1、電子測量與儀器高等職業(yè)學校電子信息類、電氣控制類專業(yè)系列教材 高等教育出版社 李明生 主編課程目錄第1章 電子測量和儀器的基本知識 第2章 信號源第3章 示波測量技術第4章 電壓測量第5章 頻率、時間和相位的測量第6章 頻域測量技術第7章 電子元器件參數(shù)測量 第1章電子測量與儀器基本知識返回課程目錄內容提要本章主要介紹學習本課程必備的基本知識。本章內容主要有： 電子測量的內容、特點和基本方法； 測量誤差的來源、分類和表示方法； 有效數(shù)字的概念和測量結果的處理； 電子測量儀器有關知識。 1.1測量及其意義測量定義：測量是為了獲取被測量對象而進行的實驗過程。 測量結果=數(shù)值+相應的單位 注意：無單

2、位的量值無意義。測量意義：測量是發(fā)現(xiàn)新問題、提出新理論的依據(jù)；科學的進步和生產(chǎn)的發(fā)展與測量技術手段的發(fā)展和進步是相互依賴、相互促進的。 1.2 電子測量的意義和特點電子測量：即以電子技術為手段的測量。它是衡量一個國家科學技術發(fā)展的標志。內容：電能量的測量：如I、U、P等的測量；電路、元器件參數(shù)的測量：如R、L、C、Q、D等；電信號特性的測量：如f、 T 、波形、時間等；電路性能的測量：如放大倍數(shù)、衰減量、靈敏度等； 特性曲線的測量：如幅頻特性、相頻特性等。特點：1.測量頻率范圍寬； 2.儀器量程寬；3.測量準確度高；4.測量速度快；5.易于實現(xiàn)遙測；6.易于實現(xiàn)測量自動化和測量儀器微機化。 1

3、.3電子測量方法的分類一、按測量方式分類1、直接測量：直接測量是指用已標定的儀器，直接地測量出某一待測未知量的量值的方法，例如用電壓表直接測量電壓。2、間接測量：測量某未知量y，必須先對與未知待測量y有確切函數(shù)關系的其他變量x（或n個變量）進行直接測量，然后再通過函數(shù)計算出待測量y，稱為間接測量。如：電功率P的測量 。3、組合測量：如有若干個待求量，把這些待求量用不同方式組合（或改變測量條件來獲得這種不同的組合）進行測量（直接或間接），并把測量值與待求量之間的函數(shù)關系列成方程組 ,只要方程式的數(shù)量大于待求量的個數(shù),可以求出各待求量的數(shù)值，這種方法叫組合測量或聯(lián)立測量。 二、按被測信號性質分類1

4、、時域測量 ：測量被測量對象在不同時刻的特性，這時把被測量對象看成時間的函數(shù)；2、頻域測量 ：測量被測量對象在不同頻率時的特性，這時把被測量對象看成頻率的函數(shù)；3、數(shù)據(jù)域測量 ：又稱數(shù)字測量技術，是對數(shù)字系統(tǒng)邏輯特性的測量。4、隨機測量 ：隨機測試技術是認識含有不確定性的事物的重要手段。最普遍存在、最有用的隨機信號是各類噪聲。所以隨機測量技術又稱為噪聲測試技術。 1.4 測量誤差的基本概念一、 測量誤差的定義 1、真值（A0）: 在一定的時間和空間環(huán)境條件下，被測量本身所具有的真實數(shù)值。（實際中不可知）2、實際值（A）：根據(jù)測量誤差的要求，用高一級或數(shù)級的標準儀器或計量器具測量所得之值。（實際

5、應用中可代替真值） 例：微安電流表相比毫安電流表就是高一級測量儀器。3、示值（X）：被測量的量值。 讀數(shù)：從儀器刻度盤、顯示器等讀數(shù)裝置上直接讀來的數(shù)字。 例：用一電流表測量某電流值，量程選擇10mA檔。刻度盤指示如下圖所示： 其讀數(shù)為：8； 示值為：8mA4、標稱值：被測量上標示的數(shù)值。 例：電阻器的色環(huán)標示其阻值；0108二、測量誤差的表示方法 式中的真值A0是一個理想概念，無法得到，實際應用中通常用實際值A來代替真值A0。實際值也稱為約定真值。 AA1絕對誤差1）定義： 由測量所得到的被測量值x與其真值A0之差，稱為絕對誤差，即測量誤差有絕對誤差和相對誤差兩種表示方法。 特點：絕對誤差既

6、有大小，又有符號和量綱。2）修正值 與絕對誤差的絕對值大小相等，但符號相反的量值，稱為修正值，用C表示為 C = Ax= x 測量儀器的修正值可以通過上一級標準的檢定給出，修正值可以是數(shù)值表格、曲線或函數(shù)表達式等形式。在日常測量中，利用其儀器的修正值C和該已檢儀器的示值，可求得被測量的實際值 A= xC 。 例：某臺電流表的修正值由以下表格給出，求示值分別為0.4mA和0.8mA時的實際值各為多少？X/mA0.02-0.04C/mA00.40.8解：A1=X1+C1=0.4+0.02=0.42mA; A2=X2+C2=0.8-0.04=0.76mA2、相對誤差意義：相對誤差可以更準確地說明測量

7、的準確度。例：測量兩個頻率值：f 1=1000Hz，f 2=100000Hz,得絕對誤差分別為 f 1 =1Hz， f 2=10Hz，問那次測量的準確度更高？解：比較絕對誤差可得： f 1 f 2，第一次測量誤差較小； 但：%01. 0%10010000010%100%1 . 0%10010001%1002211ffff 可見：第二次的誤差與實際值相比所占比例比第一次的小，第二次的測量準確度高些。絕對誤差與被測量的真值之比，稱為相對誤差，用表示 。 分類：1)相對真誤差:001000 特點：只有大小和符號，沒有單位。 真值是不能確切得到的，通常用實際值A代替真值來表示相對誤差 00100AxA

8、2)實際相對誤差 誤差較小、要求不太嚴格的場合，也可以用測量值X代替實際值A 001003)示值相對誤差 實際中，也常用測量儀器在一個量程范圍內出現(xiàn)的最大絕對誤差xm與該量程的滿刻度值（該量程的上限值與下限值之差）Xm之比來表示的相對誤差 。00100mmm4）滿度相對誤差（引用相對誤差） 由上式可知，通過滿度誤差實際上給出了儀表各量程內絕對誤差的最大值。 電工儀表就是按引用誤差mm之值進行分級的。我國電工儀表共分七級：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果儀表為S級，則說明該儀表的最大引用誤差不超過S%。 因此，在使用這類儀表測量時，應選擇適當?shù)牧砍蹋故局当M可能接近于

