第六章 时域测量
电子测量技术第7章时域测量
y
Ll 2dU A2
U
y cm
y Uy Sy
Sy
Uy y
Sy
2dU A2 Ll
V
cm
Sx
Ux x
(3)荧光屏 圆形曲面或矩形平面，内壁沉积有荧光物质。
受到电子轰击后，形成亮点。当电子束随信号电压 偏转时，这个亮点的移动轨迹形成信号波形。
激励过后，亮点辉度下降到原始值的10%时所 延续的时间称为“余辉时间”。
1.耦合方式 2.衰减器
直流、低频时： u 2 R11 1 0 0 1 u1 R9 R11 900 100 10
高频时： Z1
R9 jC6
R9
1
jC6
1
R9
jR9C6
Z2
1
R11
j R11C 7
Z2 Z1 Z2
R9
1 1
R1 1
j R11C 7 jR9C6
3. 随机等效采样 基本原理：时间间隔的产生是随机的，采样事件随机 发生在触发点之后、小于一个采样信号周期的所有时 间点上，如果所有时间点上的采样事件都发生，就可 以采集完成小于一个采样信号周期的波形的信息，通 过对随机产生的采样数据的位置重新整理，就能将这 段波形进行复现，从而实现等效采样。
图中所示，在随机等效采样中，采样脉冲的频率 保持稳定，脉冲与脉冲之间的时间T为一个恒定的值， 将这个时间T等分为若干份，图中分为4份。每次信 号触发后，触发信号与下一次采样脉冲之间都存在一 个时间差，如图中的t1、t2、t3、t4。
(1) 正弦波频率为50Hz，已知采样点为50个，经过三次样条插 值、线性插值、三次插值、最邻近插值得到的点为250个。
仪器仪表时域测量
电子测量应用案例：介绍电子测量在各个领域的应用案例， 如通信、电力、汽车、航空航天等。
信号强度测量： 用于测量信号 的幅度、频率
等参数
信号质量评估： 评估信号的清 晰度、失真度
等
干扰分析：分 析信号干扰的 类型、来源和
影响
故障诊断与排 查：通过测量 信号参数的变 化，判断通信 设备的故障位
《仪器仪表时域测量》 PPT课件
汇报人：PPT
目录
课件介绍
仪器仪表概述
时域测量原理
仪器仪表时域 测量技术
仪器仪表时域 测量应用
总结与展望
课件介绍
课件的背景和目的 课件的内容和结构 课件的特点和优势 课件的应用和价值
帮助学生掌握 仪器仪表时域 测量的基本原 理和操作方法
提高学生解决 实际问题的能 力，增强实践
时域测量原理
时域测量原理：通 过测量信号随时间 变化的特征来描述 信号的性质
时域测量方法：采 用示波器、信号发 生器、数字万用表 等仪器进行测量
时域测量特点：直 观、实时、操作简 便
时域测量应用：在 电子、通信、控制 等领域得到广泛应 用
实时性：能够实时反映信号的变化情况 直观性：通过图形或曲线直接展示信号特征 灵活性：适用于各种不同类型的信号测量 高精度：能够实现高精度的信号测量和分析
汽车电子测量技术发展趋势：探讨汽车电子测量技术的发 展趋势，如智能化、网络化、集成化等。
汽车电子测量应用前景：分析汽车电子测量应用的前景， 如提高汽车性能、降低油耗、减少排放等。
飞机飞行状态监测：利用仪器仪表对飞机飞行过程中的各种状态参数进 行实时测量，如速度、高度、加速度等。
航空发动机性能测试：通过仪器仪表对航空发动机的各项性能指标进行 测量，如推力、耗油量、排气温度等，以评估发动机的工作状态和性能。
电子测量与仪器 第六章 时域测量
第六章时域测量（示波器）6．1 通用示波器由哪些主要电路单元组成?它们各起什么作用？它们之间有什么联系？6．2 通用示波器垂直偏转通道包括哪些主要电路？它们的主要作用是什么？它们的主要工作特性是什么？6．3 简述通用示波器扫描发生器环的各个组成部分及其作用？6．4 在示波器的水平和垂直偏转板上都加正弦信号所显示的图形叫李沙育图形。
如果都加上同频、同相、等幅的正弦信号，请逐点画出屏幕上应显示图形；如果两个相位差为90°的正弦波，用同样方法画出显示的图形。
6．5 现用示波器观测一正弦信号。
假设扫描周期（T x）为信号周期的两倍、扫描电压的幅度V x＝V m时为屏幕X方向满偏转值。
当扫描电压的波形如图6.42的a、b、c、d所示时，解：a bc dVx6．6 试比较触发扫描和连续扫描的特点。
6．7 一示波器的荧光屏的水平长度为10cm ，现要求在上面最多显示10MHz 正弦信号两个周期（幅度适当），问该示波器的扫描速度应该为多少？解：正弦信号频率为10MHz ，T ＝s f T 76101101011-⨯=⨯==，要在屏幕上显示两个周期，则显示的时间为s 71022T t -⨯==，扫描速度为s cm /10501021067⨯=⨯-6．8 示波器观测周期为 8ms ，宽度为 1ms ，上升时间为 0.5ms 的矩形正脉冲。
试问用示波器分别测量该脉冲的周期、脉宽和上升时间，时基开关（ t/cm ）应在什么位置（示波器时间因数为 0.05μs ～0.5s ，按 1－2－5 顺序控制）。
解：在示波器屏幕上尽量显示一个完整周期，而水平方向为10cm ，所以测量周期时，8ms/10cm ＝0.8ms/cm ，时基开关应在1ms 位置，测量脉宽时，1ms/10cm ＝0.1ms/sm ，时基开关应在100μs 位置，测量上升时间时，0.5ms/10cm ＝50μs/cm 时基开关应在50μs 位置6．9 什么是非实时取样？取样示波器由哪些部分组成？各组成部分有何作用？说明取样示波器观察重复周期信号的过程。
第6章时域测量
Ua
L
图6.4 电子束的偏转
Ls y U y hyU y 2bU a
3.
