(shù)來表示（簡稱失真度）。其定義為全部諧波分量的功率與基波功率之比的平方根值。如果負(fù)載與信號頻率無關(guān)（例如純電阻負(fù)載），則信號的失真度又可定義為:全部諧波電壓的有效值與基波電壓的有效值之比.失真度的測量失真度測量儀基本工作原理2測量非線性失真的方法有多種:第一種方法是基波抑制法(單音法)，對通過抑制基波的網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)(下述)。第二種方法是交互調(diào)制法(雙音法)，對被測電子設(shè)備輸入兩個(gè)正弦信號，測量其交調(diào)失真度。因?yàn)榉钦也梢砸暈槿舾蓚€(gè)不同頻率的正弦波的疊加，當(dāng)兩個(gè)頻率不同的正弦波疊加后通過一個(gè)非線性網(wǎng)絡(luò)，不僅會(huì)產(chǎn)生它們各自的諧波分量，而且還會(huì)產(chǎn)生交叉調(diào)制成分，所以用這種方法測量非線性失真更接近實(shí)際情況，多用于要求較高的電子接收設(shè)備；第三種方法是白噪聲法，它是一種比較新的測量方法。因?yàn)樯鲜鲭p音法僅取兩個(gè)正弦信號的疊加，而實(shí)際情況是多種不同頻率、不同幅值正弦信號的疊加，所以用白噪聲信號進(jìn)行測量將獲取被測電子設(shè)備通頻帶內(nèi)任何頻率分量所產(chǎn)生的諧波或交調(diào)結(jié)果，測量準(zhǔn)確度比較高。失真度的測量有源陷波電路31.雙T形無源陷波器雙T形電路，它由兩個(gè)T形網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)組成，其頻率特性在某一頻率處，輸出電壓為0。2.雙T形有源陷波器雙T形有源陷波器，可使Q值增大.3.由RC文氏電橋組成的陷波器由文氏電橋組成的基波抑制電路(陷波器) 失真度的測量失真度測量儀舉例4一臺典型的失真度測量儀，其被測信號的電壓、失真度及頻率全部由發(fā)光二極管LED自動(dòng)顯示，且釆用真有效值檢波，可在電壓測量范圍為300|xV?300V、頻率范圍為10Hz?550kHz之內(nèi)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測量，失真度測量范圍為0.01%?100%，并且在失真度測量方式中實(shí)現(xiàn)了寬范圍校準(zhǔn)。失真度量值不僅隨濾除諧波（濾諧）過程進(jìn)行自動(dòng)跟蹤顯示，而且用手動(dòng)衰減器按10dB步進(jìn)跟蹤。為了提高測量精度，隨時(shí)用相位調(diào)節(jié)和平衡調(diào)節(jié)來完成，設(shè)置了自動(dòng)清0功能，目的是為了使用戶在測量低失真、超低失真時(shí)，自動(dòng)對信噪比進(jìn)行均方根運(yùn)算，以減少人工計(jì)算的麻煩。儀器同時(shí)具有平衡輸入電壓和失真度測量的功能，其工作頻率范圍較寬。06功率的測量功率的測量音頻與較高頻信號功率的測量1最常用的一種吸收型功率表是測熱計(jì)電橋，其中一個(gè)電橋臂接有熱敏電阻器們將。放在被測功率的信號場內(nèi)，功率被電阻所吸收，所產(chǎn)生的熱量引起電阻變化，電阻的這種變化用電橋電路來測量。它釆用兩個(gè)匹配的熱敏電阻，一個(gè)與高頻負(fù)載0耦合，另一個(gè)同測量儀器內(nèi)部的直流負(fù)載R2耦合。兩個(gè)熱敏電阻都接在電橋中，并且用一個(gè)高增益直流放大器A作為0值檢測器。當(dāng)高頻功率源加到高頻負(fù)載上時(shí)，熱敏電阻們被加熱，電橋失去平衡。放大器有一輸岀信號使直流負(fù)載R2加熱，同時(shí)熱敏電阻缶也加熱。當(dāng)兩個(gè)熱敏電阻的熱量相等時(shí)，電橋又恢復(fù)平衡。功率的測量誤差分析2誤差來源包括儀器誤差、信號源與負(fù)載的失配及信號波形對某些功率表的影響誤差。功率表由生產(chǎn)廠家在嚴(yán)格控制的條件下校準(zhǔn)，并以相對于滿刻度偏轉(zhuǎn)的百分比誤差來表示。在低于滿刻度讀數(shù)時(shí)，準(zhǔn)確度隨輸入功率的減小而逐漸下降。因此，一些廠家將準(zhǔn)確度指標(biāo)分為兩部分:讀數(shù)的百分比和滿刻度的百分比。在滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)，由兩種方法提供的準(zhǔn)確度一般是相等的，但在較低讀數(shù)時(shí)用第二種方法給定的儀器準(zhǔn)確度更好些。功率的測量功率表實(shí)例——射頻功率表3電路的輸入端接射頻功率源，輸出端接電阻性假負(fù)載。輸入端到輸出端的射頻電流流過產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)整流后，通過R送到功率表上。G和C2用來調(diào)整電路的平衡。使用功率表前，先要校準(zhǔn)。方法如下:連接好射頻功率源和假負(fù)載置于最上端，根據(jù)功率表的讀數(shù)來確認(rèn)開關(guān)的位置（功率表讀數(shù)最大的位置是“1”位，另一位置是“2”位）。然后置開關(guān)于“2”位，調(diào)整使功率表指到滿量程。07Q值的測量Q值的測量Q表的工作原理1Q表是測量品質(zhì)因數(shù)的儀表，其工作原理是先給被測線圈激勵(lì)振蕩，隨后計(jì)算兩個(gè)專門規(guī)定的振幅電平間的衰減振蕩次數(shù)，其振蕩次數(shù)就是品質(zhì)因數(shù)Q值。當(dāng)兩個(gè)電平檢測器的誤差為±1%時(shí)，其計(jì)數(shù)的誤差為±1個(gè)數(shù)字，精度由。值的大小決定:當(dāng)Q值為10時(shí)，精度為±12%，當(dāng)。值為1000時(shí)，精度為±2%。Q值的測量用虛、實(shí)部分分離法測量阻抗2阻抗的傳統(tǒng)測量方法是電橋法和諧振法，這兩種測量方法的準(zhǔn)確度都很高，但測量調(diào)節(jié)麻煩，速度慢，儀器內(nèi)部需要精密的可調(diào)元件。