9、滿度值，指針最好能偏轉在不小于滿度值2/3以上的區(qū)域。 5）相對誤差的對數(shù)表達形式)1lg(20)1lg(20)1lg(20lg20)1lg(20lg20)1 (lg20)lg(20 xAdBAdBdBdBdBAAxAAxAxAxAx例1： 鑒定一個1.5及100mA的電流表，發(fā)現(xiàn)在50mA處的誤差最大，為1.4mA,其它刻度處的誤差均小于1.4mA,問這塊電流表是否合格？解：%)5 . 1%(4 . 1%1001004 . 1%100mmmmxx所以：該電流表合格。例2： 某待測電流約為100mA，現(xiàn)有0.5級量程為400mA和1.5級量程為100mA的兩個電流表，問用哪一個電流表測量較好？

10、 解：用400mA、 0.5級電流表，可求得測量的最大誤差和相對誤差為: 用100mA、1.5級電流表，可求得測量的最大誤差和相對誤差為:0020010010021005 . 1001001005 . 12可見.應選1.5級100 mA電流表。mAmAm2400005 . 01mAmAm5 . 1100005 . 121.4.2 測量誤差的來源1、儀器誤差：由于測量儀器及其附件的設計、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。 2、影響誤差：由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致而引起的誤差。 3、理論誤差和方法誤差

11、：由于測量原理、近似公式、測量方法不合理而造成的誤差。 4、人身誤差：由于測量人員感官的分辨能力、反應速度、視覺疲勞、固有習慣、缺乏責任心等原因，而在測量中使用操作不當、現(xiàn)象判斷出錯或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差。 1.4.4測量誤差的分類 1、系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差的定義：在同一測量條件下，多次測量重復同一量時，測量誤差的絕對值和符號都保持不變，或在測量條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。 2、隨機誤差：隨機誤差的定義：在同一測量條件下（指在測量環(huán)境、測量人員、測量技術和測量儀器都相同的條件下），多次重復測量同一量值時（等精度測量），每次測量誤差的絕對值和符號都以不可預知的方式變化的誤差

12、，稱為隨機誤差。 3、粗大誤差：粗大誤差是一種顯然與實際值不符的誤差，又稱疏失誤差。含有粗差的測量值稱為壞值或異常值，在數(shù)據(jù)處理時，應剔除掉。 15 測量結果的表示及有效數(shù)字一、 測量結果的表示測量結果表示為：一定的數(shù)值和相應的計量單位。例：40KV、465KHz等。 二、 有效數(shù)字和有效數(shù)字位1、定義：對于包含的誤差不大于末位單位數(shù)字的一半的數(shù)，從它最左端一位非零數(shù)字起，到最末一位所有數(shù)字都稱為有效數(shù)字。2、知識點： 1）可以從有效數(shù)字的位數(shù)估計出測量誤差，一般規(guī)定誤差不超過有效數(shù)字末位單位的一半。 2） “0”在最左面為非有效數(shù)字： 3）有效數(shù)字不能因選用單位的變化而變化。例：0.1030

13、A 表示含有誤差：0.0001/2=0.00005A； 有效數(shù)字位：1、0、3、0(最左端的0非有效數(shù)字)； 用mA單位表示：103.0 mA;而不是103 mA,末位的0不能去掉。 若保留N位有效數(shù)字，N位以后的數(shù)字，若大于保留數(shù)字末位單位的一半，則舍去的同時第N位加1；若小于保留數(shù)字末位單位的一半，則舍去的同時第N位不變；若等于保留數(shù)字末位單位的一半，如第N位原為奇數(shù)則加1變?yōu)榕紨?shù)，原為偶數(shù)不變。即： 1）小于5舍去，末位不變； 2）大于5進1，在末位增1； 3）等于5時，取偶數(shù)，則當末位是偶數(shù)，末位不變；末位是奇數(shù)，在末位增1。例1：將下列數(shù)據(jù)舍入保留三位有效數(shù)字：16.43 16.4

14、(0.030.1/2=0.05,舍去且往前位增1) 16.35 16.4 (0.05=0.1/2,3為奇數(shù)，舍去且往前位增1) 16.45 16.4 (0.05=0.1/2,4為偶數(shù)，舍去)16.4501 16.5(0.05010.1/2=0.05,舍去且往前位增1) 38050 (50=100/2,0為偶數(shù)，舍去)三、數(shù)字的舍入規(guī)則41080. 3四、數(shù)字近似運算規(guī)則保留的位數(shù)原則上取決于各數(shù)中準確度最差的那一項。 1、加減規(guī)則：以小數(shù)點后位數(shù)最少的為準（各項無小數(shù)點則 以有效位數(shù)最少者為準），其余各數(shù)可多取一位。 2、乘除規(guī)則：以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準，其余參與運算的數(shù)字及結果中的有效數(shù)

15、字位數(shù)與之相等或多保留一位有效數(shù)字。例2：進行下列運算：1）2）481 .4801. 432. 0603011. 432. 021.603原式38.438.424.620.3813.444.620.38213.44原式第2章 信號源 返回課程目錄內容提要本章主要介紹了信號源在電子測量中的作用、組成原理和種類 。本章內容主要有：正弦信號源的性能指標及基本原理； 合成信號源的性能指標及基本原理； 函數(shù)發(fā)生器的組成方案及基本原理； 脈沖發(fā)生器的原理與組成結構 ； 任意波形發(fā)生器簡單介紹 。21概述1作用信號源的用途主要有以下三方面：（1）激勵源；（2）信號仿真；（3）標準信號源。 2、分類（按照輸出

