仪器测量带宽对测试结果的影响
工程师们在调试的过程中，会经常发现，同一个信号用不同的设备测试，结果往往会有些差别。到底哪一个结果才是准确的？我们要科学的选用设备进行测试，不要被错误的结果“蒙骗”了。
不同的测试设备都有典型的应用场合和测量范围，之所以会出现测量结果不一致的情况，往往和测试设备本身的参数特性有关系，其中很关键的一个指标就是仪器的带宽。带宽不同的仪器，哪怕测试相同的信号，测试结果往往也都不同。
首先我们来看看仪器测量带宽是什么。仪器的测量带宽简单而言就是仪器能够测试的频率范围，我们将信号幅值衰减到-3dB的频率点称为带宽截止频率点，即在输入某一频率正弦波，测量到的幅度衰减为实际幅度的70.7%时，该频率点称为带宽，如下图所示。
不同测量仪器，其带宽都不相同。原因有很多，有些是产品应用和测试对象决定的，比如某些测试应用，用不到很高的带宽，或者信号频率比较固定，测试也有对应的标准，如我们常见的电能质量分析仪，其主要针对电网信号做测量，而电网的信号频率就是50Hz/60Hz，因此专用的电能质量分析仪的带宽往往也在这个范围。又比如示波器，示波器的带宽往往非常大，市场上常用的带宽一般有200MHz、350MHz、500MHz，高频应用还会用到1GHz以上的带宽。因为示波器常用来捕获时间很快的信号，并且要求能完整的还原波形形状，所以带宽必须很高才能实现功能。
还有一些仪器是因为产品定位不同或者本身的技术瓶颈问题，带宽也各有差异。如功率分析仪、功率计、电参数表等。功率分析仪作为高端测量仪器，一般为高精度高带宽，带宽可以到2MHz甚至5MHz；功率计更多用于产品的检测和生产测试，所以带宽会相对低一些，一般在100KHz~500KHz；而电参数表多数用于低端应用产品，带宽一般不超过50KHz。
带宽的不同对测试结果而言到底有什么样的影响呢？下面我们看一个实际测试案例，在某LED测试现场，用两台带宽不同的功率计测试LED驱动的输入（市电工频50Hz）电参数，包括电压、电流、功率、功率因数等，测试结果如下图所示：
从图中可以看到，两台设备测试的电压、有功功率基本一致，但是功率因素确相差很大。而功率因数的计算跟无功功率有非常密切的关系，因此可以判断两台设备测试的无功功率肯定有相差。两台设备的标称的基本精度都一样，但带宽却相差很大。致远电子的PA310带宽
为300KHz，而另一台设备的带宽只有5KHz，LED驱动模块的工作原理为开关输出，因此必然会有高频的信号引入，带宽低的设备测试不到高频信号，因此测试结果也就与带宽高的设备相差甚远。
为了验证测试结果确实是带宽引起的，我们对PA310进行了线路滤波器的设置，打开了一个5.5KHz的线路滤波器，而后对比两台测试的功率因素，结果两台设备的功率因素确实一致，这也就证明了带宽确实是影响测试结果的重要因素。
看到这里，有人会问，带宽是否越高越好，其实带宽也并不是越高越好，因为带宽越高，引入的高频信号也就越多，很多高频信号对测试结果会造成负面影响，这也不是我们所希望的。但是仪器的测试带宽一定要能满足被测设备的频率范围，否则测试不到真实信号，掩耳盗铃，最终也是错误的结论。
第一部分技术要求 一.技术功能和要求 1.手持式综合以太网测试仪 1.1.应用：手持式仪表：体积小、重量轻、便于携带 ★接口：1个10/100/1000Base-T电接口，1个FE,GE光接口,1个2M的BNC接口和120欧的平衡接口 ★基本功能：线缆测试（网线短点测试），RFC2544测试 ★基本功能：2M误码测试，符合G.821.G.826.M.2100,环路时延测试。 ★以太网配置1310波长，至少15公里距离的光模块 1.2. 主要功能要求---以太网部分 ★(1) 提供1*10/100/1000Base-T电接口及1*GE光接口的相关测试。 (2) 同时产生和接收100%线速率的10/100/1000Base-T、1000Base-LX信号，全双工收发不同 大小的以太网MAC帧数据包。能够自动与对端接口协商、全双工、实现流量控制等，并可对 速率进行配置。 ★(3)支持以太网性能测试(RFC2544)：吞吐量(Through put)、时延(Latency)、帧丢失(Frame loss)、 背靠背(Back-to-back) 缓冲能力。支持测试参数的设定和存储，支持RFC2544的自动测试并支 持测试结果存储。