第4章测量用信号源(免费阅读)

第四章 增益测量第一节 引言天线的方向增益（通常称方向性系数）是表征天线所辐射的能量在空间分布情况的量，定义为在相同辐射功率情况下，该天线辐射强度),(ϕθp 与平均辐射强度之比，即0p 0),(),(p p D ϕθϕθ=（4﹒1） 由于辐射强度正比于电场强度的平方，因此，方向性系数也可写为 22),(),(E E D ϕθϕθ=（相同辐射功率） （4﹒2）式中，),(ϕθE 是该天线在),(ϕθ方向产生相同电场强度的条件下，点源天线的总辐射功率与该天线的总辐射功率之比，即 ),(),(0ϕθϕθT TP P D =（相同电场强度） （4﹒3）一般情况均指最大辐射方向的方向性系数，因此，式（4﹒1）、（4﹒2）、（4﹒3）可写为2020E Ep p D m m m == （相同辐射功率）mToTP P =（相同电场强度） （4﹒4） 方向性系数是以辐射功率为基点，没有考虑天线能量转换率。

为了更完整地描述天线的特性，我们以天线输入功率为基点，将该天线与点源天线作比较，于是，仿照方向性系数所定义的量就叫做天线的功率增益（通常称为增益系数），即22),(),(E E G ϕθϕθ= （相同输入功率） （4﹒5）或),(),(0ϕθϕθin inP P G =（相同电场强度） （4﹒6）式中，和in P 0),(ϕθin P 分别是点源天线和该天线的输入功率。

若指天线最大辐射方向的增益，则式（4﹒5）和（4﹒6）可写为 22E E G m m =（相同输入功率）inminP P 0=（相同电场强度） （4﹒7） 将式（ 4﹒7）进行简单的换算，则有Am inm mTmT oT oT in inm oin m D P P P P P P P P G ηη••=•==00 （4﹒8） 式中，0η和A η分别是点源天线和某天线的效率。

令点源天线效率10=η，并因一般谈及方向性系数或增益系数均指最大发射方向，为简化书写，我们将足标“”去掉，于是式（4﹒8）就变为m D G A η= （4﹒9） 可见，天线的增益系数等于天线的效率与方向性系数之积。

信号源实验报告信号源实验报告引言：信号源是电子实验中常用的设备，用于产生各种形式的信号，如正弦波、方波、三角波等。

在本次实验中，我们将通过搭建一个简单的信号源电路，探索信号源的工作原理和应用。

实验原理：信号源的基本原理是利用电路中的元件产生周期性的电压波形。

常见的信号源电路包括放大器、振荡器等。

本次实验我们将使用一个集成电路XR2206来实现信号源的功能。

实验步骤：1. 连接电路：将XR2206集成电路插入面包板，并根据电路图连接电阻、电容和其他元件。

2. 调节电压：将电源与电路连接，并通过电位器调节电压至适当范围。

3. 测量输出信号：使用示波器连接信号源电路的输出端，测量输出信号的频率和幅度。

实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 输出信号频率可调：通过调节电路中的电阻和电容，我们可以改变输出信号的频率。

当电容较大时，输出信号的频率较低；当电容较小时，输出信号的频率较高。

2. 输出信号波形稳定：在实验过程中，我们观察到输出信号的波形非常稳定，没有明显的波动或失真现象。

3. 输出信号幅度可调：通过调节电路中的电位器，我们可以改变输出信号的幅度。

当电位器调至最小值时，输出信号的幅度较小；当电位器调至最大值时，输出信号的幅度较大。

讨论与分析：信号源在电子实验中具有广泛的应用。

它可以用于测试仪器的校准、电路的调试以及各种信号处理实验中。

通过调节信号源的参数，我们可以模拟出各种不同的信号，以满足实验的需求。

在本次实验中，我们使用了XR2206集成电路作为信号源。

XR2206是一种功能强大的信号源芯片，具有频率稳定、波形正弦度高等特点。

通过调节电路中的电阻、电容和电位器，我们可以灵活地控制输出信号的频率和幅度。

然而，需要注意的是，信号源的输出信号可能存在一定的噪声。

在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的信号源，并进行适当的滤波处理，以确保输出信号的质量。