16、信號的頻率分 ）超低頻信號發(fā)生器，頻率范圍為0.0001Hz1000Hz；低頻信號發(fā)生器，頻率范圍為1Hz1MHz；視頻信號發(fā)生器，頻率范圍為20Hz10MHz；高頻信號發(fā)生器，頻率范圍為100KHz30MHz；甚高頻信號發(fā)生器，頻率在30MHz300MHz；超高頻信號發(fā)生器，頻率在300MHz以上。22 正弦信號源 一、 正弦信號源的性能指標1頻率特性（用以下幾項指標來表征） （1）頻率范圍；（2）頻率準確度；（3）頻率穩(wěn)定度 2輸出特性（1）輸出電平范圍；（3）輸出電平準確度； （3） 輸出阻抗。 3調制特性 主要包括調制頻率，調幅系數(shù)等。 222 正弦信號源一、低頻信號發(fā)生器 低頻信號發(fā)

17、生器頻率范圍一般為20Hz20KHz，故又稱音頻信號發(fā)生器。 功率輸出12主振器電壓放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出監(jiān)測電壓表電平調節(jié)主振級 作用是產(chǎn)生低頻的正弦波信號，一般采用RC振蕩 器。是低頻信號發(fā)生器的主要部件。 電壓放大級和功率放大級作用：放大隔離。衰減器和匹配器：衰減器：其作用是調節(jié)輸出電壓使之達到所需的值。匹配器：實際為變壓器，其作用是使輸出端連接不同負載時都能得到最大的輸出功率。監(jiān)測電壓表用于監(jiān)測信號源輸出電壓或輸出功率的大小。二、高頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器輸出頻率范圍一般在300KHz1GHz，輸出電壓在0.1V1V左右，輸出阻抗為標準的50（或75）。信號調

18、制方式為：30MHz以下采用調幅方式，30MHz以上采用調頻方式。 主振級緩沖級調制級可變電抗器輸出級監(jiān)測器內調制振蕩器電源外內FMAM輸出 （1）主振級：產(chǎn)生頻率可調的高頻正弦信號，一般采用LC振蕩電路，信號發(fā)生器的頻率特性主要有主振級決定。（2）緩沖級：放大主振級輸出的高頻信號；隔離主振級與后續(xù)電路，提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。（3）調制級：對主振信號調幅，輸出調幅信號，滿足某些測量需要。（4）內調制信號發(fā)生器；輸出內調制信號，頻率為400HZ或1000HZ。（5）輸出級：放大、衰減調制級的輸出信號，使信號發(fā)生器有足夠的電平調節(jié)范圍；濾除不需要的頻率分量；保證輸出端有固定的輸出阻抗。（6）可變電

19、抗器：可變電抗器與主振級的諧振電路耦合，使主振級產(chǎn)生調頻信號，多采用二極管調頻電路。24 函數(shù)發(fā)生器 函數(shù)信號發(fā)生器的三種組成方案：第一種是施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波；第二種是先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波；第三種是先產(chǎn)生三角波再轉換為方波和正弦波。 函數(shù)發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等多種波形的信號發(fā)生器。 一、由方波產(chǎn)生三角波、正弦波的方案如圖所示：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器頻率控制積分器電壓比較器1電壓比較器2二極管整形網(wǎng)絡放大放大放大+方波三角波正弦波參考電位1、方波三角波的變換原理變換電路如圖所示：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器密勒積分器電壓 比較器1電壓 比較器2+CRRP三角波輸

20、出 可見電路主要有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、密勒積分器和兩個電壓比較器組成。工作原理如下： 若雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端的電壓u1為正，則積分器的輸出電壓u2將線性下降，當u2下降到等于參考電動勢Er2時，電壓比較器2使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉，輸出電壓u1由正變負，積分器的輸出電壓u2將線性上升。當上升到等于參考電動勢Er1時，電壓比較 器1使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又翻回到原來狀態(tài)，完成一個循環(huán)周期。從雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端可得到方波信號；從積分器的輸出端可得到三角波信號，u10Er1Er2u2t0t2、三角波正弦波變換原理 上圖為實際的正弦波形成網(wǎng)絡。電路中使用了6對二極管。正、負直流電源和電阻為二用管提供適當?shù)钠珘海钥刂迫遣?/p>

21、逼近正弦波時轉折點的位置。直流穩(wěn)壓電源uiuoR0R1R2R3R4R5R6R7R1R2R3R4R5R6R7VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7VD8VD9VD10VD11VD12+-第3章示波測試技術返回課程目錄內容提要本章內容主要有： CRT顯示原理 通用示波器 取樣示波器 波形存儲及顯示技術 示波器的基本測試技術3.1概述一、 示波器的分類 從示波器對信號的處理方式出發(fā)分為： 模擬示波器 數(shù)字示波器進一步可分為： 通用示波器 取樣示波器 存儲示波器 專用示波器二、 主要技術指標1頻帶寬度BW和上升時間tr BW=fH-fL tr表示顯示波形的上升沿的幅度從10%上升到90%所需的時間

22、2掃描速度 指熒光屏上單位時間內光點水平移動的距離，單位為“cm/s”。 3偏轉因數(shù) 指在輸入信號作用下，光點在熒光屏上的垂直（Y）方向移動 1cm（即1格）所需的電壓值，單位為“V/cm”、“mV/cm” 。4輸入阻抗 當輸入直流信號時，輸入阻抗用輸入電阻Ri表示；當輸入交流信號時，輸入阻抗用輸入電阻Ri和輸入電容Ci的并聯(lián)表示。3.2 CRT顯示原理一、 陰極射線示波管（CRT）CRT主要由電子槍、偏轉系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。其工作原理是： 由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應部位產(chǎn)生熒光，而偏轉系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉，從而改變熒光屏上光點的位置。 CRT內部結構如下圖所示：E 輝度

23、 聚焦 輔助聚焦 +EFGKA1A2Y偏轉板X偏轉板熒光屏電子槍偏轉系統(tǒng)熒光屏1電子槍（1）作用：發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。（2）工作原理：電子聚焦原理 1）當電子以一定速度從低電位處向高電位處運動時2v21v1u1u2電子從低電位運動到高電位要加速 v12,總體呈會聚趨勢。1v1u1u2v222）當電子以一定速度從高電位處向低電位處運動時電子從高電位運動到低電位要減速 v1v2;又電子在運動中垂直方向未受力垂直速度未改變V1sin1= V2sin21 2 ,總體呈發(fā)散趨勢。（2）組成：燈絲F、陰極K、柵極G和陽極A1、A2。 1）燈絲F、陰極K 當電流流過燈絲后對陰極加熱，陰極產(chǎn)生大量

