电信号基本参量的常用测量方法
通信原理与通信技术期末考试复习题及参考答案-专升本
《通信原理与通信技术》复习题一、填空题1、将信号的幅值随频率变化的关系画在以________为横轴的平面上得到的图称为振幅频谱图。
2、二进制数字信号在1分钟内共传送了576000个码元，则其码元速率为__________。
3、将模拟信号进行数字化的过程称为A/D转换，最主要最基本的A/D变换方法是脉冲编码调制，简称PCM，PCM的三个基本步骤包括抽样、_______和编码。
4、ΔM调制与PCM调制的本质区别是，ΔM调制只用1位二进制编码进行编码，但这1位码不表示信号抽样值的大小，而是表示抽样时刻信号曲线的________。
5、2ASK信号的解调可用非相干解调和相干解调两种方法。
____________是常用的一种非相干解调法，这种方法所用的检波器往往是一个半波或全波整流器，再加上一个低通滤波器。
6、若二进制基带信号的带宽为BB，2FSK的两个载频分别位f1和f2，则2FSK信号的带宽大约为________。
7、产生PSK调相信号的方法有两种，直接调相法和相位选择法。
直接调相法是先将单极性NRZ信号变换成______________信号后再直接与载波相乘。
8、对二进制数字基带信号进行______________，然后再进行绝对调相，就可获得2DPSK信号。
9、设信息速率为106bit/s则进行QPSK调制后，已调信号的谱零点带宽为______________。
10、设发送端发送的序列为C=11010100111，接收端收到的序列为R=01101011011，则差错图样E= ____________________。
11、分组码（1101101001）的码长是10，码重是______。
12、设调制信号为f(t)载波为tccos，则已调信号的频域表达式为______________________。
13、如果信号的频谱不是从直流开始，而是在fL ~fH之间，带宽B=fH-fL，通常当________时该信号就被称为带通信号。
任务 1 认识电子测量(电子测量技术)
任务 1 认识电子测量在人们的日常生活中经常需要进行测量，如用尺子测量物品长度，用体温计测量体温，用 血压计测量血压等，测量可以说无处不在 。
不仅日常生活中离不开测量，生产制造和科学研究 等领域更离不开测量技术 。
测量是使用合适的仪器设备 、采用一定的测量方法以获得被测对 象量值的过程 。
电子测量是测量学的一个重要分支，通过本任务的学习，我们来了解什么是电 子测量，以及电子测量的特点 、内容 、分类等，逐步培养工程意识 。
1.电子测量的基本概念 （1） 电子测量的定义随着电子技术的发展，电子测量技术也得到迅速发展 。
本课程所说的电子测量是指利用 电子技术对各种电参量 、电性能进行的测量，如用万用表测量电压 、电流 、电阻等，即对各种电 参量 、电性能的测量技术和常用电子测量仪器的使用 。
（2） 电子测量的主要内容① 电能量的测量，如电流 、电压 、电功率等的测量 。
② 电信号特征的测量，如电信号的频率 、周期 、相位 、失真度等的测量 。
③ 电子元件参数的测量，如电阻 、电感 、电容以及晶体管 、集成电路等元件各种参数的 测量 。
④ 电路性能参数的测量，如增益 、通频带 、灵敏度 、信噪比等的测量 。
⑤ 特性曲线的测量，如半导体元件的伏安特性曲线 、电路的频率特性曲线等的测量。
2.电子测量的特点 （1） 测量频率的范围宽随着技术不断发展，新元件 、新工艺的采用使电子测量的频率范围越来越宽 。
电子测量不 仅能测量直流电量，也能测量交流电量，其频率范围可达 10-6~1012Hz 。
但是需要注意，不同 的测量仪器，即使测量同一种电量，其工作原理和测量方法也各不相同，所能测量的频率范围 也是不同的 。
因此要根据具体的测量要求，选择合适的测量仪器和测量方法 。
（2） 测量仪器的量程宽量程是指仪器所测量参数的范围 。
电子测量仪器的量程很宽，如数字式万用表可以测量 的电压范围从纳伏至千伏，量程可达 12 个数量级 。
计量学基础——电子学计量
精思国计，细量民生
第三节 电子学计量的传递和标准
2、补偿法 补偿法电压表实际上是一种特殊形式的检波
式电压表。使用检波器将被测的高频电压转换为 直流电压，再与已知的直流补偿电压相比较，由 直流补偿电压的大小来确定被测电压的大小。
精思国计，细量民生
第三节 电子学计量的传递和标准
