【正文】 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(guò)計(jì)算，最后以字符自動(dòng)表示測(cè)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(hào)測(cè)試 ? 只要配有適當(dāng)?shù)膫鞲衅骶湍軠y(cè)量振動(dòng)、加速度、角度、位移、功率以及壓力等機(jī)電參數(shù)。 ? ? 時(shí)域測(cè)量技術(shù) ? 電子測(cè)量的對(duì)象可分為 信號(hào)特性 和 系統(tǒng)特性 兩類(lèi) ? 同一物理信號(hào)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(cè)試方法 。 ? 頻率測(cè)量研究的是被測(cè)對(duì)象的復(fù)數(shù)頻率特性 ， 即信號(hào)的頻譜和系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 。 ? 時(shí)域測(cè)量研究的是被測(cè)對(duì)象的幅度－時(shí)間特性 ， 即信號(hào)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)使用時(shí)域測(cè)量技術(shù)及 FFT算法求信號(hào)的頻譜 方法： ? 在一個(gè)時(shí)間段中對(duì)被測(cè)信號(hào) x(t)進(jìn)行采樣 （ 采樣次數(shù)為 m） ， 對(duì)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(duì) 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(cè)量周期信號(hào)的頻譜，也可以測(cè)量非周期信號(hào)和瞬態(tài)信號(hào)的頻譜 210( ) ( ) , 0 , 1 , 1m j n kmnX k x n e n k m?? ??? ? ?? 信號(hào)的時(shí)域測(cè)量 信號(hào)的時(shí)域測(cè)量是對(duì)以時(shí)間作為自變量的電參量的測(cè)量 ， 即 信號(hào)幅度隨時(shí)間變化 的規(guī)律 。 1． 脈沖信號(hào)參數(shù)的時(shí)域測(cè)試 Af90%10%50%bcTtrtfτ理想脈沖 實(shí)際脈沖Awe頂?shù)譫 (1) 脈沖參數(shù)的定義 與時(shí)間有關(guān)的脈沖參數(shù)的定義 (2) 脈沖參數(shù)的測(cè)量方法 使用示波器對(duì)脈沖波形進(jìn)行測(cè)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(cè)量方法 將被測(cè)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(xiàn)位置 ） 。 ? ② 測(cè)量幅度： ? ③ 其它與幅度有關(guān)參數(shù)測(cè)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(cè)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? ? ?2）測(cè)量誤差及對(duì)示波器的要求 ? 與幅度有關(guān)的測(cè)量誤差來(lái)源主要有探頭衰減比誤差 、 示波器的輸入阻抗 、 通道非線(xiàn)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(cè)量誤差來(lái)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(xiàn)的判別不準(zhǔn) 、 讀數(shù)誤差等 。 測(cè)量誤差一般為百分之幾 。 ? 測(cè)量上升時(shí)間可下式修正由示波器有限帶寬帶來(lái)的誤差： 當(dāng)示波器的頻帶寬度大于被測(cè)信號(hào)中最高頻率的 5倍以上時(shí) ， 一般可以忽略示波器帶寬對(duì)脈沖上升時(shí)間測(cè)量的影響 。 22 0r r x rt t t??? 普通模擬示波器不能測(cè)量單脈沖的參數(shù)，只能測(cè)量周期脈沖信號(hào)的參數(shù)。 ? 數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)單脈沖和周期脈沖信號(hào)參數(shù)都能測(cè)量。 ? 數(shù)字存儲(chǔ)示波器內(nèi)部有計(jì)算功能，有些參數(shù)可直接得到測(cè)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(chǔ)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。 2. 調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域測(cè)試 ? 調(diào)幅系數(shù)： mcEmE?調(diào)制信號(hào)振幅 ＝載波信號(hào)振幅tU(t)0E mEcE mba1）直線(xiàn)掃描法： 加到示波器 Y軸輸入端，測(cè)出 a、 b長(zhǎng)度，則： 100%abm ab????? 2） 梯形圖法 示波器工作于 XY方式 ， 將調(diào)幅波 、 調(diào)制信號(hào)分別加至示波器 X和 Y軸輸入端 ， 測(cè)出 a、 b長(zhǎng)度計(jì)算 。 ? 3） 橢圓法 將被測(cè)調(diào)幅信號(hào)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(cè)量 a、 b長(zhǎng)度計(jì)算 。 