發布時間:2022-09-08 11:31:11
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子測量論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現代電子裝備的優秀特點。而現代電子裝備的發展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡分析儀為優秀可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:
1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。
2.測量精度高,由于采用誤差修正技術,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為優秀的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。這種方法非常適合測量定時信號、相位編碼信號或頻率編碼信號。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。三、VXI總線技術取得重大進展
VXI總線技術是二十世紀末出現的一個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種完全開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
四、電子測試儀器向毫米波推進
眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或寬帶功率組件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統可實現9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究推出各種新型數字化儀器,譬如數字示波器、數字調制裝置、數字化函數/任意波形發生器、數字化頻率計數器等眾多產品。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現為我國廣電系統選定的最佳儀器。
其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的一流的電子測量儀器產品。
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領域取得了突破性進展,為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現代電子裝備的優秀特點。而現代電子裝備的發展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡分析儀為優秀可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:
1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。
2.測量精度高,由于采用誤差修正技術,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為優秀的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。這種方法非常適合測量定時信號、相位編碼信號或頻率編碼信號。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀三、VXI總線技術取得重大進展
VXI總線技術是二十世紀末出現的一個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種完全開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
四、電子測試儀器向毫米波推進
眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或寬帶功率組件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統可實現9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究推出各種新型數字化儀器,譬如數字示波器、數字調制裝置、數字化函數/任意波形發生器、數字化頻率計數器等眾多產品。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現為我國廣電系統選定的最佳儀器。
其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的一流的電子測量儀器產品。
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領域取得了突破性進展,為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現代電子裝備的優秀特點。而現代電子裝備的發展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡分析儀為優秀可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:
1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。
2.測量精度高,由于采用誤差修正技術,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為優秀的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。這種方法非常適合測量定時信號、相位編碼信號或頻率編碼信號。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。
