电子测量教案c讲义hapter7n
电子测量技术教案PPT演示课件
图2-5 指示电压表
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如图2-5所示，
•内测：开关可置于“内测”1或2位置，此时测 量的为信号发生器输出电压有效值。
•外测：开关置于“外测”，电压表就可对一般 外部电压有效值进行测量。
（7）稳压电源
为各部分电路提供正常工作所需的稳定直流 电压。
09.10.2020
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3． 输出失真度
标准信号发生器输出失真度在0.1% ~ 0.5%； 普通信号发生器输出失真度在1% ~ 5%。
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2.1.3 调制特性
1． 对于调幅的要求
包括调幅特性、调幅系数可调范围及稳定度、 寄生频偏及外调制时调制频率范围、输入阻抗及 要求的调制电压等。
一般输出阻抗可进行8Ω、10Ω、60Ω、600Ω 和5kΩ的切换。
（6）指示电压表
组成：分压器、限幅器、射极跟随器、检波器、 表头校正电路。
指示器用磁电式电流表指示，电压数值与指 针的偏转角度成正比，在刻度盘上可直接读数。
09.10.2020
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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09.10.2020
其应用
09.10.2020
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2.1 正弦信号发生器的主要技术特性
2.1.1 频率特性
频率特性包括有效频率范围、频率准确度和频 率稳定度。
电子测量技术实验教案
电子测量技术实验教案第一章：实验基本知识1.1 实验目的了解电子测量技术的基本原理和实验方法。
掌握常用电子测量仪器的使用和操作。
1.2 实验要求熟悉实验设备和工作环境。
掌握基本测量方法和技巧。
1.3 实验安全注意事项遵守实验室规章制度，佩戴好个人防护用品。
避免触电、短路等安全事故的发生。
第二章：测量误差与数据处理2.1 测量误差的概念介绍系统误差、偶然误差和粗大误差的定义和特点。
2.2 误差分析与计算分析误差来源，掌握误差减小和补偿的方法。
学会使用公式计算误差和不确定度。
2.3 数据处理方法学习数据采集、记录和整理的方法。
掌握有效数字的规则和四则运算规则。
第三章：电子测量仪器3.1 电压表和电流表了解电压表和电流表的原理和结构。
学会使用电压表和电流表进行测量操作。
3.2 示波器了解示波器的工作原理和功能。
掌握示波器的使用方法和测量技巧。
3.3 频率计了解频率计的原理和功能。
学会使用频率计进行测量操作。
第四章：基本测量方法4.1 电压和电流的测量学习电压和电流的测量方法。
掌握电压表和电流表的接线和读数方法。
4.2 时间的测量学习时间的测量方法。
掌握示波器测量时间的方法和技巧。
4.3 频率和周期的测量学习频率和周期的测量方法。
掌握频率计的接线和读数方法。
第五章：实验操作与实践5.1 实验设备准备学习如何正确开启和使用实验设备。
熟悉实验设备的操作步骤和注意事项。
5.2 实验操作流程学习实验操作流程和步骤。
掌握实验数据的测量和记录方法。
5.3 实验结果分析与评价分析实验结果，评估实验数据的准确性。
第六章：信号发生器与频率测量6.1 信号发生器学习信号发生器的工作原理和功能。
掌握信号发生器的使用方法和输出信号调整。
6.2 频率测量实验使用信号发生器和频率计进行频率测量实验。
掌握频率计的接线和读数方法，以及频率测量的注意事项。