单位：分贝(dB) • 计量的主要对象：各种高频器件 • 主要内容：器件的信号幅度传输特性
精思国计，细量民生
第二节 电子学计量单位的标准
一、高频电压标准 高频电压种类很多,按转换器件可以分为功率敏感 和电压敏感两种。
1、高频中电压标准 （1）功率计法 高频中电压是指测量电压从0.1~10V 的高频电压
精思国计，细量民生
第二节 电子学计量单位的标准
当中心三段圆形波导中的衰减片在同一平面时， 电场与衰减片相重合，此时信号的衰减最小；在将中 间的圆形波导回转Ð角，信号的衰减量随之增大，该 衰减的变化量A（单位为dB）,可由下式求得：
A 40lg sec
精思国计，细量民生
第二节 电子学计量单位的标准
精思国计，细量民生
第三节 电子学计量的传递和标准
2、定向耦合法 定向耦合法可分为单定向耦合器法和级联定向耦合器 法。
• 单定向耦合器法主要应用于对中、小功率的量值传递； • 级联定向耦合器法主要应用于中、大功率的量值传递。
精思国计，细量民生
第三节 电子学计量的传递和标准
3、调配反射计法 在功率测量量值传递的过程中，阻抗失配引起的校准
一、高频电压
高频电压是电子学计量中一个基本参量，又是电 信号的主要描述参量，是模拟信号的重要表现形式。
表达式：
《测试技术》课后习题答案
第一章1答：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法，是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。
2答：测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。
传感器将被测物理量检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。
3答：在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。
测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。
4答：例如：全自动洗衣机中用到如下传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘干检测)。
第二章1答：信号波形是指被测信号幅度随时间的变化历程。
2答：从信号描述上分为：确定性信号与非确定性信号；从信号的幅值和能量上分为：能量信号与功率信号；从分析域上分为：时域与频域；从连续性分为：连续时间信号与离散时间信号；从可实现性分为：物理可实现信号与物理不可实现信号。
3答：可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。
4答：在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，能量不是有限值的信号称为功率信号。
5答：周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息。
6答：信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)。
时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。
信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
7答：周期函数展开为傅立叶级数的物理意义: 把一个比较复杂的周期信号看成是许多不同频率的简谐信号的叠加。
《电子测量技术》模拟试题一
《电子测量技术》模拟试题一一、填空题（共10空，每空2分，共20分）1.电子测量的内容包括电信号能量参数的测量、___________、电路元件参数的测量及电子设备的性能指标测量。
答案：电信号特性参数的测量解析：电子测量的内容即为电子测量的对象，电信号的特性参数是电子测量重要的方面。
2.按测量的手续分类，电子测量的技术方法有：直接测量、__________和组合式测量。
答案：间接测量解析：直接测量、间接测量及组合测量属于电子测量技术在测量手续上的技术分类，大多数的测量实质上是间接测量。
3.测量的过程也是信号变换的过程，电子测量常用的几种变换有：量值变换、__________、参量变换、能量变换和波形变换等。
