電子測量與儀器

前言

　　電子測量是電子信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在電子信息技術(shù)的推動下，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)對電子測量人才的需求在數(shù)量上和層次上都日益提高。為此，在有關(guān)院校同仁的大力支持和幫助下，我們編寫了這本《電子測量與儀器》教材，希望能夠為電子測量技術(shù)的傳播與發(fā)展盡一己之力?！　≡诒緯木帉戇^程中，力求落實“突出應(yīng)用性、強(qiáng)調(diào)工具性、體現(xiàn)先進(jìn)性”的原則，盡量使書中內(nèi)容能夠融傳授知識、發(fā)展能力、提高素質(zhì)為一體。針對高職教育的特點，理論以講明、夠用為度，突出專業(yè)知識的實用性和實效性。例如對電子測量技術(shù)的主要方面做了全面、系統(tǒng)的介紹，而對于具體的測量問題，不求面面俱到，而是精選少量、通用的例證進(jìn)行詳細(xì)講解；在理論與實踐的關(guān)系上，注意主輔協(xié)調(diào)、合理搭配，既注重基本測量原理的講解，又突出基本操作技能的訓(xùn)練。另外，為了使學(xué)生在畢業(yè)后能夠盡快勝任電子測量方面的工作，本書還對一些常規(guī)的、具有代表性的儀器儀表的工作原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法進(jìn)行了介紹?！　∪珪鴥?nèi)容共分10章，內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下?！　〉?章：介紹了測量與電子測量、計量的基本概念，電子測量儀器的分類和發(fā)展。詳細(xì)講解了測量誤差理論和測量數(shù)據(jù)的處理方法?！　〉?章：介紹了低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器和電視信號發(fā)生器的工作原理和使用方法，并對頻率合成技術(shù)進(jìn)行了講解?！　〉?章：詳細(xì)分析了示波管的結(jié)構(gòu)和波形顯示原理，并對通用示波器、取樣示波器和數(shù)字存儲示波器的組成原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法以及示波器的基本測量技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行了闡述?！　〉?章：講解了電流、電壓和功率的測量原理，直流電流表、電壓表和數(shù)字萬用表的組成原理和使用方法?！　〉?章：講解了R、L、C元件和半導(dǎo)體器件的相關(guān)概念和測量原理，中小規(guī)模集成電路的檢測方法。介紹了Q表、數(shù)字電橋的組成原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法?！　〉?章：介紹了時頻關(guān)系與時頻基準(zhǔn)，電子計數(shù)器的分類、組成原理與基本測量技術(shù)，并對頻率測量、周期測量和時間間隔測量的測量誤差進(jìn)行了分析。　　第7章：講解了線性系統(tǒng)頻率特性測量和頻譜分析測量；并對頻率特性測試儀、頻譜分析儀和失真度分析儀的組成原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法進(jìn)行了介紹?！　〉?章：介紹了數(shù)據(jù)域測量的基本概念，邏輯筆、邏輯夾的基本結(jié)構(gòu)和使用方法。講解了邏輯分析儀的組成原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法以及可測試性設(shè)計等內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　電子測量與儀器在電子技術(shù)高速發(fā)展的今天發(fā)揮著越來越重要的作用?！峨娮訙y量與儀器》從基本的測量概念入手，向讀者循序漸進(jìn)地介紹電子測量技術(shù)，并結(jié)合當(dāng)前常用的電子測量儀器，分析其組成原理、技術(shù)指標(biāo)和使用方法，以此來提高讀者對測量技術(shù)的應(yīng)用能力。全書共分為10章，分別介紹了電子測量技術(shù)基礎(chǔ)，測量用信號源，電子示波器，電流、電壓與功率測量，電子元器件的測量，電子計數(shù)器，頻域測量技術(shù)，數(shù)據(jù)域測量，現(xiàn)代電子測量技術(shù)，最后提供了10個比較成熟的基本實訓(xùn)?！峨娮訙y量與儀器》1-9章都配有習(xí)題，以幫助讀者抓住重點，鞏固所學(xué)知識。
　　《電子測量與儀器》不需要讀者具有高深的數(shù)學(xué)知識，只要具有基本的電路分析與電子技術(shù)知識，就可以輕松學(xué)習(xí)?！峨娮訙y量與儀器》適合于高職院校電子技術(shù)、信息與自動化專業(yè)的學(xué)生作為教材使用，也可供電子技術(shù)相關(guān)專業(yè)需要使用測量技術(shù)與儀器的學(xué)生和相關(guān)的從業(yè)人員參考。