第七章：时间与频率测量综合实验7.1 时间与频率测量原理学习时间与频率测量原理及其相互关系。
精密测量技讲义术电子教案07
直
第
齿 圆
七柱
章
齿 轮
测
量
7．2 齿轮整体误差的测量
• 齿轮整体误差是齿形误差、周节误差、周 节累积误差等在齿轮传动中的综合作用误 差
• 一、齿轮整体误差的测量原理
• 在渐开线检查仪上相距一个理论基节的 两个测头，分别测出相邻两同名齿廓相对 于标准渐开线的变动量，然后依次测出所 有齿廓的变动量，最后将各齿的误差曲线 按基节间隔放在同一坐标图上，便得到齿 轮同一截面的整体误差曲线。
1W/M2
• 级：一个量超过另一个量（基准量）的程度。
• 贝尔，分贝
f上 f下
7．3 齿轮噪声测量
1.声压：介质中的压强相对于无声波时压强 的变动量
•
Lp = 20 lg (P/P0)
直
第
齿 圆
七柱
•
章
齿 轮
•
2.声强：在垂直声波传播的平面上，单位时 间通过单位面积的声能。
Li = 20 lg (I/I0) 3.声功率：单位时间声源辐射的总声能。
齿距偏差可在测量齿距累积误差时得到，所 以比较简单。该项偏差主要由机床误差 产生。
测量：用万能测齿仪
7．1 齿轮概述
直
第
齿 圆
七柱
章
齿 轮
测
量
7．1 齿轮概述
直
第
齿 圆
七柱
章
齿 轮
测
量
4、切向综合误差Δfi′ 实测齿轮与理想精确的测量齿轮单面 啮合时，在被测齿轮一齿距角内，实 际转角与公称转角之差的最大幅度值 。
△fi〞综合反映了由于刀具安装偏心及制造所产 生的基节和齿形误差，属综合性项目。可在 测量径向综合误差时得出，即从记录曲线上 量得高频波纹的最大幅度值。由于这种测量 受左右齿面的共同影响，因而不如一齿切向 综合误差反映那么全面。不宜采用这种方法 来验收高精度的齿轮，但因在双啮仪上测量 简单，操作方便，故该项目适用于大批量生 产的场合。
《电子测量教案cha》课件
《电子测量教案cha》课件一、教学目标：1. 了解电子测量的基本概念、原理和常用仪器。
2. 掌握电压、电流、电阻、电容等基本电量的测量方法。
3. 学会使用万用表、示波器等常用电子测量仪器。
4. 能够分析测量数据，判断电路故障。
二、教学内容：1. 电子测量的基本概念和原理2. 电压测量3. 电流测量4. 电阻测量5. 电容测量三、教学重点与难点：1. 教学重点：电子测量的基本概念、原理和常用仪器；电压、电流、电阻、电容的测量方法。
2. 教学难点：示波器的使用和测量数据分析。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解电子测量的基本概念、原理和常用仪器。
2. 采用演示法，展示电压、电流、电阻、电容的测量方法。
3. 采用实践法，让学生动手操作示波器，进行实际测量。
4. 采用问答法，解答学生提出的问题。
五、教学过程：1. 引入新课：介绍电子测量的意义和应用领域。
2. 讲解电子测量的基本概念、原理和常用仪器。
3. 演示电压、电流、电阻、电容的测量方法。
4. 学生动手操作示波器，进行实际测量。
5. 解答学生提出的问题。
6. 总结本节课的主要内容，布置课后作业。
教学评价：通过课堂讲解、演示和实践，学生能够掌握电子测量的基本概念、原理和常用仪器；能够熟练进行电压、电流、电阻、电容的测量；能够分析测量数据，判断电路故障。
六、教学评价：1. 知识掌握：学生能够准确描述电子测量的基本原理和常用仪器的功能。
2. 技能应用：学生能够正确使用万用表、示波器等仪器进行基本电量的测量。
3. 问题解决：学生能够分析测量数据，识别并解决简单的电路故障。
4. 课堂参与：学生积极参与课堂讨论和实验操作，提问并及时反馈。
七、教学资源：1. 电子测量实验室：提供万用表、示波器、电子元件等实验设备。
2. 教学课件：包含电子测量原理、仪器操作流程及测量案例。
3. 实验指导书：提供详细的实验步骤和测量数据处理方法。
4. 网络资源：在线测量教程、视频演示等辅助学习材料。