荧光屏
在示波管正面内壁涂上一层荧光物质，荧光物质将高速电子的 轰击动能转变为光能，产生亮点。 余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在屏上保持 一定的时间才消失。从电子束移去到光点：亮度下降为原始值 的10％，所延续的时间称为余辉时间． 不同荧光材料余辉时间不一样： 小于10μs的为极短余辉； 10μs～1ms为短余辉（通常是蓝色，便于摄影感光）； 1ms～0.1s为中余辉（通常为绿色，眼睛不易疲劳）； 0.1s～1s为长余辉（通常是黄色）； 大于1s为极长余辉（通常是黄色）。
主要按钮：垂直（Y）位移-----调Y放大器直流电位，使水平基 线上下移动。 寻迹-----有时Y增益过大,基线跑出屏幕,按“寻迹” 使增益大大降低拉回基线 倍率-----若把“倍率”置于“×5”,则负反馈减小， 增益增加5倍，这便于观测微弱信号。
6.4.3
示波器的X(水平)通道
示波器的X通道主要由扫描发生器环、触发电路和X放大器 组成．（见前第19张幻灯稿：示波器组成框图）
6.2 显示屏
静电偏转：光点轨迹显示 示波管CRT 磁场偏转：光栅增辉显示显示 液晶屏LCD+背光板 被动发光： 平板显示FPD 主动发光 液晶屏TFT
显示屏的种类
荧光屏VFD 等离子PDP 发光二极管LED 电致发光EL板 场致发射FED
当前用于示波器的主要是：示波管、TFT液晶屏及荧光屏 VFD。本节着重介绍当前应用最广的示波管和TFT液晶屏。
Tn
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
ux
3
4 5
6
7
第6章时域测量
第6章 时域测量
2．通用示波器旳选用原则
上升时间tx=0
BW=100MHz
tr
0.35 BW
tr=0.35/100=3.5ns tx=10ns
屏幕上看到旳上升时间trx为 trx tx2 tr2
则被测信号旳上升时间
tx tr2x tr2
第6章 时域测量
trx trx tr
第6章 时域测量
6．3．2 显示两个变量之间旳关系
第6章 时域测量
图6．11 用示波器显示射极输出器旳跟随特征
第6章 时域测量
6. 6.4
4.
1 通 用 示 波 器 旳 构 成
通用电子示波器
第6章 时域测量
❖ 6．4．2 示波器旳Y(垂直)通道 ❖ 垂直通道旳任务是检测被观察旳信号，并将
它无失真或失真很小地传播到示波管旳垂直 偏转极板Y上。同步，为了与水平偏转系统配 合工作，要将被测信号进行一定旳延迟。为 了完毕上述任务，垂直偏转系统由探头、输 入衰减器、Y前置放大器、延迟线和Y输出放 大器构成。
第6章 时域测量
第6章 时域测量
❖ 6.1 时域测量引论 ❖ 6.2 示 波 管 ❖ 6.3 波形显示原理 ❖ 6.4 通用电子示波器 ❖ 6.5 取样技术在示波器中旳应用 ❖ 6.6 数字示波器
第6章 时域测量
6.1 时域测量引论
6.1.1电子示波器旳功用 ❖ 电子示波器简称示波器。它是
一种用荧光屏显示电量随时间变化 过程旳电子测量仪器。它能把人旳肉眼无法直接观察 旳电信号，转换成人眼能够看到旳波形，详细显示在 示波屏幕上，以便对电信号进行定性和定量观察，其 他非电物理量亦可经转换成为电量使用示波器进行观 察，示波器是一种广泛应用旳电子测量仪器，它普遍 地应用于国防、科研、学校以及工、农、商业等各个 领域。
时域测量与频域测量
时域测量与频域测量测量被测物件在不同时间的特性，即把它看成是一个时间的函数f(t)来测量，称为时域测量。
例如，对图中a的信号f(t)可以用示波器显示并测量它的幅度、宽度、上升和下降时间等参数。
把信号f(t)输入一个网络，测量出其输出信号f(t)，与输入相比较而求得网络的传递函数h(t)。
这些都属於时域测量。
对同一个被测物件，也可以测量它在不同频率时的特性，亦即把它看成是一个频率的函数S(ω)来测量，这称为频域测量。
例如，对信号f(t)可以用频谱分析仪显示并测量它在不同频率的功率分布谱S(ω)，如图b。
把这个信号输入一个网络,测量出其输出频谱S′(ω)，与输入相比较而求得网络的频率回应G（ω）。
这些都属於频域测量。
用一个频率可变的正弦（单频）信号作输入，测量出在不同频率时网络输出与输入功率之比，也得到G(ω)。
这仍然是频域测量。
时域与频域过程或回应，在数学上彼此是一对相互的傅里叶变换关系，这里*表示卷积。
时域测量与频域测量互相之间有唯一的对应关系。
在这一个域进行测量，通过换算可求得另一个域的结果。
在实际测量中，两种方法各有其适用范围和相应的测量仪器。
