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第1篇 电子测量总论及测量误差理论3

第1章 电子测量总论3

1.1 测量和计量的基本概念3

1.1.1 测量3

1.1.2 计量8

1.2 电子测量概述14

1.2.1 电子测量的意义14

1.2.2 电子测量的特点15

1.2.3 电子测量的定义16

1.3 电子测量原理及基本技术17

1.3.1 测量的量值比较原理17

1.3.2 测量的信息获取原理25

1.4 电子测量的分类33

1.4.1 概述33

1.4.2 有源量（信号）测量和无源量（系统）测量34

1.4.3 直接测量、间接测量和组合测量35

1.4.4 静态、稳态和动态测量37

1.4.5 时域、频域及时频域测量39

1.4.6 模拟量测量和数字量测量41

1.4.7 随机测量技术43

1.5 本书的体系结构及学习要点44

1.5.1 本书的体系结构44

1.5.2 本书的学习要点45

本章小结45

思考与练习47

第2章 测量误差、测量数据处理和测量不确定度48

2.1 测量误差48

2.1.1 测量误差概述48

2.1.2 系统误差的分析和处理56

2.1.3 随机误差的分析与处理60

2.1.4 粗大误差的判断与处理72

2.2 测量数据的处理74

2.2.1 有效数字处理75

2.2.2 直接测量的误差及数据处理——等精度测量与不等精度测量的数据处理78

2.2.3 间接测量的误差及数据处理——测量误差的合成与分配83

2.2.4 组合测量的误差及数据处理——曲线拟合与回归分析90

2.3 测量不确定度101

2.3.1 概述101

2.3.2 测量不确定度的评定步骤105

2.3.3 各分量的标准不确定度的评定107

2.3.4 合成标准不确定度的计算110

2.3.5 扩展不确定度的评定114

2.3.6 自由度116

2.3.7 测量结果及其不确定度的表示与报告119

2.3.8 测量不确定度的评定实例121

本章小结122

思考与练习125

第2篇 信号的测量138

第3章 信号的时间与频率的测量138

3.1 慨述138

3.1.1 时间、频率的基本概念138

3.1.2 时间和频率的基准140

3.1.3 时频测量的特点141

3.2 频率测量原理与方法综述142

3.2.1 频率测量方法分类142

3.2.2 间接比较法143

3.2.3 直接比较法145

3.3 时间（频率）的数字化测量技术及电子计数器原理146

3.3.1 时间和频率的数字化测量146

3.3.2 电子计数器的组成原理148

3.3.3 电子计数器的分类及主要技术指标150

3.4 通用计数器的测试功能151

3.4.1 通用计数器的整机框图151

3.4.2 通用计数器的测试功能152

3.5 时间和频率的测量误差157

3.5.1 测量误差的来源分析157

3.5.2 测量误差分析163

3.6 高分辨力的时间和频率测量技术166

3.6.1 多周期同步法166

3.6.2 模拟内插法167

3.6.3 时间-电压变换法169

3.6.4 游标法169

3.6.5 时延法171

3.6.6 平均法172

3.7 提高测量频率上限的方法173

3.7.1 变频法173

3.7.2 置换法174

3.7.3 预分频法174

3.8 调制域测试技术175

3.8.1 调制域分析的特点175

3.8.2 调制域测量的基本原理175

3.8.3 调制域分析仪的应用176

本章小结179

思考与练习180

第4章 信号幅度的测量183

4.1 概述183

4.1.1 信号幅度测量的意义和特点183

4.1.2 电压测量的方法和分类184

4.2 电压的模拟式测量187

4.2.1 交流电压的特征参量187

4.2.2 交流-直流（AC-DC）转换原理189

4.2.3 模拟式交流电压表192

4.2.4 交流电压表的响应特性及误差分析195

4.2.5 交流电压的模拟测量小结197

4.3 电压的数字化测量198

4.3.1 DVM的组成及主要性能指标198

4.3.2 A-D转换原理200

4.3.3 电流、电压、阻抗变换技术及数字多用表206

4.3.4 数字电压表的误差分析及自动校准技术208

4.4 电流的测量213

4.4.1 概述213

4.4.2 直流电流的测量214

4.4.3 交流电流的测量216

4.5 功率的测量220

4.5.1 功率的定义和表征220

4.5.2 功率测量技术及仪器223

本章小结231

思考与练习233

第5章 信号波形测量237

5.1 概述237

5.1.1 波形测量237

5.1.2 示波器的组成237

5.1.3 示波器的分类238

5.1.4 示波器的发展239

5.2 信号波形的模拟测量原理239

5.2.1 阴极射线示波管239

5.2.2 阴极射线示波管波形显示的基本原理241

5.3 模拟示波器245

5.3.1 通用示波器的基本构成245

5.3.2 主要技术指标246

5.3.3 通用示波器的Y通道（垂直系统）248

5.3.4 通用示波器的X通道（水平系统）251

5.3.5 示波器的多波形显示257

5.4 采样示波器261

5.4.1 采样示波器的基本原理261

5.4.2 采样示波器的组成及工作原理263

5.5 数字存储示波器267

5.5.1 数字存储示波器的组成和原理267

5.5.2 波形数字化——采样与量化270

5.5.3 波形存储276

5.5.4 触发与时基278

5.5.5 波形显示与处理286

5.5.6 数字存储示波器的主要技术指标291

5.6 示波器的基本测量技术295

5.6.1 示波器的选用295

5.6.2 用示波器测量电压295

5.6.3 用示波器测量时间和频率297

5.6.4 用示波器测量相位298

本章小结300

思考与练习301

第6章 信号频谱的测量306

6.1 概述306

6.1.1 信号频谱分析的意义306

6.1.2 信号的时域与频域306

6.1.3 常见信号的频谱307

6.1.4 频谱仪的分类310

6.2 周期信号的频谱测量311

6.2.1 扫频式频谱分析原理311

6.2.2 外差式频谱分析仪312

6.3 动态瞬变信号的频谱测量320

6.3.1 FFT分析仪原理320

6.3.2 全数字中频的实时频谱分析324

6.3.3 矢量信号分析329

6.4 频谱仪的技术指标334

6.4.1 外差式频谱仪的主要指标334

6.4.2 FFT分析仪的主要技术指标336

6.4.3 外差式频谱仪和FFT分析仪的比较337

6.4.4 频谱仪各参数间的联动关系337

6.5 频谱仪的应用339

6.5.1 脉冲信号的测量339

6.5.2 相位噪声的测量340

6.5.3 非线性测量341

6.5.4 信道功率测量344

6.5.5 调制度测量345

本章小结346

思考与练习347

第7章 数字信号的测量349

7.1 概述349

7.1.1 数字信号的基本概念349

7.1.2 数字信号的特点350

7.2 数字信号测量的基本原理351

7.2.1 信号采集351

7.2.2 触发识别353

7.2.3 数据存储355

7.2.4 数据显示356

7.3 逻辑分析仪及应用358

7.3.1 逻辑分析仪简介358

7.3.2 逻辑分析仪的应用363

本章小结368

思考与练习368

部分习题参考答案370

参考文献373