【正文】 加上游標，記錄這兩個采樣點的位置和相應的數(shù)據(jù)，并通過計算，最后以字符自動表示測量結(jié)果。 2．捕捉尖峰干擾 ? 適合在較大時基設定范圍內(nèi)捕捉重復的尖峰干擾或單脈沖干擾。 3．非電信號測試 ? 只要配有適當?shù)膫鞲衅骶湍軠y量振動、加速度、角度、位移、功率以及壓力等機電參數(shù)。 ? ? 時域測量技術 ? 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)特性可以在時間和頻率兩個域內(nèi)描述 ， 因此有 時域 和 頻域 兩種測試方法 。 ? 頻率測量研究的是被測對象的復數(shù)頻率特性 ， 即信號的頻譜和系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 。 ? 時域測量研究的是被測對象的幅度－時間特性 ， 即信號波形和系統(tǒng)的脈沖響應或階躍響應 。 Tt fV ( f )τ1/ τ 2/ τ時域中的重復脈沖 頻域中的脈沖串頻譜V ( t)使用時域測量技術及 FFT算法求信號的頻譜 方法： ? 在一個時間段中對被測信號 x(t)進行采樣 （ 采樣次數(shù)為 m） ， 對采樣值進行 A/D轉(zhuǎn)換 ， 得到時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)的復頻譜 ， 有 m個復數(shù)值； ? 由 X(k)可計算得到幅度譜和相位譜。 優(yōu)點（ 1）能夠進行實時分析；（ 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?? ??? ? ?? 信號的時域測量 信號的時域測量是對以時間作為自變量的電參量的測量 ， 即 信號幅度隨時間變化 的規(guī)律 。 1． 脈沖信號參數(shù)的時域測試 Af90%10%50%bcTtrtfτ理想脈沖 實際脈沖Awe頂?shù)譫 (1) 脈沖參數(shù)的定義 與時間有關的脈沖參數(shù)的定義 (2) 脈沖參數(shù)的測量方法 使用示波器對脈沖波形進行測量 ， 從熒光屏直接讀波形刻度 ， 然后再根據(jù)公式計算得到各參數(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的參數(shù) ， 水平方向表示與時間有關參數(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 其它與幅度有關參數(shù)測量：從波形上讀出響應的刻度值 ， 再比上幅度的刻度值即可 。 ? ④ 上升時間測量：確定波形幅度為 10％ 和 90％ 的位置 ， 然后讀刻度 ，再乘以水平掃描時基因素 。 yA S K H? ? ?2）測量誤差及對示波器的要求 ? 與幅度有關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 、 頂值和底值不準等 。 ? 與時間有關的測量誤差來源主要有：示波器的建立時間 （ 帶寬 ） 、 時基不準確 、 上下基線的判別不準 、 讀數(shù)誤差等 。 測量誤差一般為百分之幾 。 ? 測量上升時間可下式修正由示波器有限帶寬帶來的誤差： 當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 ， 一般可以忽略示波器帶寬對脈沖上升時間測量的影響 。 22 0r r x rt t t??? 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)部有計算功能，有些參數(shù)可直接得到測量數(shù)值，如幅度、上升時間、下降時間、脈寬等。 ? 數(shù)字存儲示波器使用可調(diào)的水平游標或垂直游標，可直接得到兩游標間的電壓差值或時間差值，比模擬示波器減少了讀數(shù)誤差。 2. 調(diào)幅信號的時域測試 ? 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????? 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長度計算 。 u (t)+ ++XY baab 線性系統(tǒng)的時域測量 ? ① n階線性微分方程； ② 對微分方程進行拉普拉斯變換 ， 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 ， 得到時域中的脈沖響應函數(shù) 。 ()xt ()yt激勵 響應系 統(tǒng)（微分方程）（傳遞函數(shù)）（頻率響應函數(shù)）（脈沖響應函數(shù)） ? 單位脈沖信號： ? 單位階躍信號： ? 兩者間關系： 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() 00tut t ??? ?( ) ( ) ( ) ( )td u t t t dt u tdt ?? ???? ??卷積定理 ? 對于線性時不變系統(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 h(t)的卷積 ， 即 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h t x t h d x h t d? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ???脈沖響應 —— 輸入單位脈沖信號時對應的系統(tǒng)輸出 。 階躍響應 —— 輸入單位階躍信號時對應的系統(tǒng)的輸出 脈沖響應的積分為階躍響應 階躍響應的微分就是脈沖響應 系統(tǒng)脈沖響應的直接測量方法 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)( 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 x(n)和系統(tǒng)特性用單位樣值響應h(n)， 求解輸出響應 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 ? 時域卷積 —— 頻域相乘 時域： 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） 脈沖信號源： 是一個廣譜信號源 ， 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 、 建立時間短 、 動態(tài)范圍大 、 信噪比大 、 可程控和帶通信接口 。 ? 3） 計算機：其作用是：控制采集 、 存貯數(shù)據(jù) 、 計算處理 、 輸出結(jié)果 取樣頭 計算機數(shù)字存儲 示波器脈沖信號源連接被測系統(tǒng) 1．傳輸線的測量 ? l為電纜長度， K是與損耗有關的常數(shù) ? 已知 l、 R、 L、 C、 G、 K和 m，則可得到電纜頻域傳遞函數(shù)。 時域測試系統(tǒng)的應用舉例 KS mR SLG SC單位長度()0022 2 2 ( )1 0 04 ( )()()( ) [ ( ) ] 1 ( )lslsR Z sEs eHsE s R Z s s e?????? ? ???測量步驟： ? ① l、 R、 L、 C、 G可分別測量得到 ， 或由廠家提供 。 ? ② 測出未接傳輸線的脈沖波形 e1(t) ? ③ 測量接了傳輸線后的波形 e2(t) ? ④ 計算 H（ jw)和 H（ S) ? ⑤ 需重復步驟 ②③④ 多次 ， 再進行統(tǒng)計擬合 ， 得到 K和 m。 ⑥ 對 H(jw)反傅里葉變換 ， 可得電纜模型的時域脈沖響應 h(t) E1(s)( a ) 參考電壓模型E2(s)lEg(s)Z0(s)r(s)( b ) 響應電壓模型信號源內(nèi)阻 R0信號源內(nèi)阻 R0匹配負載RL匹配負載RLEg(s)2211( ) [ ( ) ]()( ) [ ( ) ]E j FFT e tHjE j FFT e t?????2．時域反射測量 ? 時域反射計技術（ TDR）是測量在傳輸線的一定距離上引起的反射信號，其原理與雷達、聲納類似。 ? 阻抗不匹配時，將產(chǎn)生反射波。 ? 改變傳輸線的尺寸比例、線徑、線間間隔等，都會使傳輸線特性阻抗改變，產(chǎn)生阻抗不連續(xù)點，從而造成反射。 Z0RLRg= Z0至示波器信號源通過式取樣頭標準傳輸線被測負載l3. 光時域反射計（ OTDR） ? OTDR是測試光纖長度 、 測量光纖損耗分布和查找故障位置的重要測試設備 。 它的基本原理和 TDR相似 ， 不同的是用激光脈沖作為激勵源 ，然后用示波器來觀察光纖中的各種反射 。 驅(qū)動YG E A P D光纖定向耦合器被測光纖匹配液激光源時基掃描取樣積分示波器放大器