答案：频率变换解析：将信号（信息）进行变换是为了更好的测量，甚至是将一般不能测量的对象经过信号变换后而实现测量，频率变换就是将一种频率大小的信号转换为另一频率大小的信号。
4.用 1.5级、50mA的电流表测量某个电流值，则有可能产生的最大电流绝对误差为__________mA。
答案：±0.75解析：告诉了仪表的等级及量程，就可以根据引用相对误差的定义计算出量程内可能产生的最大绝对误差。
5.用电子计数器测量交流信号的频率，为了提高测量的准确度，对于高频信号应采用测频率的方法，对于低频信号应采用__________的方法。
答案：测周解析：使用哪种测量方法好，是按照±1误差的大小比较而确定的，±1误差的大小按各自的误差计算公式进行分析。
6.在交流电压模拟式测量中，根据电压表和被测信号参数的对应关系，常用的交流电压表有峰值电压表、__________和有效值电压表。
答案：均值电压表解析：确定是什么类型的交流电压表，是按照电压表内部检波方式决定的。
7.若两个交流电压的峰值相同，当用正弦波有效值刻度的峰值电压表分别测量时，电压表的读数__________。
答案：相等解析：正弦波有效值刻度的峰值电压表内部峰值检波器的输出正比于被测信号的峰值，表做好了，其检波系数就确定了。
电基本参数测量资料
P lg 1 P2
P 1 10 P 2
P lg 1 lg10 1 P2
P dB表示功率比为 10lg 1 P2
电压之比的对数
2 P V 1 1 / R1 2 P2 V2 / R2
１贝尔（Bel）=10dB
2 P V 1 12 P2 V2 P V1 1 10 lg 20 lg P2 V2
第5章 电基本参数测量
频率误差
低频误差
Tmax , RC>>Tmax 难于满足
U 1 L U 2 RCf
f 越高， L 越小
高频误差
与分布参数（Cr，L）及二极管频率有关。f很高时，引起充放电误差 常采用探头式“检-放”、高速二极管
第5章 电基本参数测量
[例] 若放电回路电阻R=30M, C=0.01F, f=5Hz的正弦波
U p 2 10 14.1V
Kp 1
U Up Kp 14.1V
Kp
Up U
第5章 电基本参数测量
均值检波器（<10MHz）
1 V = 定义：数学： T0
1. 原理：
T
V(t)dt
V 测量：
1 = T0
T
V(t)dt
全波整流
简化全波整流
1 I0 T
T
0
V 2 Rd rm 2 Rd rm
元件及环境误差
* 波形误差
第5章 电基本参数测量
举例：
分析用平均值电压表测量一个包含二次和三次 谐波的失真正弦电压时所产生的误差？
vx (t ) Vp (sin kn sin(n n ))
先求平均值 被测电压的读数 真正有效值 误差
第2章 无线电导航基本原理
第二章 无线电导航基本原理所谓无线电导航就是通过测量电磁波在空间传播时的电信号参量（如电波的幅度、频率及相位等）进行导航定位。
由于导航是一个时间和空间的联合概念，因此需要在特定的时刻描述在特定空间位置的状态，从而使得对载体的导引能够有的放矢。
空间的描述可以采用极坐标，也可用直角坐标，甚至是斜坐标。
由于导航通常是相对于某一具体目的地而言的，因此用空间极坐标（角度和距离）是方便和合理的。
因此，在无线电导航的设计中往往构建一定的机制使得实际中测量的无线电电参量与着几何上的角度（电台方位角、载体姿态角）、距离（距离、距离差、距离和）等几何参量建立对应关系，这些参量称为导航几何参量。
然后利用几何参量与待求导航参数之间的数学关系，即可通过解方程或者其他等效的方法求得所需导航参数。
上一章中，我们介绍了载体航行时需要的基本导航参数。
其中的一些导航参数直接可以与几何参量对应，另外一些则需要较复杂的数学映射。
下面，我们就介绍上述两类基本几何参量的电测量原理及导航定位方法。
2.1 角测量原理导航中的角参量可以分为两类：一类是用于描述载体与导航台站之间的相对角度关系的，如电台方位、飞机方位、电台航向、偏航角等；另一类用于描述载体的飞行状态，如航向、俯仰、横滚等。
下面我们分解介绍两类角参量的测量方法。
要完成电台方位、飞机方位等角参量的测量，通常需要导航台发射一定的无线电信号，然后由安装在载体上的接收设备，称为无线电测向器，完成角度的测量。
角度测量通常有两种方法，振幅法和相位法。
其中，振幅法主要用于第一类角的测量，相位法根据系统构制的不同可以进行两类角的测量。
2.1.1、振幅法振幅法的基本出发点是利用天线的方向性图实现振辐与导引角的对应关系，有两种实现体制。
