電子測量技術(shù)

前言

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材?！　”緯?版、第2版分別于2003年、2007年出版，深得廣大讀者的厚愛，并被國內(nèi)近百所大學(xué)選做教材，期間收到了大量讀者的反饋信息。這次的第3版是在廣大讀者的關(guān)懷和鼓勵下完成的?！　”緯允贾两K是按電子信息類專業(yè)教學(xué)要求編寫的，宗旨是使書中的內(nèi)容緊跟現(xiàn)代電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使學(xué)生更好地了解和掌握現(xiàn)代電子測量的基本原理和方法，熟悉最新型電子測量儀器的應(yīng)用技術(shù)，在科學(xué)實(shí)驗和生產(chǎn)過程中具備制定先進(jìn)、合理的測量與測試方案，正確選用電子測量儀器，嚴(yán)格處理測量數(shù)據(jù)，以獲得最佳測試結(jié)果的能力。通過分析關(guān)鍵器件和典型電路，能極大地提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題、解決問題及獨(dú)立工作的能力，適應(yīng)教育部卓越工程師人才培養(yǎng)的要求。　　電子測量是一門多學(xué)科的綜合性課程，它所涉及的范疇非常廣泛，這次的第3版又增加了測量用信號發(fā)生器，并對第2版中的誤差理論和測量不確定度評定、數(shù)字測量方法、時域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量、非電量測量、自動測試系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行了較大的更新和充實(shí)，并盡量反映現(xiàn)代電子測量的新技術(shù)、新水平及新成果。　　第3版仍然按采集和處理傳輸信號的性質(zhì)與特性進(jìn)行劃分章節(jié)，在內(nèi)容選材上更具有先進(jìn)性、理論性、系統(tǒng)性。書中內(nèi)容豐富、由淺入深、重點(diǎn)突出、敘述精練、圖文并茂、結(jié)構(gòu)層次分明，有利于教學(xué)使用和提高教學(xué)質(zhì)量?！　”緯鴥?nèi)容仍然由兩大部分組成：　　第一部分通用基礎(chǔ)測量　　（1）測量誤差與測量不確定度評定。保留并重點(diǎn)介紹測量誤差的基本概念、來源、性質(zhì)、分類、估算方法、減小措施、合成與分配、測量數(shù)據(jù)的處理及測量方案的設(shè)計等。增加了測量不確定度的基本知識、分類、評定方法、評定步驟、產(chǎn)生原因，以及測量誤差與測量不確定度的主要差別。　?。?）測量用信號發(fā)生器。重點(diǎn)介紹測量用信號發(fā)生器的功能、分類、工作特性。函數(shù)信號發(fā)生器和DDS數(shù)字或頻率合成信號發(fā)生器的工作原理?！　。?）模擬量與數(shù)字量的測量。包括各種電壓、頻率、時間、相位、失真度、功率及Ｑ值等參數(shù)。將模擬量與數(shù)字量分別加以闡述，有利于學(xué)生全面系統(tǒng)地理解、掌握和應(yīng)用?！　。?）利用屏幕顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)的測量。詳細(xì)論述波形測試技術(shù)（時域），掃頻技術(shù)與頻譜分析（頻域），調(diào)制信號的測量（調(diào)制域），數(shù)字系統(tǒng)邏輯量的測量（數(shù)據(jù)域）等。其中，在時域測量中壓縮了模擬示波器的部分內(nèi)容，充實(shí)和增加了數(shù)字存儲示波器的內(nèi)容；在頻域測量中增加了選用掃頻儀的依據(jù)、使用掃頻儀的要領(lǐng)等內(nèi)容；在數(shù)據(jù)域測量中重點(diǎn)介紹邏輯分析儀的主要電路。　?。?）非電量測量和電磁兼容測量。重點(diǎn)介紹非電量及其檢測的分類，傳感器的分類、特性等內(nèi)容。通過傳感器實(shí)現(xiàn)將所有非電量轉(zhuǎn)換成電量，并完成測量的工作原理。詳細(xì)分析典型智能溫度和濕度測量電路的工作原理及應(yīng)用。由于各種類型電子儀器設(shè)備越來越多，使用功率越來越大，電磁污染和危害日趨嚴(yán)重，為消除電磁噪聲的有害影響必須對其進(jìn)行測量。因此本書重點(diǎn)介紹了電磁干擾的分類、特點(diǎn)，電磁兼容測量的基本概念、工作原理等?！　〉诙糠脂F(xiàn)代電子測量　?。?）智能儀器和虛擬儀器。包括智能儀器和虛擬儀器的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、功能、分類、工作原理、設(shè)計、應(yīng)用及虛擬儀器總線等?！　。?）自動測試系統(tǒng)。充實(shí)和增加了自動測試系統(tǒng)的基本理論、結(jié)構(gòu)、硬件組成、數(shù)據(jù)庫，常用總線和軟件開發(fā)環(huán)境簡介、GPIB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、VXIbus儀器模塊、USB儀器及LXI總線技術(shù)簡介等內(nèi)容?！　×硗?，與本書相配套的《電子測量實(shí)驗教程》已于2010年5月由電子工業(yè)出版社出版。由本書作者設(shè)計，并且同徐州隆宇電子儀器有限責(zé)任公司共同研制出的“電子測量實(shí)驗平臺”實(shí)驗裝置，是電子測量實(shí)驗教學(xué)的行之有效的手段和工具，通過電子測量實(shí)驗?zāi)軌虺浞职l(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，加速培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。　　本書可作為電子信息類專業(yè)和其他專業(yè)的教材或參考書，內(nèi)容按50～65學(xué)時進(jìn)行設(shè)計，其中書中帶有“*”字號標(biāo)記的章節(jié)應(yīng)根據(jù)具體專業(yè)，不同的教學(xué)任務(wù)和學(xué)時數(shù)作為必學(xué)或選學(xué)內(nèi)容。每章后面均附有習(xí)題，這種安排有利于學(xué)生鞏固所學(xué)的理論知識，拓寬學(xué)習(xí)思路?！　”緯?～10章由吉林大學(xué)林占江編寫，第11～13章由廣東工業(yè)大學(xué)林放編寫，全書由林占江統(tǒng)編。　　徐州隆宇電子儀器有限責(zé)任公司總經(jīng)理程方仔細(xì)審閱了全部書稿。唐斌、劉淑英為本書的編寫做出了貢獻(xiàn)?！　τ谠诒緯帉戇^程中提供幫助的各位同仁及提供資料的作者，本人表示衷心的感謝?！　∮捎谧髡咚接邢蓿帉憰r間比較倉促，書中難免有不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正?！　”緯溆须娮诱n件，可登錄電子工業(yè)出版社華信教育資源網(wǎng)免費(fèi)下載。