电子测量技术教案
电子测量技术教案第一章：电子测量技术概述1.1 教学目标了解电子测量技术的定义和作用掌握电子测量技术的基本原理和分类了解电子测量技术的发展趋势1.2 教学内容电子测量技术的定义和作用电子测量技术的基本原理电子测量技术的分类电子测量技术的发展趋势1.3 教学方法讲授法：讲解电子测量技术的定义、作用和分类讨论法：探讨电子测量技术的发展趋势1.4 教学资源教材：电子测量技术教材投影片：电子测量技术的基本原理和分类示意图1.5 教学评估课堂问答：了解学生对电子测量技术定义和作用的理解小组讨论：评估学生对电子测量技术分类和发展趋势的掌握程度第二章：电子测量仪器与设备2.1 教学目标了解电子测量仪器与设备的种类和功能掌握电子测量仪器与设备的使用方法了解电子测量仪器与设备的维护和保养2.2 教学内容电子测量仪器与设备的种类和功能电子测量仪器与设备的使用方法电子测量仪器与设备的维护和保养2.3 教学方法演示法：展示各种电子测量仪器与设备，讲解其功能和使用方法实践操作法：学生亲自动手操作电子测量仪器与设备，掌握其使用方法2.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：各种电子测量仪器与设备2.5 教学评估实践操作：评估学生对电子测量仪器与设备的操作能力课堂问答：了解学生对电子测量仪器与设备的使用方法和维护保养知识的掌握程度第三章：电子测量电路分析3.1 教学目标了解电子测量电路的基本原理和分析方法掌握电子测量电路的测量技术和方法能够分析电子测量电路的性能和指标3.2 教学内容电子测量电路的基本原理电子测量电路的分析方法电子测量电路的测量技术和方法电子测量电路的性能和指标3.3 教学方法讲授法：讲解电子测量电路的基本原理和分析方法案例分析法：分析具体的电子测量电路案例，讲解测量技术和方法3.4 教学资源教材：电子测量技术教材投影片：电子测量电路示意图和性能指标表格3.5 教学评估课堂问答：了解学生对电子测量电路基本原理和分析方法的理解程度小组讨论：评估学生对电子测量电路测量技术和方法的掌握程度第四章：电子测量误差与数据处理4.1 教学目标了解电子测量误差的基本概念和来源掌握电子测量误差分析和补偿方法掌握电子测量数据处理的基本方法4.2 教学内容电子测量误差的基本概念和来源电子测量误差分析和补偿方法电子测量数据处理的基本方法4.3 教学方法讲授法：讲解电子测量误差的基本概念和来源案例分析法：分析具体的电子测量误差案例，讲解分析和补偿方法实践操作法：学生亲自动手处理电子测量数据，掌握数据处理方法4.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：电子测量仪器与设备4.5 教学评估实践操作：评估学生对电子测量数据处理方法的掌握程度课堂问答：了解学生对电子测量误差分析和补偿方法的理解程度第五章：电子测量实验5.1 教学目标掌握电子测量实验的基本步骤和方法能够正确操作电子测量仪器与设备进行实验能够分析实验数据并得出正确结论5.2 教学内容电子测量实验的基本步骤和方法电子测量实验的操作要点电子测量实验数据的分析方法5.3 教学方法演示法：展示电子测量实验的操作过程和数据处理方法实践操作法：学生亲自动手进行电子测量实验，掌握操作方法和数据分析5.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：电子测量仪器与设备5.5 教学评估实践操作：评估学生对电子测量实验操作的熟练程度第六章：频率与时间测量6.1 教学目标理解频率和时间测量的重要性学习频率和时间的测量原理掌握常见频率和时间测量仪器的使用6.2 教学内容频率和时间测量的基础知识频率计和示波器的使用方法时间测量仪器如时间间隔计的使用方法实际测量案例分析6.3 教学方法讲授法：讲解频率和时间测量原理演示法：展示频率计和时间测量仪器的操作实践操作法：学生动手操作仪器进行测量练习6.