一种是导航站台采用方向性天线发射信号，用户采用无方向性天线接收，定义为站台主动式；另一种是导航台站采用无方向性天线发射信号，用户端采用方向性天线接收，定义为用户主动式。
现代通信原理与技术第三版课后思考题答案
现代通信原理与技术第三版课后思考题答案第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。
1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4 所示。
示波器简介及使用
h
垂直灵敏度Dy值
示波器测量信 号的方法
一、用示波器 测量交流电压
4.根据下式计 算被测交流电 压的峰--峰值。 被测交流电压 值为： Vp-p=h×Dy
示波器各功能区域----垂直通道
CH2按键，在屏幕左下方显 示2，表示选择 CH2通道。
示波器各功能区域----垂直通道
反相(相减)(INV)键：按下该键 表示CH2路信号反相，即表示 可实现两路信号相减(CH1— CH2)同时屏左下方显示“↓” 标记，
示波器各功能区域----垂直通道
信号输入端（CH2端 ） 由此端输入信号，并按下 “CH2”键，则示波器屏幕能 显示输入信号的波形。
垂直灵敏度Dy值
示波器测量信 号的方法
一、用示波器 测量交流电压
在左图中， Dy=200mV
示波器测量信 号的方法
一、用示波器 测量交流电压
3. 读出被测
h
交流电压波峰
和波谷的高度
或任意两点间
的高度h。
示波器测量信 号的方法
一、用示波器 测量交流电压
读出高度h时，要 充分利用好荧光 屏上的刻度线。
亮度
读出
聚焦
扫迹转动
示波器的一般使用方法
1. C、调节读出 (READ OUT)旋 钮使屏幕字符显 示的亮度适中，
读出
示波器的一般使用方法
1. D、调节聚焦 (FOCUS)旋钮使扫描 线和显示字符的聚焦 最好（细小），
聚焦
扫迹转动
电子测量测量方法与测量系统
（3）测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时 间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准， 可以使测量准确度达到10-13～10-14的数量级。
（4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁 波传播进行工作
③电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、时间、 相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以及数字 信号的逻辑状态等的测量。
④电子设备性能的测量 包括放大倍数、衰减、灵敏度、 频率特性、通频带(píndài)、噪声系数的测量。
⑤特性曲线的测量 包括幅频特性曲线、晶体管特性曲
第三页，共67页。
（2）按基本的测量对象分类，电子测量是对电信号 和电系统的测量：
系统特性参数为常见的无源量，包括集总与分布参数 系统的特性，例如，电阻、电感、电容、品质因 数、阻抗、导纳、介电常数、导磁率、驻波比、 反射系数、散射系数、衰减以及单位阶跃响应或 单位冲激（脉冲）响应与传递函数等。
RLC测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪、频率(pínlǜ) 第二十页，共67页。
2.3.3 集中式与分布式的多路测量 (cèliáng)
第十六页，共67页。
2.2.5 系统(xìtǒng)的可测性与可控性
系统可观测——系统的属性(shǔxìng)（事物内 部自身运动的表现）能通过周围环境表现出来， 也就是说，能通过外部世界观测到。
系统是可控——系统（事物内部运动）能接收周 围环境的影响，变更系统的运动状态。
v1 v2
ve
x1 x2
已知信号
测试激励 （信号源）
第十九页，共67页。
3. 电子测量仪器的功能结构
电子测量与仪器复习题1
一、填空题1、电子测量是泛指以电子技术为基本手段进行的测量。
2、静态测量指对不随时间变化的（静止的）物理量进行的的测量。
3、国际单位制的标识符号是SI 。
4、所谓周期性现象，就是经过一段相等的时间又重复出现相同状态的现象，这一段相等的时间就被称为周期。
5、电压可以分为直流电压和交流电压两种。
6、测量网络的幅频特性通常与两种方法，它们是点频和扫频测量法。