示波器是时域测量常用的仪器，便於测量信号波形参数、相位关系和时间关系等。
频谱分析仪是频域测量常用的仪器，便於测量频谱、谐波、失真、交调等。
1.最简单的解释频域就是频率域，平常我们用的是时域，是和时间有关的，这里只和频率有关，是时间域的倒数。
时域中，X轴是时间，频域中是频率。
频域分析就是分析它的频率特性！2. 图像处理中：空间域，频域，变换域，压缩域等概念！只是说要将图像变换到另一种域中，然後有利於进行处理和计算比如说：图像经过一定的变换（Fourier变换，离散yuxua DCT 变换），图像的频谱函数统计特性：图像的大部分能量集中在低，中频，高频部分的分量很弱，仅仅体现了图像的某些细节。
2.离散傅立叶变换一般有离散傅立叶变换和其逆变换3.DCT变换示波器用来看时域内容，频普仪用来看频域内容！！！时域是信号在时间轴随时间变化的总体概括。
《时域测量》课件
时域测量的应用领域
通信领域
用于信号传输、调制解 调等方面的测试和调试
。
电子测量
用于测量电子设备的性 能参数，如放大器、滤
波器等。
自动控制
用于控制系统的信号处 理和调试。
音频工程
用于音频信号的处理、 录制和播放等方面的测
试和调试。
时域测量的重要性
时域测量能够提供信号在时间域 内的完整信息，帮助工程师更好
地理解信号的特性和行为。
时域测量具有实时性，能够快速 捕捉和记录信号的变化，对于故
障排查和调试非常有帮助。
时域测量方法简单直观，易于掌 握，是电子工程领域的基本技能
之一。
02
CATALOGUE
时域测量的方法和技术
示波器法
总结词
通过示波器观察信号波形，测量信号的幅度、频率和相位等 参数。
利用数字信号处理算法，对信号进行滤波、去噪、特征提取等处理，以实现时域测量。
详细描述
数字信号处理技术是一种较为通用的时域测量方法，通过利用数字信号处理算法，可以对信号进行滤波、去噪、 特征提取等处理，以实现时域测量。数字信号处理技术具有较高的灵活性和可编程性，可以根据不同的测量需求 进行定制和优化。
详细描述
示波器法是一种常用的时域测量方法，通过观察信号波形， 可以测量信号的幅度、频率和相位等参数。示波器通常具有 高速采样和实时显示功能，能够捕捉信号的瞬态变化。
频谱分析法
总结词
通过分析信号的频谱，测量信号的频率成分和功率分布。
详细描述
频谱分析法是一种常用的时域测量方法，通过将信号转换为频域进行分析，可 以测量信号的频率成分和功率分布。频谱分析仪通常具有高分辨率和宽动态范 围，能够准确测量信号的频谱特性。
《电子测量与仪器》陈尚松版的_课后答案
第三章 信号发生器思考题与习题已知可变频率振荡器频率f 1＝~，固定频率振荡器频率f 2=，若以f 1和f 2构成一差频式信号发生器，试求其频率覆盖系数，若直接以f 1构成一信号发生器，其频率覆盖系数又为多少 解：因为差频式信号发生器f 0= f 1－f 2所以输出频率范围为：400Hz ～频率覆盖系数301055000Hz400MHz0000.2⨯=＝＝k如果直接以f 1构成一信号发生器，则其频率覆盖系数8.1.4996MHz2MHz5000.40≈='k、要求某高频信号发生器的输出频率f ＝8~60MHz ，已知其可变电容器的电容C 的变化范围为50pF~200pF ，请问该如何进行波段划分，且每个波段对应的电感应为多大解：2502002121minmax maxmin min max ===C CLC LC f f k ＝＝ππ 而5.7Hz80MHz6＝=∑k ，n k k =∑ 443.3255.0875.08.1lg 5.7lg 9.0lg lg ≈====∑k k n由MHz 8pF2002121maxmin ==L LC f ππ＝，所以H 979.10μ=L相邻波段的电感值满足：21k L L nn =-，所以可以计算得出 H 495.01μ=L H 124.02μ=L H 031.01μ=LXFG-7高频信号发生器的频率范围为f=100kHz~30MHz ，试问应划分几个波段（为答案一致，设k=） 解：而30000KHz10MHz3＝=∑k ，n k k =∑（84.7334.0477.24.29.0lg 300lg 9.0lg lg ≈==⨯==∑k k n简述直接数字频率合成原理，试设计一个利用微处理器产生任意波形发生器的方案，并讨论如何提高任意波形的频率答：在存储器里存储任意波形的数字量，通过微处理器以一定的时间间隔读取数据，并送D/A 转换器进行转换，并将电压信号送滤波器进行滤波，一直以相同的转换时间间隔取下一个数进行转换，这样就可得到任意波形发生器。
矢量网络分析仪使用说明书