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：频率计、示波器、时间间隔计等6.5 教学评估实践操作：评估学生对频率和时间测量仪器操作的准确性课堂问答：检查学生对频率和时间测量原理的理解第七章：电压与电流传感器测量7.1 教学目标认识电压和电流传感器的作用学习电压和电流的测量原理掌握电压和电流传感器的使用方法7.2 教学内容电压和电流传感器的基本原理电压和电流测量仪器的结构与使用电压和电流测量中的注意事项实际测量案例分析7.3 教学方法讲授法：讲解电压和电流传感器的工作原理演示法：展示电压和电流测量仪器的操作实践操作法：学生亲自动手进行电压和电流测量7.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：电压表、电流表、电流传感器等7.5 教学评估实践操作：评估学生对电压和电流传感器操作的准确性课堂问答：检查学生对电压和电流测量原理的理解第八章：信号发生器与信号分析8.1 教学目标理解信号发生器在电子测量中的作用学习信号发生器的使用方法掌握信号分析的基本技巧8.2 教学内容信号发生器的基本原理和功能信号发生器的操作和使用技巧信号分析的方法和应用实际测量案例分析8.3 教学方法讲授法：讲解信号发生器和信号分析的基础知识演示法：展示信号发生器的操作和信号分析过程实践操作法：学生动手操作信号发生器并进行信号分析8.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：信号发生器、示波器等8.5 教学评估实践操作：评估学生对信号发生器和信号分析操作的准确性课堂问答：检查学生对信号发生器和信号分析原理的理解第九章：网络分析与阻抗测量9.1 教学目标理解网络分析在电子测量中的重要性学习网络分析仪的使用方法掌握网络参数的测量技术9.2 教学内容网络分析的基本概念和原理网络分析仪的结构和操作网络参数测量技术实际测量案例分析9.3 教学方法讲授法：讲解网络分析和阻抗测量的基础知识演示法：展示网络分析仪的操作和测量过程实践操作法：学生动手操作网络分析仪进行测量9.4 教学资源教材：电子测量技术教材实验设备：网络分析仪、阻抗测量设备等9.5 教学评估实践操作：评估学生对网络分析仪操作的准确性课堂问答：检查学生对网络分析和阻抗测量原理的理解第十章：现代电子测量技术与发展趋势10.1 教学目标了解现代电子测量技术的新发展学习先进测量技术的应用探讨电子测量技术的发展趋势10.2 教学内容现代电子测量技术的新发展先进测量技术的应用案例电子测量技术的发展趋势分析10.3 教学方法讲授法：讲解现代电子测量技术的发展和趋势案例分析法：分析先进测量技术的应用案例讨论法：讨论电子测量技术的发展方向10.4 教学资源教材：电子测量技术教材投影片：现代电子重点和难点解析1. 电子测量技术概述补充说明：电子测量技术是电子工程领域的基础技术，通过对电子信号的准确测量，可以确保电子系统的性能和稳定性。
电子测量教案chapter
电子测量教案Chapter 1-5一、第一章：电子测量概述教学目标：1. 了解电子测量的定义、作用和分类。
2. 掌握电子测量的基础知识和技术。
3. 熟悉常见的电子测量仪器和设备。
教学内容：1. 电子测量的定义和作用。
2. 电子测量的分类。
3. 电子测量的基础知识。
4. 电子测量技术。
5. 常见电子测量仪器和设备。
教学方法：1. 讲授法：讲解电子测量的定义、作用和分类。
2. 演示法：展示常见电子测量仪器和设备。
3. 实践法：操作电子测量仪器和设备。
教学资源：1. 电子测量仪器和设备。
2. 电子测量实验教材。
教学评估：1. 测验：考查学生对电子测量的定义、作用和分类的掌握。
2. 实验报告：评价学生在实践操作中的表现。
二、第二章：电压测量教学目标：1. 掌握电压测量的原理和方法。