7、对元器件参数的测量方法通常采用比较法和谐振法。
8、电桥平衡时，检流计的电流为0 。
9、电压表按其工作原理和读数方式分为模拟电压表和数字式电压表。
10电子示波器简称为示波器，是一种用来直接观察电量随时间变化过程的仪器。
11、显示器上单位时间光点水平移动的距离称为扫描速度，单位是cm/s。
12、示波器的输入耦合设有三挡选择开关，当测量交流信号时，应置AC 挡。
13、示波器包含三个主要组成部分，分别是垂直系统、水平系统和主机系统。
电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由电子枪、偏转系统、和荧光屏三部分组成。
14、示波器中双踪显示方式包括交替和断续两种显示方式，其中交替显示方式适合显示两路信号的场合。
15、直流电桥主要用来测量电阻或与电阻有关的物理量的仪器（电阻阻值）。
16．相对误差定义为绝对误差与被测量的真值的比值，通常用百分数表示。
17．数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为四位半位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为 10 μV。
18．示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中对焦极与阴极之间电压的作用。
19．没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在自动扫描状态，若工作在常态扫描状态，则无信号输入时就没有扫描线。
19．电子计数器的测周期原理与测频相反，即由被测信号控制主门开通，而用晶振信号脉冲进行计数。
20．交流电桥平衡的条件是：相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等和相对桥臂上阻抗幅角之和相等。
二、选择题1、下列单位中不属于国际单位制基本单位的是（ C ）A、米B、千克C、弧度D、安培2、表征电信号能量大小的基本参量是（ D ）A、电压B、电流C、功率D、以上都是3、正弦信号的波峰因数为（ A ）A、2B、3C、1D、1.114、用示波器测量交流电压时，得到的是交流电压的（B ？？？）A、有效值B、峰峰值C、平均值D、最大值5、通常使用的双踪示波器的校准信号为（ A ）A、1KHz 0.5V方波B、1KHz 1V方波C、1KHz 0.5V正弦波D、2KHz 1V正弦波6、示波器中扫描发生器产生的是（ A ）。
广播电视技术概论知识总结
《广播电视技术概论》第一章概述小结一、广播的定义：一种“定点发送、群点接收”的通信方式。
“广播”的两层含义：1、泛指：通过无线电波或有线系统向广大听众或观众传送节目的过程。
2、特指：声音广播。
二、广播电视的特点：1、形象化：以声音和图像的形式来传递信息。
2、及时性：以电波传播的速度来传送信息。
3、广泛性：覆盖范围最广泛的一种传播媒介。
三、广播电视的发展沿革1、三代广播：（第一代）AM-调幅声音广播，（第二代）FM-调频声音广播，（第三代）DAB-数字声音广播。
2、三代电视：（第一代）黑白电视广播，（第二代）彩色电视广播，（第三代）数字电视和高清晰度电视广播。
四、广播电视系统的基本组成和作用1、节目制作与播出：利用必要的广播电视设备及技术手段制作出符合规范的广播电视节目信号，并按一定的时间顺序（节目表）将其播出到发送传输端。
2、发送与传输：将广播电视节目信号进行一定的技术处理（如编码、调制等）后，经过某种传输方式（如地面射频传输、卫星广播、有线传输等）传送到接收端。
3、接收与重现：接收广播电视节目信号，并对其进行必要的处理和变换，最终还原成图像及声音。
4、监测网：对广播电视链路中的各个环节进行信号的监测，及时了解播出安全的播出的质量情况。
五、广播电视的基本传输方式1、地面无线电开路传输：主要业务有调幅中、短波广播、调频广播、VHF/UHF频段电视广播等。
（1）调幅广播：中波MW调幅广播的频率范围是526.5～1605.5 kHz，每个频道的带宽为9 kHz，共划分为120频道；主要是地波传播。
短波广播SW的频率范围是2.3～26.1 M Hz，每个频道带宽是10 k Hz，；主要是天波传播。
（2）调频广播：频率范围为87～108 M Hz，每套调频节目所占带宽为200 k Hz空间波直线传播（视距）。