另外還有阻抗參數(shù)測試法，阻抗參數(shù)測試方案有多種。其中阻抗參數(shù)虛、實(shí)部分分離測量法便于采用集成電路組成，因此得到廣泛的應(yīng)用。1.測量原理2.阻抗測量電路感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材數(shù)字測量方法第五章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01電壓測量的數(shù)字化方法電壓測量的數(shù)字化方法11.數(shù)字顯示測量結(jié)果以數(shù)字形式直接顯示，讀數(shù)清晰方便，從而消除了指針式儀表的視覺誤差。2.準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合，它表示測量結(jié)果與真值的一致程度。3.測量范圍DVM用量程顯示位數(shù)以及超量程能力來反映它的測量范圍。4.分辨力高DVM能夠顯示被測電壓的最小變化值，稱為分辨力。DVM的特點(diǎn)電壓測量的數(shù)字化方法15.測量速度快對被測電壓每秒鐘進(jìn)行測量的次數(shù)，稱為測量速度。6.輸入阻抗高一般的DVM輸入阻抗為10MQ左右，最高可達(dá)IO10Q，對被測電路的影響極小。7.抗干擾能力強(qiáng)由于DVM的靈敏度較高，因而干擾信號對測量精確度的影響是一個(gè)重要的問題。DVM的特點(diǎn)電壓測量的數(shù)字化方法2各類DVM的區(qū)別主要是A/D轉(zhuǎn)換方式。A/D轉(zhuǎn)換包括對模擬量采樣，再將釆樣值進(jìn)行整量化處理，最后通過編碼等實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換過程。按其基本工作原理主要分為比較型和積分型兩大類。比較型A/D轉(zhuǎn)換器是釆用對輸入模擬電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的方法，是一種直接轉(zhuǎn)換形式。其中又分為反饋比較式和無反饋比較式。具有閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的逐次比較式是常用的類型。DVM的主要類型電壓測量的數(shù)字化方法3滿度誤差與被測電壓大小無關(guān)，而與所取量程有關(guān)，常用正負(fù)幾個(gè)字來表示。為了避免滿度誤差對測量結(jié)果的影響，應(yīng)選擇合適的量程，使被測電壓顯示的位數(shù)盡量多。例如，用某型DVM測量0.5V電壓時(shí)，若使用500V量程，顯示000.52V，±2個(gè)字誤差的影響是很大的；而改用0.5V量程時(shí)，能顯示0.5002，則誤差變小。與其他儀器一樣，DVM除了上述固有誤差之外，還有影響誤差等。DVM的測量誤差02直流數(shù)字電壓表直流數(shù)字電壓表1單片CMOS雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器?7106型A/D轉(zhuǎn)換器，釆用異或門輸出，能驅(qū)動(dòng)液晶顯示器LCD，整機(jī)功耗小，成本低；缺點(diǎn)是顯示亮度較低，適宜制作袖珍式數(shù)字電壓表。?7107型A/D轉(zhuǎn)換器為大電流反相器輸出，能驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，顯示亮度高，耗電大，大多用于臺式數(shù)字電壓表及數(shù)字面板表。?7116型和7117型A/D轉(zhuǎn)換器增加了讀數(shù)保持功能，適于組裝具有讀數(shù)保持功能的數(shù)字電壓表。還有7126，7136，7127，7137等芯片。直流數(shù)字電壓表1單片CMOS雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器?MC14433型釆用動(dòng)態(tài)掃描方式，能輸出超量程與欠量程信號，并能與微處理器相連接，其外圍電路較復(fù)雜。?7135型位A/D轉(zhuǎn)換器精度高，能輸出超量程和欠量程信號，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程，具有動(dòng)態(tài)掃描顯示功能，可直接與微處理器系統(tǒng)相連接。直流數(shù)字電壓表2由A/D轉(zhuǎn)換器為主體構(gòu)成的數(shù)字電壓表這種轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，線路簡單，成本低，適宜做低速A/D轉(zhuǎn)換。邏輯控制器的作用有三個(gè)：第一，識別積分器的工作狀態(tài)，適時(shí)地發(fā)出控制信號，使各模擬開關(guān)接通或斷開，A/D轉(zhuǎn)換能循環(huán)進(jìn)行；第二，識別輸入電壓的極性，同時(shí)控制LCD顯示器的負(fù)號顯示；第三，當(dāng)輸入電壓超量程時(shí)，使千位數(shù)顯示“1”，其他位上的數(shù)碼全部消隱。03多用型數(shù)字電壓表多用型數(shù)字電壓表交流電壓直流電壓(AC-DC)轉(zhuǎn)換器模擬式電壓表利用二極管構(gòu)成的平均值和峰值檢波電路，直接驅(qū)動(dòng)直流微安表指針偏轉(zhuǎn)。這種檢波器是非線性的，受二極管非線性特性和閾值電壓S的影響，使檢波輸出的線性很差。當(dāng)輸入電壓代較低時(shí)，的的很大部分消耗在非線性二極管壓降Uvd上，當(dāng)％WS=0.6V時(shí)，uo=0，無輸岀。這種畸變對于測量變換是不允許的。1多用型數(shù)字電壓表精密全波檢波電路上面的運(yùn)放式半波檢波電路又稱為精密半波檢波電路。以此為基礎(chǔ)可以構(gòu)成各種精密全波檢波電路。它的特點(diǎn)是輸出電壓與輸入電壓的幅值成比例，而與輸入電壓的極性無關(guān)，即輸出電壓與輸入電壓的絕對值成比例。