2. 熟悉电压测量仪器的使用。
3. 能够进行电压测量实验。
教学内容：1. 电压测量的原理。
2. 电压测量的方法。
3. 电压测量仪器的使用。
4. 电压测量实验。
教学方法：1. 讲授法：讲解电压测量的原理和方法。
2. 演示法：展示电压测量仪器的使用。
3. 实践法：进行电压测量实验。
教学资源：1. 电压测量仪器。
2. 电压测量实验教材。
教学评估：1. 测验：考查学生对电压测量的原理和方法的掌握。
2. 实验报告：评价学生在电压测量实验中的表现。
三、第三章：电流测量教学目标：1. 掌握电流测量的原理和方法。
2. 熟悉电流测量仪器的使用。
3. 能够进行电流测量实验。
教学内容：1. 电流测量的原理。
2. 电流测量的方法。
3. 电流测量仪器的使用。
4. 电流测量实验。
教学方法：1. 讲授法：讲解电流测量的原理和方法。
2. 演示法：展示电流测量仪器的使用。
3. 实践法：进行电流测量实验。
教学资源：1. 电流测量仪器。
2. 电流测量实验教材。
教学评估：1. 测验：考查学生对电流测量的原理和方法的掌握。
2. 实验报告：评价学生在电流测量实验中的表现。
电子测量PPT教学课件全篇
（2）均值表的读数
均值表以正弦波有效值刻度时,其读数 U a K F正 U ，
K F正
22
1.11
对正弦波 UU~xrms KF正UPKP正 KF正 故读数为
U P 0.707V K P正
对方波 U UP 10V 故读数为 KF正 U 1.11 10＝11.1V
对三角波 U UP 10 KFKP 1.15 1.73
题3.5解 根据电压表的刻度特性，可以确定其检 波方式，举例如下
（1）用方波作为测试信号，已知方波的
UP U U U，0 用被检电压表测量这个电压。
①若读数≈ U0 2 0.707U0 则该表为峰值表。
②若读数≈ 1.11U0 则该表为均值表。 ③若读数≈ U0 则该表为有效值表。 （2）分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波
rM
| X m
| Xm
0.05
10 0.5%
电压表应定为0.5级 题2.2解 用（1）表时，ΔVm＝±S%×Um＝ ±0.5%×150＝0.75V 示值范围为10±0.75V。 用（2）表时，ΔUm＝±2.5%×15＝0.375 （V），示值范围为10±0.375V。 可见这时选择2.5级的表比选0.5级的表测量 误差小，所以要合理选择仪器仪表的量程及准 确度等级，不能单纯追求仪器仪表的级别。 题2.3 （课堂练习）±10%
构和功能。
3．对三种检波器的误差能进行全面系统的 分析和了解。
4．各种陷波器的工作原理及应用。
难点： 1．能利用各种波形的波形系数KF与波峰系数KP换
算出各种波形的平均值，有效值和峰值。 2．能详细分析和叙述阻抗测量电路的工作原理，
并说明每一个元器件的作用。
图3.7－5
三、习题答案
电子测量基本知识ppt课件
电子测量原理
1.2 电子测量仪器
网络参数测量仪器 用途：测量网络的频率特性、相位特性、噪声特性 典型仪器：网络分析仪、扫频仪 数据域测试仪器 用途：研究以离散时间或者事件为自变量的数据流 典型仪器：逻辑分析仪 计算机仿真测量 用途：可以避免受实验时间和设备的限制，方便设计电路 典型仪器：Multisim10
1.1.3电子测量的内容
第4页
电子测量原理
1.1.4 电子测量的基本方法（按被测性质）
（1）频域测量技术：幅值和相位随频率的变化
（1）正弦波点频法 （2）正弦波扫频法
（2）时域测量技术： ——幅值随时间的变化
测试信号是脉冲、方波及阶跃信号
（3）频域测量和时域测量比较 频域测量和时域测量是测量线性系统性能的两种方法，是 从两个不同的角度去观测同一个被测对象，其结果应 该是一致的。 从理论上讲，时域函数的付里叶变换就是频域函数，而频 域函数的付里叶逆变换也就是时域函数。
