定 價:39 元
叢書名:普通高等教育“十三五”電子信息類規(guī)劃教材
- 作者:詹惠琴 古天祥 習(xí)友寶 古軍 何羚 編著
- 出版時間:2019/11/1
- ISBN:9787111630234
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM93
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社電子測量技術(shù)是廣泛用于各個學(xué)科專業(yè)的一門通用技術(shù)。電子測量的基本內(nèi)容包含“信號的測量”和“系統(tǒng)的測量”兩大部分,其中又以信號的測量為基礎(chǔ)。本書根據(jù)電子信息科學(xué)與技術(shù)研究的基本對象——信號和系統(tǒng)的測量編寫而成。全書共分8章,包括電子測量總論、測量誤差及測量數(shù)據(jù)處理、信號的時間與頻率的測量、信號幅度的測量、信號波形的測量、信號頻譜的測量、信號源及系統(tǒng)的測量等內(nèi)容,其中系統(tǒng)的測量一章中簡單介紹了電子元器件特性參數(shù)、線性系統(tǒng)特性及網(wǎng)絡(luò)分析等的測量。
本書可作為普通高校測控技術(shù)與儀器專業(yè)、電子信息專業(yè)學(xué)生的教材,也可作為廣大科研和工程技術(shù)人員的參考書。
本教材配有電子課件和部分習(xí)題答案,歡迎選用本書作為教材的教師登錄wwwcmpeducom下載,或發(fā)郵件至jinacmp@163com索取。
電子測量是獲取信息的重要手段,它與各個學(xué)科、各個行業(yè)的關(guān)系十分密切。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)研究、國防現(xiàn)代化建設(shè)等各個領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用電子測量技術(shù),使用各種電子測量儀器。在大學(xué)本科生和研究生的教學(xué)階段,電子信息類理工學(xué)科專業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)踐,以及創(chuàng)新性的科研活動中,為了獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),更離不開電子測量技術(shù)及儀器。在信息化社會中,電子信息技術(shù)已成為各行各業(yè)的通用技術(shù),同樣,作為獲取信息的電子測量技術(shù)及儀器更是不可缺少的通用技術(shù)和通用設(shè)備。
高校理工科專業(yè)的學(xué)生,特別是電子信息類的學(xué)生需要具備一定的電子測量知識和相應(yīng)的測試能力,但這種需求又是有區(qū)別的。這種區(qū)別大體分兩類:一類是測控技術(shù)與儀器專業(yè),培養(yǎng)從事測控技術(shù)及儀器的研究、設(shè)計及創(chuàng)造的人才,需要在掌握電子測量原理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子測量儀器及系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)和工程實(shí)現(xiàn)技術(shù),其學(xué)習(xí)基于電路結(jié)構(gòu)和程序算法,進(jìn)行儀器及系統(tǒng)內(nèi)部硬件和軟件的設(shè)計;另一類是非測控技術(shù)與儀器專業(yè),著重測控技術(shù)及儀器的應(yīng)用,即了解被測對象的測量原理和技術(shù)要求,在此基礎(chǔ)上能合理選用測量儀器,正確使用和操作儀器,獲得所需的測量結(jié)果,并能對結(jié)果進(jìn)行誤差分析。由于兩類需求上的不同,因此,對電子測量原理的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)時安排就有所不同。