內(nèi)容概要

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。
　　本書系統(tǒng)地闡述電子測量的原理與方法，以及現(xiàn)代電子測量儀器的原理與應(yīng)用。內(nèi)容包括：誤差理論與測量不確定度評定、測量用信號發(fā)生器、模擬測量方法、數(shù)字測量方法、時域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量、調(diào)制域測量、非電量測量、電磁兼容測量、智能儀器、虛擬儀器及自動測試系統(tǒng)等。每章末均附有習(xí)題。
　　本書在選材上具有一定的先進(jìn)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性，內(nèi)容豐富，使用面廣，可作為高等學(xué)校電子信息類(非儀器制造)專業(yè)的教材或參考書，對于從事電子技術(shù)工作的科技人員也有較大的參考價值。

書籍目錄

第一部分　通用基礎(chǔ)測量
　第1章　緒論
　　1.1測量與計量的基本概念
　　1.2電子測量的內(nèi)容與特點(diǎn)
　　1.3電子測量儀器的分類
　　1.4電子測量方法
　　1.5計量的基本內(nèi)容
　　習(xí)題
　第2章　誤差理論與測量不確定度評定
　　2.1測量誤差的基本原理
　　2.1.1研究測量誤差的目的
　　2.1.2測量誤差的表示方法
　　2.1.3電子測量儀器誤差的表示方法
　　*2.1.4一次直接測量時最大誤差的估計
　　2.2測量誤差的分類
　　2.2.1誤差的來源
　　2.2.2測量誤差的分類
　　2.2.3測量結(jié)果的評定
　　2.3隨機(jī)誤差的統(tǒng)計特性及其估算方法
　　2.3.1測量值的數(shù)學(xué)期望與標(biāo)準(zhǔn)差
　　2.3.2貝塞爾公式及其應(yīng)用
　　2.3.3均勻分布情況下的標(biāo)準(zhǔn)差
　　2.3.4非等精密度測量
　　2.4系統(tǒng)誤差的特征及其減小的方法
　　2.4.1系統(tǒng)誤差的特征
　　2.4.2判斷系統(tǒng)誤差的方法
　　2.4.3減小系統(tǒng)誤差的方法
　　2.5疏失誤差及其判斷準(zhǔn)則
　　2.5.1測量結(jié)果的置信概率
　　2.5.2壞值的剔除準(zhǔn)則
　　2.6測量數(shù)據(jù)的處理
　　2.6.1數(shù)據(jù)舍入規(guī)則
　　2.6.2等精密度測量結(jié)果的處理步驟
　　2.6.3最小二乘法原理
　　2.7測量不確定度
　　2.7.1測量不確定度基本知識
　　2.7.2測量不確定度的分類及評定方法
　　2.7.3測量誤差與測量不確定度的主要差別
　　2.7.4測量不確定度的評定步驟及產(chǎn)生原因
　　2.8誤差的合成與分配
　　2.8.1誤差傳遞公式
　　2.8.2常用函數(shù)的合成誤差
　　2.8.3系統(tǒng)誤差的合成
　　2.8.4按系統(tǒng)誤差相同的原則分配誤差
　　2.8.5按對總誤差影響相同的原則分配誤差
　　2.8.6微小誤差準(zhǔn)則
　　2.9最佳測量條件的確定與測量方案的設(shè)計
　　2.9.1最佳測量條件的確定
　　2.9.2測量方案設(shè)計
　　習(xí)題
　第3章　測量用信號發(fā)生器
　　3.1信號發(fā)生器的功能
　　3.1.1信號發(fā)生器在放大電路性能測試中的應(yīng)用
　　3.2信號發(fā)生器的分類及工作特性
　　3.2.1信號發(fā)生器的分類
　　3.2.2信號發(fā)生器的工作特性
　　3.3函數(shù)信號發(fā)生器工作原理
　　3.3.1電路工作原理
　　3.3.2典型電路分析
　　3.4DDS數(shù)字式頻率合成信號發(fā)生器