以太网帧长：64字节至9600字节. (4)仪表支持以太网双端测试仪模式，可由本地仪表控制远端仪表实现双向RFC-2544测 试。该功能主要用于上下行不等速的业务开通和网络故障诊断、定位。 (5)数据包抖动测试：数据包抖动（帧时延变化）测试，用于评估MSTP对实时业务如VOIP、VOD的支持能力。 ★ (6) 支持以太网BER的测试： 可以在以太网MAC帧的净荷部分加伪随机码，用于以太网成帧（Framed Layer 1和Framed Layer 2~4）与非成帧误码率的测试，接口包括10/100/1000Base-T和1000Base-X。包括支持的 图案类型包括：PRBS9，PRBS 11, PRBS 15, PRBS 20, PRBS 23, PRBS 29, PRBS31 , CRTP,用 户自定义图案等。
认识各种常用的测量仪器及仪器正确的使用方法 一.测长度的仪器有____________________________；最基本的是 正确使用方法： a.看（使用前要观察它的、和）； b.放（测量时，被测物体的一端要与对齐，尺要沿被测边缘，紧贴被测物体； c.读（读数时，视线应刻度线，并与尺面，在精确测量时，要估读到）； d.记（测量值由数字（、）和组成，倒数第二位是，最末一位是， 包括估计值在内的测量值称为有效数字）。 练习： 1、四位同学用同一把刻度尺测量同一物体长度，结果中错误的是() A.246.5mm B.24.66cm C.248.5mm D.246.7mm 2、用塑料卷尺测物体的长度，若用力拉伸尺子进行测量，结果() A.偏大 B.偏小 C.不受影响 D.无法判断 3、用一把尺子测量长度，一般要测量多次，这样做的目的是为了（） A、减少观察刻度线时由于实现不垂直而产生的误差 B、减少由于刻度尺不精密而产生的误差 C、避免测量中可能出现的错误 D、减少由于读数时估计值偏大或偏小而产生的误差 4、下列数据中最接近初中物理课本长度的是() A．20mm B．1dm C．1m D．26cm5、下列关于使用刻度尺的说法中，错误的是() A．使零刻度线对准被测物体的一端B．使刻度尺的刻度线紧贴被测的物体 C．读数时，视线要正对刻度线，不可斜视D．记录时，只要记录准确值，并要注明测量单位 6、用刻度尺测量物体长度，下列情况中属于误差的是()． A．观察时，视线未能与刻度尺垂直B．测量用的刻度尺本身刻度不完全均匀C．未能估读到分度值的下一位数D．物体的左边缘未对准刻度尺的“0”刻度线，就把物体右边缘所对刻度尺上的刻度值当作物体的长度 7. 如下图所示，读出木块的长度为： (1)A图中木块长度是______cm，刻度尺的分度值为________. (2)B图中木块长度是_____cm，刻度尺的分度值为____________. 8、用刻度尺测出桌子的长度为1.243m，所用的刻度尺的分度值是。 9、小明同学用一把刻度尺测量同一物体的长度，五次测量的值分别是：8.23cm，8.25cm，8.23cm，8.24cm，8.78cm， 其中错误的数据是_________；此物体的长度是_________cm． 二.测时间的仪器有_______________________________；常用的是 三.测温度的仪器是______；它的原理是： 正确使用方法： 使用前：先观察它的判断是否适合待测液体的温度，并认清温度计的，以便准确读数。 使用时：温度计的玻璃泡要,不要;温度计玻璃泡浸入被测液体中稍待一会儿，待再读数；读数时玻璃泡要，视线要。 练习： 1.图中有A、B、C、D四种测量水温的操作.请你评价这四种操作方法的正误.如果是错误的，指出错在哪里. A:______________________________________________ B:_______________________________________________ C:_______________________________________________ D:_______________________________________________ A B C D 2.如图所示，用温度计测温度时正确的使用方法是（）． 3.下列是使用温度计的操作步骤，请将各步骤的标号按正确的操作顺序填写在下面横线上.