書籍目錄

第1章 電子測量技術(shù)基礎(chǔ)
1.1 電子測量概述
1.1.1 電子測量的意義
1.1.2 電子測量的內(nèi)容
1.1.3 電子測量的特點
1.1.4 電子測量的分類
1.2 計量的基本概念
1.2.1 計量
1.2.2 單位制
1.2.3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)
1.2.4 量值的傳遞與跟蹤
1.3 測量誤差的概念與表示方法
1.3.1 測量誤差及其產(chǎn)生的原因
1.3.2 測量誤差的分類
1.3.3 測量結(jié)果的評定
1.3.4 測量誤差的表示方法
1.3.5 測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理
1.4 電子測量儀器概述
1.4.1 電子測量儀器的功能
1.4.2 電子測量儀器的分類
1.4.3 電子測量儀器的主要性能指標(biāo)
1.4.4 電子測量儀器的發(fā)展概況
1.5 電子測量儀器的正確使用
1.5.1 測量方案的設(shè)計
1.5.2 電子測量儀器的放置
1.5.3 電子測量儀器的接地
本章小結(jié)
習(xí)題1
第2章 測量用信號源
2.1 概述
2.1.1 信號發(fā)生器的功能
2.1.2 信號發(fā)生器的分類
2.1.3 信號發(fā)生器的發(fā)展趨勢
2.2 低頻信號發(fā)生器
2.2.1 基本組成和工作原理
2.2.2 XD-22A型低頻信號發(fā)生器
2.3 高頻信號發(fā)生器
2.3.1 基本組成和工作原理
2.3.2 EE1051型高頻信號發(fā)生器
2.4 函數(shù)信號發(fā)生器
2.4.1 函數(shù)信號發(fā)生器的基本原理
2.4.2 MFG－8216A型函數(shù)信號發(fā)生器
2.5 合成信號發(fā)生器
2.5.1 直接合成法
2.5.2 間接合成法
2.6 脈沖信號發(fā)生器
2.7 電視信號發(fā)生器
2.7.1 常用圖案及其用途
2.7.2 CDXF－1VD型電視信號發(fā)生器
本章小結(jié)
習(xí)題2
第3章 電子示波器
3.1 概述
3.1.1 電子示波器的功用
3.1.2 電子示波器的特點與分類
3.2 示波管波形顯示原理
3.2.1 示波管的組成結(jié)構(gòu)
3.2.2 波形顯示原理
3.3 通用示波器
3.3.1 通用示波器的組成
3.3.2 示波器的垂直通道
3.3.3 示波器的水平通道
3.3.4 示波器的多波形顯示技術(shù)
3.3.5 通用示波器的主要技術(shù)指標(biāo)
3.3.6 YB4320型雙蹤示波器
3.4 取樣示波器
3.4.1 取樣的概念
3.4.2 取樣示波器的工作原理
3.4.3 取樣示波器的主要技術(shù)指標(biāo)
3.5 數(shù)字存儲示波器
3.5.1 數(shù)字存儲示波器的組成原理
3.5.2 信號采集處理與波形顯示技術(shù)
3.5.3 數(shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標(biāo)
3.5.4 DS1052E型數(shù)字存儲示波器
3.6 示波器的基本測量技術(shù)
3.6.1 電壓測量
3.6.2 時間和頻率的測量
3.6.3 相位差的測量
3.6.4 脈沖信號參數(shù)的測量
本章小結(jié)
習(xí)題3
第4章 電流、電壓與功率測量
4.1 直流電流的測量
4.1.1 直流電流的測量原理與方法
4.1.2 指針式直流電流表的工作原理
4.1.3 直流電流表的量程擴(kuò)展
4.2 直流電壓的測量
4.2.1 直流電壓的測量原理與方法
4.2.2 電壓表的靈敏度
4.3 交流電壓的測量
4.3.1 交流電壓的表征
4.3.2 交流電壓的測量原理
4.3.3 電平(分貝)的測量
4.3.4 CA2172A型毫伏表
4.4 電功率的測量
4.4.1 直流功率的測量
4.4.2 交流功率的測量
4.4.3 電能量的測量
4.5 數(shù)字電壓表
4.5.1 數(shù)字電壓表的組成原理
4.5.2 數(shù)字電壓表的主要性能指標(biāo)
4.5.3 A／D轉(zhuǎn)換器的工作原理
4.5.4 數(shù)字萬用表
本章小結(jié)
習(xí)題4
第5章 電子元器件的測量
5.1 電阻、電感和電容的測量
5.1.1 阻抗的概念
5.1.2 R、L、C元件的基本特性
5.1.3 電阻的測量
5.1.4 電感的測量
5.1.5 電容的測量
5.2 Q表
5.2.1 Q表的組成和測量原理
5.2.2 Q表的應(yīng)用
5.3 YD2810B型LCR數(shù)字電橋
5.3.1 主要性能特點
