现代电子测量技术教案公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptxVIP

当代电子测量技术;目录;本课教学安排

1、课程安排

课堂教学14学时

试验（二个整天）15学时

考试：1学时

2、考核成绩

总成绩=考试（50）+试验（20+30）;第一章概述;第二节当代电子测量技术

1、数字化测量技术

2、智能化测量技术

3、虚拟化测量技术

4、自动测试系统;第二章数字示波技术;实际数字存储示波器通常将模拟示波器功效融合进来，一个典型结构下列:

;;;;对于非周期单次波形以及频率较低周期波形，必须用实时采样办法。

采样、变换和存储方案;4、存储波形显示

把存储器中数据，按地址顺序取出，并经D/A还原为本来模拟量，同时将地址按顺序送出，并经D/A转换成阶梯波。把前一模拟量送到示波器Y轴，把阶梯波送到示波管X轴（作扫描），这样就能把被测波形显示在屏幕上。如图：;第二节数字存储示波器特点;第三节数字存储示波器主要技术指标

1、最高采样速率

采样速率是指单位时间内对模拟输入信号采样次数。

最高采样速率由A/D变换器转换速率来决定。

采样速率通常以采样脉冲频率（Hz）、每秒采样样本点数及存储数据位数来表示。在实际应用中，采样速率可依据所设定示波器扫描时间因数Dx（t/div）来选择，但其上限则由示波器最高采样速率所限制。当扫描时间因数t/div拟定之后，采样频率fs计算公式为：fs=n/T

式中：n为相应于示波器屏幕水平线每格采样点数；

T为每格扫描时间。

比如：扫描时间为10μs/div，水平通道D/A转换器采用10位D/A，示波器水平方向分为10个格，则每格采样数为1024/10=102.4点，采样频率fs为10.24Ms/s。;;3、测量分辨率和测量精度

测量分辨率包括电压分辨率（垂直分辨率）和时间分辨率（水平分辨率）。

①电压分辨率

电压分辨率指每个采样点模拟量相应二进制数字位数，也就是对信号（Vp-p）所能辨认最小电压等级。电压分辨率由A/D变换器分辨率决定。

②时间分辨率

时间分辨率表示对模拟信号相邻两个样点之间时间间隔分辨能力，常以位数（bit）、每格多少点（点/div）或相邻数据点时间间隔（s）来表示。

;4、存储容量

存储容量又??统计长度，表示数字存储示波器获取被测信号长度能力。示波器存储容量用存储器能够存储最大存储字数来表示。

数字存储示波器存储器通常采用1K、4K、甚至2M字及以上高速半导体存储器。除采集存储器外，尚有用于存储多个波形低速大容量显示存储器和保持存储器，但它们存储容量并不表示获取信号能力。

在实际应用中，存储容量必须按照存储波形长度、细节要求点数（时间分辨率）和仪器限定期基速度进行选择（对单次信号还取决于采样速率）。在有些情况下，采集存储器可串联或分开使用。;5、动态范围

动态范围指可测量最大信号与可分辨最小信号之比，惯用对数值dB表示。

动态范围=20log（A/D变换分级数）

电压分辨率每增长1bit，分级数增长一倍，分级误差减小二分之一，动态范围扩展6dB。

6、通道数

通道数指数字存储示波器能够同时存储模拟信号个数。;第四节数字存储示波器中关键技术

1、高速信号采集技术

①比较式A/D变换器

逐次迫近比较式属于反馈比较式变换器，速率不是不久，故高速数字存储器都采用非反馈比较式A/D变换器，如串并行A/D变换器、并联比较型A/D变换器等。

快速并行比较式（“闪烁”变换）A/D变换器是全并行比较式高速变换器，它在比较式变换器中变换速率最快，但这种变换器使用比较器较多，且分辨率每增长一位，比较器个数便增长一倍，使分辨率提升受到限制。由于电路复杂，因此制造困难，价格也贵。;②电荷耦合器件（CCD）A/D变换器

电荷耦合器件是由许多相距很近，且含有内部电荷转移通道MOS电容器构成一维或二维阵列。在加上适当时钟信号后，在这些MOS电容器之间能够发生电荷沿某一方向转移。利用CCD器件快写慢读（电荷转移输出）特性，能够很以便地构成高速数据采集系统。如图：;③扫描变换管A/D变换器

扫描变换技术是一个转换存储办法，它利用扫描变换管实现高速A/D变换。通常分为电流型和电压型，电流型A/D变换器转换速率快。

扫描变换管与示波管并行工作。扫描变换管工作时，最初是把波形统计在很小靶面上，然后通过电子束扫描靶面，以图像信号输出形式把统计波形抹掉，取出存储信号，经通常A/D变换器有效地变换后，存储到半导体存储器中，供示波器CRT