北京交通大学电子测量期末复习资料

第一章测量：测量是利用合适的工具，确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程。

电子测量：广义：指利用各种敏感元件和传感装置将非电量如位移、速度、温度、压力、流量、物面高度、物质成分等变换成电信号，再利用电子测量设备进行的测量。

狭义：通过运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量。

内容：1对于电信号各种特性的测量2对于电子元器件及电网络参数的测量。

特点：1测量频率范围宽2测量量程广3测量准确度高4测量速度快5易于实现远距离测量和长期不间断测量6易于实现测量自动化和测试智能化 。

计量的基本概念、与测量的关系：计量是指利用技术和法制手段实现测量单位统一和量值准确可靠的一种测量。

关系：1计量的任务是确定测量结果的可靠性。

2计量是测量的基础和依据。

3没有计量，也谈不上测量。

4计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用。

5测量发展的客观需要才出现了计量。

6测量是计量应用的重要途径。

7没有测量，计量将失去价值8为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。

5种仪器：模拟，智能，个人，虚拟，合成四代自动测试系统的特点：并行测试技术，合成仪器，公共测试接口，先进测试软件开发技术 第二章误差：测量误差是测量结果与被测量真值的差别。

分类：一，来源：1，仪器2，方法3，环境4，操作。

二，性质:1，系统2，随机3，粗大。

系统：1，测量设备的缺陷、测量仪器不准 2，测量仪器的安装、放置和使用不当 3，测量环境变化4，使用的方法不完善，依据的理论不严密、采用 近似公式；或者操作方式不当。

随机：由影响微小、互不相关的多种因素造成。

粗大：往往是一些未被认识的偶然因素 表示方法：绝对、相对、分贝、引用。

修正值：C=x0-x 异常数据的判定： 莱特准则（n ＞10） 肖维纳准则（n ＞5） 格拉布斯准则 系统误差判定：1，累进性（马利可夫判据）2，周期性（阿卑-赫梅特判据）消除系统误差的典型测量技术：零示法，代替法（置换法），交换法（对照法）微差法 误差合成：误差传递公式第三章测频（大于fxm ）（量化，时基，计数）减小误差：1.减少量化单位（倍频）2.增大主门时间 测周（小于fxm ）(提高准确度)误差： （量化，时基，触发）减小误差：多周期，提高信噪比，触发电平应选择在信号沿变化最陡峭处 倒数计数器：表达式： A 事件计数器B 时间计数器平均测量技术、游标法、模拟内插法：平均测量技术：如果取多次测量结果的平均值作为最终的测量结果，减小量化误差。

游标法：采用类似机械游标卡尺的原理，测出被测整周期之外的零头和尾数。

能够极大地提高)(ˆ3,10X x x n i σ>-≥)(ˆX ch x x iσ>-)(ˆX g x x i σ>-221120100),(x x f x x f x x f y y y y ∆∂∂+∆∂∂=-=-=∆k f N f N F c s x ⋅=⋅=c s x 1f kN f N T ⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+±=∆c c c x x x f f f T k T T c B A xf N N f =cs x f m k N f m N T ⋅⋅=⋅= )1(cc x x x f f Tf f f ∆+±=∆时间间隔测量的分辨力。

模拟内插法：使用内插时间扩展器（恒流源和电容构成）测出被测整周期之外的零头和尾数。

与平均测量法相比，模拟内插法避免了通过多次测量平均来满足分辨力和准确度要求，可以缩短测量时间。

第四章交流电压测量：1，均值电压表（正弦有效值）： 2，峰值电压表（正弦有效值）：3，有效值电压表（被测有效值） 波峰因数： 波形因数： A/D 分类和特点：直接型（速度快）、间接型（准确，抗干扰）、复合型1，斜坡电压式，2.，逐次逼近式，3.，余数再循环式，4.，双斜积分式，5.，三斜积分式，6.，多斜积分式，7.，脉冲调宽式。

双斜积分式：一次测量过程中，同一积分器进行两次积分。

相关的工作波形图：优点：转换准确度高、灵敏度高、抑制干扰能力强、造价低 缺点：转换速度比较低（换三斜），要求整个积分过程中积分器在较宽的动态范围内保持较好的线性度（换多斜） 三斜积分式ADC ：三斜积分式ADC 的计数误差明显减小；在考虑达到同样的显示位数和计数误差条件下，三斜积分式测量速度提高了很多。

DVM 的主要技术参数：分辨力（最低电压量程上末位1个字所对应的电压值），位数、超量程 第五章频率合成技术:间接型（锁相环）,直接型（数字，模拟），DDFS 锁相环基本原理:1.鉴相器; 对输入的参考信号信号和反馈回路的信号进行频率和相位的比较，输出一个代表两者差异的信号至环路低通滤波器。

2.低通环路滤波器; 用来滤除鉴相器输出信号中的交流高频分量，并提供一个缓慢变化的直流电压作为VCO 的输入。

3.压控振荡器:一种根据输入电压的变化来控制输出相应频率信号的振荡器。

几个带宽的概念及关系:按从小到大：锁定，捕捉，拉出，同步锁相环的几种基本形式:整数，小数，多环频率合成器 单模预分频锁相环：优点：将锁相环的输出频率扩展到微波频段缺点：只能合成V ×fref 整数倍的若干频点（解决办法：多模，小数）掌握分析组合多环的频率表达式DDFS 原理和几个基本公式，输出频率、分辨率、最大频率、最小频率:相位增量寄存器N 位加法器N 位相位寄存器波形存储器参考时钟频率控制频率控制字KN 位P 位N 位N 位f c输出频率： 最大频率： （0.3fc ）最小频率（分辨力）： DDFS 优缺点 :优点：1.极快的频率切换速度2.极高的频率分辨力3.连续的相位变化4.强大的数字调制功能5易于集成、易于调整.缺点:1工作频带的限制2功耗限制3杂散抑制差4相位噪声性能 第六章同步：扫描后的一个周期描绘的波形与前一个周期完全一样，因而荧光屏上得到清晰而稳定的波形，这种状态成为信号与扫描电压的同步。