矢量网络分析仪使用说明书第一章前言1. E836B网络分析仪具有以下技术特点：①高性能测量接收机E8362A网络分析仪采用基于混频器的实现方式，使该仪表具有当今微波网络分析仪中最高的测量灵敏度度。
测量频率范围：10M~20GHz;接收机数量：4台接收机测量灵敏度：-120dBm接收机测量参数；幅度和相位。
迹线噪声：0.005dB(在中频带宽为10KHz时)②完整的测量能力该网络分析可以工作在以下测量状态：频域扫描状态：测量激励信号为功率固定，频率变化信号。
考察被测在不同频率激励状态下等离子参数的变化；功率扫描状态：测量激励信号为频率固定，功率扫描变化信号。
考察被测在不同功率激励状态下参数的变化；连续波状态：测量激励信号为频率固定，功率固定信号。
考察被测等离子在固定激励状态下，响应状态参数的波动变化，E8362A最大测量时间长度可达到3000秒；时间域测量状态：通过将被测的频率响应通过IFFT变化到时间域得到其时域冲击响应，考察被测等离子响应信号的空中分布特性。
E8362AIFFT运算点数为160001点，可保证时域测量的分辨率和测量时间宽度。
③强大的分析能力E8362A基于PC的window2000操作平台，可内置各种分析软件，不需要外置PC 进行数据处理，编程方式为COM/DCOM，保证测试的速度。
仪表内置嵌入、去嵌入及端口延伸等功能，可直接消除测量天线对测量结果的影响，或进行其它补偿运算处理。
④高测量速度E8262A高性能接收机可确保高测量精度的同时具有快测量速度，具体指标为：35us/测量点，14ms/刷新（400点）。
保证对被测等离子的瞬态响应进行捕捉分析。
⑤多测试状态同时完成E8262A可支持16个测试通道，各通道可工作在不同的测量状态。
利用该功能，可以综合不同分析方法从不同角度来对一个现象进行研究。
⑥良好的可扩展性E8263A采用开放的发射/接收组成框架，用户可以根据测量的具体要求改变仪表的测量连接状态，还可以把需要的外部信号处理过程组合到仪表内部，例如：当被测需要更大激励功率时，可将推动方法器连接到仪表相应端口，该放大器引起的测试误差可以通过仪表的校准过程消除。
现代时域测量总结
第一章 概论1、电子测量：宽频率范围（直流到光波）信号和系统的特性参数。
信号特性参数：信号的波形、频谱、电压、功率、频率、相位、周期、时间间隔……系统特性参数：系统的瞬态响应、传递函数、电阻、电容、电感、电抗、导纳、Q 值、介电常数、导磁率、驻波比、反射系数、散射参数、衰减、群延迟……2、测量的基本要素：被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员、测量环境3、频域测量、时域测量、调制域测量 频域测量：以被测信号和系统在频率领域的特性为依据，研究的是被测对象的复数频率特性（包括幅频特性和相频特性），即信号的频谱和系统传递函数。
—稳态测量、加正弦测量 时域测量：以被测信号和系统在时间领域的特性为依据，研究的是被测对象的幅度-时间特性，即信号波形和系统的单位阶跃响应或单位冲激响应。
—瞬态测量、加脉冲测量调制域测量：研究的是被测对象的频率（时间间隔）-时间特性，连续测量被测信号的瞬时频率（时间间隔）。
4、信号≠波形：信号——被测对象的实际过程，客观存在波形——信号的表现形式，主观对客观的反映5、线性系统特点：（线性时不变系统还满足时不变特性）1）系统的模型方程具有线性属性（满足迭加原理）2）组成系统的元器件及电磁介质的参数值与独立变量无关 3）用n 阶常系数线性微分方程组描述激励与响应 4）满足卷积方程5）对微分方程进行傅立叶变换、拉普拉斯变换——可得到系统的传递函数☐ 系统输入扫频正弦信号，测量对应输出信号的幅值和相位——可得系统的频率特性 ☐ 系统输入单位脉冲信号——可得到时域脉冲响应函数 ☐ 频率为ω0的正弦波： 线性系统：正弦输入——正弦输出☐ 理想线性系统（无失真传输系统）——具有恒定的幅度和线性相位 y(t)=ax(t-t 0) 6、线性系统瞬态特性估计波形和测量系统中存在噪声——只能得到信号和系统的估计 线性系统瞬态响应估计——确定阶跃响应SR 和脉冲响应IR 单位脉冲信号和单位阶跃信号系统的输入x(t)为单位脉冲信号)(t δ时，此时系统输出响应就是脉冲响应（又称冲激响应） 当系统的输入x(t)为单位阶跃信号u(t)时，此时系统的输出响应称为阶跃响应 脉冲响应的积分为阶跃响应，反过来阶跃响应的微分就是脉冲响应7、直接获取系统瞬态响应的方法要求信号源、示波器、积分器、微分器及电缆、接头等都是理想的000()()()()()X Y H ωδωωωωδωω=-=-0()()j t Y ae X