（3）VHF/UHF地面电视广播：每个频道带宽是8 M Hz，共安排了68个规范频道，从DS-1到DS-68，其中，甚高频（M波）VHF的规范频道从DS-1到DS-12；特高频（分M波）的规范频道从DS-13到DS-68，空间波直线传播（视距）。
电压测量技术
第五章电压测量技术电压测量是电于电路测量的一个重要内容．在集总参数电路里，表证电信号能量的三个基本参量是：电压、电流和功率．但是，从测量的观点来看，测量的主要参量是电压，因为在标准电阻的两端若测出电压值，那么就可通过计算求得电流或功率。
此外，包括测量仪器在内的电子设备，它们的许多工作特性均可视为电压的派生量，例如，调幅度，波形的非线性失真系数等等．可以说，电压测量是其他许多电参量，也包括非电测量的基础。
第一节对电压测量的基本要求及电压测量仪器的分类一、对电压测量的基本要求由于在电子电路测量中所遇到的待测电压具有频率范围宽。
幅度差别悬殊、波形的形式多等特点，所以对电压测量提出了一系列的要求，主要可概括如下’：（一）应有足够宽的频率范围一般，在集总性电路中，交流电压的频率范围约从几HZ或几十HZ到几百MHZ，甚至达GHZ量级．在电子测量中,习惯上将1MHZ以上(至3GHZ)称为高频,1MHZ以下为低频,10HZ(或5HZ)以下称超低频.（二）应有足够宽的电压测量范围通常，待测电压的下限在十分之几μV至几个mV，而上限可达几十KV左右。
随着科学技术的发展，要求测量非常小的电压值，即要求电压测量仪器具有非常高的灵敏度．目前，已出现灵敏度高达1nV的数字电压表，（三）应有足够高的测量准确度电压测量仪器的测量准确度一般用下列三种方式之一来表示：（1）β％Vm, 即满度值的百分数；（2）a％Vm, 即读数值的百分数；(3）a％Vx+β％Vm, 第一种可能是最通用的，一般具有线性刻度的模拟电压表中都采用这种方式；第二种在具有对数刻度的电压表中用得最多，而第三种方法是目前用在具有线性刻度电压表的一种较严格的准确度表征，数字电压表都用这种方式．由于电压测量的基准是直流标准电池，同时，在直流测量中，各种分布性参量的影响极小，因此，直流电压的测量可获得最高的准确度．例如，目前数字电压表测量直流电压的准确度可达士（0。
0O0 5％V。
#电子技术实验中基本电量的测量
电子技术实验中基本电量的测量一、要点提示1.2.1 电阻的测量1.2.2 电容的测量1.2.3 电感的测量1.2.4 电压的测量1.2.5 电流的测量二、内容简介电子技术实验离不开对某些电量的测量，测量是为了确定被测量对象的量值而进行的实验过程。
在这个过程中，人们借助于专门的设备，把被测量对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量值。
它所涉及的内容包含以下几个方面：电能量的测量（如电压、电流、功率）；元件和电路参数的测量（如电阻、电容、电感、晶体管参数）；电信号特性参数的测量（如频率、相位）；电路性能指标的测量（如放大倍数、噪声指数）；特性曲线的测量（如晶体管特性曲线、电路的幅频曲线），上述各参数中，电压、电流、电阻等是基本参量，由于受篇幅所限，本节仅介绍几个基本电量的测量，其它有关电参量的测量，请参阅有关章节。
1.2.1 电阻的测量电阻由于其结构上的特点，存在引线电感和分布电容，当工作于低频时电阻分量起主要作用，电抗分量可以忽略不计。
但当工作频率升高时电抗分量就不能忽略不计了。
此时，工作于交流电路的电阻的阻值，由于集肤效应、涡流损耗等原因，其等效电阻随频率的不同而不同。
实验证明，当频率在1kHz以下时，电阻的交流阻值和直流阻值相差不过1×10-4 ，随着频率的升高，其间的差值随之增大。
一、固定电阻的测量１．万用表测量电阻用万用表的电阻档测量电阻时，先根据被测电阻的大小，选择好万用表电阻档的倍率或量程范围，再将两个输入端(称表笔)短路调零，最后将万用表并接在被测电阻的两端，读出电阻值即可。
在用万用表测量电阻时应注意以下几个问题：①要防止用双手把电阻的两个端子和万用表的两个表笔并联捏在一起，因为这样测得的阻值是人体电阻与待测电阻并联后的等效电阻的阻值，而不是待测电阻的阻值。
②当电阻连接在电路中时，首先应将电路的电源断开，决不允许带电测量。
③用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和电流值，以免损坏被测电阻。