三、VXI總線技術取得重大進展
VXI總線技術是二十世紀末出現的一個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種完全開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
四、電子測試儀器向毫米波推進
眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或寬帶功率組件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統可實現9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究推出各種新型數字化儀器,譬如數字示波器、數字調制裝置、數字化函數/任意波形發生器、數字化頻率計數器等眾多產品。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現為我國廣電系統選定的最佳儀器。
其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的一流的電子測量儀器產品。
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領域取得了突破性進展,為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現代電子裝備的優秀特點。而現代電子裝備的發展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡分析儀為優秀可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:
1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。
2.測量精度高,由于采用誤差修正技術,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為優秀的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。這種方法非常適合測量定時信號、相位編碼信號或頻率編碼信號。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。
三、VXI總線技術取得重大進展
VXI總線技術是二十世紀末出現的一個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種完全開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
四、電子測試儀器向毫米波推進
眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或寬帶功率組件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統可實現9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究推出各種新型數字化儀器,譬如數字示波器、數字調制裝置、數字化函數/任意波形發生器、數字化頻率計數器等眾多產品。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現為我國廣電系統選定的最佳儀器。
其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的一流的電子測量儀器產品。
隨著汽車中電子系統的增加,如何對高度機電一體化汽車系統進行高效率的測試是中國測試工程師面臨的挑戰,作為本文針對汽車研發過程中所涉及到的各種測試問題,請橫河電機介紹滿足發動機、驅動、振動、環境影響、燃料電池效率和CAN總線測試需要的完整解決方案。
隨著汽車工業與電子工業的發展,越來越多的電子技術被應用在現代汽車上。汽車也將由單純的機械產品向高級的機電一體化產品方向發展。由于實時駕駛信息系統及多媒體設備在汽車上普及,汽車更具個性化、通用性、安全性和舒適性。無線及移動電腦技術迅速發展,即使獨自駕駛在陌生的土地上,也不會覺得孤獨或迷失方向。汽車在人們的生活中不僅僅是代步工具,而逐步成為一種享受生活的方式。在汽車電子領域的研究成為汽車研發中最活躍的一部分,在這方面取得的成果,將在市場上取得更大的回報。
本文針對汽車研發過程中所涉及到的發動機分析、驅動分析、振動分析、環境影響、燃料電池效率分析、CAN總線分析等方面,介紹橫河電機提供的各種測試解決方案(圖1)。
電動汽車燃料電池的測試
對于從事汽車研發的工程師來說,在測試中如下幾方面是影響測試效率和結果的重要因素:
1.各種高頻和低頻、高功率和低功率的電磁輻射干擾
2.共模電圧、振動、多變的環境
3.數據采集分析的可靠性
4.路試時儀器的供電及能耗
5.便于移動和現場使用
通過和汽車生產研發企業的測試工程師溝通,橫河電機不斷改進其產品,使其更適應汽車研究發展的需要。譬如為了適應電動汽車燃料電池的研究需要,橫河電機在DARWIN系列的基礎上開發出DAQMaster系列MX100。
因為每個電池只輸出0.8-1.5VDC,為了輸出足夠的電力。燃料電池組一般由約一百個單片電池組成,特別是汽車應用,電池組會由六百個單片電池構成。電池電壓監視(CVM)系統通過測試電池組結構中每個單片電池的電壓可以檢測出有問題的電池;分析現場或帶負荷長時間運行時的電池性能。
檢測電池電壓時使用差動輸入。雖然單片電池的電壓不高,可是差動輸入端子對測試儀表地端會產生幾百伏的電壓。這種電壓被稱為共模電壓。多數數據采集儀器(DAQ)沒有絕緣,輸入電壓限制范圍一般是5伏或10伏。另外,非絕緣儀器經常容易受接地環路的影響。為了克服燃料電池CVM系統中高共模電壓的問題,要求高電壓絕緣。雖然可以使用外部信號變換器或緩存,為了在減小體積和間低成本的同時保證較高的信號分辨率和精度,現在許多的DAQ系統內置緩存。