24、電子，并在后續(xù)電場作用下轟擊熒光屏發(fā)光。 2）控制柵極G 呈圓筒狀，包圍著陰極，只在面向熒光屏的方向開一個小孔，使電子束從小孔中穿過。通過調節(jié)G對K的負電位可調節(jié)光點的亮度，即進行“輝度”控制。 3）第一陽極A1、第二陽極A2 A1和A2對電子束進行聚焦并加速，使到達熒光屏的電子形成很細的一束并具有很高速度。調節(jié)A1的電位，即可調節(jié)G與A1和A1與A2之間的電位，調節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕；調節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”。 小結：G1、A1、A2的電位關系為：VGVK、 VG VA1，因此，電子從G至A1、A1至A2將得到會聚并加速，而從K至G將發(fā)散。2偏轉系統(tǒng)（1）工作原理：線性偏

25、轉理論。 電子的位移與所加電壓的大小成正比。（2）結構： 示波管的偏轉系統(tǒng)由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直（Y）偏轉板和水平（X）偏轉板，偏轉板在外加電壓信號的作用下使電子槍發(fā)出的電子束產(chǎn)生偏轉。 當偏轉板上沒有外加電壓時，電子束打向熒光屏的中心點；如果有外加電壓，則在偏轉電場作用下，電子束打向由X、Y偏轉板共同決定的熒光屏上的某個坐標位置。 3熒光屏（1）作用： 熒光屏將電信號變?yōu)楣庑盘枺鞘静ü艿牟ㄐ物@示部分，通常制作成矩形平面。（2）結構及原理: 其內壁有一層熒光物質，面向電子槍的一側還常覆蓋一層極薄的透明鋁膜，高速電子可以穿透這層鋁膜轟擊屏上的熒光物質而發(fā)光，透明鋁膜可保

26、護熒光屏，且消除反光使顯示圖形更清晰。 二、 波形顯示的基本原理 電子束在熒光屏上產(chǎn)生的亮點在屏幕上移動的軌跡，是加到偏轉板上的電壓信號的波形。1、掃描（1）定義：光點在掃描電壓作用下掃動的過程。（2）掃描電壓實際波形：鋸齒波。Uxt0TsTb TwTs:掃描正程時間，電子束從左到右運動；Tb:掃描逆程時間或掃描回程時間，電子束從右到左運動；Tw:掃描休止時間。掃描電壓周期Tx=Ts+Tb+Tw。理想狀態(tài)下：Tb=Tw=0，Tx=Ts。2、波形顯示 Y偏轉板：加被測信號； X偏轉板：加掃描電壓信號（設為理想狀態(tài)）。 1）設Ux=Uy=0，則光點在垂直和水平方向都不偏轉，出現(xiàn)在熒光屏的中心位置；

27、Uyt0Uxt0 2）設Ux=0，Uy=Umsint。 由于X偏轉板不加電壓，光點在水平方向是不偏移的，則光點只在熒光屏的垂直方向來回移動，出現(xiàn)一條垂直線段。Uxt0Uyt0 3)設Ux=kt，Uy=0。 由于Y偏轉板不加電壓，光點在垂直方向是不移動的，則光點在熒光屏的水平方向上來回移動，出現(xiàn)的是一條水平線段。tUyt0Ux0由上三種情況可看出： a 、X偏轉板上所加電壓控制電子的水平運動； b 、Y偏轉板上所加電壓控制電子的垂直運動； c 、電子位移長度取決于所加電壓的大小。 4)設Y偏轉板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=TyTx=Ty熒光屏顯示

28、的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。Uyt0Ux0t5)設Y偏轉板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=2TyTx=2Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。Uyt0Ux0t6)設Y偏轉板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=3/2 TyTx=3/2 Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的不穩(wěn)定波形。tUyt0Ux0第一掃描周期第二掃描周期由此可見： 當掃描電壓的周期是被觀測信號周期的整數(shù)倍時，即Tx=nTy(n為正整數(shù))，每次掃描的起點都對應在被測信號的同一相位點上，這就使得掃描的后一個周期描繪的波形與前一

29、周期完全一樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)定的波形。 當理想掃描電壓的周期Tx=n Ty(n為正整數(shù))時，波形穩(wěn)定，且顯示n個被測信號波形；當此關系不成立時,波形顯示不穩(wěn)定。 一般情況下,當掃描電壓的周期Ts=n Ty(n為正整數(shù))時，波形穩(wěn)定，且顯示n個被測信號波形；逆程消隱。 此即“同步”原理。 3、消隱現(xiàn)象 實際的掃描電壓中，回程時間與休止時間并不為零，則電子從右端回到左端時，也會有掃描軌跡。 回程軌跡的存在影響被測波形的觀測，實際示波器中要將其消隱，即使得正程軌跡亮度增加，回程軌跡黯淡，凸顯正程。例： 設Y偏轉板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉板加鋸

30、齒波電壓Ux， Tx= Ts+ Tb+Tw,Tx= Ts+ Tb+Tw,且有Ts=2Ty, Tb=Ty,Tw=0,Ts=2Ty, Tb=Ty,Tw=0,熒光屏顯示如下波形。Uyt0Ux0t回程掃描軌跡掃描正程軌跡3.3 通用示波器一、 通用示波器的組成通用示波器主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分組成。此外，還包括電源電路及校準信號發(fā)生器。 Y系統(tǒng)X系統(tǒng) 示 波 管電源等下圖為示波器簡化結構示意圖：二、 通用示波器的垂直通道 （一）作用： 將輸入的被測信號進行衰減或線性放大后，輸出符合示波器偏轉要求的信號，驅動電子運動，使被測信號在屏幕上顯示出來。 （二）構成： 輸入電路、Y前置放大器、延遲

31、線和Y后置放大器等。基本組成框圖如下： 前置放大后置放大觸發(fā)放大延遲線Y偏轉板X通道輸入電路uy1、輸入電路（1）作用：引入被測信號，并為前置放大器提供良好的工作條件。（2）輸入電路方框圖如下：輸入衰減器阻抗變換倒相器探頭前置放大交流直流S接地1）探頭a 、結構及工作原理：如下圖所示。CRRiCi+UiUi示波器探 頭Ui與Ui的關系分析如下：時當RCCRRRRURCjCRjRRRURCjRCRjRCRjRUCjRCjRCjRCjRCjRCjRUZZUUiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii11111111111b 、作用：a) 將原輸入信號進行幅度衰減，擴展其量程；b)

