電子儀器與測(cè)量2

電子儀器與測(cè)量2什么是測(cè)量,什么是電子測(cè)量,答:測(cè)量是人們?yōu)榱舜_定被測(cè)對(duì)象的量值或確定一些量值的依從關(guān)系而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。在這個(gè)過程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量與單位量之間的數(shù)值關(guān)系，最后用數(shù)值和單位共同表示測(cè)量結(jié)果。電子測(cè)量是指在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)電的量值。從廣義上說(shuō)，凡是利用電子技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量都可以說(shuō)是電子測(cè)量;從狹義上說(shuō)，電子測(cè)量是指在電子學(xué)中測(cè)量有關(guān)電的量值的測(cè)量。簡(jiǎn)述電子測(cè)量的意義和特點(diǎn)。答:電子測(cè)量的意義除具體運(yùn)用電子科學(xué)的原理、方法和設(shè)備對(duì)各種電量、電信號(hào)及電路元器件的特性和參數(shù)進(jìn)行測(cè)量外，還可通過各種敏感器件和傳感裝置對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量，而且往往更加方便、快捷、準(zhǔn)確，是用其他測(cè)量方法所不能替代的。它的特點(diǎn):1.?測(cè)量頻率范圍寬?2.?量程范圍寬??3.?測(cè)量準(zhǔn)確度高4.?測(cè)量速度快5.?易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)6.?易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的自動(dòng)化和測(cè)量?jī)x器微機(jī)化按具體測(cè)量對(duì)象來(lái)分，電子測(cè)量包括哪些內(nèi)容,答:電子測(cè)量包括:(1)電能量的測(cè)量(2)電路參數(shù)的測(cè)量(3)電信號(hào)特征的測(cè)量(4)電子設(shè)備性能的測(cè)量(5)特性曲線的顯示電子測(cè)量的主要方法有哪些,?答:(l)直接測(cè)量(2)間接測(cè)量(3)組合測(cè)量(4)時(shí)域測(cè)量(5)頻域測(cè)量(6)據(jù)域測(cè)量(7)隨機(jī)測(cè)量計(jì)量和測(cè)量:計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。從定義中可以看出，它屬于測(cè)量，源于測(cè)量，而又嚴(yán)于一般測(cè)量，是測(cè)量的一種特定形式。計(jì)量與其它測(cè)量一樣，是人們理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)識(shí)自然、改造自然的方法和手段。它是科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中必不可少的一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。計(jì)量與測(cè)試是含義完全不同的兩個(gè)概念。測(cè)試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量，也可理解為測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。它具有探索、分析、研究和試驗(yàn)的特征。通用計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率的工作原理:通過計(jì)數(shù)器在單位時(shí)間(即閘門時(shí)間)內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后利用公式得出被測(cè)信號(hào)的頻率，為了測(cè)量更寬的范圍，可以改變閘門時(shí)間。通用計(jì)數(shù)器測(cè)量周期的工作原理:和測(cè)頻原理類似，將被測(cè)信號(hào)整形轉(zhuǎn)換后作為閘門時(shí)間，而用標(biāo)準(zhǔn)頻率作為計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)行計(jì)數(shù)，同樣通過改變標(biāo)準(zhǔn)頻率的分頻，即改變時(shí)標(biāo)信號(hào)，來(lái)測(cè)量更寬的范圍。長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度和短期頻率穩(wěn)定度是怎樣定義的,長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度:信號(hào)發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，信號(hào)頻率在任意3小時(shí)內(nèi)所發(fā)生的最大變化。短期頻率穩(wěn)定度:信號(hào)發(fā)生器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，信號(hào)頻率在任意15分鐘內(nèi)所發(fā)生簡(jiǎn)述電壓測(cè)量的基本要求及電壓測(cè)量?jī)x器的分類方法。電壓測(cè)量的基本要求:(1)應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷簻y(cè)量范圍(2)應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍(3)應(yīng)有足夠高的測(cè)量準(zhǔn)確度(4)應(yīng)有足夠高的輸入阻抗(5)應(yīng)具有高的抗干擾能力電壓測(cè)量?jī)x器的分類方法:(1)按頻率范圍分類(2)按被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)分類(3)按測(cè)量技術(shù)分類調(diào)制域分析儀的關(guān)鍵技術(shù)是什么,有何用途,調(diào)制域分析儀關(guān)鍵的技術(shù)是要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)地測(cè)量頻率。