电子仪器与测量2

电子仪器与测量2什么是测量,什么是电子测量,答:测量是人们为了确定被测对象的量值或确定一些量值的依从关系而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。电子测量是指在电子学中测量有关电的量值。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量;从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。简述电子测量的意义和特点。答:电子测量的意义除具体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外，还可通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量，而且往往更加方便、快捷、准确，是用其他测量方法所不能替代的。它的特点:1.?测量频率范围宽?2.?量程范围宽??3.?测量准确度高4.?测量速度快5.?易于实现遥测6.?易于实现测量过程的自动化和测量仪器微机化按具体测量对象来分，电子测量包括哪些内容,答:电子测量包括:(1)电能量的测量(2)电路参数的测量(3)电信号特征的测量(4)电子设备性能的测量(5)特性曲线的显示电子测量的主要方法有哪些,?答:(l)直接测量(2)间接测量(3)组合测量(4)时域测量(5)频域测量(6)据域测量(7)随机测量计量和测量:计量是实现单位统一和量值准确可靠的测量。从定义中可以看出，它属于测量，源于测量，而又严于一般测量，是测量的一种特定形式。计量与其它测量一样，是人们理论联系实际，认识自然、改造自然的方法和手段。它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的技术基础。计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量，也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征。通用计数器测量频率的工作原理:通过计数器在单位时间(即闸门时间)内对被测信号进行计数，然后利用公式得出被测信号的频率，为了测量更宽的范围，可以改变闸门时间。通用计数器测量周期的工作原理:和测频原理类似，将被测信号整形转换后作为闸门时间，而用标准频率作为计数脉冲，进行计数，同样通过改变标准频率的分频，即改变时标信号，来测量更宽的范围。长期频率稳定度和短期频率稳定度是怎样定义的,长期频率稳定度:信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3小时内所发生的最大变化。短期频率稳定度:信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15分钟内所发生简述电压测量的基本要求及电压测量仪器的分类方法。电压测量的基本要求:(1)应有足够宽的电压测量范围(2)应有足够宽的频率范围(3)应有足够高的测量准确度(4)应有足够高的输入阻抗(5)应具有高的抗干扰能力电压测量仪器的分类方法:(1)按频率范围分类(2)按被测信号的特点分类(3)按测量技术分类调制域分析仪的关键技术是什么,有何用途,调制域分析仪关键的技术是要实现动态连续地测量频率。调制域分析仪的主要分析功能有:频率、相位、时间间隔相对于时间轴的变化显示;单次或多次平均;任何测量结果的直方图显示;测量结果数值显示;调制分析(峰—峰偏移、中心频率、调制速率);抖动频谱分析;各种参数统计(平均、最大、最小、方差、均方差、有效值、概率);阿仑方差计算等。抖动和调制都可利用机内的分析功能方便地进行定量分析。另外，仪器还具有组合触发和选通功能，用于捕获复杂输入信号的特定部分。基本锁相环:它由相位比较器(PD),压控振荡器(VCO)和环路滤波器(LPF)组成的闭合环路。相位比较器即鉴相器，它比较两个输入信号f0和fi的相位差，输出与相位差成比例的电压，这个电压称为误差电压Ud。环路滤波器是一种低通滤波器，它滤去误差电压中的高频成分及噪音，用以改善环路的性能。压控振荡器是在外加电压的作用下能改变其输出频率的振荡器。锁相环的工作过程就是通过频率牵引，达到相位锁定的过程在环路锁定时，其输出频率具有与输入频率相同的频率特性。这就是锁相环的基本工作原理。通用示波器:它主要由示波管，垂直通道和水平通道组成。此外，还包括电源电路，以及由它产生示波管和仪器电路中需要的多种电源。示波器Y通道的任务是，将被测的信号尽量不失真地加到示波管Y偏转板上，通常包括探头，输入衰减器，Y前置放大器，延迟线和Y输出放大器等部分。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。其中扫描发生器环和触发电路用来产生所需的扫描信号，X放大器可能用来放大扫描信号，也可能用来放大直接输入的任意外接信号。比较触发扫描(无扫描线)和连续扫描(有扫描线)的特点。连续扫描和触发扫描示波器扫描的两种方式。为了更好地观测各种信号，示波器应该既能连续扫描又能触发扫描，扫描方式的选择可通过开关进行。在连续扫描时，没有触发脉冲信号，扫描闸门也不受触发脉冲的控制，仍会产生门控信号，并启动扫描发生器工作;在触发扫描时，只有在触发脉冲作用下才产生门控频率合成方法中，直接模拟合成技术的特点是什么,(1)频率分辨力高，增加一级基本运算单元就可以使频率分辨力提高一个数量级。