32、提供示波器的高輸入阻抗;c) 降低示波器的輸入容抗，提高示波器的抗干擾能力。c 、使用注意事項：a) 探頭要定期校正，調節(jié)可調電容。 采用示波器內部的方波信號進行探頭校正，可能有以下三種情況。a) 正常補償 b）欠補償 c）過補償RiCi=RCRiCiRCRiCiUc(t),D導通，向C充電，UR(t)=Uc(t), RDCTmin; Ui(t)Tmax; (RD為二極管內阻，RDC為充電常數(shù)；RC為放電常數(shù))所以： UR= Uc UP+Uc0tUR422 峰值電壓表CDR+Ui(t)+URUcb)并聯(lián)式 b)并聯(lián)式： 判斷二極管的導通及截止情況；Ui(t)Uc(t),D導通，向C充電，UR(

33、t)=0, RDCTmin;Ui(t)Tmax; (RD為二極管內阻，RDC為充電常數(shù)；RC為放電常數(shù))所以： UR(t)= Ui(t)Uc(t) UR = Ui Uc Ui UP+ =U0 UP+ =Um+ Uc0tUCUx總結：串聯(lián)式峰值檢波器：UR=UP+，電路中的電容C起濾波 作用； 并聯(lián)式峰值檢波器：UR =Um+，電路中的電容C有隔直 流和濾波作用。 例1： 用一只串聯(lián)式峰值電壓表和一只并聯(lián)式峰值電壓表分別測量電壓Ux(t)=(10+5sint)V，試判斷兩只電表內檢波器的輸出是多少。解： Ux(t)=(10+5sint)V Uxm+=5V, Uxp+=10+5=15V所以：串聯(lián)式

34、檢波器輸出對應Uxp+=15V; 并聯(lián)式檢波器輸出對應Uxm+=5V。二、定度系數(shù) 表頭刻度按（純）正弦波有效值定度。 當輸入u(t)為正弦波時，讀數(shù)即為u(t)的有效值V（而不是該純正弦波的峰值Vp）。 對于非正弦波的任意波形，讀數(shù)沒有直接意義（既不等于其峰值Vp也不等于其有效值V）。但可由讀數(shù)換算出峰值和有效值。 即：=KUp 為峰值電壓表的示值，Up為被測電壓的峰值，K為定度系數(shù)。對與正弦波，U=K Up，于是可得221ppKUUK將K代入=KUp，可得22/2KUP2UP結論公式為例2： 用峰值電壓表分別測量正弦波、三角波和方波電壓，電壓表示值均為10V，問三種波形被測信號的峰值和有效

35、值各為多少？解：三種波形電壓的峰值均為Up=Up =UP =2=210V=14.14V 正弦波的有效值即為電壓表示值，即U =10V三角波、方波的有效值分別為：VVKUUVVKUUPPPP14.14114.1417. 8314.14三、波形誤差 如果被測電壓不為正弦波，直接將峰值電壓表示值作為被測電壓的有效值，則會帶來“波形誤差”。 計算公式為：%100)21 (%1002%100PPxKKU423 有效值電壓表 一、工作原理 有效值檢波器輸出對應被測信號的有效值，即UO(t) Ux;考慮有效值的定義，為方便也可使檢波器輸出對應被測信號有效值的平方，即UO(t)Ux2 。可以有以下三種方案。1

36、、利用二極管平方律伏安特性檢波 小信號時二極管正向伏安特性曲線可近似為平方關系。 缺點：精度低且動態(tài)范圍小。 因此，實際應用中，采用分段逼近平方律的二極管伏安特性曲線圖的電路。2、利用熱電偶輸出輸入關系 熱電偶兩個冷端處產(chǎn)生的熱電動勢與熱端所加電壓的有效值平方成正比，即UO(t)Ux2 。 TxxdttuTU0)(123、利用模擬運算的集成電路檢波2( )u t0TAu(t)Vrms 通過多級運算器級連,實現(xiàn)模擬乘法器（平方） 積分 開方 比例運算。 二、計算公式：Ux=理論上不存在波形誤差，因此也稱真有效值電壓表（讀數(shù)與波形無關）。 4.3 數(shù)字電壓表 一、數(shù)字電壓表的主要技術指標 量程 基

37、本量程：無衰減或放大時的輸入電壓范圍，由A/D轉換器動態(tài)范圍確定。 擴展量程：通過對輸入電壓（按10倍）放大或衰減，可擴展為其它量程。 例如： 基本量程為10V的DVM，可擴展出0.1V、1V、10V、100V、1000V等五檔量程； 基本量程為2V或20V的DVM，可擴展出200mV、2V、20V、200V、1000V等五檔量程。 顯示位數(shù) 完整顯示位：能夠顯示09的數(shù)字。 非完整顯示位：只能顯示0和1（在最高位上）稱為1/2位；只能顯示05稱為3/4顯示位。 例如：（1）4位DVM 具有4位完整顯示位，其最大顯示數(shù)字為 9999 。 （2）4位半DVM 具有4位完整顯示位，1位非完整顯示位

38、，其最大顯示數(shù)字為19999 。 （3） 位DVM 具有4位完整顯示為，1位非完整顯示為，其最大顯示數(shù)字為59999。434超量程能力定義： 指數(shù)字電壓表能測量的最大電壓超過其量程值的能力。DVM有無超量程能力取決于它的量程分檔情況和能夠顯示的最大數(shù)字情況。 可從計數(shù)脈沖角度來考慮，顯示器可顯示多余脈沖則有超量程能力。例如： 1、 顯示位數(shù)為3位完整位的數(shù)字電壓表 最大顯示數(shù)字為999，其內部在進行模數(shù)轉換時，若被測電壓轉換成的計數(shù)脈沖數(shù)大于999，則多出的脈沖無法被計數(shù)器顯示，將溢出，既不能被測量。 2、顯示位數(shù)為3位半時 最大顯示數(shù)字為1999，其最高位還可容納多出的脈沖，即可進行超量程測

39、量。 帶有半位的DVM如按2V、20V、200V等分檔，最大顯示數(shù)字位則無超量程能力；若按1V、10V、100V等分檔則具有100%的超量程能力。計算公式： 超量程能力=（能測量的最大電壓-量程值）/量程值100% 例如：3位半DVM 2V量程時，最大顯示數(shù)字為1999,最大測量電壓為1.999V，無超量程能力； 1V量程時，最大顯示數(shù)字為1999,最大測量電壓為1.999V，超量程能力為100%。 分辨力定義： DVM能夠分辨最小電壓變化量的能力，反映了DVM靈敏度。 用每個字對應的電壓值來表示，即V/字。 不同的量程上能分辨的最小電壓變化的能力不同，顯然，在最小量程上具有最高分辨力。例如：