《电子测量与仪器》习题参考答案 习题1 一、填空题 1．比较法；数值；单位；误差。 2．电子技术；电子技术理论；电子测量仪器。 3．频率；电压；时间。 4．直接测量；间接测量；时域测量；频域测量；数据域测量。 5．统一性；准确性；法制性。 6．国家计量基准；国家副计量基准；工作计量基准。 7．考核量值的一致性。 8．随机误差；系统误差；粗大误差。 9．有界性；对称性。 10．绝对值；符号。 11．准确度；精密度。 12．2Hz ；0.02%。 13．2/3；1/3～2/3。 14．分组平均法。 15．物理量变换；信号处理与传输；测量结果的显示。 16．保障操作者人身安全；保证电子测量仪器正常工作。 二、选择题 1．A 2．C 3．D 4．B 5．B 6．D 7．A 8．B 9．B 10．D 三、简答题 1．答：测量是用被测未知量和同类已知的标准单位量比较，这时认为被测量的真实数值是存在的，测量误差是由测量仪器和测量方法等引起的。计量是用法定标准的已知量与同类的未知量（如受检仪器）比较，这时标准量是准确的、法定的，而认为测量误差是由受检仪器引起的。 由于测量发展的客观需要才出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，才能在国民经济中发挥重要作用。 2．答：量值的传递的准则是：高一级计量器具检定低一级计量器具的精确度，同级计量器具的精确度只能通过比对来鉴别。 3．答：测量误差是由于电子测量仪器及测量辅助设备、测量方法、外界环境、操作技术水平等多种因素共同作用的结果。 产生测量误差的主要原因有：仪器误差、影响误差、理论误差和方法误差、人身误差、测量对象变化误差。按照误差的性质和特点，可将测量误差分为随机误差、系统误差、粗大误差三大类。误差的常用表示方法有绝对误差和相对误差两种。 四、综合题 1．解：绝对误差 ΔX 1＝X 1－A 1＝9－10＝－1V ΔX 2＝X 2－A 2＝101－100＝1V 相对误差 1111 1%100100%A X A γ-=-?=?= 2 22 1 1%100 100%A X A γ=?=?= 2．解：ΔI m1＝ 1m γ× X m1 ＝± 0.5％×400＝±2mA ，示值范围为100±2mA ；
频谱仪带宽的正确设置 在测量一些CATV系统指标中，常常要用到频谱仪，为了使测量结果准确，在频谱仪的使用上常涉及到一个分辨带宽设置的问题。要弄清这个问题，得要知道一些频谱仪的基本原理。图1是频谱仪的基本原理框图。图中的中频频率（输入信号通过与本振信号的和频或差频产生），本振受斜波发生器的控制，在斜波发生器的控制下，本振频率将从低到高的线性变化。这样在显示时，斜波发生器产生的斜波电压加到显示器的X轴上，检波器输出经低通滤波器后接到Y轴上，当斜波发生器对本振频率进行扫描时显示器上将自动绘出输入信号的频谱。检波器输出端的低通滤波器称为视频滤波器，用在分析扫描时对响应进行平滑。 图1 频谱分析仪原理框图 1、分辨带宽 在频谱分析仪中，频率分辨率是一个非常重要的概念，它是由中频滤波器的带宽所确定的，这个带宽决定了仪器的分辨带宽。例如，滤波器的带宽是100KHZ。那么谱线频率就有100KHZ的不定性，也即在一个滤波器的带宽频率范围内，出现了两条谱线的话，则仪器不能检出这两条谱线，而只显示一条谱线，此时仪器所反映的谱线电平（功率）是这两条谱线的电平功率的叠加。因此会出现测量误差。所以，对于两条紧密相关的谱线，其分辨力取决于滤波器的带宽。 图2 我们以测量载波电平为例，对仪器的分辨带宽设置加以比较，图2是分辨带宽分别是（由下到上）30KHZ、300KHZ、3MHZ的频谱曲线（输入为单个载波信号），在设置分辨带宽时，我们考虑的是仪器是否能充分响应输入信号时有足够的带宽，正确的方法是展宽滤波器的带宽，当在屏幕上观察到信号载波幅度不再增加时，就表示中频滤波器对输入信号的响应已有足够的带宽了。在图中我们看到，当分辨带宽在300KHZ到3MHZ变化时，显示的信号幅度没有变化，这就可以认为300KHZ带宽已经足够了。另外，分辨带宽在300KHZ和3MHZ之间设置时，对于单个载波情况下的信号幅度没有变化，但是在实际测
各种测量仪器的使用方法 水准仪及其使用方法 高程测量就是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程,利用水准仪进行水准测量就是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合: 1、望远镜 2、调整手轮 3、圆水准器 4、微调手轮 5、水平制动手轮 6、管水准器 7、水平微调手轮 8、脚架 二、操作要点: 在未知两点间,摆开三脚架,从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座 螺丝调平,使圆气泡居中,跟着调平管水准器。水平制动手轮就是调平的,在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就就是平水。将望远镜对准未知点(1)上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺的读数(后视),把望远镜旋转到未知点(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视),记到记录本上。 计算公式:两点高差=后视－前视。 三、校正方法: 将仪器摆在两固定点中间,标出两点的水平线,称为a、b线,移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整,使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。