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若被测信号的频率太高，可以利用变频（混频）电路对被测信 号进行降频处理后再进行计数测量，以降低对器件速度的要求。由 于数字电路工作速度的提高，目前这种方法已基本不再采用了。
前文已述，采用计数法测量较低的频率时，应选择较长的闸门 时间，当被测信号的频率太低时，闸门时间（测量时间）将会长到 测量者无法忍受的程度。例如，测量1Hz左右的信号频率，位数需 达到6位，则闸门时间至少应为105s（约1个月），这显然是不可行 的。因而，对于较低频率信号宜采取先测量其周期T，然后再根据 的关系求得其频率，而较低频率信号的周期较长，容易获 得较高的测量精度。 采用计数法测量周期，就是在与 被测信号的周期T相关的一定的时 间 间隔(通常为周期性被测信号 的一个周期)内，对作为时标的脉 冲 (f 0为时标脉冲的频率)，
所以 tx =NT0。
图6-1-7
2．时标的选择及测量误差 脉冲时间间隔的测量采用的也是计数法。我们已经知道，计数 法的方法最大量化误差为末尾正负一个字。所以，为了增大计数量 N，减小测量误差，在不产生计数溢出的条件下时标脉冲T0越小越 好。 如图所示，触发门 控电路的触发脉冲都具 有一定的上升和下降时 间（所有的触发脉冲的 上升及下降时间都不可 能为零），同时门控电 路也具有一定的触发电 平（窗口），所以，当 采用计数法测量脉冲宽 度时，有时应考虑采取 必要的补偿。
有功功率
13.6.5 (智能化)电子式有功电度表
预付费
芯片介绍(AD7755)
负功率 指示
使用电压互感器 使用电流互感器
1．4 波形因数KF、波峰因数KP 交流电压波形因数KF的定义为该电压的平均值与有效值之比
而交流电压波峰因数KP的定义为该电压的峰值与有效值之比
不同的电压波形，其KF、KP亦不相同。了解到一些常见波形的 KF、KP可以利用信号的峰值快速计算的它们有效值及平均值。
13.5 电流的测量 13.5.1 电流-电压转化 一、取样电阻法
K U I cos DRV
有功 功率
电动式仪表结构
特点: 交直流两用
转动力矩 抵抗力矩 由图知
M K1 I1 I cos1 sin M f K 2 I 2 I cos 2 cos
通常设计使K1 = K2
13.6.2 功率因数
电动系流比计
cos sin sin cos
进行计数。计数器的闸门的开启与关闭受 控制，即开启时间间 隔为 ，所以计数器的计数值N为 ，当使 ， ， 所以，被测信号的周期为
1．2 频率（周期）计数法测量的误差 1．2．1 计数法的量化误差 由于已知量和被测量T和T0是两个互不相关的量，且T通常不是 T0的整数（N）倍（或T0通常不是T的整数倍，测频时。），即T与 NT0（或NT与T0）之间存在一定的误差，下面我们以频率测量为例， 来分析其测量误差的大小。 对于相同频ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的被测信 被测 号和闸门时间，若于闸门开 信号 T0 (a ) 闸门 启时刻与被测信号脉冲的相 对位置不同，计数到的脉冲 计数 的个数也不相同。(a)图的情 脉冲 况下，计数脉冲N 的个数大 被测 信 于实际值，而(b)图的情况下， 号 T0 (b) 计数脉冲N 的个数将小于实 闸 门 际值。综上所述，计数法的 计数 脉冲 最大量化误差 。 图 13-1-4 计数 法量 化 误差 示意 图 即计数法的最大方法量化误 差为末尾正负一个字。
13.4 交流信号电压的测量 1．交流电压的表征 1．1 峰值 周期性交流电信号 偏离零电平的最大值称为峰值UP（或 Um）。典型的周期性交流电信号 是正弦信号，不含直流成分的 正弦信号为
这种信号的正负峰值是对称的（相等）。如果交流电信号的正负峰 值不对称的（不相等），可以用UP+、UP--来分别表示信号的正负峰 值。 1．2平均值 周期性交流电信号 的平均值 被定义为
电动系直读功率表／感应系有功电度表、电子测量式功率表
6.6.1 电动系功率表
与指针相连，由游 丝提供恢复力矩
静圈与动圈间的相互作用力矩 Mt
游丝的恢复力矩 Mf
M t KI1 I 2 M f D
功率
I2 I
U I1 RV
电动系功率表的测量机 构原理示意图
平衡时
K K I1 I 2 UI D DRV
T为信号的周期。显然，正弦信号的平均值为零。 在电子测量中，经常要测量交流信号检波（整流）后的平均值。 交流信号的整流分为全波整流和半波整流两种，全波整流的平均值 为