40、 3位半的DVM，在200mV最小量程上，可以測量的最大輸入電壓為199.9mV，其分辨力為0.1mV/字（即當輸入電壓變化0.1mV時，顯示的末尾數(shù)字將變化“1個字” ）。測量速度 每秒鐘完成的測量次數(shù)。它主要取決于A/D轉換器的轉換速度。 一般低速高精度的DVM測量速度在幾次/秒幾十次/秒。輸入阻抗 輸入阻抗取決于輸入電路（并與量程有關）。 輸入阻抗宜越大越好，否則將影響測量精度。 對于直流DVM，輸入阻抗用輸入電阻表示，一般在10M1000M之間。 對于交流DVM，輸入阻抗用輸入電阻和并聯(lián)電容表示，電容值一般在幾十幾百pF之間。測量精度 取決于DVM的固有誤差和使用時的附加誤差（溫度等）

41、。 固有誤差由兩部分構成：讀數(shù)誤差和滿度誤差。)0000(mXUUU讀數(shù)誤差：與當前讀數(shù)有關。主要包括DVM的刻度系數(shù)誤差和非線性誤差。 滿度誤差：與當前讀數(shù)無關，只與選用的量程有關。 有時滿度誤差將等效為“n字”的電壓量表示。 當被測量（讀數(shù)值）很小時，滿度誤差起主要作用，當被測量較大時，讀數(shù)誤差起主要作用。為減小滿度誤差的影響，應合理選擇量程，以使被測量大于滿量程的2/3以上。例題： 1、 現(xiàn)有三種數(shù)字電壓表，其最大計數(shù)容量分別為（1）999；（2）1999；（3）5999（4）1199。它們各屬于幾位表？有無超量程能力，如有則各為多少？第二種電壓表在0.2V量程的分辨率是多少？ 解：1）

42、它們分別為：3位，3位半， 位，3位半； 2）（1）為完整顯示位數(shù)的電壓表，則無超量程能力； （2）具有半位，則在1V、10V、100V等量程上具有100%的超量程能力；在2V、20V、200V等量程上無超量程能力； （3）具有 位，則在5V、50V、500V等量程上，最大測量電壓為5.999V,59.999V,599.99V,分別具有20%的超量程能力。 （4）具有非完整位，在1V、10V、100V等量程上具有20%的超量程能力；在2V、20V、200V等量程上無超量程能力； 3）在0.2V量程上，該電壓表無超量程能力，最大測量電壓為0.1999V，則分辨力為0.0001V。4334332、

43、 用一種4位半DVM的2V量程測量1.2V電壓。已知該電壓表的固有誤差為 ，求由于固有誤差產(chǎn)生的測量誤差。它的滿度誤差相當于幾個字？)0001. 00005. 0(mXUUU解：四位半電壓表最大顯示數(shù)字為19999，在2V量程上測量的最大電壓為1.9999V,則分辨力為0.0001V; 固有誤差為 相當于 個字VU0008. 0)20001. 02 . 10005. 0(20001. 02%01. 0n 4.3.2 A/D轉換原理 積分式：雙積分式積分式：雙積分式，抗干擾能力強，速度慢；抗干擾能力強，速度慢；非積分式：逐次逼近式非積分式：逐次逼近式，抗干擾能力弱，速度快。抗干擾能力弱，速度快。

44、一、逐次逼近式A/D轉換器1、基本原理：將被測電壓和一可變的基準電壓進行逐次比較，最終基本原理：將被測電壓和一可變的基準電壓進行逐次比較，最終逼近被測電壓。逼近被測電壓。2 2、結構框圖結構框圖D/A轉換器比較寄存器基準電壓源時鐘脈沖發(fā)生器 比較器Ui最高位最低位最高位最低位 并行數(shù)字輸出假設基準電壓為假設基準電壓為Er=16VEr=16V，被測電壓被測電壓Ux=5.5V,Ux=5.5V,轉換過程如下：轉換過程如下： 第一個時鐘脈沖使比較寄存器最高位第一個時鐘脈沖使比較寄存器最高位Q3Q3置置1 1，即，即Q3 Q2 Q1 Q0=1 0 0 0,Q3 Q2 Q1 Q0=1 0 0 0,經(jīng)經(jīng)D/

45、AD/A轉換器輸出標準電壓轉換器輸出標準電壓Uo=Er/2=8V,Uo=Er/2=8V,加至比較器與加至比較器與UxUx進行比較。由于進行比較。由于UoUo大大于于UxUx，則比較器輸出為低電平。第二個時鐘脈沖到來時，比較寄存器高位復，則比較器輸出為低電平。第二個時鐘脈沖到來時，比較寄存器高位復位。其他過程類似。位。其他過程類似。即：即： Q3 Q2 Q1 Q0 Uo Ux Q3 Q2 Q1 Q0 Uo Ux 1 0 0 0 8V 5.5V 0 1 0 0 0 8V 5.5V 0 0 1 0 0 4V 5.5V 1 0 1 0 0 4V 5.5V 1 0 1 1 0 6V 5.5V 0 0 1

46、 1 0 6V 5.5V 0 0 1 0 1 5V 5.5V 1 0 1 0 1 5V 5.5V 1輸出為輸出為“0 1 0 1”0 1 0 1”， Ux=5V;Ux=5V;U=Ux-UU=Ux-UA A=5 - 5.5= -0.5 V=5 - 5.5= -0.5 V存在量化誤差，可通過增加存在量化誤差，可通過增加D/AD/A轉換位數(shù)減少誤差。轉換位數(shù)減少誤差。總結總結：從從上面的逐次逼近過程可知，從大到小逐次取出上面的逐次逼近過程可知，從大到小逐次取出ErEr的各分項值，按照的各分項值，按照“大者去，小者留大者去，小者留”的原則，直至得到最后逼近結果的原則，直至得到最后逼近結果。類似于天平稱