四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1、安置 安置就是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架就是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2、粗平 粗平就是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3、瞄准 瞄准就是用望远镜准确地瞄准目标。首先就是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门与准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4、精平 精平就是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平。若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求。注意？气泡左半部份的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致。 5、读数 用十字丝,截读水准尺上的读数。现在的水准仪多就是倒象望远镜,读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数,后报出全部读数。 注意,水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行,不能颠倒,特别就是读数前的符合水泡调整,一定要在读数前进行。 五、水准仪的测量 测定地面点高程的工作,称为高程测量。高程测量就是测量的基本工作之一。高程测量按所使用的仪器与施测方法的不同,可以分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量与气压高程测量。水准测量就是目前精度最高的一种高程测量方法,它广泛应用于国家高程控制测量、工程勘测与施工测量中。 水准测量的原理就是利用水准仪提供的水平视线,读取竖立于两个点上的水准尺上的读数,来测定两点间的高差,再根据已知点高程计算待定点高程。 如下图所示,在地面上有A、B两点,已知A点的高程为HA、为求B点的高程HB,在A、B两点之间安置水准仪,A、B两点各竖立一把水准尺,通过水准仪的望远镜读取水平视线分别在A、B两点水准尺上截取的读数为a与b,可以求出A、B两点问的高差为:
实验一常用电子测量仪器 使用 Prepared on 24 November 2020
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 一、数字示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。 示波器面板介绍
单踪示波模式 注意下列几点： 8. 频率显示 显示当前触发通道波形的频率值。UTILITY 菜单中的“频率计”设置为“开启”才能显示对应信号的频率值，否则不显示。 10.触发位移 使用水平 POSITION 旋钮可修改该参数。向右旋转使箭头（初始位置为屏幕正中央）右移，触发位移值（初始值为 0）相应减小；向左旋转使箭头左移，触发位移值相应增大。按下该键使参数自动恢复为 0，且箭头回到屏幕正中央。 11. 水平时基 表示屏幕水平轴上每格所代表的时间长度。使用 S/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为～50S。 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或cm）与“水平时基”指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。 13. 电压档位 表示屏幕垂直轴上每格所代表的电压大小。使用 VOLTS/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为 2mV～10V。
- 49 - 频谱仪测试时几个重要参数的设置 冯菊香 （玉林师范学院，广西 玉林 537000） 【摘 要】频谱仪的最佳工作状态是由诸多因素、参数决定的，而各种参数之间又相互关联，因此在设置频谱仪时需要统筹考虑。文章从频谱仪的基本原理出发，对输入衰减、前置放大、混频、分辨率带宽、视频带宽、扫频宽度和扫描时间等参数作了重点介绍，并就它们之间的最佳工作状态关系设置进行了阐述。 【关键词】频谱仪；分辨率带宽；视频带宽；扫频宽度 【中图分类号】TM935.21 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)10-0049-02 频谱分析仪是信号分析处理中常用的仪器设备，它不仅 用于测量各种信号的频谱，而且还可测量功率、失真、增益 和噪声特性等。其覆盖的频率范围可达40GHz甚至更高，因而 被广泛用于所有的无线或有线通信应用中，包括开发、生产、 安装与维护等。 从工作原理上看，频谱分析仪可以分为模拟式与数字式 两大类。数字式频谱分析仪主要用于超低频或低频段，其中 最有代表性的为傅立叶分析仪。模拟式频谱分析仪根据使用 滤波器的不同，又分为带通滤波器频谱分析仪与外差式扫频 频谱分析仪。 （一）频谱仪的基本原理 频谱分析仪的基本电路是超外差接收机，亦即利用超过 输入信号频率的本地振荡频率通过混频器获得差频输出。频 谱仪显示屏的水平坐标为频率轴，垂直坐标为功率轴，主要 用于观测和记录某个指定频率段内的载波频谱。其基本原理 如图1： 图1 频谱分析仪基本原理框图 信号的流程是：射频信号RF 接入频谱仪，经过前端的衰 减器和放大器，达到频谱仪的量程电平指标后，再经过混频 器，通过与本振信号的和频或差频而产生中频频率，然后， 通过中频带通滤波器和检波器峰值检波后的信号，再经过视 频滤波器滤波,经由A/D 转换后显示出来。由于本振电路的振 荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的 频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时， 屏幕上就显示出被测信号在不同频率上的电压包络，从而得 到被测信号的频谱。 （二）频谱仪的几个重要参数分析 用频谱分析仪对电信号进行测量时，要充分发挥频谱仪 的性能，尽可能地减少测量误差，显示其巨大的优越性，首 先必须根据所测的信号特点来设定频谱仪的衰减器、分辨率 带宽、视频带宽和扫描宽度（或时间）等，才可能使频谱仪 处于最佳工作状态。 1.合理使用输入衰减器和前置放大器 为了防止高电平输入信号对混频器产生的非线性失真，各种不同型号和不同类型的频谱仪，在仪器内部都设有输入衰减器，以此来选择最佳的混频电平。输入信号的电平不随衰减增加而下降，这是因为每当衰减降低加到检波器的信号电平10dB时，中放（IF）增益同时增加10dB来补偿这个损失，其结果使仪表显示的信号幅度保持不变。但是，噪声信号受到放大器的影响很大，其电平被放大，增加了10dB。既然内部噪声主要由中放第一级产生，因而输入衰减器不影响内部噪声电平。但是，输入衰减器影响到混频器的信号电平，并降低信噪比。也就是说，衰减器的衰减量每增加10dB，频谱仪显示的噪声电平就增加10dB。这样,要提高频谱分析仪的灵敏度就需要将衰减设置得尽可能小，降低噪声电平的值，使得信号不被噪声淹没。 使用前置放大器可以提高RF输入信号的信噪比，在测量小信号时，用前置放大器配合频谱仪的测量是非常有帮助的，特别是对卫星信号下行链路的弱信号进行检测时，需要加前置放大器改善系统的接收效果，否则，信号将很难看到或者根本看不到。但是，使用前置放大器时需要考虑两个重要的因素: 噪声值和增益。接收到的信号强度已经包含了放大器的增益，因此在计算信号的实际强度时，需要将天线增益、放大器增益以及监测系统的其它增益或损耗均排除掉，才能 够得到信号的实际强度。前置放大器有内部和外部之分，内 部前置放大器需要选件，工作频率范围一般为3GHz；外部前置放大器可根据待监测的频率范围，选择相应的放大器，放大器的增益要足够大，以便于监测。 2.最佳混频电平 混频器是频谱仪的前端电路，如果工作不正常，频谱仪自身就会产生多种频率成份，导致测量不准确。为了满足大的动态范围和最好的信噪比，希望混频器的驱动电平尽可能大；为了减少非线性失真，又希望加到混频器的电平尽可能低。究竟混频器的电平取多大呢?多数使用说明书建议最佳的混频电平在－30～0dBm 之间，这时混频器内部产生的失真电平低于显示的平均噪声电平，也就是说混频器产生的失真电平观察不到，可以忽略。 3.分辨率带宽 (RBW:Resolution Band Width) 在频谱分析仪中，分辨率带宽 RBW 是一个非常重要的参【收稿日期】2009-07-02 【作者简介】冯菊香（1972－），女，安徽滁州人，玉林师范学院讲师，桂林电子科技大学在读工程硕士，从事电子与通信测试技术研究。
《电子测量仪器及应用》练习题与答案 一、填空 1.数字的舍入规则是：大于5时 ；小于5时 ；恰好等于5时，采用 的原则。入 ； 舍 ； 奇进偶不进 2.被测量在特定时间和环境下的真实数值叫作 。真值 3. 是低频信号发生器的核心，其作用是产生频率范围连续可调 、稳定的低频正弦波信号。主振电路 4.模拟式电压表是以 的形式来指示出被测电压的数值。 指示器显示 5.若测量值为196，而实际值为200，则测量的绝对误差 为 ，实际相对误差为 －4 ， －2％ 6.使用偏转因数div /m 10V 的示波器测量某一正弦信号，探极开关置于“×10”位置，从屏幕上测得波形高度为div 14，可知该信号的峰值为 ，若用电压表测量该信号，其指示值为 。 ， 7.若设被测量的给出值为X ，真值为0X ，则绝对误差 X ?= ；相对误差ν= 。0X X X ?=- 00100%X X X ν-=?或者 0X X ν?= 8.所示为一定的触发“极性”（正或负）和“电平”（正或负）时示波器上显示的正弦波形，可判断触发 类型为 极性、 电平触发。正 正 9.在晶体管特性图示仪中电流的读取是通 过将电流加在 电阻上转换 成 ，然后再加到示波管的偏转板上 的。取样 电压 10.电子计数式频率计的测频准确度受频率计的 误差和 误差的影响。时基频率 1±量化 11.在交流电子电压表中，按检波器响应特性的不同，可将电 压表分为 均 值电压表， 峰 值电压表和 有效 值电压表。
12.若要在荧光屏上观测正弦波，应将电压加到垂直偏转板上，并将电压加到水平偏转板上。正弦波(或被测电压) 扫描 13.被测量的测量结果量值含义有两方面，即__数值______和用于比较的____单位___名称。 14.通用示波器结构上包括__水平通道（Y轴系统）__、__X通道（X轴系统）_和__Z通道（主机部分）_三个部分。 15.用模拟万用表电阻挡交换表笔测量二极管电阻两次，其中电阻小的一次黑表笔接的是二极管的___正（阳）__极。 16.数字万用表表笔与模拟万用表表笔的带电极性不同。对数字万用表红表笔接万用表内部电池的____正____极。 17.对以下数据进行四舍五入处理，要求小数点后只保留2位。 =；=。 18.相对误差定义为绝对误差与真值的比值，通常用百分数表示。 19.电子测量按测量的方法分类为直接测量、间接测量和组合测量三种。 20.为保证在测量80V电压时，误差≤±1%，应选用等于或优于级的100V量程的电压表。 21.示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用__RC分压_ 电路。 22.电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 23.没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在__连续扫描__状态，若工作在_触发扫描_状态，则无信号输入时就没有扫描线。 24.峰值电压表的基本组成形式为__检波－放大__式。 25.电子计数器的测周原理与测频相反，即由被测输入信号控制主门开通，而用晶体振荡器信号脉冲进行计数。26．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝ __2转/分钟__ ，实际相对误差＝ %____ 27．指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______ 测量。模拟，数字 28.在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。