　　3.4.1DDS基本工作原理
　　3.4.2DDS的特點(diǎn)
　　3.4.3DDS的主要技術(shù)參數(shù)
　　*3.5DDS芯片的應(yīng)用
　　3.5.1AD9852的特性介紹
　　3.5.2DDS波形產(chǎn)生電路
　　習(xí)題
　第4章　模擬測量方法
　　4.1電壓測量概述
　　4.2交流電壓的測量
　　4.2.1交流電壓的表征
　　4.2.2交流電壓的測量方法
　　4.2.3平均值電壓的測量
　　4.2.4有效值電壓的測量
　　4.2.5峰值電壓的測量
　　4.2.6脈沖電壓的測量
　　*4.3噪聲電壓的測量
　　4.3.1噪聲的基本特性
　　4.3.2用平均值表測量噪聲電壓
　　4.3.3器件和放大器噪聲的測量
　　4.4分貝的測量
　　4.4.1數(shù)學(xué)定義
　　4.4.2分貝值的測量
　　4.5失真度的測量
　　4.5.1非線性失真的定義
　　4.5.2失真度測量儀基本工作原理
　　4.5.3有源陷波電路
　　4.5.4失真度測量儀舉例
　　4.6功率的測量
　　4.6.1音頻與較高頻信號功率的測量
　　4.6.2誤差分析
　　*4.6.3功率表實(shí)例——射頻功率表
　　4.7Q值的測量
　　4.7.1Q表的工作原理
　　4.7.2用虛、實(shí)部分　分離法測量阻抗
　　習(xí)題
　第5章　數(shù)字測量方法
　　5.1電壓測量的數(shù)字化方法
　　5.1.1DVM的特點(diǎn)
　　5.1.2DVM的主要類型
　　5.1.3DVM的測量誤差
　　5.2直流數(shù)字電壓表
　　5.3多用型數(shù)字電壓表
　　5.4頻率的測量
　　5.4.1標(biāo)準(zhǔn)頻率源
　　5.4.2頻率計的基本概念
　　5.4.3數(shù)字頻率計的劃分
　　5.4.4通用計數(shù)器的基本工作原理
　　5.5通用計數(shù)器的主要測試功能
　　5.5.1頻率測量
　　5.5.2時間測量
　　5.5.3相關(guān)參數(shù)測量
　　5.6頻率計電路結(jié)構(gòu)的分類
　　*5.7頻率計數(shù)器典型電路分析
　　*5.8頻率/功率計
　　5.9相位的測量
　　5.9.1脈沖計數(shù)法測相位
　　5.9.2數(shù)字相位計舉例
　　習(xí)題
　第6章　時域測量
　　6.1示波器分類
　　6.2模擬示波器
　　6.2.1模擬示波器的基本構(gòu)成
　　6.2.2示波器顯示波形的原理
　　6.2.3垂直系統(tǒng)
　　6.2.4水平放大系統(tǒng)
　　6.3數(shù)字存儲示波器
　　6.3.1數(shù)字存儲示波器的基本工作原理
　　6.3.2主要性能指標(biāo)
　　6.3.3數(shù)字存儲示波器中的關(guān)鍵器件
　　6.3.4數(shù)字存儲示波器中的典型電路
　　6.4數(shù)字存儲示波器的測試功能
　　6.5示波器功能擴(kuò)展舉例
　　6.6示波器的應(yīng)用
　　習(xí)題
　第7章　頻域測量
　　7.1掃頻儀
　　7.1.1常用術(shù)語
　　7.1.2掃頻儀中的關(guān)鍵器件
　　7.2掃頻儀工作原理
　　7.2.1整機(jī)電路原理框圖
　　7.2.2單元電路工作原理
　　7.3頻標(biāo)單元
　　7.4Y通道單元
　　7.5操作使用
　　*7.6測試實(shí)例
　　*7.7正確選用掃頻儀依據(jù)
　　*7.8熟練使用掃頻儀要領(lǐng)
　　7.9頻譜分析儀工作原理
　　7.9.1時域和頻域的關(guān)系
　　7.9.2頻譜分析儀的分類
　　7.9.3信號頻譜測量
　　*7.9.4技術(shù)性能指標(biāo)
　　*7.9.5操作使用要點(diǎn)
　　習(xí)題
　第8章　數(shù)據(jù)域測量
　　8.1概述
　　8.2邏輯分析儀的特點(diǎn)
　　8.3邏輯分析儀的分類