47、重的過程類似于天平稱重的過程。二、開關S2接通T0時間，積分電容C短接，使積分器輸出電壓Vo回到零（Vo=0）,電路處于休止狀態(tài)（2 2）對被測電壓定時積分（取樣階段）對被測電壓定時積分（取樣階段）(T1=t1 t2)(T1=t1 t2) 接入被測電壓（設Vx為正），則積分器輸出VO從零開始線性地負向增長，經(jīng)過規(guī)定的時間T1，Vo達到最大Vom， 式中， 為Vx的平均值， 為積分波形的斜率(定值) VxRCTVxdtRCVomtt21111011TVxdtTVxRCT1（3 3）對參考電壓反向定值積分（比較階段）對參考電壓反向定值積分（比較階段）(T2=t2 t3)(T2=t2 t3) 接入?yún)?/p>

48、考電壓(若Vx為正，則接入-Vr)，積分器輸出Vo從Vom開始線性地正向增長(與Vx的積分方向相反)直至零。此時，過零比較器翻轉。 經(jīng)歷的反向積分時間為T2，則有： 將Vom代入可得： 由于T1、T2是通過對同一時鐘信號（設周期T0）計數(shù)得到（設計數(shù)值分別為N1、N2），即T1=N1T0，T2=N2T0，于是 或 式中， 為A/D轉換器的刻度系數(shù)（“V/字”）。 可見計數(shù)結果N2（數(shù)字量）即可表示被測電壓Vx，N2即為雙積分A/D轉換結果。VrRCTVomdtVrRCVomtt2)(1021VrTTVx12212eNVrNNVxVxeVxVrNN1121NVre 44 數(shù)字多用表 一、 數(shù)字多

49、用表的主要特點擴展了DVM的功能，可進行直流電壓、交流電壓、電流、阻抗等測量。測量分辨力和精度有低、中、高三個檔級，位數(shù)3位半8位半。一般內置有微處理器。可實現(xiàn)開機自檢、自動校準、自動量程選擇，以及測量數(shù)據(jù)的處理（求平均、均方根值）等自動測量功能。一般具有外部通信接口，如RS-232、GPIB等，易于組成自動測試系統(tǒng)。二、電壓表的選擇和使用1、電壓表的選擇(P119)2、電壓表的正確使用 ：（1）正確放置電表；（2）測量前,進行機械調零和電氣調零。（3）注意被測電壓與電壓表之間的連接。測量時應先接地線，再接高電位線；測量完畢后，應先拆高電位線，再拆地線。（4）正確選擇量程。所選量程應盡量使表針

50、偏轉大一些（滿度2/3以上區(qū)域），以減少誤差。（5）測量電阻時，數(shù)字多用表的內部電壓極性是紅筆為“+”，黑筆為“-”,而模擬多用表恰好相反。 第5章頻率、相位和時間的測量返回課程目錄內容提要電子計數(shù)器是應用最廣泛的數(shù)字化儀器，也是最重要的電子測量儀器之一。本章內容主要有： 電子計數(shù)器的分類和基本組成； 電子計數(shù)器測量頻率、周期、頻率比等的原理； 電子計數(shù)器的測量誤差。 5.1 概述 511 電子計數(shù)器的分類1、通用計數(shù)器2、率計數(shù)器3、計算計數(shù)器4、特種計數(shù)器512電子計數(shù)器的主要技術指標 1、測試性能儀器所具有的測試功能。2、測量范圍儀器的有效測量范圍。3、輸入特性主要有：輸入藕合方式，有A

51、C和DC兩種方式。觸發(fā)電平及其可調范圍。輸入靈敏度，指在儀器正常工作時輸入的最小電壓。最高輸入電壓，即允許輸入的最大電壓。輸入阻抗，包括輸入電阻和輸入電容。4、測量準確度常用測量誤差來表示，主要有時基誤差和計數(shù)誤差決定。5、閘門時間和時標6、工作及顯示方式 7、輸出 儀器可輸出標準時間信號的種類、輸出數(shù)碼的編碼方式及輸出電平等。 52 通用電子計數(shù)器的基本組成 五大組成單元：主門、輸入通道、計數(shù)顯示單元、邏輯控制單元、時基單元。結構框圖如下：主門A輸入通道B輸入通道門控雙穩(wěn) 計數(shù)顯示單元控制電路晶體振蕩器分頻或倍頻器閘門時間信號時標信號計數(shù)信號觸發(fā)信號門控信號邏輯控制單元時基單元TTN一、A、

52、B輸入通道 作用:將被測信號進行放大、整形，使其變成標準脈沖。 A通道：計數(shù)脈沖通道。 B通道：閘門信號通道。輸出脈沖信號作門控雙穩(wěn)的觸發(fā)脈沖。 C通道：作用于B通道類似。當B通道用作門控雙穩(wěn)的“啟動”通道，使雙穩(wěn)電路翻轉；C通道用作門控雙穩(wěn)的“停止”通道，使其復原。二、主門 主門又稱閘門，它控制計數(shù)脈沖信號能否進入計數(shù)器。 A , B=1 0 , B=0 &計數(shù)脈沖A閘門脈沖BYY=三、時基單元 由晶體振蕩器、分頻及倍頻電路組成，用以產(chǎn)生標準時間信號。有兩類：閘門時間信號（測頻）和時標（測周）。四、控制單元 能產(chǎn)生各種控制信號去控制和協(xié)調通用計數(shù)器各單元的工作，以使整機按一定的工作程

53、序自動完成測量任務。 使得每次測量都按照一下次序進行：準備、計數(shù)、顯示、復零、準備下次測量。 五、計數(shù)及顯示電路本單元用于對主門輸出的脈沖計數(shù)并以十進制顯示計數(shù)結果。53 通用電子計數(shù)器的測量原理一、測量頻率 原理框圖如圖所示：KfTS輸入A門控電路晶振分頻器(Kf)顯示器放大整形電路十進制計數(shù)器主門fxKfKfTSTXNKfTSNTx=Kf Ts; f x=N/ Kf Ts=N/T; T= Kf Ts, 稱為閘門時間二、測量周期原理框圖如圖所示： Tx=NTs/m Ts/m稱為時標信號 周期是頻率的倒數(shù)，因此，測量周期時可以把測量頻率時的計數(shù)信號和門控信號的來源相對換來實現(xiàn)。（B通道）Ts/