下面介紹一種基本的精密全波檢波電路，它由半波檢波電路和加法器電路兩部分組成。如圖5.3.6所示2多用型數(shù)字電壓表電阻直流電壓(K-U)轉(zhuǎn)換器圖5.3.8所示為一種比較簡單的轉(zhuǎn)換電路。被測電阻Rx接在反饋回路，標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn接在輸入回路，貝是基準(zhǔn)電壓。3多用型數(shù)字電壓表直流電流-直流電壓（I-U）轉(zhuǎn)換器讓被測電流流過標(biāo)準(zhǔn)電阻，再用直流DVM測量電阻上的電壓，即實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。原理如圖5.3.10所示。設(shè)輸入放大器的放大倍數(shù)4=100，由于放大器的輸入電阻很高，被測電流全部流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn，放大器的輸入電壓，輸出電壓Uo=100U-=100即成正比。用開關(guān)切換不同的釆樣電阻，即可得到不同的電流量程。4多用型數(shù)字電壓表用數(shù)字面板表測直流電流數(shù)字面板表測量直流電流的方法。電流測量是通過測試取樣電阻虬的壓降來完成的。由于面板表的內(nèi)阻很大，可達(dá)1000MQ，電流全部流過取樣電阻R。根據(jù)不同擋次，選擇不同阻值的Rs，以適合面板表的量程范圍，如表5.3.1所示。504頻率的測量頻率的測量標(biāo)準(zhǔn)頻率源隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，時(shí)間及頻率計(jì)量的意義已日益明顯。例如，在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)彈跟蹤、飛機(jī)導(dǎo)航、潛艇定位、大地測量、天文觀測、郵電通信、廣播電視、交通運(yùn)輸、科學(xué)研究、生產(chǎn)及生活等各個(gè)方面，都需要對時(shí)間及頻率的計(jì)量，也都離不開對時(shí)間及頻率的計(jì)量。1.原子頻標(biāo)的基本原理

2.氫原子鐘3.銣原子鐘4.離子儲存頻標(biāo)5.頻段的劃分1頻率的測量頻率計(jì)的基本概念(1)頻率計(jì)：用于測量周期信號頻率的儀器。(2)數(shù)字頻率計(jì)：用數(shù)字形式顯示被測信號頻率的儀器。(3)通用計(jì)數(shù)器：具有測量頻率和時(shí)間兩種以上功能的電子計(jì)數(shù)器稱為通用計(jì)數(shù)器。通用計(jì)數(shù)器一般應(yīng)有以下幾種功能：測頻率、測周期、測時(shí)間間隔、測多倍周期、測頻率比、累加計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)等。配上相應(yīng)轉(zhuǎn)換器可測量相位、電壓、電流、功率和電阻等電量，配合傳感器還可以測量長度、位移、重量、壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、速度與鐘表走時(shí)精度、炮彈初速度等非電量。2頻率的測量頻率計(jì)的基本概念(4)電子計(jì)數(shù)器：釆用電子學(xué)的方法測量出在一定時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，并顯示出結(jié)果的儀器，一般包括頻率計(jì)數(shù)器、時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器、通用計(jì)數(shù)器、微波頻率計(jì)。(5)時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器：主要用來測量信號時(shí)間間隔的電子計(jì)數(shù)器。一般測量兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔，也能測量一個(gè)脈沖的寬度、占空比、脈沖信號沿的上升和下降時(shí)間等。(6)特種計(jì)數(shù)器：特種計(jì)數(shù)器是具有特種功能的計(jì)數(shù)器，包括可逆計(jì)數(shù)器、預(yù)置計(jì)數(shù)器、序列計(jì)數(shù)器和差值計(jì)數(shù)器等。2頻率的測量數(shù)字頻率計(jì)的劃分(1)低速計(jì)數(shù)器：最高計(jì)數(shù)頻率小于10MHzo(2)中速計(jì)數(shù)器：最高計(jì)數(shù)頻率為10?lOOMHzc(3)高速計(jì)數(shù)器：最高計(jì)數(shù)頻率大于100MHz。(4)微波頻率計(jì)數(shù)器：測量頻率范圍為l~80GHz或更高。3頻率的測量通用計(jì)數(shù)器的基本工作原理1.基本工作原理計(jì)數(shù)是通用計(jì)數(shù)器最基本的功能，計(jì)數(shù)功能是由其內(nèi)部的計(jì)數(shù)電路來實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)電路本身的功能只能做累加計(jì)數(shù)，為了完成測頻率，測周期，測時(shí)間等多種測量功能，在計(jì)數(shù)電路前增設(shè)一個(gè)門電路(稱為主門，一般由與非門組成)構(gòu)成具有計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)器。2.基本組成結(jié)構(gòu)通用計(jì)數(shù)器的基本原理方框圖，除主門電路，十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路、顯示器外，還包括輸入通道，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖發(fā)生器、邏輯控制電路。3.