少年易学老难成，一寸光阴不可轻 - 百度文库 1 精确的频率和时间测量 - 时基的选择 上篇文章谈到了频率和时间测量的分辨率和精度。相信很多工程师会感兴趣测量一个结果后，其误差或不确定度到底是多少。测量的不确定度是由3个因素构成的，即 基本不确定度 = k* (随机不确定度 ± 系统不确定度 ± 时基不确定度) 事实上，要获得准确的随机不确定度和系统不确定度是一件非常恐怖的事情。它是与众多参数相关的非常复杂的函数。如果诸位有兴趣了解这个，可以到网上查阅安捷伦53200 系列频率计数器的详细资料，出版号是 5990-6283CHCN 。 好在安捷伦的工程师将这个复杂的运算公式做成了一个简单的表格。您只需输入测量的相关设置和结果，这个表格可以自动帮助你得出不确定度。如果有兴趣，可以与安捷伦的电话服务中心联系 400-810-0189 关于随机不确定度和系统不确定度，这与闸门时间和测量次数密切相关。简单地讲，延长闸门时间和增加测量次数，都可以降低者两个不确定度。但时基的不确定度是由计数器本身的老化和工作环境，以及其本身的相位噪声等参数决定的。频率计数器的测量精度始于时基，因为它建立了测量输入信号的参考。更好的时基有可能得到更好的测量。例如，如果时基的月老化率是0.1ppm ，仪器在校准后一个月内使用，它对10MHz 信号测量带来的不确定度则是 1Hz 。 但如果老化率是0.01ppm, 其带来的不确定度只有0.1Hz. 环境温度对石英晶体的振动频率有很大影响，可根据热行为把时基技术分为三类: 1. 标准时基。标准或“室温”时基，不使用任何类型的温度补偿或控制。其最大优点是便宜，但它也有最大的频率误差。下图中的曲线示出典型晶体的热行为。随着环境温度的改变，频率输出能变化5ppm 或更高。对于1MHz 信号为±5Hz ，因此是测量中必须考虑的重要因素。在通用侧测试仪器，如示波器、函数信号发生器、频谱仪中，采用的是这种时基。在过去低端的频率计数器，其标准配置的时基也这这种得标准时基 2. 温度补偿时基。有时，我们也称之为高稳时基。一种解决晶体热变化的方法是让振荡器电路中的其它电子元件补偿其热响应。这种方法可稳定其热行为，把时基误差降低到约0.1ppm （对1MHz 信号为±10.1Hz ）典型的事安捷伦53200A 系列频率计数器标准配置的时基就是这种，其老化率可达到0.1ppm 。 有时，这种时基也被用于输出频率精度更高的信号源，如安捷伦的33520A 系列函数和任意波性发生器，这种时基就是一个选件 3. 恒温槽控制。稳定振荡器输出的最有效方法是让晶体免受温度变化。计数器设计师把晶体放入恒温槽，保持其温度在热响应曲线的特定点。从而能得到好得多的时基稳定度，典型误差只有0.0025ppm （对于1MHz 信号为±0.0025Hz ）。
实验一常用电子仪器使用练习、用万用表 测试二极管、三极管 模拟电子技术基础实验常用的电子仪器有： 1、通用示波器20MHZ 2、低频信号发生器 HG1021型 3、晶体管毫伏表：DA-16 4、万用表（500型）或数字万用表 5、直流稳压电源+12V、500mA 为了在实验中能准确地测量数据，观察实验现象，必须学会正确地使用这些仪器的方法，这是一项重要的实验技能，因此以后每次实验都要反复进行这方面的练习。 一、实验目的 （一）学习或复习示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表及直流稳压电源的使用方法。 （二）学习用万用表辨别二极管、三极管管脚的方法及判断它们的好坏。 （三）学习识别各种类型的元件。 二、实验原理 示波器是一种用途很广的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等。 通用示波器的结构包括示波管、垂直放大、水平放大、触发、扫描及电源等六个主要部分，各部分作用见附录。YX4320型波器。 三、预习要求 实验前必须预习实验时使用的示波器、低频信号发生器，万用表的使用说明及注意事项等有关资料。 四、实验内容及步骤 （一）电子仪器使用练习 1、将示波器电源接通1至2分钟，调节有关旋钮，使荧光屏上出现扫描线，熟悉“辉度”、“聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等到旋钮的作用。 2、启动低频信号发生器，调节其输出电压（有效值）为1～5V，频率为1KHZ，
用示波器观察信号电压波形，熟悉“Y轴衰减”和“Y轴增幅”旋钮的作用。 3、调节有关旋钮，使荧光屏上显示出的波形增加或减少（例如在荧光屏上得到一个、三个或六个完整的正弦波），熟悉“扫描范围”及“扫描微调”旋钮的作用。 4、用晶体管毫伏表测量信号发生器的输出电压。将信号发生器的“输出衰减”开关置0db、20db、40db、60db位置，测量其对应的输出电压。测量时晶体管毫伏表的量程要选择适当，以使读数准确。注意不要过量程。 （二）用万用表辨别二极管的极性、辨别二极管e、b、c各极、管子的类型（PNP 或NPN）及其好坏。 1、利用万用表测试晶体二极管。 （1）鉴别正、负极性 万用表欧姆档的内部电路可以用图1-1(b)所示电路等效，由图可见，黑棒为正极性,红棒为负极性。将万用表选在R×100档，两棒接到二极管两端如图1-1(a)，若表针指在几KΩ以下的阻值，则接黑棒一端为二极管的正极，二极管正向导通；反之，如果表针指向很大（几百千欧）的阻值，则接红棒的那一端为正极。 （2）鉴别性能 将万用表的黑棒接二极管正极，红棒接二极管负极，测得二极管的正向电阻。一般在几KΩ以下为好，要求正向电阻愈小愈好。将红棒接二极管的正极，黑棒接二极管负极，可测量出反向电阻。一般应大于200KΩ以上。 2、利用万用表测试小功率晶体三极管 晶体三极管的结构犹如“背靠背”的两个二极管，如图1-2所示。测试时用R ×100档。