ωωω-=2）示波器输出的响应是系统各组成部分响应的合成结果——带来误差3）当系统各单元的响应时间远远小于（<<0.01）被测系统的响应时间时，误差一般<1% ——工程上视为理想的4）否则，误差增大：利用反卷积方法可以得到更准确的结果9、反卷积确定系统冲激响应的两种方法第二章 脉冲波形参数2、底量值、顶量值测定方法：密度分布平均数法；密度分布众数法；峰值法—适于窄脉冲3、RC 电路：过渡持续时间：系统带宽与过渡持续时间的关系： ω0为半功率点处的角频率，即3dB带宽4、高斯系统参数估计：1）高斯系统是物理上不可实现的系统，具有非因果的阶跃响应与脉冲响应 2）高斯函数具有一些人们期望的数学特性，对估计信号参数有用3）高斯系统时域与频域关系: 2.2 2.2D T RC τ==0002.2 2.20.352.22D T f f τωπ====0.34Df T=4）n 级高斯系统：方和根准则 （RSS 准则）5、示波器总的上升时间T 总上升时间=(T 12+T 22+…+T N 2)1/2 F 3dB =0.35/ T 总上升时间6、 非高斯系统参数估计1）当系统不是高斯系统时，RSS 准则的精度与脉冲特性偏离高斯分布的程度有关 2）当 T F ＞ ＞ T S 或波形的过冲和圆弧较小时，工程上认为RSS 准则仍然是的精确的第三章 快速变换与卷积（阅读PPT 为主）1、N 点的DFT 计算量：N 2次复数乘法X ，N （N-1）次复数加法+2、FFT（A ）时间抽取计算量：共需（N/2）log 2N 次乘，Nlog 2N 次加，共N/2个蝶形 DIT ：按在时域上输入序列次序的奇偶来抽取（分解）基本原理：DFT 的计算量正比于N 2，N 小，计算量也就小将大点数DFT 分解成若干小点数DFT 组合，减少运算 按时间序列奇偶抽取特点：原位计算、正序输出，倒序输入（码位倒序）、蝶形类型随迭代次数成倍增加 （B ）频率抽取：基本原理：DFT 的计算量正比于N 2，N 小，计算量也就小将大点数DFT 分解成若干小点数DFT 组合，减少运算 时间序列对半分特点：共有M=log 2N 级运算，N/2个蝶形运算；正序输入，倒序输出；原位运算；蝶形类型随迭代次数成倍减少3、实输入序列FFT ：同时计算两个实序列的FFT 算法；用N 点变换计算2N 个样本点的变换 采用DFT 或FFT ，作了如下处理：用离散采样信号的傅立叶变换来代替连续信号的频谱； 用有限长序列来代替无限长离散采样信号，所以DFT 或FFT 得到的是傅立叶变换的一种逼近形式。
示波器时域测量
4 查看效果
20
5 创建选区并修复
6 内容感知移动
2.3.2 清除污渍
7 查看覆盖的效果
21
8 修复杯盖下方的瑕疵
9 最终效果
课外知识：示波器的发展史
（1） 1947年TEK 511示波器
（2）60年代初 Tek 321示波器
（3）1978年 Tek 485
（4）HP公司的1741A示波器
具体操作如下。
1 打开素材
2 裁剪图像
2.1.3 裁剪并更改图像尺寸
3 更改图像大小
8
4 查看效果
2.1.4 批处理图像
9
在日常的电子商务网页设计中，通常对网页相关位置的图像大小有固定的要求，如产品
推广图的尺寸要求都相同。此时为了节约相同大小图像的调整时间，可用批处理命令对图像
的大小进行统一的修改设置，其具体操作如下。
的细节，非常适合校正强逆光而形成剪影的照片，或修复因接近闪光灯而有些发白的焦点。
原图
效果图
2.2.3 增强亮度与暗度的对比
15
在处理产品图像时，经常需要对图像中的颜色进行一些明暗调整，使图像内容的对比更
加鲜明，主体内容更加突出，此时可以使用减淡和加深工具来快速进行调整。
选择“减淡工具”或“加深工具”后，在需要减淡或加深的区域处按住鼠标左键进行涂
时间差∆=1 × 1/ = 1
相位差∆ =
1V/div
∆
1ms/div
1
5
× 360° = 72°
2.1.2 图层的基本操作
在设计网站页面时往往需要操作多个图层，操作图层主要在“图层”面板中进行。选择
【窗口】/【图层】菜单命令即可打开“图层”面板。
时域的测量实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解时域测量的基本原理和方法。
2. 掌握时域测量仪器的操作技巧。
3. 分析时域测量结果，理解时域信号的特征。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理时域测量是指对信号随时间变化的特性进行测量和分析。
在时域中，信号可以用数学函数表示，如正弦波、方波、三角波等。
时域测量可以提供信号幅度、频率、相位、上升时间、下降时间等参数，对于信号处理和系统分析具有重要意义。