u (t)+ ++XY baab 線(xiàn)性系統(tǒng)的時(shí)域測(cè)量 ? ① n階線(xiàn)性微分方程； ② 對(duì)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(hào) ， 測(cè)量對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)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(hào) ， 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)） ? 單位脈沖信號(hào)： ? 單位階躍信號(hào)： ? 兩者間關(guān)系： t0)( t?t0u(t)(a ) 單位脈沖信號(hào) ( b ) 單位階躍信號(hào)1? 0() 00 tt t? ??? ? ( ) 1t d t????? ??且?10() 00tut t ??? ?( ) ( ) ( ) ( )td u t t t dt u tdt ?? ???? ??卷積定理 ? 對(duì)于線(xiàn)性時(shí)不變系統(tǒng) ， 系統(tǒng)的輸出 y(t)等于輸入信號(hào) 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(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸出 。 階躍響應(yīng) —— 輸入單位階躍信號(hào)時(shí)對(duì)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) 系統(tǒng)脈沖響應(yīng)的直接測(cè)量方法 微分器 示波器被測(cè)系統(tǒng)單位階躍信號(hào)發(fā)生器示波器被測(cè)系統(tǒng)單位脈沖信號(hào)發(fā)生器被測(cè)系統(tǒng) 示波器微分器單位階躍信號(hào)發(fā)生器h(t)h(t)h(t)u(t)u(t)階躍響應(yīng))( t?)( t?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（ 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???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?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 I F F T H k I F F T I F F TX k F F T x n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?( ) [ ( ) ]( ) [ ( ) ]( ) [ ( ) ]Y k F F T y nx n I F F T X k I F F T I F F TH k F F T h n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 1） 脈沖信號(hào)源： 是一個(gè)廣譜信號(hào)源 ， 可分為兩類(lèi)：以脈沖與階躍信號(hào)為主的基帶脈沖；對(duì)連續(xù)波開(kāi)關(guān)調(diào)制形成的射頻脈沖 。 ? 2） 示波器： 采用數(shù)字存儲(chǔ)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)算機(jī)：其作用是：控制采集 、 存貯數(shù)據(jù) 、 計(jì)算處理 、 輸出結(jié)果 取樣頭 計(jì)算機(jī)數(shù)字存儲(chǔ) 示波器脈沖信號(hào)源連接被測(cè)系統(tǒng) 1．傳輸線(xiàn)的測(cè)量 ? l為電纜長(zhǎng)度， K是與損耗有關(guān)的常數(shù) ? 已知 l、 R、 L、 C、 G、 K和 m，則可得到電纜頻域傳遞函數(shù)。 時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用舉例 KS mR SLG SC單位長(zhǎng)度()0022 2 2 ( )1 0 04 ( )()()( ) [ ( ) ] 1 ( )lslsR Z sEs eHsE s R Z s s e?????? ? ???測(cè)量步驟： ? ① l、 R、 L、 C、 G可分別測(cè)量得到 ， 或由廠家提供 。 ? ② 測(cè)出未接傳輸線(xiàn)的脈沖波形 e1(t) ? ③ 測(cè)量接了傳輸線(xiàn)后的波形 e2(t) ? ④ 計(jì)算 H（ jw)和 H（ S) ? ⑤ 需重復(fù)步驟 ②③④ 多次 ， 再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬合 ， 得到 K和 m。 ⑥ 對(duì) H(jw)反傅里葉變換 ， 可得電纜模型的時(shí)域脈沖響應(yīng) h(t) E1(s)( a ) 參考電壓模型E2(s)lEg(s)Z0(s)r(s)( b ) 響應(yīng)電壓模型信號(hào)源內(nèi)阻 R0信號(hào)源內(nèi)阻 R0匹配負(fù)載RL匹配負(fù)載RLEg(s)2211( ) [ ( ) ]()( ) [ ( ) ]E j FFT e tHjE j FFT e t?????2．時(shí)域反射測(cè)量 ? 時(shí)域反射計(jì)技術(shù)（ TDR）是測(cè)量在傳輸線(xiàn)的一定距離上引起的反射信號(hào)，其原理與雷達(dá)、聲納類(lèi)似。 ? 阻抗不匹配時(shí)，將產(chǎn)生反射波。 ? 改變傳輸線(xiàn)的尺寸比例、線(xiàn)徑、線(xiàn)間間隔等，都會(huì)使傳輸線(xiàn)特性阻抗改變，產(chǎn)生阻抗不連續(xù)點(diǎn)，從而造成反射。 Z0RLRg= Z0至示波器信號(hào)源通過(guò)式取樣頭標(biāo)準(zhǔn)傳輸線(xiàn)被測(cè)負(fù)載l3. 光時(shí)域反射計(jì)（ OTDR） ? OTDR是測(cè)試光纖長(zhǎng)度 、 測(cè)量光纖損耗分布和查找故障位置的重要測(cè)試設(shè)備 。 它的基本原理和 TDR相似 ， 不同的是用激光脈沖作為激勵(lì)源 ，然后用示波器來(lái)觀察光纖中的各種反射 。 驅(qū)動(dòng)YG E A P D光纖定向耦合器被測(cè)光纖匹配液激光源時(shí)基掃描取樣積分示波器放大器