频谱分析仪中频带宽的设计 作者：何高楼、陈爽单位：中国电子科技集团公司第四十一研究所、电子测试技术国家重点实验室转载：国外电子测量技术发布时间：2008-01-15 引言 大多数接收机的中频频率是固定的，并在此频率上设计带通滤波器来抑制干扰、提高接收灵敏度。在某些宽带接收机中，中频的带宽需要根据实际应用情况进行调节，如多速率的宽带通信系统等，带宽必须和码元速率相匹配，过大或过小都会对接收机的性能产生很大的影响。频谱分析仪也不例外，只不过要求更高，中频带宽滤波器的设计直接关系到整机动态范围、频率分辩率、解调带宽以及功率测量准确度等关键技术指标。 1 设计原理 在某些特定的情况下，采用开关切换的方法是一种简洁而且适用的方法，但这只适用于带宽变化不多的场合下，比如4-5个以下。随着带宽数量的增加，这种方法就不再适用，其带来的最直接结果是电路变得异常庞大和复杂。 图1 同步调谐滤波器
频谱分析仪需要的中频带宽可能从几赫兹到几兆赫兹连续变化[2]。对于这些需求，采用程控带宽滤波器是比较简洁而且经济的方法。对于程控带宽滤波器来说，同步调谐滤波器是一种比较理想的解决方法。如图1所示：它由多级中心频率和Q值相等的谐振回路组成。各级之间通过FET高阻放大器缓冲隔离。单级的带宽由下式给出[1]： 通过改变串联电阻Rs可以降低整个谐振回路的Q值，从而改变带宽，它通常由PIN二极管构成。 这种电路结构有许多优点：调节方便；容许各级间的轻微不平衡；具有良好的脉冲响应特性；群时延变化较小；另外，这种拓扑结构的总Q值大于单级的Q值。 级联后的总带宽可用级联公式计算如下[1]： 式中，n为谐振回路的级数，为n级谐振后的电路总带宽，为单级谐振回路的带宽；如果采用4级级联谐振回路，通过式(2)可以算出单级带宽为总带宽的2.3倍。
常见工程测量仪器的使用 水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准 器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手 轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、保养与维修： 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用； 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器；
3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片； 4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 经纬仪是测量的主要仪器，可用以测量水平角、竖直角、水平距离和高差： 第一节水平角测量原理 地面上两相交直线之间的夹角在水平面上的投影，称为水平角。如图3—1，在地面上有A、O、B三点，其高程不 同，倾斜线0A和OB所夹的角AOB是倾斜面上的角。如果通过倾斜线OA，OB分别作竖直面，与水平面相交，其交线。 oa与ob所构成的角aob，就是水平角。
高精度时间间隔测量方法综述 孙 杰 潘继飞 （解放军电子工程学院，安徽合肥，230037） 摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter ’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言 时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1 量化时钟频率为 0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ，2T 为待测脉 冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为： ()210T T T M N T x -+?-= （1） 然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为： ()0' T M N T x ?-= （2） 比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待 测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。 除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到： ()()00'..T M N T M N T x ?-+-?=? （3） 比较表达式（3）（2）： ()()00 ''T T M N M N T T x x ?+--?=? （4） 根据电子计数法原理，()1±=-? M N ，0'T T M N x =-，因此： 00'0'T T T T T x x ??+±=? （5） 00'T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳 定度导致的时标误差越大。 作者简介：孙杰： （1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师 潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生