三、实验仪器与设备1. 时域测量仪（示波器）2. 信号发生器3. 连接线4. 待测电路或信号源四、实验内容与步骤1. 连接仪器将信号发生器输出端与时域测量仪输入端相连，确保连接正确无误。
2. 设置信号发生器根据实验要求，设置信号发生器的参数，如频率、幅度、波形等。
3. 调节时域测量仪调节时域测量仪的触发方式、扫描速度、显示方式等，以便观察信号。
4. 测量信号打开信号发生器，观察时域测量仪显示的信号波形。
记录信号幅度、频率、相位等参数。
5. 分析信号分析信号波形，判断信号是否存在失真、干扰等现象。
计算信号的上升时间、下降时间等参数。
6. 重复实验改变信号发生器的参数，重复实验步骤，观察信号变化情况。
五、实验结果与分析1. 信号波形通过实验，观察到不同信号波形（正弦波、方波、三角波等）在时域测量仪上的显示情况。
分析信号波形，判断信号是否存在失真、干扰等现象。
2. 信号参数记录信号的幅度、频率、相位等参数，并与理论值进行比较。
分析误差产生的原因。
3. 上升时间与下降时间测量信号的上升时间和下降时间，计算上升时间与下降时间之比。
分析信号带宽和信号质量。
六、实验结论1. 通过时域测量实验，掌握了时域测量的基本原理和方法。
2. 熟悉了时域测量仪器的操作技巧。
3. 能够分析时域测量结果，理解时域信号的特征。
4. 培养了实验操作能力和数据分析能力。
七、实验注意事项1. 在连接仪器时，注意确保连接正确无误。
2. 在设置信号发生器参数时，根据实验要求进行调整。
第六章：时域测量
• 主机部分（Z轴系统）包括示波管、Z通道、整机供电 电源和校准信号发生器等。示波管是显示器；Z轴系 统将X轴系统产生的增辉信号放大后加到示波管的控 制栅极；校准信号发生器是一个标准方波电压发生器 ，方波的幅度是准确的，用这个已知的信号去校准X 、Y轴的坐标刻度。
2020/5/28
通用示波器的垂直系统
• 触发扫描：扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描 一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工 作状态。这种由被测信号激发扫描发生器的间断 的工作方式，称为“触发扫描方式”。
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6．扫描过程的增辉
• 在被测脉冲出现的扫描期间，由于增辉脉冲的作 用，显示波形较亮，便于观测；而在等待扫描期 间，即波形仅为一个光点的情况下，由于没有增 辉脉冲，光点很暗，避免了较亮的光点长久集中 于荧光屏上一点。
低压 电源
各电路
高压 电源
正高压 负高压
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通用示波器的组成框图
• 垂直系统（Y轴通道）主要作用是放大被测信号电压 ，控制电子束的垂直偏转。垂直系统由探头、衰减器 、前置放大器、延迟线和后置放大器等部分组成。
• 水平系统（X轴通道）由触发整形电路、扫描发生器 及X放大器组成。同步触发电路在内或外触发信号作 用下，产生触发脉冲，去触发扫描发生器产生锯齿波 ，由X放大器放大后推动X偏转极板。
• Y轴偏转系统是传送被测信号的通道，它的作用是引入 被测信号，将其不失真地放大后传送到Y偏转板，使屏 幕上显示大小适中的信号波形。
• 1、探头：探头是连接在示波器外部的一个输入电路部 件。它的基本作用是便于直接在被测源上探测信号和 提高示波器的输入阻抗，从而展宽示波器的实际使用 频带。示波器的探头按电路原理，分为无源和有源两 种，按功能，常用的有电压探头和电流探头两种。为 何要用探头呢，两根普通的导线也可以把被测信号引 到示波器的输入端，但未加屏蔽的导线会感应干扰信 号，其次，导线身身的电感、电容可能组成谐振电路 ，从而大大限制了示波器所能使用的上限频率。这个 谐 振电路在脉冲信号作用下还会产生振铃现象，从而 使波形产生严重的失真。
第六章 频域测量
2.幅度恒定且频率随时间按一定规律反复变化 的正弦信号，通常称为扫频信号 。
任务2：频率特性测试仪 (扫频仪) 要点2.点频法
? 点频法就是通过逐点测量一系列规定频率点
上的网络增益（或衰减）来确定幅频特性曲
线的方法。
输入信号源，提供
铁氧体磁芯，Ｍ与m构成闭
合磁路。Ｗ1为励磁线圈，
通过调制电流时， 将使Ｍ中的磁通随 之变化，磁芯m的 有效导磁系数 μc 变
化，从而导致磁芯 线圈的电感量ＬＣ 变化，从而产生扫 频信号。
ＬＣ ＝μcＬ
任务2：频率特性测试仪 (扫频仪) 要点4.扫频仪工作原理
