現(xiàn)代電子測量技術(shù)(7)-wenkub
2023-05-27 18:55:09 本頁面
【正文】 邏輯分析儀等儀器不含激勵信號源 ? 系統(tǒng)特性參數(shù)為常見的無源量 ， 包括集總與分布參數(shù)系統(tǒng)的特性 ， 例如 ， 電阻 、 電感 、 電容 、 品質(zhì)因數(shù) 、 阻抗 、 導(dǎo)納 、 介電常數(shù) 、 導(dǎo)磁率 、 駐波比 、 反射系數(shù) 、 散射系數(shù) 、衰減以及單位階躍響應(yīng)或單位沖激 （ 脈沖 ） 響應(yīng)與傳遞函數(shù)等 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 18 系統(tǒng)的可測性與可控性 ? 系統(tǒng)可觀測 —— 系統(tǒng)的屬性（事物內(nèi)部自身運動的表現(xiàn)）能通過周圍環(huán)境表現(xiàn)出來，也就是說，能通過外部世界觀測到。 ? 輸出信號的頻譜函數(shù)為 ? 線性系統(tǒng)具有頻率保持性 。 h ( t )系 統(tǒng)激勵 響應(yīng)x ( t ) y ( t )2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 15 系統(tǒng)的基本概念 （續(xù)） ? 測量系統(tǒng)的外部特性是由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身的固有屬性決定。 信號的頻譜包含了信號的全部信息 。 ? 頻限信號是指在頻率域內(nèi)只占據(jù)有限的帶寬（ f1～ f2） 、 在這一帶寬之外信號值恒等于零的信號 ， 稱為頻域有限信號 。 隨機信號又分為：平穩(wěn)隨機信號；非平穩(wěn)隨機信號 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 9 被測對象 — 信號與系統(tǒng)的特點及分類 信號的特點是： ? ① 信號是用變化著的物理量來表示信息的一種函數(shù)； ? ② 信號中包含著信息 ， 它是信息的載體 ， 具有能量 （ 有能源 ） 。 ? ⑤ 特性曲線的測量 包括幅頻特性曲線 、 晶體管特性曲線等的測量和顯示 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 6 電子測量的內(nèi)容 （續(xù)） ? 電子測量的內(nèi)容是： （ 1） 按具體的測量對象來分類 ， 包括下列電參數(shù)的測量 ? ① 電能量的測量 包括各種頻率及波形下的電壓 、 電流 、功率 、 電場強度等的測量 。例如，用電子測量方法對頻率和時間進行測量時，由于采用原子頻標和原子秒作為基準，可以使測量準確度達到 1013～ 1014的數(shù)量級。 ③極有利于信息傳遞 ④極為靈活的變換技術(shù)。 ⑤巨大的信息處理能力 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 4 電子測量的特點 （ 1）測量頻率范圍寬。 （ 4）測量速度快。 ? ② 電路參數(shù)的測量 包括電阻 、 電感 、 電容 、 阻抗 、 品質(zhì)因數(shù) 、 電子器件參數(shù)等的測量 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 7 電子測量的內(nèi)容 （續(xù)） ? （ 2） 按基本的測量對象來看 ， 電子測量是對電信號和電系統(tǒng)的測量： ? ①電子測量的 基本對象 是 未知 的信號與系統(tǒng) ? ②電子測量的 基本工具 是 已知 的信號與系統(tǒng) ? ③電子測量的 基本工作機理 是信號與系統(tǒng)的相互作用 h ( t )系 統(tǒng)輸入 輸出x ( t ) y ( t )測試系統(tǒng)框圖2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 8 電子測量的對象 —— 信號與系統(tǒng) 信號的基本概念 ? 測量的目的是獲取被測對象的信息，信息描述了被測對象的狀態(tài)及其變化方式。 被測對象的信息感知階段的任務(wù) ，是要把信息變換成信號； ? ③ 信號不是信息本身 ， 必須對信號進行測量后 ，才能從信號中提取出信息 ， 這是電子測量的根本目的 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 11 信號的分類 （續(xù)） ? ? 表 2 1 信號的分類自變量 t 函數(shù)值 f ( t ) 信號分類連續(xù) 模擬信號連續(xù)時間信號離散 量化信號連續(xù) 采樣信號離散時間信號離散 數(shù)字信號2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 12 信號的分類 （續(xù)） ? 