為測控技術(shù)及儀器專業(yè)學(xué)生編寫的《電子測量原理》(第2版),對非測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生來說內(nèi)容多了一些,篇幅大了一些,可適當(dāng)精簡。為此,本書在《電子測量原理》(第2版)的基礎(chǔ)上編寫,對內(nèi)容進(jìn)行精簡,壓縮了篇幅。精簡的考慮是:①本書仍按照《電子測量原理》(第2版)的體系結(jié)構(gòu),即根據(jù)電子科學(xué)技術(shù)的基本研究對象——信號和系統(tǒng),安排了“信號的測量”和“系統(tǒng)的測量”兩大部分內(nèi)容,仍保證了體系的完整性;②保留最基本的內(nèi)容,刪去擴(kuò)展性的內(nèi)容。本書以信號的測量為重點(diǎn),以信號基本參數(shù)的測量為基本內(nèi)容,對系統(tǒng)的測量中的內(nèi)容做了較多的刪減和合并,以縮減全書的篇幅;③根據(jù)電子測量技術(shù)的發(fā)展趨勢,重點(diǎn)講解數(shù)字式測量儀器,精簡了模擬式儀器的內(nèi)容,如在信號波形的測量等章節(jié)中,精簡了模擬示波器的內(nèi)容;④保留下來的章節(jié)按精選內(nèi)容的要求做了部分的刪減、改寫和補(bǔ)充,使體系結(jié)構(gòu)更合理,原理闡述更清晰,文句更通順流暢,可讀性更好;⑤本書著重電子測量及儀器的原理講述,儀器的具體使用和操作等技巧性的內(nèi)容放入實(shí)驗(yàn)課中,通過電子測量實(shí)驗(yàn)課進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的測試能力。
本書根據(jù)科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性的原則精選內(nèi)容,闡述了電子測量的基本原理,闡述中力求思路清晰、概念準(zhǔn)確、邏輯性強(qiáng)、可讀性好,以便于教學(xué)和自學(xué)。本書適用面廣,可作為理工科院校機(jī)電類相關(guān)專業(yè)本科、高職、?频碾娮訙y量課程教材,建議教學(xué)學(xué)時數(shù)為32~48學(xué)時,也可作為廣大科研和工程技術(shù)人員的參考書。
本書由詹惠琴編寫第2、8章,古天祥編寫第1章,習(xí)友寶編寫第4、5章,古軍編寫第3、7章,何羚編寫第6章。全書由詹惠琴、古天祥統(tǒng)稿。
在本書的編寫過程中學(xué)習(xí)和參考了國內(nèi)外同行專家學(xué)者的有關(guān)教材、專著和論文,并在本書中有所引用。此外,本書編寫過程中,得到機(jī)械工業(yè)出版社王保家、吉玲等同志的支持,在此,一并致以誠摯的感謝!盡管編者對本書內(nèi)容和文字做了仔細(xì)的推敲和校訂,但由于水平有限,書中仍難免存在一些疏漏之處,殷切希望廣大讀者批評指正。
編者
前言
第1章電子測量總論1
1.1概述1
1.1.1測量的基本概念1
1.1.2電子測量的意義4
1.1.3電子測量的定義5
1.1.4電子測量的特點(diǎn)6
1.2電子測量的原理及基本技術(shù)7
1.2.1間接比較法7
1.2.2直接比較法8
1.2.3電子測量中的變換技術(shù)10
1.2.4電子測量中的比較技術(shù)11
1.3電子測量的分類12
1.3.1概述12
1.3.2有源量(信號)測量和無源量
(系統(tǒng))測量13
1.3.3靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測量14
1.3.4時域、頻域和時頻域測量16
1.3.5直接測量、間接測量和組合
測量17
1.3.6模擬量測量和數(shù)字量
測量18
1.4本書的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容20
1.4.1本書的體系結(jié)構(gòu)20
1.4.2信號的基本概念和信號
測量的內(nèi)容20
本章小結(jié)23
思考與練習(xí)24
第2章測量誤差及測量數(shù)據(jù)處理25
2.1測量誤差概述25
2.1.1測量誤差的基本概念25
2.1.2測量誤差的表示方法26
2.1.3測量誤差的分類30
2.1.4測量誤差對測量結(jié)果的影響31
2.2系統(tǒng)誤差的分析和處理32
2.2.1系統(tǒng)誤差的特征32