頻率計(jì)數(shù)器的組成一個(gè)接近實(shí)用的頻率計(jì)數(shù)器的組成方框圖，它包括幾個(gè)主要電路。405通用計(jì)數(shù)器的主要測試功能通用計(jì)數(shù)器的主要測試功能頻率測量1被測信號（正弦波、三角波或矩形波）從A通道輸入，通過輸入通道的放大器放大后，進(jìn)入整形器加以整形變?yōu)榫匦尾ǎㄈ粲蠥、B、C三個(gè)輸入通道，則這三個(gè)輸入通道均包括放大器和整形器），并送入主門的輸入端。由晶體振蕩器產(chǎn)生的基頻，按十進(jìn)制分頻得出的分頻脈沖。通用計(jì)數(shù)器的主要測試功能時(shí)間測量2時(shí)間的測量在科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域都是非常重要的，這里重點(diǎn)闡述關(guān)于電子技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)常遇到的周期、時(shí)間間隔及上升時(shí)間等的測量方法。1.周期的測量2.時(shí)間間隔的測量3.長時(shí)間的測量（外控時(shí)間間隔測量）4.用脈沖計(jì)數(shù)法測脈沖時(shí)間通用計(jì)數(shù)器的主要測試功能相關(guān)參數(shù)測量31.頻率比A/B的測量頻率比的測量是指測量兩個(gè)被測信號的頻率之比。在調(diào)試數(shù)字電路時(shí)需要測量輸入信號和輸出信號之間頻率的相對關(guān)系。2.A/B-C的測量被測信號分別從通道輸入，并分別經(jīng)過各自的輸入通道中的放大器放大后，再進(jìn)入各自的整形器變?yōu)榫匦尾ā?.脈沖計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)是指在一段較長的時(shí)間內(nèi)，用計(jì)數(shù)器累計(jì)信號變化的次數(shù)。06頻率計(jì)電路結(jié)構(gòu)的分類頻率計(jì)電路結(jié)構(gòu)的分類測量頻率、周期等參數(shù)的方法有很多種，有繁有簡，可以通過硬件電路進(jìn)行測試，亦可由軟件電路進(jìn)行測試。從頻率計(jì)結(jié)構(gòu)劃分，大致有三類。1.采用專用頻率計(jì)模塊測量頻率。2.利用可編程計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)頻率的測量。3.利用單片機(jī)的軟件程序進(jìn)行測試。07頻率計(jì)數(shù)器典型電路分析頻率計(jì)數(shù)器典型電路分析1.頻率、周期測量電路的原理測頻率釆用的是，對硬件電路整形，再經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行測試。2.軟件流程測頻率、測周期完全是在軟件的幫助下完成的。3.測頻率、測周期工作原理被測信號人加到電壓跟隨器的同相輸入端作用是提高輸入阻抗，減小對被測信號的不良影響，在輸出端輸出的是被放大的同頻率信號。低漂移、高精度的運(yùn)算放大器件。08頻率/功率計(jì)頻率/功率計(jì)頻率和功率是電子技術(shù)領(lǐng)域里的兩個(gè)基本參數(shù)，同時(shí)也是表征微波特性的兩個(gè)基本參數(shù)，在微波的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的測量必不可少。單獨(dú)的頻率計(jì)和功率計(jì)國內(nèi)外技術(shù)成熟，廠家和產(chǎn)品很多。近年來隨著集成電路和微波器件水平的提高，出現(xiàn)了將頻率和功率測量合為一體的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品適用于連續(xù)波、脈沖信號、調(diào)幅信號的頻率和功率測量，對跳頻信號和線性調(diào)頻信號的快變短脈沖群進(jìn)行準(zhǔn)確、自動(dòng)的測量，可測出在整個(gè)頻率范圍內(nèi)短脈沖群隨頻率變化的分布。09相位的測量相位的測量脈沖計(jì)數(shù)法測相位1目前廣泛使用的是直讀式數(shù)字相位計(jì)，其原理是基于時(shí)間間隔測量法，通過相位時(shí)間轉(zhuǎn)換器，將相位差為P的兩個(gè)信號(分別稱參考信號和被測信號)轉(zhuǎn)換成一定的時(shí)間間隔7的起始和停止脈沖。然后用電子計(jì)數(shù)器測量其時(shí)間間隔。如果讓電子計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖頻率倍乘36XKT5為正整數(shù))，則顯示器顯示的是以度為單位的相位差值。相位的測量數(shù)字相位計(jì)舉例2只要用兩個(gè)集成塊就可以組成一種簡單而有效的低頻相位檢測計(jì)，其絕對準(zhǔn)確度優(yōu)于1。由CMOS和CMOS比較器組成。輸入信號過檢測器。為了保護(hù)集成塊，用二極管將比較器同相輸入端的信號對地鉗位，即把同相輸入信號的幅值限制在二極管的正、負(fù)管壓降之內(nèi)，起保護(hù)的作用。感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材時(shí)域測量第六章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01示波器分類示波器分類根據(jù)目前示波器發(fā)展的現(xiàn)狀，示波器可分為以下幾類：1.模擬示波器2.數(shù)字存儲示波器（DSO）3.數(shù)字熒光示波器（DPO）4.邏輯分析儀（邏輯示波器）5.數(shù)字化、智能化示波器02液晶顯示器液晶顯示器1概述液晶是一種介于液體和晶體之間，既不同于液體，又不是晶體，而是具有獨(dú)特的物理和光學(xué)各向異性的特殊物質(zhì)。光源發(fā)光強(qiáng)度分布隨方向而異為各向異性。它屬于芳香族類有機(jī)聚合物，在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出一種中間狀態(tài)，既有液體所具備的流動(dòng)性，同時(shí)又具有晶體的某些光學(xué)特性，如旋光性、雙折射等。