時限信號是指信號在時間的有限區(qū)間 （ t1， t2）內(nèi)有定義 、 在區(qū)間之外信號值恒等于零的信號 ，稱為時域有限信號 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 13 信號的分類 （續(xù)） （ 5） 信號的時間特性和頻率特性 ? 時間特性：反映在信號隨時間變化的波形上 ， 包括信號出現(xiàn)時間的先后 、 持續(xù)時間的長短 、 重復(fù)周期的大小 、 隨時間變化速率的快慢 、 幅度的大小等等 。 （ 6） 信號的空間分布結(jié)構(gòu) 許多信號 ， 既具有時間特性 、 也還具有空間特性 ? 例如描述大氣壓隨海拔高度變化的信號 ， 其自變量表示海拔高度；描述飛機機翼上應(yīng)變分布的信號 ， 其自變量表示結(jié)構(gòu)尺寸； 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 14 系統(tǒng)的基本概念 信號的產(chǎn)生、傳輸、處理、存儲和再現(xiàn)都需要一定的物理裝置，這種裝置通常就稱為系統(tǒng)。 ? 系統(tǒng)模型指系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)抽象，即以數(shù)學(xué)表達式或具有理想特性的符號組合圖形來表征系統(tǒng)的輸入 輸出特性 22( ) ( ) ( ) ( )cccd u t d u tL C R C u t e td t d t? ? ?0 , 0(),0tetut?????? ??2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 16 被測系統(tǒng)的分類 ? /輸出與多輸入 /輸出系統(tǒng) ? 線性系統(tǒng)滿足兩個基本條件： ① 疊加原理 。 測量 、 分析或比較線性系統(tǒng)在正弦信號激勵下的響應(yīng) ， 就可以對系統(tǒng)的各種電氣特性作出全面的評價 ( ) ( ) ( )Y K X? ? ??( ) ( )jtX e x t d t?? ?? ???? ?2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 17 被測系統(tǒng)的分類 （續(xù)） ? 即時系統(tǒng) （ 瞬時系統(tǒng)或無記憶系統(tǒng) ） ：系統(tǒng)在任何時刻 t的輸出都只與該時刻的輸入有關(guān)； ? 動態(tài)系統(tǒng) （ 存儲系統(tǒng)或有記憶系統(tǒng) ） ：在時刻 t的輸出不僅與該時刻的輸入有關(guān) ， 而且還與該時刻以前或以后的輸入有關(guān) 。 ? 系統(tǒng)是可控 —— 系統(tǒng)（事物內(nèi)部運動）能接收周圍環(huán)境的影響，變更系統(tǒng)的運動狀態(tài)。 ? RLC測試儀 、 阻抗分析儀 、 網(wǎng)絡(luò)分析儀 、 頻率特性測試儀（ 掃頻儀 ） 、 晶體管特性圖示儀等儀器 ， 均包含有激勵信號源 。 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 26 頻域、時域、數(shù)域及隨機域測量 （續(xù)） ：測量數(shù)字系統(tǒng)的功能和故障診斷 對數(shù)字系統(tǒng)進行測量的基本方法是： ? 在輸入端加激勵信號，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應(yīng)，并與預(yù)期的正確結(jié)果進行比較，一致則表示系統(tǒng)正常；不一致則表示系統(tǒng)有故障。 ②穩(wěn)態(tài)（交流）測試技術(shù)：正弦測試技術(shù) ? 用幅值隨時間按正弦規(guī)律變化的電信號（最簡單的周期性信號）作被測系統(tǒng)的激勵，然后觀測在此激勵下的輸出響應(yīng)，以頻率為變量對被測線性系統(tǒng)進行測量。 ? 測量系統(tǒng)的基本特性可由其輸入 、 輸出的關(guān)系來表征 ，它是測量系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的外部特性 ， 并由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身的固有屬性所決定 。 xy y=sxY=s + s x0 10非線性 2022/5/27 現(xiàn)代電子測量技術(shù) 32 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標（續(xù)） （ 1） 零位 （ 零點 ） ? 當(dāng)輸入量為零 x=0時 ， 測量 系統(tǒng)的輸出量不為零的數(shù)值 ? 零位值為 ? 零位值應(yīng)設(shè)法從測量結(jié)果中消除 。 ? 對模擬式測量系統(tǒng)，其分辨力一般為最小分度值的1/2～ 1/5。 量程又稱滿度值 ，
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