調(diào)制域分析儀的主要分析功能有:頻率、相位、時(shí)間間隔相對(duì)于時(shí)間軸的變化顯示;單次或多次平均;任何測(cè)量結(jié)果的直方圖顯示;測(cè)量結(jié)果數(shù)值顯示;調(diào)制分析(峰—峰偏移、中心頻率、調(diào)制速率);抖動(dòng)頻譜分析;各種參數(shù)統(tǒng)計(jì)(平均、最大、最小、方差、均方差、有效值、概率);阿侖方差計(jì)算等。抖動(dòng)和調(diào)制都可利用機(jī)內(nèi)的分析功能方便地進(jìn)行定量分析。另外，儀器還具有組合觸發(fā)和選通功能，用于捕獲復(fù)雜輸入信號(hào)的特定部分?；炬i相環(huán):它由相位比較器(PD),壓控振蕩器(VCO)和環(huán)路濾波器(LPF)組成的閉合環(huán)路。相位比較器即鑒相器，它比較兩個(gè)輸入信號(hào)f0和fi的相位差，輸出與相位差成比例的電壓，這個(gè)電壓稱為誤差電壓Ud。環(huán)路濾波器是一種低通濾波器，它濾去誤差電壓中的高頻成分及噪音，用以改善環(huán)路的性能。壓控振蕩器是在外加電壓的作用下能改變其輸出頻率的振蕩器。鎖相環(huán)的工作過程就是通過頻率牽引，達(dá)到相位鎖定的過程在環(huán)路鎖定時(shí)，其輸出頻率具有與輸入頻率相同的頻率特性。這就是鎖相環(huán)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組成。此外，還包括電源電路，以及由它產(chǎn)生示波管和儀器電路中需要的多種電源。示波器Y通道的任務(wù)是，將被測(cè)的信號(hào)盡量不失真地加到示波管Y偏轉(zhuǎn)板上，通常包括探頭，輸入衰減器，Y前置放大器，延遲線和Y輸出放大器等部分。示波器的X通道主要由掃描發(fā)生器環(huán)，觸發(fā)電路和X放大器組成。其中掃描發(fā)生器環(huán)和觸發(fā)電路用來(lái)產(chǎn)生所需的掃描信號(hào)，X放大器可能用來(lái)放大掃描信號(hào)，也可能用來(lái)放大直接輸入的任意外接信號(hào)。比較觸發(fā)掃描(無(wú)掃描線)和連續(xù)掃描(有掃描線)的特點(diǎn)。連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描示波器掃描的兩種方式。為了更好地觀測(cè)各種信號(hào)，示波器應(yīng)該既能連續(xù)掃描又能觸發(fā)掃描，掃描方式的選擇可通過開關(guān)進(jìn)行。在連續(xù)掃描時(shí)，沒有觸發(fā)脈沖信號(hào)，掃描閘門也不受觸發(fā)脈沖的控制，仍會(huì)產(chǎn)生門控信號(hào)，并啟動(dòng)掃描發(fā)生器工作;在觸發(fā)掃描時(shí)，只有在觸發(fā)脈沖作用下才產(chǎn)生門控頻率合成方法中，直接模擬合成技術(shù)的特點(diǎn)是什么,(1)頻率分辨力高，增加一級(jí)基本運(yùn)算單元就可以使頻率分辨力提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。(2)頻率切換快，可用于跳頻通信對(duì)抗，因?yàn)轭l率點(diǎn)不太多。(3)電路龐大復(fù)雜，采用混頻電路太多，會(huì)引起很多寄生頻率分量，相位雜散。簡(jiǎn)述通用示波器Y(垂直)通道的主要組成部分。示波器的垂直通道主要由探極、衰減器、前置放大器、延遲級(jí)、輸出放大器等組成。垂直通道的主要作用是:對(duì)被測(cè)量信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠛?，加于示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上以控制電子束的垂直偏轉(zhuǎn)。垂直通道的性能的好壞將直接影響到測(cè)量信號(hào)的觀測(cè)結(jié)果的精確度，這些性能主要有:足夠?qū)挼念l帶寬度、較高靈敏度、小的上升時(shí)間、很小的非線性失真等。X(水平)通道:由觸發(fā)電路、時(shí)基發(fā)生器和水平輸出放大器組成，主要產(chǎn)生與被測(cè)信號(hào)相適應(yīng)的掃描鋸齒波。其主要任務(wù)是產(chǎn)生隨時(shí)間線性變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光點(diǎn)在熒光屏的水平方向達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)。示波管:陰極射線管(CRT)主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。同步:如果掃描電壓周期Tx與被測(cè)電壓周期Ty保持Tx=nTy的關(guān)系，則稱掃描電壓與被測(cè)電壓“同步”。試說(shuō)明觸發(fā)電平、觸發(fā)極性調(diào)節(jié)的意義。在電路中設(shè)置觸發(fā)電平和觸發(fā)極性調(diào)節(jié)兩種控制方式，通過這兩種方式可任意選擇被顯示信號(hào)的起始點(diǎn)，便于對(duì)波形的觀測(cè)和比較。觸發(fā)極性是指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿還是下降沿。觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿為“+”極性;觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的下降沿則為“,”極性;觸發(fā)電平是指觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時(shí)值，觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，并決定掃描的起點(diǎn)。對(duì)電壓測(cè)量有哪些基本要求:(1)頻率范圍寬(2)測(cè)量電壓范圍廣(3)輸入阻抗高(4)測(cè)量精度高度(5)抗干擾能力強(qiáng)。