MX100DAQMaster可以提供最高水準的通道對地,模塊間和通道間隔離。另外,它的模塊化結構和標準軟件使MX100很容易實現最多1200通道的電池電壓的監視。
同時實現高電壓絕緣和多通道的DAQ系統的設計是一個難題,因為大多數數據采集儀器模塊使用單一A-D轉換器與前端倍增或掃描組合。高共模電壓信號在經過絕緣變壓器和A-D轉換器實現絕緣和離散化之前一定要通過切換繼電器。
MX100在掃描器中使用橫河專利技術的高耐壓固態半導體繼電器,實現了多通道輸入信號的切換,這種繼電器由高耐壓(1500VDC)、低漏電流(3nA)的MOSFET(金屬氧半導體場效應晶體管)和電壓輸出的光電耦合器構成,具有1秒周期內10通道高速掃描、無觸點、長壽命、無噪音等優點。
此外,MX100內部的絕緣變壓器和積分式A-D轉換器也是橫河的專利技術。其他使用電磁式繼電器提供絕緣的DAQ系統,會產生切換時間,切換穩定性,和日常維護的問題。最后,MX100DAQMaster提供高性能的絕緣和4通道的同期采樣,因為4通道模塊每個通道的硬件采用互相獨立的硬件構成。
對于正確再現波形,采樣率非常重要、高速采集可以得到正確數據。為此MX100的最小測量周期10ms,并且一個系統中可以混合使用3種測量周期,測量周期可以對每個模塊單獨進行設定。MX100支持最大容量2GBytes的CF卡,當通訊故障時開始數據備份當通訊恢復正常時,重新自動開始向PC傳送數據。MX100針對燃料電池測試的高速/多通道/高耐壓/多周期的特點,幫助測試工程師提高了測試的效率和準確性。
CAN總線分析
在當今汽車中廣泛采用了汽車總線技術。汽車總線為汽車內部各種復雜的電子設備、控制器、測量儀器等提供了統一數據交換渠道。汽車上由電子控制單元(ECU)控制的部件數量越來越多,例如電子燃油噴射裝置、怠速控制(ISC)、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置、主動懸架等。隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用,車上的ECU數量越來越多。于是,一種新的概念--車上控制器局域網絡CAN的概念也就應運而生了。CAN最早是由德國BOSCH公司為解決現代汽車中的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種數據通信協議,按照ISO有關標準,CAN的拓撲結構為總線式,因此也稱為CAN總線。
隨著CAN總線的廣泛使用,在汽車的研發、生產、維修的各個環節上總線信號的測試與分析變得越來越重要,特別是噪音信號觀測與分析。
由于電纜配線長度、終端阻抗位置而引起的反射噪音等或由連接復數接點時超負荷LEVEL變動等造成的異常現象,可以利用DL7400系列的CAN信號觸發,捕獲CAN總線信號并顯示其波形。根據CAN協議進行的分析以列表的形式和波形信號顯示在一起。觸發條件能被設置成CAN數據幀(ID,Data,RTRbits,等.)的字段或多字段。觸發在錯誤幀時也能被激活。可在時間軸上對捕獲的CAN總線波形數據進行分析,每幀的ID和數據以16進制或二進制符號顯示。
ABS工作時的電池電壓波動
ABS控制裝置通過比較來自附在每個車輪上的速度傳感器的信號監測車輪是否被鎖上。當ABS控制裝置探測到一個輪子被鎖上后,它會給ABS傳動裝置送去一個信號從而打開閥門。ABS傳動裝置包括螺旋管閥門、泵、馬達、制動液箱。打開閥門可以瞬間降低盤式液壓,減弱制動力,可以恢復車輪速度。接著再次迅速提高盤式液壓,通過ABS傳動裝置增加制動力。換句話說,可通過增減盤式液壓防止制動器被鎖上。增加盤式液壓也就是用泵將液體壓入汽缸,會使泵馬達迅速工作。這個快速的馬達將影響控制螺旋管閥門的PWM電流信號。一般ABS操作無法得到這是否影響電池電壓波動。因此,有必要觀察這個電池電壓波動。
利用DL750Max.1GW長內存可以高速采樣捕捉從開始到結束的所有制動動作過程。也可在捕捉到整體過程后,利用放大功能詳細地測試其中某個不規則部分。此功能可自動設定波形參數的自動測試區域,包括放大區域。此放大功能不僅能夠準確的測試一個周期中的不規則部分也能夠自動測試該放大區域內的波形參數。
動力方向盤控制ECU(含變頻器)/電機開發
動力方向盤(EPS)在小型汽車中應用已經比較普及了,但在需大扭矩的大型車中應用時需要采用3相電機.不同于傳統的DC機,測試3相交流電機需要功率計測試電力及效率.此外,ECU間采用CAN總線通信,還必須測試CAN總線信號。
DL7400可以對CAN總線上特定的ID/Data觸發,實現與其它信號的同步觀測。通用示波器DL1640/DL1740,可以測試ECU的CPU信號,使用100MHz差分探頭和150A電流探頭還可以測試電機的浪涌電流等。DL750最多16ch絕緣輸入,適用于變頻器輸入輸出電壓/電流及ECU控制信號的長時間觀測。WT1600可以評測大型汽車EPS用3相驅動系統變頻器的1次端DC、2次端的3相電流/電壓/功率,變頻器效率。對特定運行模式還可以進行累積功率測試。使用WE7000的時間模塊/CAN模塊/隔離A/D模塊/溫度模塊等可以實現多通道綜合測試。操舵角/消耗電流/電壓/溫度等多通道長時間同時測試。使用CAN模塊可以將CAN總線上的數據同時轉化為物理量實現同時測試。
直噴式柴油發動機噴射實驗
直噴式柴油發動機可以降低燃料費用和凈化廢氣排放.以下就其開發的關鍵-高壓噴射和電子控制的性能評價方法提出解決方案:
1.機械部分設計值的評價(噴射時間與噴射壓力)
測試對象是噴嘴噴射出燃料的噴射壓力,發動機轉速變化及噴嘴電磁閥開關時間。發動機開發需要進行動態測試(逐步提高發動機轉速檢查是否符合設計要求)和靜態測試(在轉速固定狀態下檢查是否運轉穩定)。
2.與ECU控制信號同步測試
與ECU控制信號同步測試,測試ECU正時和實際噴射正時。
本文小結
由于和世界各地整車及部件公司有著廣泛的合作,橫河電機在這一領域有很多測試實例。橫河電機希望能為汽車電子的發展貢獻力量,在合作中能解決更多的測試難題,出現更多的橫河產品應用實例.
