电子测量原理电子测量原理简介一、电子测量中的变换技术（1）信号放大与衰减信号放大是为了将微弱的被测信号，放大到足以进行各种转换处理，或能驱动指示器、记录器。测量放大器——是指在测量系统中用来放大微弱电压、电流或电荷信号的放大器。要求低漂移衰减器——用来降低测量系统中的信号电平用途：使大的信号进入仪器的测量范围，或者通过降低信号电平来控制失真，或改进阻抗匹配，或对信号源去耦等（2）阻抗变换电子测量中，特别是在微波测量中，当将不匹配的负载与传输线连接时，或将特征阻抗不同的传输线进行连接时，信号传输中将产生强烈反射。为了保证良好的传输，必须在传输线与负载之间或不同特征阻抗的传输线之间接入一种阻抗变换的双口网络，改变阻抗的大小，实现阻抗的匹配。在信号源的功率放大器输出电路中，也要求负载阻抗匹配，常用变压器等进行阻抗变换，以保证最佳功率传输。电子测量仪器输入端具有很高输入阻抗，输入跟随器则是实现了输入通道从高阻到低阻的阻抗变换。2.频率变换（1）检波：交流电压变成直流电压常用磁电式电表，它只能测量直流，交流信号必须检波成直流信号来测量。（2）斩波：把一个直流电压调制成交流电压，经过交流放大，然后再把交流电压通过反调制（解调）还原为直流电压的过程。斩波的作用是对微弱的直流电压进行放大。（3）变频（混频）（4）倍频倍频器是频率综合技术中的乘法器。差频倍增法（5）分频分频是于对信号频率进行除法运算（6）频率合成频率合成是把一个（或少量几个）高稳晶振频率源经过一系列综合的加、减、乘、除四则运算，可作为随意调节频率的高精度信号源。（7）取样技术取样门电路将高频信号进行取样变换，使之以低频形式复现出来。它可以把频率上限扩展到几GHz甚至几十GHz。3.波形变换（1）整形：将任意形状的波形变成规则的脉冲波形，例如，用于电子计数器的输入通道中。（2）限幅：把信号波形幅度限制在一定范围内（3）微分：由矩形脉冲形成一个窄脉冲。在电子计数器、取样示波器、广谱信号源中广泛使用。（4）合成：多种波形叠加成复杂波形。例如合成CRT显示的视频信号波形。（5）变换：方波变成三角波或正弦波，三角波变成正弦波或方波，正弦波变成方波或三角波等。波形变换技术广泛用于多波形函数发生器中。4.参量变换5.能量变换[例]试以数字万用表测量交流电流为例，阐述变换技术在电子测量中的应用。①交流电流/交流电压的变换；②交流电压/直流电压的变换；③直流电压的幅值变换；④模拟/数字的变换；⑤BCD码/七段码的码制变换；⑥显示器件的电/光转换。2024/10/3二、电子测量中的比较技术2.频率（时间）比较（1）时间差值比较：用R-S触发器可实现时差的比较（2）差频比较：混频器可以实现两个频率的减法运算还可利用差频比较法测量频率。（3）比例比较：测频率fx=Nfs；测周期Tx=NTS（4）相位比较——使用鉴相器（5）数字比较二进制的数N1和N2加于异或门的输入端，即可进行比较。三、电子测量中的处理技术2.指数和对数运算电路利用二极管的电流与其端电压在一定条件下存在的指数关系来实现。3.乘法运算或除法运算4.积分和微分电路5.有源滤波器分为低通、高通、带通和带阻等不同滤波器。四、电子测量中的显示技术2024/10/3（2）液晶显示器（LCD）液晶是一种具有光学双射性的液体状的晶体，液晶显示器件在电信号驱动下，控制其对入射偏光的反射或透射，实现LCD的显示。LCD具有薄型、轻量、低功耗、低工作电压等特点。①数字、字符显示②平面显示（3）阴极射线管（CRT）CRT可分为电视用、显示终端用及仪器仪表用几种类型。[例]运算与处理功能在电压测量中的应用。五、频率与时间的测量各种测量方法有着不同的实现原理，其复杂程度不同。各种测量方法有着不同的测量准确度和适用的频率范围。数字化电子计数器法是时间、频率测量的主要方法，是本章的重点。1.电子计数器的分类按功能可以分为：（1）通用计数器：可测量频率、频率比、周期、时间间隔、累加计数等。其测量功能可扩展。（2）频率计数器：其功能限于测频和计数。但测频范围往往很宽。（3）时间计数器：以时间测量为基础，可测量周期、脉冲参数等，其测时分辨力和准确度很高。（4）特种计数器:具有特殊功能的计数器。包括可逆计数器、序列计数器、预置计数器等。用于工业测控。按用途可分为：测量用计数器和控制用计数器。按测量范围可分为：（1）低速计数器（低于10MHz）（2）中速计数器（10MHz~100MHz）（3）高速计数器（高于100MHz）（4）微波计数器（1GHz~100GHz）2.主要技术指标频率和周期测量原理框图频率