由于液晶的這種雙重特性，使它對電場、磁場、光線、溫度等外界環(huán)境的變化極其敏感，并能將上述外界環(huán)境的變化在一定條件下轉(zhuǎn)換為可視信號。液晶具有豐富的光電性能，最適應(yīng)于人眼的視覺特性。液晶顯示器就是根據(jù)液晶的這些特性而制成的顯示器件。液晶顯示器2液晶顯ZF器的工作原理液晶顯示器工作原理示意圖如圖6.2.2所示。自然界中的光線按其光波振動(dòng)方向劃分為自然光和偏振光兩種。自然光是一種電磁波，具有橫波特征，它在各個(gè)方向上均能實(shí)現(xiàn)光波振動(dòng)。偏振光則不同，它是僅有單一振動(dòng)方向的光波。偏光片是一種產(chǎn)生起偏作用的光學(xué)元件，從自然光獲得偏振光的過程稱為起偏。液晶顯示器液晶顯示器件的特點(diǎn)(1)平板型結(jié)構(gòu)。屏幕的有效面積在一定范圍內(nèi)不受限制，可大可小，顯示圖案的自由度也相當(dāng)大，具有信息存儲功能。(2)低壓驅(qū)動(dòng)。通常情況下顯示器件閾值電壓僅為1.5~2V，即能直接與大規(guī)模集成電路相匹配，連接性能優(yōu)良。(3)微功耗。每個(gè)顯示字符只有幾個(gè)微安，它是所有顯示器件中功耗最小的。一個(gè)很小的紐扣電池能使用1?2年以上。(4)該器件屬被動(dòng)顯示，自身不變光，均靠調(diào)制外界光實(shí)現(xiàn)顯示目的。而且在陽光下也能看得清楚，既不會(huì)引起視覺疲勞，又沒有刺目感，也不能產(chǎn)生射線輻射而傷害視力。(5)結(jié)構(gòu)簡單，制作工藝非常適應(yīng)現(xiàn)代化的規(guī)模生產(chǎn)，所以生產(chǎn)成本較低。(6)高分辨率，數(shù)據(jù)信號顯示實(shí)時(shí)、直觀、準(zhǔn)確、清晰。3液晶顯示器柔性顯示技術(shù)柔性顯示技術(shù)(OLED，有機(jī)發(fā)光二極管)屬于有機(jī)電致發(fā)光顯示技術(shù)，特點(diǎn)是柔性顯示屏，可彎曲而且非常薄，比印刷用的紙還要輕薄，顛覆常規(guī)液晶顯示技術(shù)。柔性屏釆用塑料板為基材，用OLED代替液晶實(shí)現(xiàn)顯示發(fā)光。由于OLED有機(jī)電致發(fā)光顯示技術(shù)具有自發(fā)光、無需背光、低壓驅(qū)動(dòng)、響應(yīng)速度快、對比度(在恒定的照明條件下，顯示器件顯示部分的亮態(tài)與暗態(tài)的亮度之比)更高、視覺寬、發(fā)光面均勻等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種類型顯示技術(shù)中優(yōu)勢突出，無論是在顯示領(lǐng)域還是在照明領(lǐng)域，OLED都被視為引發(fā)新一輪信息產(chǎn)業(yè)升級的顯示技術(shù)。403數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器的基本工作原理在數(shù)字存儲示波器中，Y軸輸入的被測模擬信號經(jīng)前置放大器放大和衰減后，送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行取樣、量化和編碼，成為數(shù)字“1”和“0”碼，量化成所需要的一串?dāng)?shù)據(jù)流，存入RAM中，這個(gè)過程稱為存儲器的“寫過程”。RAM的讀/寫操作受時(shí)鐘時(shí)基的R/W所控制。時(shí)鐘時(shí)基一旦接收來自觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖，就啟動(dòng)一次寫操作使R/W=0，同時(shí)寫地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。順序遞增的寫地址送至RAM中，使來自A/D的量化數(shù)據(jù)流的每組數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)的存儲單元里。1數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器的基本工作原理觸發(fā)工作方式：根據(jù)觸發(fā)信號和啟動(dòng)的時(shí)間差，分為觸發(fā)、正延遲觸發(fā)和負(fù)延遲觸發(fā)三種同步方式。觸發(fā)方式：當(dāng)被測信號越過觸發(fā)電平時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)信號啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器，同時(shí)RAM從0地址開始寫入新數(shù)據(jù)，將原來的內(nèi)容沖掉，當(dāng)寫滿2"個(gè)單元后停止寫操作，轉(zhuǎn)為讀出顯示，對應(yīng)顯示器屏幕上顯示的是觸發(fā)點(diǎn)后的十分格波形。正延退觸發(fā)方式：觸發(fā)信號到來時(shí)，存儲器不立即寫入數(shù)據(jù)，要延遲P次A/D轉(zhuǎn)換后，才開始從零地址寫入新數(shù)據(jù)，這樣顯示器屏幕上顯示的是距離觸發(fā)點(diǎn)P個(gè)點(diǎn)開始的十分格波形。所以正延遲就像拍攝波形的鏡頭向右移P個(gè)點(diǎn)拍到的波形。負(fù)延遲觸發(fā)方式：首先使存儲器一直處于寫狀態(tài)，新寫入的數(shù)據(jù)不斷將以前的內(nèi)容沖掉，觸發(fā)信號一到馬上停止寫入，這時(shí)對應(yīng)顯示器屏幕上顯示的是觸發(fā)點(diǎn)以前的十分格波形。1數(shù)字存儲示波器主要性能指標(biāo)(1)最高采樣速率f(次/秒)采樣速率亦稱數(shù)字化速率，是指每秒在不連續(xù)的時(shí)間點(diǎn)上獲取模擬輸入量并進(jìn)行量化處理的次數(shù)。