【正文】 和 B分別接到示波器的兩個(gè)輸入通道。 ? 利用熒光屏上的坐標(biāo)測出信號的一個(gè)周期在水平方向上所占的長度 。 ? 再測量兩波形上對應(yīng)點(diǎn)之間的水平距離 x，則兩信號的相位差為 Txo360Txx?? ? ?電子測量原理 第 119頁 用示波器測量相位 1．用雙蹤示波法測量相位（續(xù)） 用這種方法測相位差時(shí)應(yīng)該注意，只能用其中一個(gè)波形去觸發(fā)另一路信號。 x1x2xT電子測量原理 第 120頁 用示波器測量相位 2．用李沙育圖形法測量頻率或相位 （ 1）測量頻率 ? 示波器工作于 XY方式下 ， 將頻率已知的信號與頻率未知的信號加到示波器的兩個(gè)輸入端 ， 調(diào)節(jié)已知信號的頻率 ， 使熒光屏上得到李沙育圖形 ，由此可測出被測信號的頻率 。 ? 和 分別為水平線 、 垂直線與李沙育圖形的交點(diǎn)數(shù)； 、 分別為示波器 Y和 X信號的頻率 。 李沙育圖形存在關(guān)系： HN VNyf xfy HxVf NfN?電子測量原理 第 121頁 用示波器測量相位 2．用李沙育圖形法測量頻率或相位（續(xù)） 例 74 如圖所示的李沙育圖形，已知 X信號頻率為 6MHz，問 Y信號的頻率是多少？ 26 M H z 26HyxVNffN? ? ? ?16 M H z 23HyxVNffN? ? ? ?或 MHz MHz NHNV電子測量原理 第 122頁 用示波器測量相位 2．用李沙育圖形法測量頻率或相位（續(xù)） （ 2）測量相位差 ? 把比較相位差的兩個(gè)頻率、同幅度的正弦信號分別送入示波器的 Y通道和 X通道，使示波器工作在XY方式，這時(shí)示波器的屏幕上會顯示出橢圓波形， ? 由橢圓上的坐標(biāo)可求得兩信號的相位差為 00a r c s i n , a r c s i nmmyx??? ? ? ?或電子測量原理 第 123頁 用示波器測量相位 2．用李沙育圖形法測量頻率或相位（續(xù)） （ 2）測量相位差 2x02xm2y02ym電子測量原理 第 124頁 數(shù)字存儲示波器的應(yīng)用 1． t和 V的測量 ? 數(shù)字存儲示波器對屏幕上要測量的信號部位加上游標(biāo)，記錄這兩個(gè)采樣點(diǎn)的位置和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算，最后以字符自動(dòng)表示測量結(jié)果。 2．捕捉尖峰干擾 ? 適合在較大時(shí)基設(shè)定范圍內(nèi)捕捉重復(fù)的尖峰干擾或單脈沖干擾。 3．非電信號測試 ? 只要配有適當(dāng)?shù)膫鞲衅骶湍軠y量振動(dòng)、加速度、角度、位移、功率以及壓力等機(jī)電參數(shù)。 ? ?電子測量原理 第 125頁 時(shí)域測量技術(shù) ? 電子測量的對象可分為 信號特性 和 系統(tǒng)特性 兩類 ? 同一物理信號和系統(tǒng)特性可以在時(shí)間和頻率兩個(gè)域內(nèi)描述 ， 因此有 時(shí)域 和 頻域 兩種測試方法 。 ? 頻率測量研究的是被測對象的復(fù)數(shù)頻率特性 ， 即信號的頻譜和系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 。 ? 時(shí)域測量研究的是被測對象的幅度－時(shí)間特性 ， 即信號波形和系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)或階躍響應(yīng) 。 Tt fV ( f )τ1/ τ 2/ τ時(shí)域中的重復(fù)脈沖 頻域中的脈沖串頻譜V ( t )電子測量原理 第 126頁 使用時(shí)域測量技術(shù)及 FFT算法求信號的頻譜 方法： ? 在一個(gè)時(shí)間段中對被測信號 x(t)進(jìn)行采樣 （ 采樣次數(shù)為m） ， 對采樣值進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 ， 得到時(shí)間和幅值均離散的序列 x(n)； ? 對 x(n)作快速傅立葉變換 （ FFT） ， X(k)為 x(n)的復(fù)頻譜 ，有 m個(gè)復(fù)數(shù)值； ? 由 X(k)可計(jì)算得到幅度譜和相位譜。 優(yōu)點(diǎn)（ 1）能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)分析；（ 2）既可以測量周期信號的頻譜，也可以測量非周期信號和瞬態(tài)信號的頻譜 210( ) ( ) , 0 , 1 , 1m j n kmnX k x n e n k m?? ??? ? ??