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電子測量儀器波形采集

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電子測量儀器波形采集

電子測量是利用電子技術(shù)來進(jìn)行測量的方法。隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由于電子測量的一系列優(yōu)點，許多物理量都設(shè)法通過一定的傳感器變換成電信號，然后利用電子技術(shù)的方法進(jìn)行測量。現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化大生產(chǎn)中那些要求精密和準(zhǔn)確測量的內(nèi)容通常都運用了電子測量的方法來實現(xiàn)。
 一、 電子測量狹義來說，是在電子領(lǐng)域測量有關(guān)的電量值。如電壓、電流、功率、各種不同的波形、信號頻譜、各種元件和電路參數(shù)等。與其它一些測量相比，電子測量具有以下幾個明顯的特點： 
（１）測量頻率范圍極寬。可達(dá)１０－４￣１０－５Ｈｚ，高端可至１００ＧＨｚ（甚至更高）。 
（２）量程極廣。由于所測電量的大小相差極大，要求測量儀器的量程也極寬。同一臺電子儀器經(jīng)常能做到量程寬達(dá)多個數(shù)量級。 
（３）測量準(zhǔn)確度高。電子儀器的準(zhǔn)確度通常可比其它測量儀器高得多，特別是對頻率和時間的測量。由于采用了原子頻標(biāo)作頻率基準(zhǔn)，使誤差減小到１０－１３￣１０－１４量級。這是目前人類在測量準(zhǔn)確度方面達(dá)到的最高標(biāo)準(zhǔn)。
（４）測量速度快。由于電子測量是通過電子運動和電磁波的傳播來進(jìn)行工作的，因此具有其它測量方法無法比擬的高速度。 
（５）易于遙測和長期不間斷地測量，顯示方式又可以做到清晰直觀?？梢园央娮觾x器或與它連接的傳感器放到人類不易長期停留或無法到達(dá)的區(qū)域去進(jìn)行遙測。 
（６）易于利用計算機(jī)，形成電子測量與計算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合。電子測量結(jié)果和它所需的控制信號都是電信號，這非常有利于直接或通過Ａ／Ｄ變換變成數(shù)字信號與計算機(jī)連接。隨著計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，使電子儀器性能發(fā)生了很大的飛躍，使它具有高性能、多功能的特點。如在測量過程中實現(xiàn)程序控制、遙控、自動調(diào)節(jié)、自動校準(zhǔn)、自動故障診斷甚至修復(fù)。對測量結(jié)果可以自動記錄、自動完成數(shù)據(jù)運算、分析和處理。目前很多電子測量中裝有微處理芯片，對儀器的工作進(jìn)行統(tǒng)一指揮和管理，還用計算機(jī)軟件代替部分儀器硬件，增加儀器的多功能和靈活性，構(gòu)成所謂智能儀器。這種儀器常有記憶存儲、邏輯判斷、數(shù)學(xué)運算、命令識別等特點。





二、測量儀器中的各種波形抽取方式


第一種情況：波形片段中的采樣點數(shù)大于屏幕顯示區(qū)域的像素數(shù)，在不同情況下，使用的抽取方案不同。

1. 等間隔抽取


這其實就是一個如何把大量波形壓縮到特定點數(shù)的問題，針對這個問題我們很自然就可以想到采用等間隔波形抽取。以波形片段的采樣點數(shù)與屏幕點數(shù)的固定比例，等間隔地抽取采樣點，抽出來的采樣點顯示到屏幕上。這種方案優(yōu)點在于實現(xiàn)簡單且能反應(yīng)波形的大致輪廓，適用于較低頻率的信號，缺點在于對于太高頻的信號，峰值會被過濾掉，無法反映信號的峰值。

2. 峰值抽取
電源廠

峰值抽取是把波形原始采樣片段分成若干組，如圖所示分成了5組，每組分別比較出最大值和最小值作為抽取點，并保持這兩個點的先后順序關(guān)系。這種抽取方法針對高頻信號，優(yōu)點在于找出峰值，但不保證相鄰兩點之間的時間間隔相等。

3. 均值抽取
電源適配器
均值抽取同樣把原始采樣波形分成若干段，每段各自算出平均值，作為該段的抽取點。這種方案可以認(rèn)為是前兩種方案的折中，通過求均值，既保證相鄰點之間的時間間隔均等，又盡可能使抽取波形與原波形保持一致；但是也存在對于太高頻的信號，峰值會被過濾掉，無法反映信號的峰值。




三、測量信號瞬態(tài)的示波器，在波形重構(gòu)方面更傾向于描繪更“密”的點，顯示更強(qiáng)的瞬態(tài)能力；和示波器相反，作為穩(wěn)態(tài)測量的功率分析儀沒有死區(qū),主要側(cè)重有效值測量，波形抽取重點是描繪出信號的特征和幅值情況，這樣的方法比較適合穩(wěn)態(tài)的應(yīng)用。另外，如今隨時技術(shù)的進(jìn)步，PA8000功率分析儀基本功率精度0.01%，帶寬5M, 采樣率2MS/s, 在波形采集和波形重構(gòu)能力已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，相信在波形重構(gòu)方面，會越來越接近示波器，展示更強(qiáng)大的能力。


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| 發(fā)布時間：2017.08.01    來源：電源廠家
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