Tn=NTs 数字示波器的原理：触发原因：1.确定波形显示的时间参考点，稳定显示波形； 2.捕获感兴趣的信号波形。

触发方式：边沿，毛刺，脉宽，矮脉冲，视频，模式，状态，延迟，其他触发电平：正负零。

触发极性：上升沿，下降沿Nf K f 2co ⨯=N f f 2co =2c omax f f =U U K U 1.11F a =⋅=正弦ap2U K U ⋅=UU K P P =U U K =F ref 12x U N N U =内插技术与数字实时带宽的关系：BW=f/k(k=正弦2.5线性10)两种采样方式：实时采样、等效时间采样（顺序，随机） 数字存储示波器的指标：记录时间=存储深度/采样率=存储深度*采样周期。

数字存储示波器的基本特点1、工作过程一般分为存储和显示两个大的阶段2、具有“负延迟”触发功能3、提供多种采集控制功能，实现峰值采集、过采样等采集模式4、数字存储示波器有一些重要的技术指标。

第七章：外差式频谱仪工作原理、框图、各部分的功能和作用：各部分功能和作用：1输入滤波器：低通，抑制镜像干扰；2本地振荡器产生线性扫频或者对数扫频信号3混频器把输入信号和本振混频，将输入信号变到中频滤波器的中心频率 Lo ：本振频率，in ：输入 If ：中频 镜像频率之间的频差为2fif 4中频滤波器滤除掉除了中频信号之外的其他频率成分5带通滤波器包络检波器把高频信号转化成与其幅度成对应关系的直流信号。

6把中频信号变成直流信号。

类型：峰值检波、平均值检波、有效值检波和准峰值检波器。

显示方式：最大、最小、自动、正常、取样、平均 分辨率带宽、输入衰减对本底噪声的影响： SPAN 、RBW 、VBW 对扫频速度（分析时间）的影响：正常情况下，扫描时间和RBW 、VBW 通常情况下是联动的。

频谱仪工作特性：频率分辨率：频谱仪的分辨力是指能够分辨的最小谱线间隔。

动态特性曲线的最大值比静态特性曲线最大值小，且扫频速度γ越快，降低得越多。

动态特性曲线最大值出现的频率将偏离谐振频率fo ，并向频率f 增加的变化方向移动，且随γ的加快（即k 减小）其偏离增大。

动态特性曲线是不对称的，而且还可能出现振荡现象。

动态特性曲线比静态特性曲线较钝，带宽增大。

第八章数据域测试基本概念及特点：数据域测量是指对数字系统的逻辑特性进行的测量，主要目的是实现对数字系统的故障进行诊断和定位。

（特点：1、测量对象是二进制数据流2、信号是单次或非周期性的3、数字信号是多位传输的4、信号是按时序传输的5、信息传递方式和速率的多样性6、数字电路和系统的故障判别与模拟的不同。

） 触发（始端、终端、延迟）的特点，作用:始端触发：被触发后开始存储、显示数据，以被触发时的数据（即触发字）为存储的第一个有效数据。

终端触发：一旦搜索到触发字，立即停止存储，触发字就是存储和显示的最后一个有效数据。

延迟触：在数据流中搜索到触发字时并不是立即进行跟踪，而是经过一定的延迟才跟踪。

延迟的对象主要由时钟延迟、事件延迟两种。

两种工作状态或模式，两种采样的区别和特点，用途:两种操作模式：1.逻辑定时分析仪（LTA ） 以内时钟发生器产生的时钟为采样时钟，与被测系统的时钟没有同步关系。

2.逻辑状态分析仪（LSA ）以被测电路的时钟信号或者其他某些信号作为采样时钟来工作的。

两种采样：1.定时采样速率 是指逻辑分析仪工作在定时分析模式下的采样速率。

采样率越高，采样精度越高，逻辑分析仪的分辨力越高。

2.状态采样速率 是指逻辑状态分析仪能够支持的最高外部时钟速率。

因此，应选择状态采样速率至少与被测总线数据传输速率率相同的逻辑状态分析仪。

存储，存储深度:存储深度=记录时间×采样速率 第九章GPIB 系统及组成：器件，接口，总线 GPIB 的性能：器件容量，电缆长度，传输速度，地址容量 消息及其分类：Ⅰ.按内容：1.接口消息 （控着发出，ATN=1）2.器件消息 （讲着发出，ATN=0）Ⅱ.按来源：1.远地消息 （用三个大写英文字母表示）2.本地消息 （以三个英文小写字母表示）Ⅲ.接消息使用信号线数目：1.单线消息（用一根线传递）2.多线消息（用多根线传递） 信号组成（8，5，3）电平，逻辑: 8数据线：通过这些数据线可以传输多线消息。

数据编码可采用二进制编码、BCD 编码或7比特的ASCII 码（第8比特用于奇偶校验，或者不用）。

目前用得最多的ASCII 码。

3手握线：保证数据双向、异步、可靠地在处理速度不同的器件之间传递。

（三线挂钩技术：DA V ，NRFD ，NDAC ）5控制线：ATN,IFC,REN,EOI,SRQmin in,max in,f f SPAN -=2RBWSPAN K ∙≥扫描时间IF in LO ff f =±。