A
用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差与 该量程值（上限值－下限值）之比来表示的相对误差， 称为满度相对误差（或称引用相对误差）
xm m 1 0 0 % xm
仪表各量程内绝对误差的最大值
第18页
x x m m m
电子测量原理
1.4.4 测量误差的表示方法
第5页
电子测量原理
1.1.4 电子测量的基本方法
（4）随机测量技术：测量噪声信号和使用随机信号 源
噪声是一种与时间因素有关的随机变量，对噪声的研究使 用概率统计方法 主要包括下述三个内容： （1）噪声信号统计特性的测量，如时域中的均值、均方 根性，频域中的频谱密度函数、功率谱密度函数等； （2）将已知特性的噪声作激励源对被测系统进行统计性 测量，研究被测系统的特性；
电子测量教案chapter
电子测量教案Chapter一、教学目标：1. 理解电子测量的基本概念和原理。
2. 掌握电子测量仪器的基本使用方法。
3. 学会进行电子测量实验，并能正确解读测量结果。
二、教学内容：1. 电子测量的基本概念：测量、电子测量、测量误差等。
2. 电子测量仪器：示波器、信号发生器、万用表等。
3. 测量方法：电压测量、电流测量、频率测量等。
4. 测量误差及处理：误差来源、减小误差的方法等。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：电子测量的基本概念、电子测量仪器的基本使用方法、测量方法及测量误差处理。
2. 教学难点：电子测量仪器的操作、测量方法的选用及误差分析。
四、教学准备：1. 教材或教学资源：《电子测量》等相关教材。
2. 实验设备：示波器、信号发生器、万用表等。
3. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。
五、教学过程：1. 导入：通过生活中常见的测量实例，引发学生对电子测量的兴趣，导入新课。
2. 讲解：介绍电子测量的基本概念、原理和测量方法，讲解电子测量仪器的基本使用方法。
3. 演示：利用实验设备进行电子测量实验，展示测量过程和结果。
4. 实践：学生分组进行实验，亲自动手操作，进行电子测量，并记录测量结果。
5. 讨论：分析实验过程中遇到的困难和问题，讨论测量误差的原因及减小误差的方法。
7. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估：1. 课堂讲解评估：观察学生对电子测量概念和原理的理解程度，以及学生对电子测量仪器操作的熟练程度。
2. 实验操作评估：检查学生在实验中的操作是否规范，测量结果是否准确，以及是否能正确解读测量数据。
3. 讨论参与评估：评价学生在讨论中的积极性，以及对测量误差分析的深入理解。
七、教学拓展：1. 深入了解各种电子测量仪器的高级功能，如示波器的触发方式、信号发生器的波形调制等。
2. 学习自动化测量系统的设计与应用，了解现代电子测量技术的发展趋势。
八、教学反馈：1. 收集学生对教学内容的反馈，了解学生的学习难点和需求。
电子测量教案chapter
电子测量教案chapter一、教学目标1. 了解电子测量的基本概念、原理和作用。
2. 掌握电子测量仪器的分类、特点和选用方法。
3. 学会使用常见电子测量仪器进行实际测量。
4. 能够分析电子测量数据，并对测量结果进行评价。
二、教学内容1. 电子测量概述1.1 电子测量的定义1.2 电子测量的重要性1.3 电子测量的发展趋势2. 电子测量仪器2.1 电子测量仪器的分类2.1.1 模拟式测量仪器2.1.2 数字式测量仪器2.1.3 智能化测量仪器2.2 电子测量仪器的基本原理2.3 电子测量仪器的选用方法3. 电压测量3.1 电压测量原理3.2 电压测量仪器的使用方法3.3 电压测量实例4. 电流测量4.1 电流测量原理4.2 电流测量仪器的使用方法4.3 电流测量实例5. 频率与周期测量5.1 频率与周期的定义5.2 频率与周期测量原理5.3 频率与周期测量仪器的使用方法5.4 频率与周期测量实例三、教学方法1. 讲授法：讲解电子测量的基本概念、原理和作用，以及电子测量仪器的相关知识。