摘要:從電子測量課程借鑒微課教學模式的意義出發,分析了微課對電子測量課程教學改革的啟示意義,并指出微課在電子測量教學中的優勢與不足。
關鍵詞:微課;電子測量;教學改革
微課的雛形是60秒的課程,這個概念由1993年美國北衣阿華大學LeRoyA.McGrew教授針對化學課程提出來的,包括三個部分:總體介紹、解釋說明、舉例分析[1-2]。另外,微課也包含了一分鐘演講,這個概念是1995年由英國人T.P.Kee提出的,他認為學生應該掌握優秀概念以應對快速增長的學科知識與交叉學科的融合,提出讓學生進行一分鐘演講,并要求演講必須做到精練,具備良好的邏輯結構且包含一定數量的例子[3]。目前,微課的推廣在中小學教育比較多,大學課堂應用仍然較少。實際上,我國正處于微課發展的起步階段,對微課的認識理解尚未統一,資源建設尚未成型,應用研究零散,評價模式不夠完整,微課的組織化、系統化、規范化建設還有很長一段路要走[4-5]。
一、電子測量課程借鑒微課模式的意義
在參加過“中國高等教育教師發展研究會”主辦的“高等院校慕課、微課教學開發與利用骨干教師”培訓會后,通過與授課專家及各同行的教學研討交流,我們專業確立了“電子測量”這門課程作為微課的試點課程。“電子測量”是一門電類、自控類的專業課程,一般安排在大學三年級的時候開設。這個時候,學生已經掌握了模擬電路、數字電路、高頻電路、通信電路等基礎課程的相關知識,再學習電子測量的誤差理論分析和測試儀器原理就顯得水到渠成,有承前啟后的作用。由于電子測量這門課程包括比較多的公式推導和計算,學生學習的積極性普遍不高,尤其是在講解到示波器、頻率計數器、電壓表的工作原理時,有學生不以為然,認為只要會用這些儀器就足夠了,至于這些儀器的內部結構無需了解。這樣就達不到最好的教學效果。此外,誤差分析也是純理論的內容,數學基礎不好的學生往往有畏難情緒,看到教材中大段的公式推導就蒙了,學好這門功課的信心也無從建立起來。有鑒于以上的原因,課題組一直在想方設法采用各種方法試圖提高學生的積極性,包括設立學習興趣小組,開放實驗室等,但收效甚微。學生參與到課程教學中的積極性低下,通常都是聽完課,做完作業就算完事了。因此,如何讓學生對這門課產生濃厚的興趣并且引領學生建立嚴謹的數據分析科學態度,達到教學預期目的,就成了擺在課題組面前的難題。微課學習概念的到來,為課程的學習提供了一個全新的視角,電子測量未來的教學改革方向應該以微課為契機,借助于微課資源共享平臺,使得課內教學和課外的自主學習相得益彰,從根本上把學生的被動學習變為主動學習,從而提高教學質量,讓學生親自動手參與到課程學習中來。
(一)教師教學理念有了根本改變
傳統教學,教師始終處于主導地位,主導著課堂講授的節奏,學生必須亦步亦趨地緊跟著教師的思路,不能開一絲小差,不然就不知道教師的思路跑到哪里去了。這樣的學習需要精神高度緊張,幾堂課下來學生覺得精神疲憊,學習效率并不高,學生需要在課后再花大量的時間去復習和自習。微課的出現改變了這一局面。教師不再是教學的主導者,而是指引者。教師在課前就提出要求,要求學生進行課前預習,預習的作業是布置一些微課程的制作。舉例來說,可以把一個班的學生分成若干個學習小組,每個學習小組分配給一個知識點,要求小組成員課前預習,集體討論,理解該知識點,然后制作一個3到5分鐘的微課程視頻,用來對班上其他同學講解清楚該知識點。教師只需要在播放完該知識點的微課程之后,進行補充解釋或者點評,適時地多加鼓勵,以激發學生的積極性。另外教師還需要做一個串聯的工作,把一節課上的若干個知識點承前啟后,形成一個整體。
(二)學生積極投身參與教學中
由于學生被分配了制作微課程的任務,在掌握了錄制、配音、配字幕、剪輯這些基本的計算機操作技能后,每個學生都能成為“導演”,按照自己的喜好導演出一部精彩的微課程。當然,為了不本末倒置,我們并不需要微課程有多好的特技,所有的技術都是為內容服務的。只需要學生能把這個知識點講解清楚,就算是一個成功的微課程。所以教師在點評時要注意這點,不要因為某個視頻的特技用得多而過于給予美譽,以免引起以后的效仿而忽略了內容講解的淺白清晰,失去微課程的意義。學生制作微課程,目的不是炫技,也不是用來提高軟件操作能力,而是考查他們對預習內容的理解。分學習小組也是為了互幫互助,有困難時可以互相啟發,在討論中對知識點的理解能更加深入。
二、微課對電子測量課程教學改革的啟示