(2)存儲容量存儲容量又稱存儲深度。(3)分辨率在數(shù)字存儲示波器中，屏幕上的點(diǎn)不是連續(xù)的，而是“量化”的。(4)準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是數(shù)字存儲示波器測量值和實(shí)際值的符合程度。(5)掃描時(shí)間因數(shù)t/div掃描時(shí)間因數(shù)是數(shù)字存儲示波器水平方向時(shí)間的度量，以每格(div)代表的時(shí)間來表示。2數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器中的關(guān)鍵器件數(shù)字存儲示波器是在模擬示波器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它在模擬示波器里增加了一些專用的關(guān)鍵器件和關(guān)鍵電路。1.A/D轉(zhuǎn)換器2.D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理3.隨機(jī)存儲器3數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器中的典型電路數(shù)字存儲示波器中的典型電路包括時(shí)基控制電路、存儲控制電路、讀寫地址計(jì)數(shù)器、功能控制電路、峰值檢測電路、隨機(jī)取樣電路等。下面重點(diǎn)介紹數(shù)字存儲示波器中主要典型電路的組成和工作原理。1.時(shí)基控制電路2.峰值檢測電路3.隨機(jī)取樣電路404數(shù)字存儲示波器的測試功能數(shù)字存儲示波器的測試功能(1)觸發(fā)點(diǎn)位置可任意設(shè)定(2)滾動(dòng)方式(3)峰值檢測功能(4)累計(jì)峰值檢測功能(5)平均功能(6)CRT讀出功能(7)游標(biāo)測量功能(8)存儲波形的擴(kuò)大及縮小(9)具有記錄輸出功能(10)菜單功能(11)接口05示波器功能擴(kuò)展舉例示波器功能擴(kuò)展舉例在示波器的外部配置階梯波信號發(fā)生器便可組成晶體管特性圖示儀。下面介紹用示波技術(shù)測量晶體管輸出特性曲線的實(shí)例。晶體三極管的輸出特性是一個(gè)以垢為參數(shù)的曲線。用類似方法還可以描繪出晶體管的輸入特性，場效應(yīng)管的相關(guān)特性或其他各種各樣能轉(zhuǎn)換為電壓的變化量的關(guān)系，這些都極大地?cái)U(kuò)展了示波器的功能。06示波器的應(yīng)用示波器的應(yīng)用用示波器檢測電子電路十分方便。例如，檢測放大器的工作是否正常，被觀察信號的波形是否失真等，而且能定量地測試其參數(shù)。(1)測量放大電路的放大倍數(shù)(2)用示波器觀測波形失真07選型依據(jù)和使用要點(diǎn)選型依據(jù)和使用要點(diǎn)選型依據(jù)1將以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)作為數(shù)字存儲示波器的選型依據(jù)。1.根據(jù)被測信號的上限頻率或上升時(shí)間確定數(shù)字存儲示波器的頻帶寬度。2.根據(jù)被測信號的重復(fù)頻率，確定實(shí)現(xiàn)帶寬的釆樣方式3.根據(jù)帶寬和釆樣方式確定最高采樣速率。4.根據(jù)測量準(zhǔn)確度確定垂直分辨率。5.根據(jù)水平分辨率選擇存儲長度。6.根據(jù)數(shù)字存儲示波器的實(shí)際用途確定其他功能選型依據(jù)和使用要點(diǎn)使用要點(diǎn)2①安全：數(shù)字存儲示波器在設(shè)計(jì)時(shí)已對安全做了嚴(yán)密的考慮，出廠時(shí)也做了安全測試，但為確保人身安全，在使用前應(yīng)詳細(xì)閱讀操作說明書，尤其是涉及安全的章節(jié)。正確使用合適的電源線，并使機(jī)殼妥善接地，嚴(yán)禁探極接地線接觸到電源相線，在機(jī)內(nèi)標(biāo)有警示符號“！”處，應(yīng)參閱說明書注意事項(xiàng)，以免操作失誤，涉及人身和儀器安全選型依據(jù)和使用要點(diǎn)使用要點(diǎn)2②在進(jìn)行測量前，應(yīng)先利用機(jī)內(nèi)校準(zhǔn)信號對探極進(jìn)行校準(zhǔn)，以達(dá)到正確補(bǔ)償。任何欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償均會(huì)造成某一頻段交流信號測試的誤差或脈沖波形的失真。選型依據(jù)和使用要點(diǎn)使用要點(diǎn)2③當(dāng)數(shù)字存儲示波器采樣速率較低（數(shù)字存儲示波器釆樣速率隨時(shí)基而變）不能夠正確地重建波形時(shí)，波形會(huì)發(fā)生“混淆”?；煜l(fā)生時(shí)，顯示波形的頻率將低于實(shí)際輸入的波形頻率或波形在已觸發(fā)的情況下也不能穩(wěn)定，給測量帶來困難或引起極大誤差。這是數(shù)字存儲示波器特有的現(xiàn)象。檢查是否發(fā)生混淆的方法是改變掃描時(shí)基因數(shù)旋鈕，若波形不是按時(shí)基變化而是出現(xiàn)較大的異常變化，則當(dāng)前波形可能會(huì)發(fā)生混淆。為避免混淆，釆樣頻率必須不低于被測信號的2倍。感謝觀看，再見！電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材頻域測量第七章電子測量技術(shù)（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學(xué)校電于信息類精品教材01掃頻儀掃頻儀1掃頻信號發(fā)生器：一種具有寬帶頻率調(diào)制特性的信號發(fā)生器。通常使用的調(diào)制波形是低頻鋸齒波，它能表示被測器件相對于頻率變化的工作特性，并以x-r圖形顯示被測器件的頻率特性。掃頻儀：一種具有顯示裝置的掃頻信號發(fā)生器。