? 磁调制扫频的特点是电路简单，并能在寄生 调幅较小的条件下获得较大的扫频宽度。
? 另一方面，该锯齿波电压通过放大，加到示 波管Ｘ偏转系统，配合Ｙ偏转信号来显示图 形。
任务2：频率特性测试仪 (扫频仪)
要点3.扫频法
? 扫频信号经过被测网络后，幅度按照被测网 络的幅频特性做相应变化，如上图中的波形 ④，这个包络线的形状就是被测网络的幅频 特性。
? 最后经过Ｙ通道放大，加到示波管Ｙ偏转系 统。
? 狭义上，一般的频谱测量中常将 随频率变化 的幅度谱称为频谱。
? 频谱测量 ：在频域内测量信号的各频率分量， 以获得信号的多种参数。频谱测量的基础是 付里叶变换。
任务1：时域测量和频域测量的比较 . 要点2.频域测量
? 频谱的两种基本类型
? 离散频谱（线状谱），各条谱线分别代表 某个频率分量的幅度，每两条谱线之间的 间隔相等
? 直角坐标中，以横轴表示频率的变化，以纵 轴表示输出电压幅度的变化，绘出网络的幅 频特性曲线。
时域测量与频域测量
时域测量与频域测量测量被测物件在不同时间的特性，即把它看成是一个时间的函数f(t)来测量，称为时域测量。
例如，对图中a的信号f(t)可以用示波器显示并测量它的幅度、宽度、上升和下降时间等参数。
把信号f(t)输入一个网络，测量出其输出信号f(t)，与输入相比较而求得网络的传递函数h(t)。
这些都属於时域测量。
对同一个被测物件，也可以测量它在不同频率时的特性，亦即把它看成是一个频率的函数S(ω)来测量，这称为频域测量。
例如，对信号f(t)可以用频谱分析仪显示并测量它在不同频率的功率分布谱S(ω)，如图b。
把这个信号输入一个网络,测量出其输出频谱S′(ω)，与输入相比较而求得网络的频率回应G（ω）。
这些都属於频域测量。
用一个频率可变的正弦（单频）信号作输入，测量出在不同频率时网络输出与输入功率之比，也得到G(ω)。
这仍然是频域测量。
时域与频域过程或回应，在数学上彼此是一对相互的傅里叶变换关系，这里*表示卷积。
时域测量与频域测量互相之间有唯一的对应关系。
在这一个域进行测量，通过换算可求得另一个域的结果。
在实际测量中，两种方法各有其适用范围和相应的测量仪器。
示波器是时域测量常用的仪器，便於测量信号波形参数、相位关系和时间关系等。
频谱分析仪是频域测量常用的仪器，便於测量频谱、谐波、失真、交调等。
1.最简单的解释频域就是频率域，平常我们用的是时域，是和时间有关的，这里只和频率有关，是时间域的倒数。
时域中，X轴是时间，频域中是频率。
频域分析就是分析它的频率特性！2. 图像处理中：空间域，频域，变换域，压缩域等概念！只是说要将图像变换到另一种域中，然後有利於进行处理和计算比如说：图像经过一定的变换（Fourier变换，离散yuxua DCT 变换），图像的频谱函数统计特性：图像的大部分能量集中在低，中频，高频部分的分量很弱，仅仅体现了图像的某些细节。
2.离散傅立叶变换一般有离散傅立叶变换和其逆变换3.DCT变换示波器用来看时域内容，频普仪用来看频域内容！！！时域是信号在时间轴随时间变化的总体概括。
时域测量技术
..1 时域测量的基本原理为了提高系统测量精度，我们在测量过程中引入了时域测量技术[44-45]。
由于矢量网络分析仪并不能发出实际入射脉冲或阶跃信号，而是通过收发一定频率带宽信号，测量样品的射频性能特性随频率的变化。
但是频域数据可以通过数学处理（即傅立叶逆变换）将频域数据变换成时域数据，并且能够将测量结果以时间作为X轴表示，这样以来就可以再时域上对时域数据进行相关分析。
通过时域响应能够观察信号传输过程中每个失配或反射位置和幅度的途径。
在进行时域测量中，适量网络分析仪还可以利用选通功能滤除掉不希望的响应，然后再将需要的响应通过傅立叶变换变回到频域。
其工作流程图如图3-8所示图3-8时域测量流程图如图3-8，1 频率数据是矢网在频域中对器件响应进行测量时所搜集的数据。
2 带通工作方式，通过它可以只选择需要的一段信号进行分析3 窗口是在取样周期结束处提供到0的平滑过渡设置参数，用以抑制响应中的无用旁瓣，使时域响应最佳；采用最小窗口设置可以提供最佳分辨率和最高旁瓣。
4 选通是去除无用响应影响的时间滤波器。
5 频率数据是响应变换回频域之后观察到的数据，也是我们经过时域处理后需要的数据。
接下来介绍其具体工作原理。
我们知道,任一个信号既可以用频域特征参数描述,也可以用时域特征参数描述,并且两种描述可以通过傅氏变换和傅氏逆变换联系起来[3]。
傅氏变换和傅氏逆变换的公式为：(3-19)用矢量网络分析仪（PNA—E8363B）以该方法进行测量，其测量结果以时间作为水平显示轴表示，响应值是以时间分隔开的形式出现。