结论：通过本次实验，我们了解了信号源的基本原理和使用方法。

《电子测量技术》课程标准课程名称：电子测量技术 Electronic Measurement Technology课程性质：专业选修学分：2.5总学时：45，理论学时：36，实验(上机)学时：9适用专业：电子信息技术先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、微机原理一、教学目的与要求《电子测量技术》是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。

包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理，性能指标，电参数的测试方法，该领域的最新发展等。

电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。

通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。

二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第1章序论第一节测量的基本概念一、测量的定义二、测量的意义三、测量技术第二节计量的基本概念一、计量二、单位和单位制三、计量标准四、测量标准的传递第三节电子测量技术的内容，特点和方法一、电子测量二、电子测量的内容和特点三、电子测量的一般方法第四节电子测量的基本技术一、电子测量的变换技术二、电子测量的放大技术三、电子测量的比较技术四、电子测量的处理技术五、电子测量的显示技术第五节本课程的任务重点：测量的基本概念、基本要素；单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

难点：量值的传递准则教学要求：理解测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。

理解计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

理解测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。

理解电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。

第2章测量误差理论与数据处理第一节测量误差的基本概念一、有关误差的基本概念二、测量误差的基本表示方法第二节测量误差的来源与分类一、测量误差的来源二、测量误差的分类第三节测量误差的分析与处理一、随机误差的分析与处理二、系统误差的判断及消除方法三、粗大误差的分析与处理第四节测量误差的合成与分配一、测量误差的合成二、测量测量不确定度及其合成三、误差分配及最佳测量方案第五节测量数据处理一、有效数字处理二、测量结果的处理三、最小二乘法与回归分析重点：测量误差的分类估计和处理，系统误差和粗大误差的判断及处理，不确定度的评定方法。

4-1第四章 显示与报警控制组态完成后, 系统已经可以按控制组态中设定的方案对过程进行控制。

I/A 提供了与老的模拟仪表相似的操作面板, 而它的操作方法要比老式仪表面板方便得多, 并且还可显示、修改许多可设定参数, 我们把这种显示称为详细显示。

详细显示不是 I/A 中唯 一的显示方法, 它只是提供了一种缺省显示操作方法, 让我们做好控制组态后就能进行显示操作。

它的缺点是每次只能显示一块面板。

组显示组态让你可以在一幅屏幕上同时显示最多八块面板。

显示建立和组态则充分发挥了计算机的优越性， 你可以把整个生产过程画成流程图, 这样直接在流程图上进行操作就非常直观， 而且操作的方法可以由用户自己设计 。

在报警方面除提供了缺省的报警显示， 用户也可以通过报警组态为操作员提取报警信息通过方便。

在这一章我们要介绍面板显示和操作、 组显示组态流程图的建立和组态以及报警显示和组态。

图 4 - 1 基本显示界面1 . 操作界面图4－1是I/A开机后出现的初始画面，最上面一组菜单File Config Disp SftMnt Help 与环境有关，在初始环境只有File和Help两个按钮。

随后一行的System和Process分别代表系统报警和过程报警。

左边的一排按钮可以通过环境组态设定（关于环境组态的问题请阅读环境组态一章），第一二个通常设置为：Change_Env和FoxSelectChange_Env 改变环境，选择所要的环境，并输入正确的口令即可改变环境。

2. 面板的显示与操作2.1 FoxSelect图4-2 FoxSelectFoxSelect 选择，打开选择模块的窗口，在I/A7.0以后的版本中，FoxSelect的窗口如图4-2（7.0前的版本稍有不同）。

在该图中，Options 的子菜单大多数出现在其下面的一排灵巧按钮上；View 的子菜单主要决定该图灵巧按钮的布局。

下面我们介绍Options的按钮。

电子测量蒋焕文答案【篇一：电子测量教学大纲】class=txt>电子测量一、总体说明(一) 学时与学分本课程学时： 72学时(课内)本课程学分： 4学分(二) 授课对象电子类本科生(三) 先修课程电路理论、模拟和数字电子技术、信号与系统(四)教学目的《电子测量》是电子类专业的专业基础课，是实践性很强课程。