電子測量原理 第 127頁 信號的時(shí)域測量 信號的時(shí)域測量是對以時(shí)間作為自變量的電參量的測量 ， 即信號幅度隨時(shí)間變化 的規(guī)律 。 1． 脈沖信號參數(shù)的時(shí)域測試 Af90%10%50%bcTtrtfτ理想脈沖 實(shí)際脈沖Awe頂?shù)譫電子測量原理 第 128頁 (1) 脈沖參數(shù)的定義 電子測量原理 第 129頁 與時(shí)間有關(guān)的脈沖參數(shù)的定義 電子測量原理 第 130頁 (2) 脈沖參數(shù)的測量方法 使用示波器對脈沖波形進(jìn)行測量 ， 從熒光屏直接讀波形刻度 ， 然后再根據(jù)公式計(jì)算得到各參數(shù)值 。 1） 測量方法 將被測脈沖直接加到示波器垂直通道 Y的輸入端 ， 波形的垂直方向表示與幅度有關(guān)的參數(shù) ， 水平方向表示與時(shí)間有關(guān)參數(shù) 。 ? ① 確定出脈沖的頂值和底值 （ 即幅值的 100％ 和 0％ 的基線位置 ） 。 ? ② 測量幅度： ? ③ 其它與幅度有關(guān)參數(shù)測量：從波形上讀出響應(yīng)的刻度值 ， 再比上幅度的刻度值即可 。 ? ④ 上升時(shí)間測量：確定波形幅度為 10％ 和 90％ 的位置 ，然后讀刻度 ， 再乘以水平掃描時(shí)基因素 。 yA S K H? ? ?電子測量原理 第 131頁 2）測量誤差及對示波器的要求 ? 與幅度有關(guān)的測量誤差來源主要有探頭衰減比誤差 、 示波器的輸入阻抗 、 通道非線性失真 、 讀數(shù)誤差 、 頂值和底值不準(zhǔn)等 。 ? 與時(shí)間有關(guān)的測量誤差來源主要有：示波器的建立時(shí)間（ 帶寬 ） 、 時(shí)基不準(zhǔn)確 、 上下基線的判別不準(zhǔn) 、 讀數(shù)誤差等 。 測量誤差一般為百分之幾 。 ? 測量上升時(shí)間可下式修正由示波器有限帶寬帶來的誤差： 當(dāng)示波器的頻帶寬度大于被測信號中最高頻率的 5倍以上時(shí) ，一般可以忽略示波器帶寬對脈沖上升時(shí)間測量的影響 。 22 0r r x rt t t??電子測量原理 第 132頁 ? 普通模擬示波器不能測量單脈沖的參數(shù)，只能測量周期脈沖信號的參數(shù)。 ? 數(shù)字存儲示波器對單脈沖和周期脈沖信號參數(shù)都能測量。 ? 數(shù)字存儲示波器內(nèi)部有計(jì)算功能，有些參數(shù)可直接得到測量數(shù)值，如幅度、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈寬等。 ? 數(shù)字存儲示波器使用可調(diào)的水平游標(biāo)或垂直游標(biāo)，可直接得到兩游標(biāo)間的電壓差值或時(shí)間差值，比模擬示波器減少了讀數(shù)誤差。 電子測量原理 第 133頁 2. 調(diào)幅信號的時(shí)域測試 ? 調(diào)幅系數(shù)： mcEmE?調(diào)制信號振幅 ＝載波信號振幅tU(t )0E mEcE mba1）直線掃描法： 加到示波器 Y軸輸入端，測出 a、 b長度，則： 100%abm ab????電子測量原理 第 134頁 ? 2） 梯形圖法 示波器工作于 XY方式 ， 將調(diào)幅波 、 調(diào)制信號分別加至示波器X和 Y軸輸入端 ， 測出 a、 b長度計(jì)算 。 ? 3） 橢圓法 將被測調(diào)幅信號用 RC移相電路移相后 ， 加至示波器的 X和 Y輸入端 ， 示波器工作在 XY方式下 ， 測量 a、 b長度計(jì)算 。 u (t)+ ++XY baab電子測量原理 第 135頁 線性系統(tǒng)的時(shí)域測量 ? ① n階線性微分方程； ② 對微分方程進(jìn)行拉普拉斯變換 ， 可得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)； ③ 給系統(tǒng)輸入掃頻正弦信號 ， 測量對應(yīng)輸出信號的幅值和相位 ， 可得系統(tǒng)的頻率特性； ④ 給系統(tǒng)輸入單位脈沖信號 ， 得到時(shí)域中的脈沖響應(yīng)函數(shù) 。 ()xt ()yt激勵(lì) 響應(yīng)系 統(tǒng)（微分方程）（傳遞函數(shù)）（頻率響應(yīng)函數(shù)）（脈沖響應(yīng)函數(shù)）電子測量原理 第 136頁 ? 單位脈沖信號： ? 單位階躍信號： ? 兩者間關(guān)系： t0)( t?t0u(t)(a ) 單位脈沖信號 ( b ) 單位階躍信號1? 0() 00 tt t? ??? ? ( ) 1t d t????? ??且?10() 00 tut t ??? ?( ) ( ) ( ) ( )td u t t t dt u tdt ?? ???? ?