【正文】 ? 3） 計算機：其作用是：控制采集 、 存貯數(shù)據(jù) 。 ? 2） 示波器： 采用數(shù)字存儲示波器 。 階躍響應(yīng) —— 輸入單位階躍信號時對應(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 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???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?電子測量原理 第 141頁 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 。 u (t)+ ++XY baab電子測量原理 第 135頁 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(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 ， 得到時域中的脈沖響應(yīng)函數(shù) 。 電子測量原理 第 133頁 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????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長度計算 。 ? 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。 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)。 測量誤差一般為百分之幾 。 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 、 頂值和底值不準等 。 ? 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 。 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) ， 水平方向表示與時間有關(guān)參數(shù) 。 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?? ??? ? ??電子測量原理 第 127頁 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 。 ? 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(yīng)或階躍響應(yīng) 。 ? ?電子測量原理 第 125頁 時域測量技術(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 。 2．捕捉尖峰干擾 ? 適合在較大時基設(shè)定范圍內(nèi)捕捉重復(fù)的尖峰干擾或單脈沖干擾。 ? 和 分別為水平線 、 垂直線與李沙育圖形的交點數(shù)； 、 分別為示波器 Y和 X信號的頻率 。 ? 再測量兩波形上對應(yīng)點之間的水平距離 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應(yīng)該注意，只能用其中一個波形去觸發(fā)另一路信號。 xAB電子測量原理 第 118頁 用示波器測量相位 1．用雙蹤示波法測量相位 ? 將欲測量的兩個信號 A和 B分別接到示波器的兩個輸入通道。 xAB電子測量原理 第 117頁 用示波器測量時間和頻率 2．測量時間間隔（續(xù)） （ 3）采用雙蹤示波器可測量兩個信號的時間差。 121010010110050Smst/div55nsx7 1 0/710xxT x D k?? ? ?ms 電子測量原理 第 115頁 用示波器測量時間和頻率 2．測量時間間隔 （ 1）測量同一信號中任意兩點 A與 B的時間間隔的測量方法如下圖。 6）計算被測交流信號的周期。 4）調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)，記錄 值。 2）將待測信號送至示波器的垂直輸入端。 ? 周期的倒數(shù)即為頻率。 P P y yV h D k? ? ? ?PPV?yDyk電子測量原理 第 111頁 用示波器測量電壓 2．交流電壓的測量（續(xù)） 例 72 示波器正弦電壓如圖所示， h=8cm、 V/cm、若 K=1： 1，求被測正弦信號的峰 峰值和有效值。 4 0 . 5 1 0 2 0D C yV h D k? ? ? ? ? ? ?(V) 1251025010050255V mVV/div零電平線顯示波形（直流電壓）電子測量原理 第 110頁 用示波器測量電壓 2．交流電壓的測量 （ 1）測量原理 為被測交流電壓值（峰 峰值）； h為被測交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點間的高度； 為示波器的垂直靈敏度； 為探頭衰減系數(shù)。 6）計算被測直流電壓值。 4） 將示波器的輸入耦合開關(guān)撥向 “ DC”檔 ， 確定直流電壓的極性 。 2） 將待測信號送至示波器的垂直輸入端 。 為被測直流電壓值， h為被測直流信號線的電壓偏離零電平線的高度； 為示波器的垂直靈敏度， k為探頭衰減系數(shù)。 ? 低電容高電阻探頭的校正方法是以良好的方波電壓通過探頭加到示波器，微調(diào)電容 C以達到出現(xiàn)良好的方波。但是，將使示波器的靈敏度有所下降。 （ 11） XY方式。 （ 9） EXT TRIG和 EXT HOR外觸發(fā)和外水平共用輸入端。 （ 7） TIME/DIV掃描時間選擇開關(guān)。 （ 5） SOURCE觸發(fā)源選擇開關(guān)。 （ 3） VOLTS/DIV輸入衰減器。 電子測量原理 第 102頁 示波器的正確使用 3．通用示波器的面板示意圖 （ 1） CH1（ X）通道 1：垂直輸入端。 （ 2） X軸通道 —— 包括時基因數(shù)、工作方式、觸發(fā)方式、耦合方式及外觸發(fā)最大輸入電壓等。 （ 4）輸入信號電壓的幅度應(yīng)控制在示波器的最大允許輸入電壓范圍內(nèi)。 （ 2）通電預(yù)熱后再調(diào)整各旋鈕，同時注意各旋鈕應(yīng)先大致旋在中間位置。 （ 5）根據(jù)被測信號的測試重點選擇。 （ 3）根據(jù)被測信號的重現(xiàn)方式選擇。 ADC1ADC2RAM1RAM2Vifs數(shù)據(jù)輸出Vifs反相f s( a ) 原理框圖 ( b ) 采樣與存儲波形圖電子測量原理 第 99頁 示波器的基本測試技術(shù) 示波器的選用 （ 1）根據(jù)要顯示的信號數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器。 （ 3）等效取樣和 A/D相結(jié)合 采用等效取樣的方法將高速信號變?yōu)榈退傩盘枺瑢Υ说退傩盘栠M行采集、存儲就可能完成測量任務(wù)。然后將 CCD中存儲的信號讀出并進行A/D轉(zhuǎn)換，其結(jié)果存入 RAM。 ? 多處理器系統(tǒng)：由多個 CPU完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示、人機控制等功能。 +++編碼邏輯電路輸出寄存器ViRRR+VrVr采樣時鐘比較器nn11nn11MSBLSB電子測量原理 第 93頁 數(shù)字存儲示波器 6．數(shù)字存儲示波器的主要部件及要求（續(xù)） （ 1）高速 A/D轉(zhuǎn)換器 2）并串式 ADC S/H4位并行A / D4位并行A / D4位D/A+減法放大器b7b6b5b4b3b2b1b0(MSB)(LSB)ViV1電子測量原理 第 94頁 數(shù)字存儲示波器 6．數(shù)字存儲示波器的主要部件及要求（續(xù)） （ 2）存儲器 可將高速采集的數(shù)據(jù)分路變?yōu)榈退贁?shù)據(jù)進行存儲以降低對存儲速度的要求。 （ 5）讀出速度 ? 讀出速度是指將數(shù)據(jù)從存儲器中讀出的速度，常用 (時間 )/div來表示。 ? 水平分辨率由存儲器的容量決定，常以屏幕每格含多少個取樣點或用百分數(shù)來表示。 / d ivNft?電子測量原理 第 90頁 數(shù)字存儲示波器 5．數(shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標（續(xù)） （ 3）分辨率 ? 包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時間分辨率）。 ? 實時取樣速率 （ N為每格的取樣數(shù)； t/div為掃描一格所用的時間即掃描時間因數(shù)）。 （ 6）外部數(shù)據(jù)通信接口 可以很方便地將存儲的數(shù)據(jù)送到計算機或其他的外部設(shè)備，進行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算和分析處理。 電子測量原理 第 88頁 數(shù)字存儲示波器 4．數(shù)字存儲示波器的特點（續(xù)） （ 4）測量準確度高 采用了晶振和高分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器。 （ 2）能長時間地保存信號 便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號。 ? 主要有線性插入和曲線插入兩種方式。 電子測量原理 第 85頁 數(shù)字存儲示波器 3．數(shù)字存儲示波器的顯示方式 （ 4）放大顯示 —— 適于觀測信號波形細節(jié)。 （ 2）抹跡顯示 —— 適于觀測一長串波形中在一定條件下才會發(fā)生的瞬態(tài)信號。 （ 4）面板按鍵操作方式 數(shù)字存儲示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。 電子測量原理 第 83頁 數(shù)字存儲示波