2.2.2系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)方法33
2.2.3系統(tǒng)誤差的削弱或消除方法34
2.3隨機(jī)誤差的分析與處理37
2.3.1隨機(jī)誤差的統(tǒng)計特性37
2.3.2有限次測量的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)偏差的
估計值42
2.3.3測量結(jié)果的置信度45
2.4粗大誤差的判斷與處理49
2.4.1粗大誤差的特性49
2.4.2粗大誤差的判斷49
2.4.3粗大誤差的防止和剔除50
2.5測量數(shù)據(jù)處理51
2.5.1等精度測量的數(shù)據(jù)處理51
2.5.2測量誤差的合成53
2.5.3測量結(jié)果的處理與表達(dá)——
有效數(shù)字55
本章小結(jié)57
思考與練習(xí)58
第3章信號的時間與頻率的測量61
3.1概述61
3.1.1時間和頻率的基本概念61
3.1.2時間和頻率測量的特點(diǎn)62
3.2頻率測量的原理與方法綜述63
3.2.1頻率測量的原理與方法分類63
3.2.2間接比較法64
3.2.3直接比較法66
3.3時間(頻率)的數(shù)字化測量及
電子計數(shù)器組成原理67
3.3.1時間和頻率的數(shù)字化測量
原理67
3.3.2電子計數(shù)器的組成原理68
3.3.3電子計數(shù)器的分類及主要技術(shù)
指標(biāo)71
3.4通用計數(shù)器的測試功能71
3.4.1通用計數(shù)器的基本功能71
3.4.2自檢72
3.4.3頻率測量73
3.4.4周期測量73
3.4.5頻率比的測量73
3.4.6時間間隔的測量74
3.4.7外控時間間隔的測量77
3.4.8累加計數(shù)77
3.4.9計時77
3.5時間和頻率的測量誤差77
3.5.1測量誤差的來源77
3.5.2測量誤差的分析82
3.6等精度電子計數(shù)器85
3.6.1多周期同步測量原理85
3.6.2等精度電子計數(shù)器的
測量功能86
3.7高分辨力的時間測量技術(shù)89
3.7.1模擬內(nèi)插法89
3.7.2時間-電壓變換法91
3.7.3時延法91
本章小結(jié)92
思考與練習(xí)93
第4章信號幅度的測量96
4.1概述96
4.1.1信號幅度測量的意義和
特點(diǎn)96
4.1.2電壓測量的方法和分類97
4.2交流電壓的模擬式測量99
4.2.1交流電壓的特征參量99
4.2.2交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換器的
原理101
4.2.3模擬式交流電壓表103
4.2.4交流電壓表的響應(yīng)特性及誤差
分析105
4.2.5交流電壓的模擬式測量小結(jié)108
4.3電壓的數(shù)字化測量109
4.3.1電壓-數(shù)字轉(zhuǎn)換的原理和
分類109
4.3.2A-D轉(zhuǎn)換器的原理111
4.4數(shù)字電壓表(DVM)和數(shù)字
多用表(DMM)114
4.4.1數(shù)字電壓表的組成及結(jié)構(gòu)114
4.4.2數(shù)字多用表的組成及結(jié)構(gòu)115
4.4.3數(shù)字電壓表和數(shù)字多用表的
主要性能指標(biāo)117
4.5數(shù)字電壓表的誤差分析及自動校準(zhǔn)
技術(shù)119
4.5.1數(shù)字電壓表的誤差分析119
4.5.2數(shù)字電壓表中的自動校準(zhǔn)
技術(shù)122
4.5.3數(shù)字電壓表中的自動量程
技術(shù)124
本章小結(jié)125
思考與練習(xí)126
第5章信號波形的測量129
5.1概述129
5.1.1波形測量與顯示129
5.1.2示波器的分類130
5.1.3示波器的發(fā)展130
5.2模擬示波器131
5.2.1波形顯示器件CRT131
5.2.2CRT波形顯示的基本原理132
5.2.3通用示波器的基本組成133
5.3數(shù)字存儲示波器的原理與組成135
5.3.1波形數(shù)字化的原理135
5.3.2現(xiàn)代數(shù)字示波器的一般
組成136
5.3.3波形數(shù)字化測量的特點(diǎn)137