下图对在频域和时域中的同一电缆反射测量数据进行比较。
电缆有两个弯曲段，在此，每个弯曲段都造成传输线阻抗的失配或变化。
图3-9 匹配传输线的响应在输入端口测得的频域响应表示在电缆中失配之间互作用引起的组合反射响应（波动），但很难确定在电缆中何处产生失配。
时域响应提供观察电缆内部并确定每个失配的位置和幅度大小的途径。
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第六章时域测量（示波器）
6．5 现用示波器观测一正弦信号。
假设扫描周期（T x）为信号周期的两倍、扫描电压的幅度V x＝V m时为屏幕X方向满偏转值。
当扫描电压的波形如图6.42的a、b、c、d所示时，试画出屏幕上相应的显示图形。
解：
a b
c d
Vx
6．7 一示波器的荧光屏的水平长度为10cm ，现要求在上面最多显示10MHz 正弦信号两个周期（幅度适当），问该示波器的扫描速度应该为多少？ 解：正弦信号频率为10MHz ，T ＝s f T 7
6
10
110
1011-⨯=⨯=
=
，要在屏幕上显示两个周
期，则显示的时间为s 71022T t -⨯==，扫描速度为
s cm /105010
2106
7
⨯=⨯-
6．8 示波器观测周期为 8ms ，宽度为 1ms ，上升时间为 0.5ms 的矩形正脉冲。
试问用示波器分别测量该脉冲的周期、脉宽和上升时间，时基开关（ t/cm ）应在什么位置（示波器时间因数为 0.05μs ～0.5s ，按 1－2－5 顺序控制）。
解：
在示波器屏幕上尽量显示一个完整周期，而水平方向为10cm ，所以 测量周期时，8ms/10cm ＝0.8ms/cm ，时基开关应在1ms 位置， 测量脉宽时，1ms/10cm ＝0.1ms/sm ，时基开关应在100μs 位置， 测量上升时间时，0.5ms/10cm ＝50μs/cm 时基开关应在50μs 位置
6．9 什么是非实时取样？取样示波器由哪些部分组成？各组成部分有何作用？说明取样示波器观察重复周期信号的过程。
解：由r t BW /35.0=，可知MHz BW 7)10
50/(35.09
=⨯=-，选择示波器时，信号上升
时间应大于3~5 t R （示波器上升时间），或者带宽大于3～5f M ，这样只有（2）和（4）满足，而（4）的上升时间最小，观察效果最好，但价格贵。
6．12数字存储示波器，设水平分辨力N ＝100点/Div ，当扫描速度为5μs/Div ；5ms/Div ；5s/Div ；时，其对应的采样频率为多少？有何启示？ 解：因为水平分辨力N ＝fs ×t/div ，
所以扫描速度为5μs/Div 时：采样频率MHz t
N f s 2010
51006
=⨯=
=-
扫描速度为5ms/Div 时：采样频率KHz t N f s 20105100
3
=⨯=
=
- 扫描速度为5s/Div 时：采样频率Hz t N f s 205100
=⨯
==
6．13 有A ，B 两台数字示波器，最高采样率均为200Ms/s ，但存储深度A 为1K ，B 为1M ，问当扫速从10ns/div 变到1000ms/div 时，试计算其采样率相应变化的情况，并仿照教材图
6.XX 形式用曲线表示出来。
这给选用DSO 有何启示？ 解：根据DSO 扫速、采样速率和记录长度的关系：
)(10)/()/()(div div S S s MS f pts L s ⨯⨯≥ 保持不变）(10
)()/()/(pts L div S S s MS f s ≤
⨯
A ：
div s div
s div s MS f pts L div S S s /5.010/102001000
)
(10)/()()/(6
μ=⨯⨯=
⨯=
对应P1点
当扫速为1ms/div 时，相应的采样速率 s KS div
s div div S S pts L s MS f s /10010/10
11000)
(10)/()()/(3
=⨯⨯=
⨯=
- 对应P2点
B ：div ms div
s div s MS f pts L div S S s /5.010/1020010
)
(10)/()()/(6
6
=⨯⨯=
⨯= 对应P3点
当扫速为1000ms/div 时，相应的采样速率 s KS div
s div div S S pts L s MS f s /10010/10
100010
)
(10)/()()/(3
6
=⨯⨯=
⨯=
- 对应P4点
结论：在选用DSO时，对相同最高采样率的DSO，应该选用记录长度较大的，这样扫速在较大范围变化时，采样速度不必跟着变化。