有效頻率范圍：掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的載波頻率范圍，載波頻率是連續(xù)的，或分成若干個(gè)頻段，或由一系列間斷的頻率組成，在此頻率范圍內(nèi)掃頻信號發(fā)生器滿足所有精度要求。常用術(shù)語掃頻儀1掃頻寬度：掃頻所覆蓋的頻率范圍或最高頻率與最低頻率之差。中心頻率可調(diào)的掃描信號發(fā)生器的掃描寬度等于頻偏的兩倍；起始和終止頻率可調(diào)的掃頻信號發(fā)生器的掃頻寬度等于這兩個(gè)頻率之差。掃頻中心頻率：窄帶掃頻或?qū)ΨQ掃頻時(shí)，掃頻寬度為0的載波頻率。掃頻方式：由掃頻電壓給定的方式而實(shí)現(xiàn)的掃頻。自動(dòng)掃頻：由周期性掃描電壓實(shí)現(xiàn)的掃頻工作方式。掃描電壓主要是鋸齒波、三角波、正弦波等。常用術(shù)語掃頻儀1手動(dòng)掃頻：由手動(dòng)旋鈕控制掃描電壓而實(shí)現(xiàn)的掃頻工作方式。觸發(fā)掃頻：由觸發(fā)脈沖信號啟動(dòng)掃描電壓而實(shí)現(xiàn)的掃頻工作方式。單次觸發(fā)掃頻：由單次按鈕啟動(dòng)一次掃描電壓而實(shí)現(xiàn)僅一次的掃頻工作方式。對數(shù)掃頻：掃頻頻率在線性掃描坐標(biāo)軸上以對數(shù)刻度表示的掃頻工作方式。起止掃頻：掃頻寬度由起始和終止頻率旋鈕控制的掃頻工作方式。常用術(shù)語掃頻儀1標(biāo)志掃頻：掃頻寬度由兩個(gè)頻率標(biāo)志旋鈕控制的掃頻工作方式。窄帶掃頻：對稱于中心頻率的窄頻帶的掃頻工作方式。外掃頻：由外部信號電壓控制掃頻信號發(fā)生器而實(shí)現(xiàn)的掃頻工作方式。頻率標(biāo)志：簡稱頻標(biāo)，用以表示掃頻信號頻率的標(biāo)志信號，有脈沖標(biāo)志、線狀標(biāo)志、菱形標(biāo)志等多種標(biāo)志形式。常用術(shù)語掃頻儀1分辨率：在規(guī)定的誤差極限內(nèi)，獲得或重復(fù)產(chǎn)生的某一工作特性的最小增量的最大值。掃頻線性誤差：在掃頻時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的相對于線性掃頻的最大頻率差編。該掃描線性誤差同樣適用于在多頻段工作的誤差。在多頻段工作時(shí)，掃頻覆蓋一個(gè)以上的頻段。同樣的方法也可用來表示頻標(biāo)之間的誤差。掃頻時(shí)間：頻率從一個(gè)規(guī)定值變化到另一個(gè)規(guī)定值的時(shí)間間隔。這兩個(gè)規(guī)定值是掃頻寬度的兩個(gè)極限值。常用術(shù)語掃頻儀2在掃頻儀中釆用的關(guān)鍵器件之一是變?nèi)荻O管。變?nèi)荻O管是指它的結(jié)電容隨外加偏壓而改變，并呈現(xiàn)明顯的非線性特性。變?nèi)荻O管的非線性電容通常釆用PN結(jié)或肖特基結(jié)的結(jié)構(gòu)形式來完成。消特基結(jié)變?nèi)荻O管由于反向擊穿電壓低，反向電流大，功率容量小，故作為可變電抗器（電容器或電感器）一般不釆用。所以通常所指的變?nèi)荻O管都是PN結(jié)二極管。變?nèi)荻O管在VHF.UHF和微波領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，適用于參量放大、變頻和倍頻、電調(diào)諧、調(diào)制限幅和開關(guān)等電路。由于變?nèi)荻O管在正向偏置時(shí)存在少數(shù)載流子的儲存效應(yīng)而形成擴(kuò)散電容，所以用做開關(guān)器件時(shí)，變?nèi)荻O管不如其他器件。掃頻儀中的關(guān)鍵器件02掃頻儀工作原理掃頻儀工作原理1整機(jī)電路原理框圖掃頻儀電路工作原理框圖如圖7.2.1所示。它主要由掃頻信號源和顯示系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。由圖7.2.1可知，掃頻信號源由掃頻單元、頻標(biāo)單元和衰減器三部分組成，在控制信號的作用下要求掃頻信號源具有以下功能。①能產(chǎn)生頻率做線性變化的掃頻信號；②這個(gè)掃頻信號的輸出是等幅的，且具有一定的功率；③掃頻信號的頻偏應(yīng)盡可能大且中心頻率；④要求掃頻信號的線性度良好；⑤能產(chǎn)生和掃頻信號同步的頻率標(biāo)記；⑥輸出阻抗要恒定。掃頻儀工作原理2單元電路工作原理掃頻單元工作原理框圖如圖7.2.2所示。掃頻信號是由固頻振蕩和掃頻振蕩在混頻器里經(jīng)差頻的方法而獲得的。采用差頻的方法是因?yàn)椴铑l可使中心頻率獲得很大的覆蓋比和有可能實(shí)現(xiàn)全頻段掃頻。掃頻振蕩頻率為500~800MHz，?頻振蕩頻率為500MHz，經(jīng)差頻后可獲得中心頻率為150MHz。03頻標(biāo)單元頻標(biāo)單元04K通道單元K通道單元掃頻儀的y、x通道系統(tǒng)同模擬示波器相似，準(zhǔn)確地說，掃頻儀中的顯示系統(tǒng)就是一臺低頻示波器。但和示波器相比，掃頻儀中的顯示系統(tǒng)又有許多自身的特點(diǎn)，比如：Y軸所能測量的頻率比較低，一般在0~500kHz左右；Y軸除對被測信號進(jìn)行線性放大外，對頻率標(biāo)記也能夠進(jìn)行一定的放大；在水平掃描方面示波器有多種掃速可供選擇，而掃頻儀僅有一種掃描速度。K通道單元通道單元是顯示系統(tǒng)的重要部件，一些重要的技術(shù)指標(biāo)必須通過它才能反映出來。因此對y通道單元的具體要求為：1.有較高的輸入阻抗。2.有較好的頻率特性。3.要求有較小的漂移。05操作使用操作使用BT—3GDI型頻率特性測試儀的面板布置(如圖所示)1操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2?前面板部分(1)顯示器：顯示待測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。