(2)频率切换快，可用于跳频通信对抗，因为频率点不太多。(3)电路庞大复杂，采用混频电路太多，会引起很多寄生频率分量，相位杂散。简述通用示波器Y(垂直)通道的主要组成部分。示波器的垂直通道主要由探极、衰减器、前置放大器、延迟级、输出放大器等组成。垂直通道的主要作用是:对被测量信号进行适当的放大后，加于示波管的垂直偏转板上以控制电子束的垂直偏转。垂直通道的性能的好坏将直接影响到测量信号的观测结果的精确度，这些性能主要有:足够宽的频带宽度、较高灵敏度、小的上升时间、很小的非线性失真等。X(水平)通道:由触发电路、时基发生器和水平输出放大器组成，主要产生与被测信号相适应的扫描锯齿波。其主要任务是产生随时间线性变化的扫描电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。示波管:阴极射线管(CRT)主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。同步:如果扫描电压周期Tx与被测电压周期Ty保持Tx=nTy的关系，则称扫描电压与被测电压“同步”。试说明触发电平、触发极性调节的意义。在电路中设置触发电平和触发极性调节两种控制方式，通过这两种方式可任意选择被显示信号的起始点，便于对波形的观测和比较。触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。触发点位于触发源信号的上升沿为“+”极性;触发点位于触发源信号的下降沿则为“,”极性;触发电平是指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输出电压的瞬时值，触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点。对电压测量有哪些基本要求:(1)频率范围宽(2)测量电压范围广(3)输入阻抗高(4)测量精度高度(5)抗干扰能力強。分辨力:数字电压表在最低电压量程上末位1个字所代表的电压值，称做仪表的分辨力，它反映仪表灵敏度的高低。分辨力随显示位数的增加而提高。分辨率:数字电压表的分辨力指标亦可用分辨率来表示。分辨率是指所能显示的最小数字(零除外)与最大数字的百分比。双斜积分式A/D转换器:它由模拟电路和数字电路两部分构成。模拟电路部分由基准电压源+Ur和-Ur，模拟开关S1—S4，积分器和比较器组成，数字电路部分由控制逻辑电路，时钟发生器，计数器与寄存器等双斜积分式A/D转换器的特点:(1)抗串模干扰能力强(2)对积分元件及时钟信号的稳定性和准确度要求大为降低(3)测量灵敏度较高(4)测量速度慢是其主要缺点(5)积分器、比较器中运放的零点漂移会带来转换误差调制域测量的意义:制域描绘出了频率、时间间隔或相位等随时间的变化曲线。方便地表达出频域和时域中难以描述的信号参数和信号特性。为人们对复杂信号的测试和分析提供了方便直观的方法，解决了一些难以用传统方法或不可能用传统方法解决的难题。逐次逼近比较式A/D转换原理:设被测电压UX=6V，比较器的特性类似于天平，当U0>Ux,输出为0;当U0<Ux，输出为1。工作开始时，系统启动SAR，当第一个时钟脉冲CP上升沿到来时，使SAR得高位Q3置1，则D/A转换器输入1000，输出U0=8V，加到比较器与输入被测电压Ux相比较，因为这时U0>Ux，比较器输出Uc=0，使或门G处于开放状态。当第一个时钟脉冲CP下降沿到来时，可经G门将Q3复位。当第二个CP上升沿到来时，使SAR得Q2置1，D/A转换器输入0100，输出U0=4V，加至比较器，使Uc=1，关闭G门，当第二个CP下降沿不能将SAR的Q2复位，D/A转换器的输入保留为0100，其余类推。通用计数器测量频率的误差:即?1误差(量化误差)和闸门时间误差(标准时间误差)。通用计数器测量周期的误差:即量化误差、触发转换误差以及基准频率误差。频率稳定度的定义:频率稳定度是指在一定时间间隔内，频率源的频率准确度的变化，所以实际上是频率不稳定度，它表征频率源持续工作于恒定频率上的能力。调制域概念:调制域即指由频率轴(F)和时间轴(T)共同构成的平面域。频谱分析仪是一种多用途的频域测量仪器，其地位类似于时域的示波器。它是一种使用不同方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。基本的构成机理:实时分析法(FFT法)和非实时分析法(扫描式)两类。外差式频谱仪的原理可以简述为:扫频的本振与信号混频后，使信号的各频谱分量依次地移入窄带滤波器，检波放大后与扫描时基线同步显示出来。其要点是移频滤波。模拟式频谱仪:以扫描式为基础构成，采用滤波器或混频器将被分析信号中各频率分量逐一分离。数字式频谱仪:非扫描式，以数字滤波器或FFT变换为基础构成。频率特性的测量有哪些方(1)点频法。点频法的优点是测量时不需要特殊仪器，测量准确度比较高，能反映出被测网络的静态特性，这种方法的缺点是操作繁琐、工作量大、容易漏测某些细节，不能反映出被测网络的动态特性。(2)扫频法。扫频测量法的测量过程简单，速度快，也不会产生测漏现象，还能边测量边调试，大大提高了调试工作效率。扫频法反映的是被测网络的动态特性，测量结果与被测网络实际工作情况基本吻合，这