2. 演示法：展示电子测量仪器实物，演示测量操作过程。
3. 实践法：学生动手操作电子测量仪器，进行实际测量。
4. 讨论法：学生分组讨论测量数据，分析测量结果。
四、教学资源1. 电子测量仪器实物及其使用说明书。
2. 电子测量实验器材。
3. 教学PPT。
五、教学评价1. 学生能正确理解电子测量的基本概念、原理和作用。
2. 学生能熟练操作电子测量仪器，进行实际测量。
3. 学生能分析测量数据，并对测量结果进行评价。
六、波形测量6.1 波形测量的概念6.2 波形测量原理6.3 波形测量仪器的使用方法6.4 波形测量实例七、时间测量7.1 时间测量的概念7.2 时间测量原理7.3 时间测量仪器的使用方法7.4 时间测量实例八、频率与周期测量（续）8.1 频率与周期的定义8.2 频率与周期测量原理8.3 频率与周期测量仪器的使用方法8.4 频率与周期测量实例九、网络分析9.1 网络分析的概念9.2 网络分析原理9.3 网络分析仪器的使用方法9.4 网络分析实例十、实验与实践10.1 实验目的10.2 实验器材10.3 实验步骤10.4 实验数据处理与分析六、教学方法1. 讲授法：讲解波形测量的基本概念、原理和作用，以及波形测量仪器的相关知识。
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- FFT分析仪
- 外差式频谱分析仪
四、顺序滤波式频谱分析仪
第八章 频谱分析原理
信 号 前置 输 放大器 入
S 检波器
阶梯波 扫描发生器
特点：实时显示，但需要大量的滤波器
第八章 频谱分析原理
四、顺序滤波式频谱分析仪（续）
问 题：
滤波器带宽决定了对于频率分辨率 ✓ 例如：100Hz带宽，表示每根谱线有100Hz的不确 定性； 两根频谱间距小于100Hz则无法区分，此时 的谱线表示了在100Hz频带内的总能量
周期信号在频域中为离散的谱线 非周期信号在频域中为连续的谱线
常见信号的频谱
第八章 频谱分析原理
三、频谱分析仪的分类
第八章 频谱分析原理
按频率范围
- 音频范围（AF） 到1MHz左右
- 射频范围（RF） 到3GHz左右
- 微波范围
到40GHz左右
- 毫米波范围
超过40GHz
按照实现方式
- 顺序滤波式
如何解决滤波器数量太多、不一致性问题 ✓ 中心频率可调的模拟滤波器？ ✓ FFT分析？ ✓ 外差式频谱分析仪？
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扫频滤波式频谱仪
第八章 频谱分析原理
问题：中心频率可调，但范围宽、一致性好的滤波器 难以实现
五、FFT分析仪
第八章 频谱分析原理
FFT分析仪，也称为动态信号分析仪 利用FFT来实现信号频谱成分的测量
B、混频器
fLOfin fIF
当fin= fLO +fIF或fin= fLO -fIF 时，不能区分， 称为镜像频率。解决办法，混频前加滤波器
镜像频率之间的频差为2fIF。
中频的选择：低中频和高中频
低中频
A
镜镜镜镜
镜镜镜镜
△f = fIF
0
fIF
fin
fLO
fim
f
频率范围大于2倍中频时，有重叠
第八章 频谱分析原理
FFT分析仪的性能指标
（1）频率特性
• 频率范围 fs＞2.56fmax , 常见< 10MHz • 采样速率 由ADC的速度决定 • 频率分辨力 频率间隔为fs/N
（2）幅度特性
• 动态范围 由A/D的位数决定，位数和转换速度矛盾， 导致动态范围与最大输入频率是矛盾的
例如： 100KHz带宽时动态范围可达100dB • 灵敏度和精度 本机噪声、量化噪声、计算误差等