(2)電源開關(guān)(POWER)：電源開關(guān)為紅色按鍵，按下為接通電源(ON)，指示燈亮；彈出為關(guān)閉電源(OFF)，指示燈滅。(3)水平校準(zhǔn)：當(dāng)掃描線不能和水平刻度線重合時(shí)，可加以調(diào)節(jié)。(4)聚焦：調(diào)節(jié)該旋鈕可使掃描線光滑清晰。(5)亮度：用來調(diào)節(jié)掃描線的亮度，順時(shí)針調(diào)節(jié)亮度最大，反之則最暗。操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2(6)k位移：調(diào)節(jié)該旋鈕左右旋轉(zhuǎn)，可使掃描線上下移動(dòng)。(7)F增益：用于調(diào)節(jié)Y軸輸入信號幅度的大小，使待測信號能直觀地顯示在顯示器上。(8)Y輸入：通常接檢波探頭的輸出端，對于含有內(nèi)檢波器的四端網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的輸出可直接加到F輸入端。(9)F衰減(10)中心頻率：調(diào)節(jié)該旋鈕，可使需要的中心頻率置于顯示器的中心位置。(11)頻標(biāo)選擇MHz：操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2(12)頻標(biāo)幅度：順時(shí)針調(diào)節(jié)該旋鈕，可使頻標(biāo)幅度增大，反之則減小。(13)掃頻方式：為全掃、窄掃、點(diǎn)頻三擋轉(zhuǎn)換鍵，按下為有效，彈出為無效。(14)掃頻寬度：調(diào)節(jié)該旋鈕能得到適合的掃頻帶寬。(15)輸出衰減dB：輸出衰減共分為7擋，通過不同的組合，可得到不同的衰減量，它的設(shè)置能夠改變掃頻信號的輸出幅度。(16)掃頻輸出：掃頻信號的輸出端，通常接待測四端網(wǎng)絡(luò)的輸入端。(17)外接頻標(biāo)：該插座應(yīng)和“頻標(biāo)選擇MHz”中的“外接”鍵配合使用。操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2?后面板部分左、右兩個(gè)旋鈕分別是X幅度、X位移。(18)X幅度：調(diào)節(jié)該旋鈕，可改變掃描線在水平方向幅度的長短。(19)X位移：調(diào)節(jié)該旋鈕左右旋轉(zhuǎn)，可使掃描線左右移動(dòng)。操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2?使用方法(1)掃頻儀檢查。接通掃頻儀電源。檢測自校開關(guān)：置“自?！蔽恢?。(2)頻標(biāo)的識別將頻標(biāo)選擇MHz鍵置“10/1”擋，“中心頻率”旋鈕置于起始處，此時(shí)顯示器上出現(xiàn)不同于菱形頻標(biāo)的特殊標(biāo)識，稱為零拍。操作使用按鍵、旋鈕的名稱與作用2?使用方法(3)掃頻寬度不同的四端網(wǎng)絡(luò)有著不同的頻帶，預(yù)置掃頻寬度太窄，待測曲線在水平方向會(huì)很??；預(yù)置掃頻寬度太寬，待測曲線在水平方向會(huì)很大。因此調(diào)節(jié)掃頻寬度旋鈕會(huì)得到合適的掃頻寬度。(4)中心頻率讀取不同的四端網(wǎng)絡(luò)除了有不同的頻帶之外，還有不同的中心頻率，預(yù)置中心頻率過高，被測曲線會(huì)在右面，預(yù)置中心頻率過低，被測曲線會(huì)在左面。06測試實(shí)例測試實(shí)例測量步驟如下：(1)接通掃頻儀電源。(2)掃頻儀各旋鈕預(yù)置如下：①"+/-”鍵：置“+”擋、"AC/DC”鍵：置“DC”擋，Y衰減鍵：置“xl”擋。②輸岀衰減dB鍵：置10dB。③頻標(biāo)選擇dB鍵：置“10/1”MHz擋。④中心頻率旋鈕調(diào)節(jié)在10.7MHz上。⑤調(diào)節(jié)掃頻寬度旋鈕，使頻率范圍在20MHz左右。⑥Y增益旋鈕順時(shí)針調(diào)節(jié)至5大格位置。測試實(shí)例(3)掃頻儀與雙調(diào)諧回路的連接掃頻儀掃頻輸出端接雙調(diào)諧回路放大器的輸入端，雙調(diào)諧回路放大器的輸出端通過檢波探頭接掃頻儀的K輸入端。(4)檢測/自校開關(guān)：置“檢測”位置。注：檢波探頭為低阻檢波器，掃頻輸出為帶鱷魚夾的高頻電纜。(5)合理選擇輸出衰減dB值，調(diào)節(jié)“掃頻寬度”旋鈕，使雙調(diào)諧回路的幅頻特性曲線為5大格。07正確選用掃頻儀依據(jù)正確選用掃頻儀依據(jù)掃頻儀的選型應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用要求進(jìn)行選擇，主要參照以下幾點(diǎn)：(1)頻率范圍：應(yīng)根據(jù)所使用的頻段參照具體指標(biāo)，如掃頻范圍、掃頻寬度、掃頻時(shí)間、中心頻率等參數(shù)進(jìn)行選擇。(2)輸出功率及動(dòng)態(tài)范圍：應(yīng)根據(jù)待測網(wǎng)絡(luò)的具體指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)，合理地選擇符合測試要求的功率電平，以及滿足技術(shù)參數(shù)要求的動(dòng)態(tài)范圍，特別是動(dòng)態(tài)范圍要隨著測試要求的提高而增加。(3)使用靈活、操作簡單、直觀、測試精度高，測試結(jié)果可直接在顯示器上讀出。(4)掃頻儀面板上的按鍵和旋鈕要齊全配套、按鍵彈出與按下要輕松自如，旋鈕調(diào)節(jié)要靈活、方便、準(zhǔn)確。要有必備的測試附件，如檢波器、電纜、各種轉(zhuǎn)換接頭等。08頻譜分析儀工作原理頻譜分析儀工作原理時(shí)域和頻域的關(guān)系1對于一個(gè)電信號，一種是用它隨時(shí)間的變化特性來表示，如各種電子示波器的測試波形，一般稱它為時(shí)域分析方法。另一種是用信號所含的各種頻率分量（頻譜分布）來表示，由頻譜分析儀來測量，一般稱它為頻域分析方法。這里所說的“譜”，是指按一定規(guī)律列出的圖表或繪制的圖像。