1．3有效值U或Urms 如果某个交流电 和一个直流电U分别加在同一个纯电阻上， 当它们产生的焦耳热相等时，这个交流电的有效值等于直流电U。 这个关系可以写成
sin sin cos cos
cos 2 sin1 所以，平衡时
两动圈正交
13.6.3 感应系有功电度表
U um I im
两磁通叠加产 生的平均力矩
13.6.4 有功功率和功率因数的电子化测量
当对U及UI 进行限幅放大后在送入模拟乘法器， 则输出U0便是功率因数（K、 U及UI均为常数）。
适合测量较大电流， 取样电阻不宜太大。
二、反馈电阻法
U x I x R
R1 R2 U x I x R1 R2 R3
适合测量小电流
三、 电流互感器法（工频交流）
1. 电流互感器
2. 电流电压变换电路
钳形表（钳形互感式电流表）
13.6 电功率与电功的测量
所以，被测信号的频率为
计数控制闸门可由门电路或模拟开关构成，由于其开启时间为 ，所以 又称为“闸门时间”。 闸门时间通常以秒为单位， 一般有10s、1s、0.1s、0.01s等几种，为了获得较多的测量位数及测 量精度，所以较长的闸门时间一般用来测量较低的频率；由于计数 器的位数总是有限的，因而对于较高频率，则应选用较小的闸门时 间，以免使测量数据溢出。 当被测信号的频率很高时，还常常先将被测信号作分频处理后 再进行计数测量。若分频比为m（m =1、10、100、…），则被测 信号的频率为
第 6 章 电信号基本参量的常用测量方法
13.1 周期性信号的频率、相位的测量 1．频率（周期）的数字化测量 1．1 计数法测频的基本原理 计数法测量频率，就是在一定的时间间隔 内，对被测信号 (频率为f ，周期为 )进行计数，如图所示。计数器的闸门的
开启与关闭受控制，即开启时间为
，所以计数器的计数值N为
经低通滤波后被A/D转换成数字量输出。 相位差 与方脉冲宽度 及正弦波的重复周期T间的关系为
所以
即
U0 x 2 Ug
13.2 脉冲时间间隔的测量 1．测量原理 脉冲时间间隔的测量原理框 图如图所示。它可以分别由测 量A通道(起始脉冲)和B通道 (终止脉)输入的两个脉冲的时 间间隔T。如果起始脉冲与终止 脉冲不能分离成两个通道的信 号时，可以将开关S闭合，由A、 B两个通道中的任一通道输入。 当起始脉冲与终止脉冲的时间 间隔为tx，计数器的计数值将为
2．相位的测量 相位的测量实际是指两个同频周期性信号的相位差的测量，常 采用相位－电压转换测量法 。 图中E1和E2为频率相同相位差为 的两个被测正弦信号，经限幅 放大和脉冲整形后变成方波信号，经微分后通过鉴相器输出宽度 与两个信号相位差 有关的方脉冲，方脉冲的电平高度为 ， 重复周期T与输入的正弦波形同，其平均值（直流分量） 为
令
连续付氏变换可写成
这就是离散的付里叶变换公式。利用FFT可以得到Fm，即被测信号 的频谱分布函数F( f )。
由
可知，为了提高频率分辨率
，可以通过降
低采样频率（增大采样时间间隔 ）或加大采样点数N来实现。 然而，根据奈奎斯特采用定理，为了防止频谱混叠，采样时间间 隔 不能过大，所以在存储器空间允许的条件下，加大采样点 数 N 是个不错的选择。图九中的低通滤器就是为了防止频谱混叠 而加入的。
八
13.3 信号频谱的测量 对非周期性信号，往往需要了解信号构成的频率成分，这就需 要进行信号频谱的测量（或称为频谱分析）。频谱分析一般可利用 付里叶变换，采用数字信号处理技术来实现。时域—频域间的付里 叶变换公式我们是熟知的，即 ，也可以写成 数字信号处理技术需要对 按一定的时间间隔 做数字化 采样处理， 转换成 ， 采用离散付里叶变换（高速付里叶变换）方式进行处理。 对于离散的采样值， 、 、 ,
应该指出， 仅仅是方法误差，而实际的测量误差还应包 含闸门时间T0的误差和闸门开、关时延不同等方面应起的误差。 1．2．1 噪声干扰引起的触发误差 被测信号脉冲的形成通常采用施密特触发器。在不存在噪声干 扰的情况下，施密特触发器可以将正弦波等较为规则的信号整型成 周期与输出信号相同的矩形脉冲来作为计数脉冲或闸门控制信号。 但是，如果被测信号中含有较强的噪声干扰（噪声干扰的幅度大于 施密特触发器的触发窗口），且干扰脉冲落在施密特触发器的触发 窗口内，将会使施密特触发器产生误触发，从而使计数器产生错误 计数。消除的 办法是：尽可 能加宽施密特 触发器的触发 窗口；正确选 择触发窗口相 对被测信号的 电平位置，如 图五( b)所示。