该课程涉电子技术、信号与系统的知识。

课程的任务是使学生通过学习掌握最基本的测量原理和测量方法；具备一定的误差分析和数据处理能力：对新技术在电子测量中的应用有一定的了解。

为学习后续课程打好基础。

二、主要内容及基本要求第一章测量误差理论与数据处理（12学时）主要内容1.1 测量误差的基本概念1.2 测量误差的估计和处理1.3 测量误差的合成和分配1.4 测量数据处理1.5 新型电力电子器件基本要求1.1 理解测量误差的基本概念，熟悉测量误差的分类1.2 熟悉误差的估计和处理方法1.3 了解测量误差的合成和分配原则1.4 掌握测量数据处理的基本方法1.5 了解新型电力电子器件的特点及其基本应用第二章示波测试和测量技术（12学时）主要内容2.1 示波测试的基本原理2.2 通用示波器2.3 取样技术在示波器中的应用2.4 示波器的多波形显示2.5 示波器的存贮和记忆2.6 示波器的使用基本要求2.1 掌握示波测试的基本工作原理2.2 掌握通用示波器的基本原理和电路组成2.3 了解取样技术在示波器中的应用2.4 了解示波器的多波形显示2.5 了解示波器的存贮和记忆原理及其应用2.6 掌握通用示波器的主要使用方法第三章频率与时间的测量（8学时）主要内容3.1 频率或时间的原始基准3.2 电子计数器测频方法3.3 电子计数器测周方法3.4 时间间隔的测量3.5 不同测量模式的测量误差3.6 标准频率源的测量基本要求3.1 了解频率和时间的原始基准3.2 掌握电子计数器测频法（测周法）的基本原理和应用。

3.3 掌握时间间隔的测量原理和方法3.4 了解不同测量模式的测量误差3.5 了解标准频率源的测量原理和方法第四章电压测量技术（8学时）主要内容4.1 电压测量的基本要求和基本的测量仪器4.2 交流电压的测量4.3 分贝的测量4.4 噪声的测量4.5 电压测量的数字化方法4.6 以电压测量为基础的数字仪表4.7 高频电压测量4.1 熟悉电压测量的基本要求，了解电压测量仪器的分类4.2 掌握交流电压的测量原理和方法4.3 掌握分贝的测量原理和方法4.4 掌握噪声的测量原理和方法4.5 熟悉电压测量的数字化方法4.6 熟悉以电压测量为基础的数字仪表的原理和组成4.7 了解高频电压测量的方法和测量标准第五章测量用信号源（10学时）主要内容5.1 正弦信号发生器5.2 频率合成式信号发生器5.3 频率合成器基本要求5.1 了解正弦信号发生器的分类，掌握正弦信号发生器的原理和组成 5.2 掌握频率合成式信号发生器的原理和组成5.3 熟悉频率合成器的原理和组成第六章频域测量（8学时）主要内容6.1 线性系统频率特性的测量6.2 网络分析仪6.3 白噪声在线性系统测试中的应用6.4 信号的频谱分析基本要求6.1 掌握线性系统频率特性的正弦测量、扫频测量、多频测量原理和测量方法6.2 熟悉网络分析仪的工作原理和主要用途，掌握s参数的测量方法6.3 了解白噪声在线性系统测试中的应用6.4 掌握频谱分析仪的原理和使用方法第七章智能仪器与自动测试系统（6学时）主要内容7.1 智能仪器7.2 个人测试仪器7.3 自动测试系统7.1 了解智能仪器和数字存贮示波器的组成和工作原理。