5.4DSO的主要技術(shù)指標(biāo)139
5.4.1采樣速率和水平分辨力139
5.4.2掃描速度與時基因數(shù)140
5.4.3頻帶寬度BW140
5.4.4記錄長度L142
5.4.5偏轉(zhuǎn)靈敏度、偏轉(zhuǎn)因數(shù)和垂直
分辨力142
5.4.6屏幕刷新率143
5.5波形的采集143
5.5.1采樣原理和采樣方式143
5.5.2高速A-D轉(zhuǎn)換技術(shù)147
5.6波形的存儲150
5.6.1存儲器的作用和結(jié)構(gòu)150
5.6.2存儲器的容量151
5.6.3存儲器的降速技術(shù)152
5.7觸發(fā)系統(tǒng)153
5.7.1觸發(fā)系統(tǒng)的組成153
5.7.2觸發(fā)點(diǎn)的確定——觸發(fā)
方式155
5.7.3觀察窗口的定位——觸發(fā)
模式157
5.8時基系統(tǒng)159
5.8.1時基的選擇159
5.8.2實(shí)時采樣方式的時基電路160
5.8.3隨機(jī)采樣方式的時基電路162
5.9波形的顯示與處理164
5.9.1數(shù)字示波器顯示系統(tǒng)的
組成原理164
5.9.2顯示方式167
5.9.3波形的處理168
本章小結(jié)169
思考與練習(xí)169
第6章信號頻譜的測量172
6.1概述172
6.1.1信號頻譜分析的意義172
6.1.2信號的頻譜172
6.1.3常見信號的頻譜173
6.1.4頻譜儀的分類176
6.2穩(wěn)態(tài)(周期)信號的
頻譜測量177
6.2.1掃頻式頻譜分析原理177
6.2.2外差式頻譜儀178
6.2.3超外差頻譜儀的各種功能
單元簡介182
6.3動態(tài)(瞬變)信號的頻譜測量186
6.3.1FFT分析儀的原理186
6.3.2全數(shù)字中頻的實(shí)時
頻譜分析187
6.4頻譜儀的技術(shù)指標(biāo)189
6.4.1外差式頻譜儀的主要指標(biāo)189
6.4.2FFT分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)191
6.4.3外差式頻譜儀和FFT分析儀的
比較192
6.4.4頻譜儀各參數(shù)間的聯(lián)動關(guān)系192
本章小結(jié)193
思考與練習(xí)194
第7章信號源196
7.1概述196
7.1.1信號源在系統(tǒng)測量中的
作用196
7.1.2信號源的分類196
7.1.3信號源的主要技術(shù)指標(biāo)198
7.2傳統(tǒng)的信號源200
7.2.1高頻信號源200
7.2.2函數(shù)信號源201
7.3鎖相頻率合成信號源204
7.3.1合成信號源概述及直接模擬
合成原理204
7.3.2鎖相環(huán)的基本形式及鎖相頻率
合成的原理205
7.3.3提高頻率分辨力和擴(kuò)展頻率
上限的鎖相技術(shù)209
7.3.4鎖相合成信號源的實(shí)例分析212
7.4直接數(shù)字合成信號源214
7.4.1DDS信號源的基本組成原理214
7.4.2DDS的單片集成電路217
7.4.3DDS的技術(shù)指標(biāo)及特點(diǎn)218
7.4.4DDS+PLL頻率合成
信號源219
7.4.5任意波形信號源220
本章小結(jié)222
思考與練習(xí)223
第8章系統(tǒng)的測量226
8.1概述226
8.1.1系統(tǒng)的基本概念226
8.1.2被測系統(tǒng)的分類227
8.1.3系統(tǒng)測量的內(nèi)容228
8.2電子元器件的測量229
8.2.1電子元器件的分類及測量229
8.2.2無源元件的阻抗概述230
8.2.3阻抗測量方法概述231
8.2.4電橋法234
8.2.5電壓電流法236
8.2.6自動平衡電橋法238
8.2.7晶體管有源器件的
參數(shù)測試2398.3線性系統(tǒng)特性測量242
8.3.1線性系統(tǒng)特性測量的
基本原理242
8.3.2頻率特性測量的基本
方法和儀器243
8.3.3掃頻信號源245
8.3.4掃頻儀246
8.3.5網(wǎng)絡(luò)分析儀248
本章小結(jié)253
思考與練習(xí)254
參考文獻(xiàn)256