電子測量原理 第 137頁 ?卷積定理 ? 對于線性時(shí)不變系統(tǒng) ， 系統(tǒng)的輸出 y(t)等于輸入信號 x(t)與系統(tǒng)脈沖響應(yīng) h(t)的卷積 ， 即 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h t x t h d x h t d? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???脈沖響應(yīng) —— 輸入單位脈沖信號時(shí)對應(yīng)的系統(tǒng)輸出 。 階躍響應(yīng) —— 輸入單位階躍信號時(shí)對應(yīng)的系統(tǒng)的輸出 脈沖響應(yīng)的積分為階躍響應(yīng) 階躍響應(yīng)的微分就是脈沖響應(yīng) 電子測量原理 第 138頁 系統(tǒng)脈沖響應(yīng)的直接測量方法 微分器 示波器被測系統(tǒng)單位階躍信號發(fā)生器示波器被測系統(tǒng)單位脈沖信號發(fā)生器被測系統(tǒng) 示波器微分器單位階躍信號發(fā)生器h(t)h(t)h(t)u(t)u(t)階躍響應(yīng))( t?)( t?電子測量原理 第 139頁 3. 反卷積 （ 1） 反卷積定義 已知 y(t)和 x(t)求解 h(t)， 或已知 y(t)和 h(t)求解 x(t) 離散系統(tǒng)的離散卷積或卷積和：已知激勵(lì) x(n)和系統(tǒng)特性用單位樣值響應(yīng) h(n)， 求解輸出響應(yīng) y(n) 離散系統(tǒng)的離散反卷積 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )mmy n x m h n m h m x n m x n h n h n x n??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???( ) ( ) ( 1 / ) ( ) ( ) ( ) ( 1 / ) ( )h t y t x t x t y t h t? ? ? ?或( ) ( ) ( 1 / ) ( ) ( ) ( ) ( 1 / ) ( )h n y n x n x n y n h n? ? ? ?或電子測量原理 第 140頁 （ 2）頻域反卷積法 ? 時(shí)域卷積 —— 頻域相乘 時(shí)域： 頻域： 有： 頻域反卷積法： ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h t x t h d? ? ?????? ? ? ??( ) ( ) ( )Y j X j H j? ? ??( ) ( )( ) ( )( ) ( )Y j Y jH j X jX j H j?????? 或1 1 1( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y j F y th t F H j F FX j F x t???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?1 1 1( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y j F y tx t F X j F FH j F h t???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?電子測量原理 第 141頁 離散系統(tǒng)的頻域離散反卷積計(jì)算公式為 : 式中： ? X(k)為 x(n)的離散頻譜 ， ? Y(k)為 y(n)的離散頻譜 ， ? H(k)為 h(n)的離散頻譜； ? IFFT為快速離散傅立葉變換的反變換 。 ( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y k F F T y nh n IF F T H k IF F T IF F TX k F F T x n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y k F F T y nx n IF F T X k IF F T IF F TH k F F T h n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?電子測量原理 第 142頁 ? 1） 脈沖信號源： 是一個(gè)廣譜信號源 ， 可分為兩類：以脈沖與階躍信號為主的基帶脈沖；對連續(xù)波開關(guān)調(diào)制形成的射頻脈沖 。 ? 2） 示波器： 采用數(shù)字存儲示波器 。 要求是：頻帶寬 、建立時(shí)間短 、 動(dòng)態(tài)范圍大 、 信噪比大 、 可程控和帶通信接口 。 ? 3） 計(jì)算