分辨力:數(shù)字電壓表在最低電壓量程上末位1個(gè)字所代表的電壓值，稱做儀表的分辨力，它反映儀表靈敏度的高低。分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。分辨率:數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)亦可用分辨率來(lái)表示。分辨率是指所能顯示的最小數(shù)字(零除外)與最大數(shù)字的百分比。雙斜積分式A/D轉(zhuǎn)換器:它由模擬電路和數(shù)字電路兩部分構(gòu)成。模擬電路部分由基準(zhǔn)電壓源+Ur和-Ur，模擬開關(guān)S1—S4，積分器和比較器組成，數(shù)字電路部分由控制邏輯電路，時(shí)鐘發(fā)生器，計(jì)數(shù)器與寄存器等雙斜積分式A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn):(1)抗串模干擾能力強(qiáng)(2)對(duì)積分元件及時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要求大為降低(3)測(cè)量靈敏度較高(4)測(cè)量速度慢是其主要缺點(diǎn)(5)積分器、比較器中運(yùn)放的零點(diǎn)漂移會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)換誤差調(diào)制域測(cè)量的意義:制域描繪出了頻率、時(shí)間間隔或相位等隨時(shí)間的變化曲線。方便地表達(dá)出頻域和時(shí)域中難以描述的信號(hào)參數(shù)和信號(hào)特性。為人們對(duì)復(fù)雜信號(hào)的測(cè)試和分析提供了方便直觀的方法，解決了一些難以用傳統(tǒng)方法或不可能用傳統(tǒng)方法解決的難題。逐次逼近比較式A/D轉(zhuǎn)換原理:設(shè)被測(cè)電壓UX=6V，比較器的特性類似于天平，當(dāng)U0>Ux,輸出為0;當(dāng)U0<Ux，輸出為1。工作開始時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)SAR，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)時(shí)鐘脈沖CP上升沿到來(lái)時(shí)，使SAR得高位Q3置1，則D/A轉(zhuǎn)換器輸入1000，輸出U0=8V，加到比較器與輸入被測(cè)電壓Ux相比較，因?yàn)檫@時(shí)U0>Ux，比較器輸出Uc=0，使或門G處于開放狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)時(shí)鐘脈沖CP下降沿到來(lái)時(shí)，可經(jīng)G門將Q3復(fù)位。當(dāng)?shù)诙€(gè)CP上升沿到來(lái)時(shí)，使SAR得Q2置1，D/A轉(zhuǎn)換器輸入0100，輸出U0=4V，加至比較器，使Uc=1，關(guān)閉G門，當(dāng)?shù)诙€(gè)CP下降沿不能將SAR的Q2復(fù)位，D/A轉(zhuǎn)換器的輸入保留為0100，其余類推。通用計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率的誤差:即?1誤差(量化誤差)和閘門時(shí)間誤差(標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間誤差)。通用計(jì)數(shù)器測(cè)量周期的誤差:即量化誤差、觸發(fā)轉(zhuǎn)換誤差以及基準(zhǔn)頻率誤差。頻率穩(wěn)定度的定義:頻率穩(wěn)定度是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，頻率源的頻率準(zhǔn)確度的變化，所以實(shí)際上是頻率不穩(wěn)定度，它表征頻率源持續(xù)工作于恒定頻率上的能力。調(diào)制域概念:調(diào)制域即指由頻率軸(F)和時(shí)間軸(T)共同構(gòu)成的平面域。頻譜分析儀是一種多用途的頻域測(cè)量?jī)x器，其地位類似于時(shí)域的示波器。它是一種使用不同方法在頻域內(nèi)對(duì)信號(hào)的電壓、功率、頻率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并顯示的儀器?；镜臉?gòu)成機(jī)理:實(shí)時(shí)分析法(FFT法)和非實(shí)時(shí)分析法(掃描式)兩類。外差式頻譜儀的原理可以簡(jiǎn)述為:掃頻的本振與信號(hào)混頻后，使信號(hào)的各頻譜分量依次地移入窄帶濾波器，檢波放大后與掃描時(shí)基線同步顯示出來(lái)。其要點(diǎn)是移頻濾波。模擬式頻譜儀:以掃描式為基礎(chǔ)構(gòu)成，采用濾波器或混頻器將被分析信號(hào)中各頻率分量逐一分離。數(shù)字式頻譜儀:非掃描式，以數(shù)字濾波器或FFT變換為基礎(chǔ)構(gòu)成。頻率特性的測(cè)量有哪些方(1)點(diǎn)頻法。點(diǎn)頻法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量時(shí)不需要特殊儀器，測(cè)量準(zhǔn)確度比較高，能反映出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)特性，這種方法的缺點(diǎn)是操作繁瑣、工作量大、容易漏測(cè)某些細(xì)節(jié)，不能反映出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性。(2)掃頻法。掃頻測(cè)量法的測(cè)量過程簡(jiǎn)單，速度快，也不會(huì)產(chǎn)生測(cè)漏現(xiàn)象，還能邊測(cè)量邊調(diào)試，大大提高了調(diào)試工作效率。掃頻法反映的是被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性，測(cè)量結(jié)果與被測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際工作情況基本吻合，這