频谱分析仪：测量在仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。 信号分析仪：它一方面集成了频谱分析仪的功能，另一方面测量在仪器的中频带宽内输入信号在单一频率上的幅度和相位。测量信号更加丰富如振动信号、声学信号等。 频谱分析仪和信号分析仪这两个术语多数情况下可以相互使用。但用信号分析仪描述更贴切，可进行更全面的频域、时域和调制域信号分析。 我们通过比较两款典型的频谱分析仪和信号分析仪来更深入对定义的理解。 安捷伦Agilent35670a是一种有二通道或四通道（选件AY6）的FFT类型频谱分析仪。这种标准仪器可在直流至100KHz左右的范围内进行频谱、网络、时域及幅度域测量。 晶钻仪器CoCo-80X是新一代手持一体化的动态信号分析仪与数据采集仪。四至八个通道数，最高150dB的动态范围，102.4kHz的采样率，进行各类频谱分析、结构分析、倍频程分析与声级计、旋转机械阶次跟踪等。另外，它支持多种语言动态切换，有英语、中文、日文、法语和西班牙语。
从上面两款仪器比较我们可以了解，外观上台式频谱分析仪有20Kg，而手持式动态信号分析仪只有2Kg。信号分析仪从可操作性、便携性、功能上都具有明细的优越性。功能上来说，频谱分析仪主要对FFT频谱信息分析，起到信号调节的功能。而动态信号分析仪除了继承频谱分析功能外，增加了振动结构分析、声学分析、转子动力学分析等功能，这些功能都是在频谱分析功能基础上增加的分析功能。 杭州锐达数字技术有限公司是美国晶钻仪器公司中国总代理，负责产品销售、技术支持与产品维护，是机械状态监测、振动噪声测试、动态信号分析、动态数据采集、应力应变测试等领域的供应商，提供手持一体化动态信号分析系统、多通道动态数据采集系统、振动控制系统、多轴振动控制系统、三综合试验系统和远程状态监测系统等。
实验一测量微带天线的工作带宽 1.实验目的 测量微带天线工作带宽 2.实验步骤 （1）开启矢量网络分析仪，连接线缆，频宽默认为全频宽 （2）进行仪器校准的准备，点击“MEAS”选择反射一栏，点击“CAL”进行校准（3）准备开路、短路、负载三个接口，按照仪器显示频显示要求步骤进行校准 （4）校准完毕后，连接天线。测试当S11模值在-30dB以下的工作频率范围 3.实验数据
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4. 实验数据分析 由上面的三幅图片可以得出本微带天线的中心频率为2.358 Ghz，工作频率范围为 2.28~2.42Ghz，工作带宽为0.14Ghz。 5.实验体会 虽然说射频实验只有短短的四次实验，但依然让我受益匪浅，通过听助教老师的讲解，然后在老师的帮助下我们自己动手操作测量并记录各种数据，使得我们对天线，压控振荡器，微波功率放大器的使用以及一些参数的测试有了比较浅的认识，使我们更加近距离的接触了这门课程。 测量微带天线的工作带宽的实验让我们学会了怎样测量微带天线的带宽，怎样对测量系统进行校准。虽然实验很简单但在实验过程中，我们还是有一些不明白的地方，比如测量前的校准就是一个卡，好在有助教老师的帮助使我们顺利完成了实验。我觉得在以后的实验中一定要事先认真阅读实验原理及步骤这样才能少走弯路。 这四个实验中我觉得相对较难的就是微波功率放大器的s参数的测量，因为对s参数的理论知识的不熟悉所以测量的时候有点迷糊，不知道看哪些参数。好在助教老师非常认真负责可以说能做到手把手教学，使我们的实验才得以继续进行下去。在实验的过程中我们渐渐明白了微波功率放大器的工作原理，再次巩固了实验仪器的调试校准能力。并且最后我们顺利完成了实验。 我觉得每次实验给我的体会就是，我们必须严谨的对待每次试验，一是，因为实验的仪器非常的昂贵助教老师为我们调试仪器非常辛苦，我们不能因为自己的粗心大意造成了经济上的损失还让老师辛苦的去测试更换仪器，还为后来的同学做实验带来不便。我们在做一项实验的时候就是因为试验箱的部分部件出故障而导致浪费了很多时间并且当时那节课还未完成实验。二是，每一次实验出错就有可能导致整个实验失败，影响实验效率浪费了时间。 黄隆2013141452146
一文看懂常用测量仪器的使用及其作用 测量仪器必须经过检定且在检定周期内方可投入使用，是保证工程质量，加快工程进度，减轻劳动强度，为作业机具自动化创造条件。随着建筑业的发展，工程规模日益扩大，建筑物的高度不断增加，施工机械化和自动化程度不断提高，激光测量仪器得到了迅速发展，被广泛使用于各种施工测量中，并对测量工作提出了更高的要求。 一、常用测量仪器及其作用 水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(GPS)等。 (一)水准仪分类及作用 水准仪按精度不同可分为普通水准仪和精密水准仪，国产水准仪按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母，数字3表示该仪器精度，即每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。另外还有自动安平水准仪、数字水准仪等。 水准仪用于水准测量，水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，借助于带有分划的尺子，测量出两地面点之间的高差，然后根据测得的高差和已知点的高程，推算出另一个点的高程。 (二)经纬仪分类及作用 经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。按读数装置不同可分为两类：测微尺读数装置;单平板玻璃测微器读数装置。 经纬仪是进行角度测量的主要仪器。它包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。 (三)电磁波测距仪分类及作用 电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪;用激光作为载波的激光测距仪;用红外光作为载波的红外测距仪，后两者又统称为光电测距仪。 电磁波测距仪是用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。