✓ 通过ADC, 以设定采样率来采样 ✓ FFT计算 ✓ 将结果以图形显示出来
第八章 频谱分析原理
FFT分析仪的理论基础
离散傅立叶变换（DFT）
XkN 1xnsT ej2 πk /nN n0
频率分量
fkk fs k 1
N
NTs
（1）被采样的信号必须有周期性（周期T0）； （2）观察时间必须是被采样信号周期T0的整数倍。
上显示是不同波形的信号
第八章 频谱分析原理
第八章 频谱分析原理
2、信号的傅立叶分析 （回顾）
傅立叶变换和反变换
X ffF xt x tej2 πfd tt
x t F 1 X ff X ffejπ 2 fd tf
对于周期信号：
第八章 频谱分析原理
x t A 2 0 n 1A nsin n 0 t n 1 B nco n 0 st
（2）外差式频谱仪的主要参数
• 频率显示范围 （起始和终止频率） • 电平显示范围 （参考电平） • 分辨率带宽 （中频滤波器的3dB带宽 ） • 扫描时间
（3）外差式频谱分析仪各模块的原理和功能
A、输入电路 输入阻抗：75Ω或50Ω 射频衰减器：0——60dB 步进 输入滤波器 ：低通，抑制镜像干扰
由于采用外差接收方法，所以不用大量的滤 波器 ，这是优于顺序法的特点之一；
由于中频滤波器以后的电路频带较窄，有利于提高放 大器增益和整机灵敏度；
整机频谱分析仪的频率覆盖范围可以大幅度提高 频谱仪的性能是否良好，与本机振荡器的频率 稳定度直接相关，故采用锁相频率合成技术，使本 机振荡器频率稳定。
典型外差式频谱仪的框图
电子测量教案 chapter7n
第八章 频谱分析原理
一、概 述
频域测试和时域测试的关系 频域测试的主要内容
✓ 信号的频谱分析
• 基波、谐波、寄生调制、相位噪声、非相干寄生 信号（杂散）
✓ 信号调制情况分析 ✓ 频谱监测
频域测试的典型仪器——频谱分析仪
第八章 频谱分析原理
一、概 述（续）
频谱分析仪
例如：±1.5dB, &T分析仪的性能指标
（3）分析速度 取决于FFT运算、处理时间
（4）其他特性
通道数、窗函数种类、平均计算等
六、外差式频谱分析仪
第八章 频谱分析原理
用滤波器依次选出各个频率，测量此频率信号的幅度，得到频谱 1、扫描滤波式频谱分析仪 ：
✓ 也称为信号分析仪
网络分析仪
✓用于对电子网络的频率响应特性进行分析
失真度分析仪
✓用于测量音频电路的失真
射频功率计
✓用于精确测量音频和微波信号的功率电平
第八章 频谱分析原理
二、信 号
1、时域和频域的关系
时域：横坐标是时间轴
频域：横坐标是频率轴 --- 从不同角度来描述信号的特征 --- 具有相同频谱的两个信号，可能在时域
扫频 本机振荡器
fL（t）
fofL(t)fxi
（1）、工作原理：
第八章 频谱分析原理
输入信号频谱：fx1 fx2
扫描 电压发生器
fxn
混频器
fo= fL（t）-fxn
扫频振荡器 fL（t）（可变）
滤波器 检波器
显示器
第八章 频谱分析原理
结论：
扫频外差式频谱仪对被分析的频谱是一个一个 顺序采样，所以不是实时检测和显示；
放大器
电调谐滤 波器
检波器
放大器
显示器
电调信号 （锯齿波））
第八章 频谱分析原理
优点：结构简单，价格低廉。由 于没有混频电路避免了镜像信号 缺点：中心频率可调且调整范围 很宽的窄带滤波器难以实现 ，工 作频带较窄，而且灵敏度低
解决办法：外差式频谱仪
2、外差式频谱分析仪
输
入
fo
频
谱
fxi
第八章 频谱分析原理
FFT分析仪的采样
第八章 频谱分析原理
根据奈奎斯特采样定律，采样频率应至少高于输入信号 最高频率的两倍 ，信号才可以被不失真的恢复。否则，产 生混叠。
前置的低通滤波器 fs大于2.56 fc
有限次采样 —加窗
第八章 频谱分析原理
✓ 不可能无限次采样，有限次采样相当于 加矩形窗，导致泄露现象，幅度和频率的误 差 ✓ 采用其他窗函数 ✓ 或者采用频率校正算法