4 高频电子（电路）实验实验4.1 常用高频电‎子仪器的使‎用一、实验目的（1）阅读仪器说‎明书，了解仪器的‎主要技术性‎能指标和使‎用方法。

（2）掌握高频电‎子实验箱中‎的低频信号‎发生器、高频信号源‎的使用方法‎。

（3）熟练使用示‎波器测量信‎号电压波形‎的幅值（峰值）、周期（频率）和相位。

﹙4﹚熟练掌握射‎频信号发生‎器MA G-450（100kH‎z—150MH‎z）的使用方法‎。

（5）熟悉高频电‎子线路实验‎箱各单元电‎路的功能。

二、实验设备及‎材料实验箱及实‎验箱配置的‎低频信号源‎、高频信号源‎，双踪示波器‎（M OS-620/640型），MAG-450（100kH‎z—150MH‎z）型射频信号‎发生器，交流毫伏表‎，数字万用表‎等。

三、实验原理高频电子线‎路实验箱整‎机分布如图‎4.1.1所示。

实验箱常用‎的单元测试‎仪器有：频率计、低频信号源‎、高频信号源‎。

高、低频信号源‎是为实验箱‎单元电路提‎供调制、载波、调频信号。

频率计用来‎测试高频实‎验单元电路‎的频率值。

1、频率计的使‎用方法实验所用的‎频率计是基‎于实验箱的‎实验需要而‎设计。

它适用于频‎率低于15‎MHz、信号幅度V‎p-p=100 mV～5 V的信号。

频率计电路‎原理图如图‎4.1.2所示。

使用的方法‎：按下频率计‎单元的电源‎开关KG1‎，当测试信号‎频率低于1‎00kHz‎时，必须连接短‎接片JG3‎、JG4（此时JG2‎不接短接片‎为断开状态‎）。

当测试信号‎频率高于1‎00kHz‎时，必须连接短‎接片JG2‎，JG3、JG4不接‎短接片为断‎开状态，一般情况下‎接J G2。

图4.1.2 频率计电路‎原理图148149将需要测量‎的信号（信号输出端‎）用连线与频‎率计的输入‎端（ING1）相连，由频率计数‎码管显示信‎号频率的大‎小。

数码管有8‎个，前6个显示‎有效数字，第8个显示‎10的幂，单位为Hz ‎（如显示10‎.7000-6时，频率为10‎.7 MHz ）。

第二章误差与测量不确定度2.1 名词解释：真值、实际值、示值、误差、修正值。

答：真值是指表征某量在所处的条件下完善地确定的量值；实际值是指用高一级或高出数级的标准仪器或计量器具所测得的数值，也称为约定真值；示值是指仪器测得的指示值，即测量值；误差是指测量值（或称测得值、测值）与真值之差；修正值是指与绝对误差大小相等，符号相反的量值。

2.2 测量误差有哪些表示方法？测量误差有哪些来源？答：测量误差的表示方法有：绝对误差和相对误差两种；测量误差的来源主要有：（1）仪器误差（2）方法误差（3）理论误差（4）影响误差（5）人身误差。

2.3 误差按性质分为哪几种？各有何特点？答：误差按性质可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。

各自的特点为： 系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化；随机误差：在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化； 粗大误差：在一定条件下，测量值显著偏离其实际值。

2.4 何谓标准差、平均值标准差、标准差的估计值？答：标准差是指对剩余误差平方后求和平均，然后再开方即∑=-=ni i x x n 121)(σ； 平均值标准差是任意一组n 次测量样本标准差的n 分之一，即nx s x s )()(=； 标准差的估计值即∑=--=ni i x x n x s 12)(11)(。

2.5 归纳比较粗大误差的检验方法。

答：粗大误差的检验方法主要有莱特检验法，肖维纳检验法以及格拉布斯检验法。

莱特检验法：若一系列等精度测量结果中，第 i 项测量值x i 所对应的残差i ν的绝对值i ν＞3s （x ）则该误差为粗差，所对应的测量值x i 为异常值，应剔除不用。

本检验方法简单，使用方便，也称3s 准则。

当测量次数n 较大时，是比较好的方法。

本方法是以正态分布为依据的，测值数据最好n >200，若n <10则容易产生误判。