54、m倍頻器(m)放大整形電路計數(shù)顯示晶振主門門控電路fx輸入BTXTXN三、測量頻率比 原理框圖如圖所示： 一定保證fAfB。 N=TB/TA=fA / fB放大整形電路放大整形電路主門計數(shù)顯示門控電路fAfB輸入A輸入BA通道B通道 TBTBTAN四、測量時間間隔原理框圖如下圖所示： AB 分分頻或倍頻器放大整形電路放大整形電路計數(shù)顯示晶振主門門控電路A通道 B通道 合u1u2 測量時，利用A、B輸入通道分別控制門控雙穩(wěn)電路的啟動和復原。 1)在測量兩個輸入信號的時間間隔時，將開關S置于“分”位置； 2)在測量同一個輸入信號內的時間間隔時，將開關S置于“合”位置，兩輸入通道并聯(lián)，被測信號由此公

55、共輸入端輸入，調節(jié)兩個通道的觸發(fā)斜率和電平可測量脈沖信號的脈沖寬度、前沿等參數(shù)。輸入A開始輸入B終止門控信號時標被計時標數(shù) tdNTsA、B兩信號間的時間間隔 td=N Ts輸入信號A輸入信號B輸入A開始輸入B終止門控信號時標被計時標數(shù)tdNTsA、B兩信號間的時間間隔(上升時間) tr=N Ts輸入信號五、累加計數(shù) 累加計數(shù)是電子計數(shù)器的基本功能之一。原理框圖如下圖所示：啟動停止（人工觸發(fā)）放大整形電路計數(shù)顯示門控電路主門A通道輸入六、自校（自檢） 在正式測量前，為了檢驗儀器工作是否正常，一般電子計數(shù)器都設有自校功能。原理與測量頻率基本相同。原理框圖如下圖所示：計數(shù)顯示晶振倍頻器分頻器門控電

56、路閘門TsmKfTs=Ts/mT=Kf TsmKmTTKNfSSf 54 電子計數(shù)器的測量誤差 一、 誤差來源1、量化誤差 量化誤差又稱計數(shù)誤差，產(chǎn)生的原因是由于主門的開啟和計數(shù)脈沖的到來在時間上是隨機的。因此，在相同的主門開啟時間內，計數(shù)器對同樣的脈沖串進行計數(shù)時，計數(shù)結果不一定相同，因而產(chǎn)生了誤差。 這種誤差是利用計數(shù)原理進行測量的儀器所固有的，不可避免。 如下圖所示：閘門時間TN=6N=7特點是不論計數(shù)值N多大，其絕對誤差都是1。相對誤差為：%1001%100NNNN2、標準頻率誤差 電子計數(shù)器在測量頻率和時間時都是晶體振蕩器產(chǎn)生的各種標準時間為時間信號基準的。顯然，如果標準時間信號不準

57、或不穩(wěn)定，則會產(chǎn)生測量誤差，此誤差稱為標準頻率誤差。3、觸發(fā)誤差 在輸入通道將信號轉換為標準脈沖時，存在各種干擾和噪聲的影響，同時用作整形的施密特電路進行轉換時，電路本身的觸發(fā)電平還可能產(chǎn)生漂移，從而引入觸發(fā)誤差。 誤差大小與被測信號的大小和轉換電路的信噪有關。 理想狀態(tài) 存在干擾和噪聲二、 頻率測量誤差 頻率測量誤差主要由量化誤差決定。 xsfxxxfTKTfNff111 可見： 1）當被測信號頻率一定時，增大閘門時間T即增大N就可以減小頻率測量誤差 。 2）當被測信號頻率相當?shù)蜁r，由于頻率測量誤差較大而不宜采用直接測頻方法，可采用測量周期法先測出T X ，然后再求頻率f x。三、 周期測量

58、誤差周期測量誤差主要由量化誤差決定。TsfxTxTsNNNTxTx1 可見: 1)當被測信號頻率一定時，減小時標時間Ts即增大N就可以減小周期測量誤差 。 2)當被測信號頻率相當高時，由于周期值太小導致測量誤差較大，因而宜采用直接測頻方法，測出f x ，然后再求周期T X 。 中界頻率f z: 當fx較低時，宜采用測周期法，然后根據(jù)Tx求fx；當fx較高時，宜采用測頻法。 而某個頻率用兩種方法測量的效果相同，這個頻率稱為中界頻率f z,可由下式求得：SxxTfTf1即：SxzTTff1第6 章返回課程目錄內容提要本章主要討論頻域測量技術及其所用儀器。本章內容主要有： 頻率特性測量及頻率特性測試

59、儀； 信號的諧波分析及頻譜儀； 諧波失真度的測量。61 概述一、時域測量 把信號作為時間的函數(shù)進行分析；二、頻域測量 把信號作為頻率的函數(shù)進行分析，主要討論線性系統(tǒng)頻率特性的測量和信號的頻譜分析。三、頻域測量主要儀器： 頻率特性測試儀（掃頻儀）； 外差式頻譜分析儀； 失真度測試儀。 62 線性系統(tǒng)頻率特性的測量一、測量方法 1、點頻測量法 是一種靜態(tài)測量方法，比較繁瑣。 例： 2、掃頻測量法 是一種動態(tài)測量方法，較好。 輸入信號（f 1、2、3x）輸出信號（uo）f xuof1 f2 f3 f4低通濾波器掃頻儀的原理框圖如圖所示：u1u1u2u3u4u5X放大器掃描電壓發(fā)生器掃頻信號發(fā)生器被測

60、電路檢波探頭Y放大器晶振混頻器頻標信號形成電路二、頻率特性測試儀的工作原理 根據(jù)掃頻測量法的原理設計、制造而成的。它是將掃頻信號源及示波器的XY顯示功能結合為一體，用于測量網(wǎng)絡的幅頻特性。u31、掃描電壓發(fā)生器 輸出u1和u2兩個信號。 u1：掃描電壓信號；一方面給掃頻信號發(fā)生器提供調制信號，另一方面給示波器x軸偏轉板提供掃描電壓。 u2：掃頻停振信號；為消除掃描逆程期間，回掃軌跡對正程軌跡的干擾，在掃描電壓逆程期間，使掃頻振蕩器停止產(chǎn)生掃頻信號，從而回掃時呈現(xiàn)水平線光跡。2、掃頻信號發(fā)生器 在掃描信號控制下，輸出頻率隨掃描電壓幅度大小變化的掃頻信號；同時也接受掃描停振信號的控制，在掃描電壓逆程期間停