电子测量技术

第一篇 电子测量基础知识

第1章 绪论

1.1 测量、电子测量和计量

1.1.1 测量的历史

1.1.2 电子测量的概念和特点

1.1.3 计量及其他相关概念

1.2 电子测量仪器及测试系统

1.2.1 电子测量仪器

1.2.2 自动测试系统

1.2.3 仪器与自动测试技术的发展趋势

1.3 本课程的任务

第2章 测量误差理论和测量数据处理

2.1 测量误差理论概述

2.1.1 基本概念

2.1.2 测量误差的表达式

2.1.3 测量误差的分类及特点

2.2 测量数据的处理与估计

2.2.1 随机误差的处理与估计

2.2.2 系统误差的处理

2.2.3 粗大误差的处理

2.2.4 误差的合成与分配

2.2.5 非等精密度测量和加权平均

2.2.6 测量数据处理

2.3 测量不确定度

习题与思考题

第二篇 基础电量的测量与信号源

第3章 时间和频率的测量

3.1 引言

3.1.1 时频测量的意义

3.1.2 时间和频率基准的演变

3.2 时频测量的技术和仪器

3.2.1 时频测量技术

3.2.2 电子计数器

3.3 常规电子计数器

3.3.1 常规电子计数器的基本测量功能

3.3.2 常规电子计数器的关键电路

3.3.3 常规电子计数器的测量误差分析

3.4 提高测量准确度的方法

3.4.1 倒数计数器

3.4.2 平均测量技术

3.4.3 模拟内插法

3.4.4 游标法

3.5 微波计数器

3.6 调制域分析

3.7 电子计数器的应用

3.7.1 电子计数器的技术指标

3.7.2 现代电子计数器的使用注意事项

3.7.3 现代电子计数器的发展趋势

习题与思考题

第4章 电压测量

4.1 引言

4.1.1 电压测量的意义

4.1.2 用于电压测量的仪器

4.1.3 对于电压测量的技术要求

4.2 采用模拟技术的电压测量

4.2.1 模拟直流电压表

4.2.2 交流电压的表征

4.2.3 模拟交流电压表

4.2.4 电平表

4.3 采用数字技术的电压测量

4.3.1 数字电压表的基本原理

4.3.2 数字电压表中的模数转换器

4.3.3 数字电压表的技术参数

4.4 基于电压测量的其他仪器

4.4.1 数字万用表

4.4.2 LCR测量仪

习题与思考题

第5章 信号源

5.1 引言

5.1.1 信号源的用途

5.1.2 信号源产生的信号类型

5.1.3 信号源的分类

5.2 信号源的基本原理

5.2.1 信号产生的基本方法

5.2.2 信号源的主要技术指标

5.3 信号源中的关键技术

5.3.1 直接数字频率合成

5.3.2 直接数字波形合成

5.3.3 锁相环

5.4 典型信号源及其应用

5.4.1 函数／任意波形发生器

5.4.2 任意波形发生器

5.4.3 脉冲码型和噪声发生器

习题与思考题

第三篇 信号的显示、分析与测量

第6章 时域测量

6.1 引言

6.2 模拟示波器

6.2.1 模拟示波器的基本结构

6.2.2 波形显示的基本原理

6.2.3 触发电路

6.3 数字存储示波器的基本原理

6.3.1 数字存储示波器的基本结构

6.3.2 数字存储示波器的基本特点

6.4 数字存储示波器的组成和关键技术

6.4.1 模拟前端与模拟带宽

6.4.2 采样率与采样技术

6.4.3 存储深度与存储技术

6.4.4 触发方式

6.4.5 采集模式

6.4.6 显示模式与显示技术

6.4.7 测量与分析功能

6.5 示波器的技术参数

6.6 示波器的使用

习题与思考题

第7章 频谱分析仪

7.1 引言

7.1.1 时域和频域的关系

7.1.2 频域测量

7.1.3 频谱分析仪

7.2 傅里叶分析仪

7.2.1 傅里叶分析仪原理

7.2.2 傅里叶分析仪的性能指标

7.3 外差式频谱分析仪

7.3.1 外差式频谱分析仪的基本原理

