现代电子测量技术教案

《现代电子测量技术教案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代电子测量技术电子信息工程学院王化深ModernElectronicMeasurementTechnology目录第一章概述第二章数字示波技术第三章数字化信号发生技术第四章数据域测试技术第五章自动测试系统本课教学安排1、课程安排课堂教学14学时实验（二个整天）15学时考试：1学时2、考核成绩总成绩=考试（50）+实验（20+30）第一章概述第一节经典电子测量技术1、测量数据处理2、显示测量技术3、频率测量技术4、电压测量技术5、信号发生技术6、频域测量技术第二节现代电子测量技术1、数字化测量技术2、智能化测量技术3、虚拟化测量技

2、术4、自动测试系统第一章概述第二章数字示波技术第一节数字存储示波器的组成和原理1、数字存储示波器的组成（DigitalStorageOscilloscope，简写DSO）实际的数字存储示波器通常将模拟示波器的功能融合进来，一种典型的结构如下:2、信号采样数字存储示波器均采用实时采样和非实时采样相结合的方法（取样技术），信号采样的关键实现部件是A/D转换器。对观察非周期信号和瞬态信号，实时采样方法能更好地进行处理和分析。3、波形的存储把每个离散的模拟量经A/D变换后，就可以得到相应的数字量。如果设法把这些数字量存到存储器中，就相当于

3、把一个模拟波形以数字量的形式存储起来，这可利用微处理器来实现。如图：对于非周期的单次波形以及频率较低的周期波形，必须用实时采样的方法。采样、变换和存储方案4、存储波形的显示把存储器中的数据，按地址顺序取出，并经D/A还原为原来的模拟量，同时将地址按顺序送出，并经D/A转换成阶梯波。把前一模拟量送到示波器的Y轴，把阶梯波送到示波管的X轴（作扫描），这样就能把被测波形显示在屏幕上。如图：第二节数字存储示波器的特点数字存储示波器与模拟示波器相比有下述特点（1）长期存储波形（2）信号的采集和存储与显示过程分离（3）具有多种触发方式能显示触

4、发后的信号，能显示触发前的信号，毛刺触发、脉宽触发、窗口触发、逻辑组合触发、状态触发以及电视视频信号触发等（4）具有多种显示方式定格显示刷新显示滚动显示（5）便于进行多波形分析比较（6）采用数字技术提高测量精度高（7）采用微处理器控制，具有智能仪器的特点第三节数字存储示波器的主要技术指标1、最高采样速率采样速率是指单位时间内对模拟输入信号的采样次数。最高采样速率由A/D变换器的转换速率来决定。采样速率通常以采样脉冲的频率（Hz）、每秒的采样样本点数及存储的数据位数来表示。在实际应用中，采样速率可根据所设定的示波器扫描时间因数Dx（

5、t/div）来选择，但其上限则由示波器的最高采样速率所限制。当扫描时间因数t/div确定之后，采样频率fs的计算公式为：fs=n/T式中：n为对应于示波器屏幕水平线每格的采样点数；T为每格的扫描时间。例如：扫描时间为10μs/div，水平通道D/A转换器采用10位D/A，示波器水平方向分为10个格，则每格采样数为1024/10=102.4点，采样频率fs为10.24Ms/s。2、系统带宽数字存储示波器在存储工作方式下的带宽（存储带宽）是以有效存储带宽和等效存储带宽来表征的。有效存储带宽表征采用实时采样方式时可测量正弦波信号的最高频

6、率；等效存储带宽表征采用非实时采样技术时可测量正弦波信号的最高频率。数字存储示波器的有效存储带宽两种定义目前尚未统一。一种是用A/D转换器采样速率的一半来定义，即按照奈奎斯特频率极限给出，称为最大存储带宽。另一种是Tektronix公司首先提出了另一种较为合理的存储带宽的定义，即：有效存储带宽=最大采样速率/K其中，K的取值，在使用光点显示时约等于25；使用矢量内插显示时约等于10；使用正弦内插显示时约等于2.5。若非实时采样，其等效存储带宽等于示波器的模拟带宽。3、测量分辨率和测量精度测量分辨率包括电压分辨率（垂直分辨率）和时间

7、分辨率（水平分辨率）。①电压分辨率电压分辨率指每个采样点的模拟量对应二进制数字的位数，也就是对信号（Vp-p）所能识别的最小电压等级。电压分辨率由A/D变换器的分辨率决定。②时间分辨率时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间时间间隔的分辨能力，常以位数（bit）、每格多少点（点/div）或相邻数据点的时间间隔（s）来表示。4、存储容量存储容量又称记录长度，表示数字存储示波器获取被测信号长度的能力。示波器的存储容量用存储器能够存储的最大存储字数来表示。数字存储示波器的存储器通常采用1K、4K、甚至2M字及以上的高速半导体存储器。除采

8、集存储器外，还有用于存储多个波形的低速大容量显示存储器和保持存储器，但它们的存储容量并不表示获取信号的能力。在实际应用中，存储容量必须按照存储波形的长度、细节要求的点数（时间分辨率）和仪器限定的时基速度进行选择（对单次信号还取决于采样速率）。在有些