5.3.2 使用方法
5.4 半導(dǎo)體器件的測量
5.4.1 半導(dǎo)體二極管的測量
5.4.2 晶體三極管的測量
5.4.3 場效應(yīng)管的測量
5.5 集成電路的測試
5.5.1 集成電路的分類與萬用表檢測
5.5.2 中小規(guī)模集成電路的一般測試
5.5.3 集成電路測試儀簡介
本章小結(jié)
習(xí)題5
第6章 電子計數(shù)器
6.1 概述
6.1.1 時頻關(guān)系
6.1.2 時頻基準(zhǔn)
6.1.3 電子計數(shù)器的分類
6.1.4 電子計數(shù)器的主要性能指標(biāo)
6.2 通用電子計數(shù)器的基本組成
6.2.1 A、B輸入通道
6.2.2 時基信號產(chǎn)生與變換電路
……
第7章 頻域測量技術(shù)
7.1 概述
7.2 線性系統(tǒng)頻率特性測量
7.3 頻譜分析儀
7.4 失真度分析儀
本章小結(jié)
習(xí)題7
第8章 數(shù)據(jù)域測量
8.1 概述
8.2 邏輯分析儀
8.3 可測試性設(shè)計
本章小結(jié)
習(xí)題8
第9章 現(xiàn)代電子測量技術(shù)
9.1 智能儀器
9.2 虛擬儀器
9.3 自動測試系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題9
第10章 實訓(xùn)篇
10.1 實訓(xùn)一：萬用表的使用
10.2 實訓(xùn)二：數(shù)字電橋的使用
10.3 實訓(xùn)三：毫伏表和低頻信號發(fā)生器的使用
10.4 實訓(xùn)四：函數(shù)信號發(fā)生器的使用
10.5 實訓(xùn)五：數(shù)字存儲示波器的使用
10.6 實訓(xùn)六：電子計數(shù)器的使用
10.7 實訓(xùn)七：頻率特性測試儀的使用
10.8 實訓(xùn)八：失真度測量儀的使用
10.9 實訓(xùn)九：放大電路基本參數(shù)的測量
10.10 實訓(xùn)十：直流電壓、電流表的安裝與調(diào)試
附錄A 物理量與SI單位
附錄B 國際標(biāo)準(zhǔn)基本單位與導(dǎo)出單位
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   2.5 合成信號發(fā)生器 前面我們已介紹了低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器和函數(shù)信號發(fā)生器三種信號源。這三種信號源都有一個不足之處，那就是其頻率穩(wěn)定性不是很高。而現(xiàn)代電子測量對信號源頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度的要求越來越高，對頻帶寬度的要求也越來越寬。而信號源輸出頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度又主要取決于其主振級輸出頻率的穩(wěn)定度。因此，主振級如何在較寬頻率范圍內(nèi)獲得輸出頻率的高穩(wěn)定度，是信號源要解決的重要問題。目前，該問題可通過采用頻率合成技術(shù)來解決。 所謂合成信號發(fā)生器就是利用頻率合成技術(shù)組成的正弦波信號發(fā)生器，它用頻率合成器代替信號發(fā)生器中的主振蕩器。合成信號發(fā)生器的優(yōu)點主要在于，它既有信號發(fā)生器良好的輸出特性和調(diào)制特性，又有頻率合成器的高穩(wěn)定度、高準(zhǔn)確度，同時輸出信號的頻率、電平、調(diào)制深度等均可控制，是一種先進(jìn)、高檔的信號發(fā)生器。合成信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但其核心都是頻率合成器。 頻率合成器是把一個（或少數(shù)幾個）高穩(wěn)定度的頻率源fs進(jìn)行加（產(chǎn)生和頻）、減（產(chǎn)生差頻）、乘（產(chǎn)生倍頻）、除（產(chǎn)生分頻）及其組合運算，從而產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)、按一定頻率間隔（或稱頻率跳步）的一系列離散頻率的信號。由于頻率源通常使用具有高穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器，所以其輸出頻率非常穩(wěn)定。頻率合成器可以合成頻率范圍極寬的信號輸出，覆蓋范圍由毫赫茲到數(shù)千兆赫茲。 頻率合成的方法一般包括兩種：直接合成法與間接合成法。

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