7.3.2 外差式频谱分析仪的主要参数

7.3.3 外差式频谱分析仪各模块的原理和功能

7.3.4 外差式频谱分析仪的主要工作特性

7.3.5 参数之间的依赖性

7.4 频谱分析仪的发展趋势

习题与思考题

第8章 数据域测量

8.1 引言

8.1.1 数据域测量的概念

8.1.2 数据域测量的特点和方法

8.1.3 数据域测量的仪器

8.2 逻辑分析仪的原理及关键技术

8.2.1 逻辑分析仪的基本原理

8.2.2 逻辑分析仪的采样

8.2.3 逻辑分析仪的触发

8.2.4 逻辑分析仪的存储

8.2.5 逻辑分析仪的显示与分析

8.2.6 逻辑分析仪的探头

8.2.7 逻辑分析仪的易用性设计

8.3 逻辑分析仪的应用

8.3.1 逻辑定时分析仪的基本应用

8.3.2 逻辑状态分析仪的基本应用

8.3.3 逻辑分析仪的典型应用

习题与思考题

第四篇 测试自动化

第9章 测试自动化

9.1 组建自动测试系统

9.2 自动测试系统中的总线技术

9.2.1 GPIB总线

9.2.2 VXI总线

9.2.3 PXI总线

9.2.4 LXI总线

9.3 自动测试系统的软件设计

9.3.1 软件架构

9.3.2 仪器驱动器

9.3.3 软件开发环境

9.3.4 软件开发示例

9.4 下一代自动测试系统

习题与思考题

附录

附录1 t分布在对称区间的积分表

附录2 肖维纳准则表

附录3 格拉布斯准则表

附录4 IEEE488.2标准

附录4.1 IEEE488.2的内容和应用范围

附录4.2 IEEE488接口系统的消息交换

附录4.3 IEEE488.2公用命令

附录5 可程控仪器标准命令SCPI

参考文献

索引（汉语拼音顺序）

《教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：电子测量技术》在讲述电子测量基本概念、测量不确定度和测量数据处理知识的基础上，重点讲述了时间、频率、电压、阻抗等基础电量的测量原理和方法，详细介绍了电子计数器、数字电压表、数字存储示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪及信号源等常规测量仪器的结构和原理，系统介绍了测量自动化技术及最新发展。本书内容取舍恰当，既突出技术性、新颖性，又不失必要的理论基础；对于测量原理的讲述，力求重点突出、条理清晰、深入浅出，强调启发性，培养学生的创新精神；对于测量方法则侧重于归纳和比较。每章后附有习题，方便教学和自学。《电子测量技术》主要面向高等学校电气信息类本科生编写，可作为高校通信工程、电子信息工程、自动化、电气工程及其自动化等专业教材，也可作为在职专业人员的继续教育教材或相关工程技术人员的参考、培训教材。

《教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材：电子测量技术》分为四大部分。第一部分是基础篇，由前两章组成，首先简要介绍了测量、电子测量和计量等基本概念，以及测量仪器与自动测试系统的历史和现状，然后系统讲述了测量误差理论和测量数据处理方法，突出讲解了其中的测量不确定度的概念和评定方法。第二部分是关于基础电量的测量和信号源的内容，包括三章内容，详细介绍了时间、频率、电压、阻抗等基础电量的测量原理和测量方法，介绍了信号源的各种结构与实现方法，重点讲述了直接数字合成、直接波形合成及锁相环三种关键技术。第三部分以三章的篇幅介绍了信号的显示、测量和分析。这一部分是以被测电量（信号）的采集、存储、显示、测量与分析为经线，以时域、频域、数据域为纬线来有机组织的，详细介绍了数字存储示波器、外差式频谱分析仪和逻辑分析仪的结构、原理和关键技术。第四部分介绍测量自动化领域的关键技术和前沿知识，重点介绍了测试系统中的各种总线、基于虚拟仪器测试系统软件规范及开发技术，简要介绍了下一代自动测试系统的概念和发展情况。