　　8.4邏輯分析儀的基本工作原理
　　8.5邏輯分析儀的主要電路
　　8.6邏輯分析儀的主要工作方式
　　8.7邏輯狀態(tài)分析儀
　　*8.8邏輯分析儀的應(yīng)用
　　*8.9邏輯分析儀的選用原則和使用要點(diǎn)
　　習(xí)題
　第9章　調(diào)制域測量
　　9.1概述
　　9.2調(diào)制方式的劃分
　　9.3調(diào)制信號測量的定義
　　9.4連續(xù)計數(shù)技術(shù)(ZDT)
　　9.5調(diào)制域分析儀的基本工作原理
　　9.6主要技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用
　　習(xí)題
　第10章　非電量測量
　　10.1非電量及其檢測的分類
　　10.1.1非電量的分類
　　10.1.2非電量檢測的分類
　　10.1.3非電量檢測的主要優(yōu)點(diǎn)
　　10.2非電量測量的組成與基本工作原理
　　10.3傳感器的分類
　　10.4傳感器的特性
　　10.5非電量測量的應(yīng)用
　　10.5.1溫度和濕度測量電路
　　10.5.2集成磁場測量電路
　　習(xí)題
　第11章　電磁兼容測量
　　11.1概述
　　11.2電磁兼容測量的基本概念
　　11.3電磁干擾的分類
　　11.4電磁兼容測量的基礎(chǔ)理論
　　11.5測量天線
　　11.6測量接收機(jī)
　　習(xí)題
第二部分　現(xiàn)代電子測量
　第12章　智能儀器
　　12.1智能儀器的特點(diǎn)
　　12.2智能儀器的結(jié)構(gòu)及其作用
　　12.3智能儀器的基本工作原理
　　*12.4S-100和STD總線簡介
　　12.5智能儀器設(shè)計
　　習(xí)題
　第13章　虛擬儀器
　　13.1概述
　　13.1.1傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器簡介
　　13.1.2軟件的功能
　　13.2虛擬儀器的組成與分類
　　13.3虛擬儀器的系統(tǒng)構(gòu)成
　　13.4虛擬儀器的特點(diǎn)與應(yīng)用
　　13.4.1虛擬儀器的特點(diǎn)
　　13.4.2虛擬儀器的應(yīng)用
　　*13.5虛擬儀器總線
　　13.5.1VXI總線
　　13.5.2PXI總線
　　13.5.3IVI技術(shù)
　　13.6虛擬儀器編程環(huán)境
　　13.7ATE中的虛擬測量儀器
　　習(xí)題
　第14章　自動測試系統(tǒng)
　　14.1概述
　　14.2自動測試系統(tǒng)發(fā)展簡介
　　14.3自動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
　　14.3.1自動測試設(shè)備（ATE）
　　14.3.2測試程序集（TPS）
　　14.3.3TPS軟件開發(fā)工具
　　14.4自動測試系統(tǒng)的硬件組成
　　14.5自動測試系統(tǒng)舉例
　　14.6自動測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫
　　14.6.1數(shù)據(jù)庫在自動測試系統(tǒng)中的作用
　　14.6.2數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
　　14.7自動測試系統(tǒng)常用總線及軟件開發(fā)環(huán)境簡介
　　*14.8GPIB的自動測試系統(tǒng)
　　*14.9VXIbus儀器模塊
　　*14.10LXI總線技術(shù)簡介
　　*14.11USB儀器簡介
　　習(xí)題
參考文獻(xiàn)

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