微課的優勢很明顯,但是微課也有其不足之處,我們不可能用微課這種教學模式完全代替傳統的課堂教育。原因很簡單,對于簡單的知識點,學生依靠自學不會出現理解上的困難或者偏差,但是對于困難的知識點,在沒有教師的講解和指導下,學生在理解上有很大的困難,所以不贊成全程采用微課模式。但是作為一種新的教學手段,微課還是為“電子測量”這門偏向技術的課程帶來了新的啟示。
(一)為電子測量眾多儀器的操作提供了示范平臺
在以往的電子測量課上,重點講解各種測量儀器的工作原理,伴隨著的是大量數學推導。數學基礎差的學生會被眾多的煩瑣公式弄得不知所云,從而失去學習的興趣和動力。而且電子測量這門課長期以來有個誤區,學生以為只要會操作儀器就行了,對于儀器內部結構、工作原理不求甚解。對于測量得來的數據,也不做數據處理。微課需要學生把各種測量儀器,比如示波器、電壓表、頻率計等的使用方法用微視頻來展示,同時配上語音講解,對于后期的誤差分析也用圖表展示出來。因此微課是在凸顯這門課程的教學目的和優秀價值理念的前提下,把學習主動權交還給學生,教師起到的是領路人的角色,更多的責任在于啟發和引領,歸納和總結。與以前的口若懸河滔滔不絕相比,淡化了教師的主體地位,提升了學生學習的主觀能動性。
(二)為電子測量構建了新的教學模式與學習方式
在微課的沖擊下,如何讓學生感興趣并且主動參與到課堂教學上來,如何吸引學生注意力,如何掌控課堂的節奏,這些都是教師應該考慮的問題。教師不能僅僅著眼于把課講好,更應該注重學生的個體發展,尊重個體差異,給予每個個體足夠的發展空間。”翻轉課堂”已經作為一種新型教學手段,在某些專業教學中采用并取得了較好的效果。翻轉課堂要求學生在上課前先觀看微課程視頻,完成相應知識點的學習,再回到課堂中來,對于線下學習不明白的地方進行師生互動,解決線下遇到的困難。這樣一種方式實際上是把傳統教學和新型教學模式有機地結合起來,不僅對于學習者而且對于教導者都提出了新的要求。
(三)有效采用微課教學方式,發揮實踐課程的優勢
作為一門有眾多實驗課程的功課,“電子測量”需要通過做實驗來加深對課本上的知識點的理解。目前的普遍情況是,女生動手能力比男生差,如果分組到一起,一般都是男生動手調試儀器,女生記錄數據。這樣不利于女生動手能力的培養。究其原因,有怕觸電的畏懼思想,有怕麻煩的畏難思想,還有根本不懂怎樣做的。如果能在做實驗之前觀看了微課程的示范操作,她們也就明白做實驗其實也很容易,只要規范操作就不會出問題。作為工科專業的學生,實驗和實踐必不可少,合理利用微課程能大大提高實驗的成功率和操作的規范性。
三、微課在電子測量教學應用中的優勢與劣勢
(一)優勢顯而易見,作為一個3到5分鐘的微課視頻是能夠在這個時間段中吸引學生的注意力,過長的時間必然會導致學生注意力的分散。微課在內容編排上通常是一個知識點一個視頻,不拖泥帶水,不可責備求全。力求能講清楚一個知識點即可,如果學生在觀看完這個視頻后仍有疑問,可以在課堂上向教師提問,教師作為引領者,負責答疑解惑。課下,教師也可以通過網絡進行答疑,拓寬了學習的場所。由于觀看微課程的地點既可以在學校,也可以在家里。在寬松的環境下,學生能以放松的心情投入到學習中。
(二)劣勢3到5分鐘的微課顛覆了傳統教學理念。有的教師會認為既然有視頻,就不需要教師講解了,讓學生都去看視頻就行了。這種認識上的不到位會使得微課的作用大打折扣。誠然微課能為教師省卻很多講解知識點的時間,但是內容的展開,知識點的總結,課堂習題的講解,還是要教師來完成。另外,微課視頻的制作容易陷入本末倒置的境地。有些教師認為要吸引學生的注意力,視頻的制作就需要越炫越好。結果在技術上投入了大量的精力,反而失去了務實求真的精神。學生的注意力都被絢爛的技術吸引過去了,對于視頻講解的知識點反而忽略了。另外,一個微課視頻包含的內容也非常值得斟酌。有些教師認為微課就是說課,說課就是把一堂40分鐘的課濃縮成3到5分鐘的微課,導致內容過多,沒有重點。
(三)反思作為一種新型的教學方式,微課利用移動設備進行教學的模式目前在全世界范圍內都得到了推崇,國內的教育界對這種新型教學方式也是持肯定的態度。引用這種新的方式在電子測量課堂教學上,還需要不斷磨合,去蕪存菁,使得這種先進的教學模式更加適應我們的教學,更加接地氣。
作者:張輝 單位:廣東第二師范學院
摘要:大力發展高等職業教育是國家的既定方針,國民經濟的飛速發展對應用性人才的需求也十分迫切。但我國的高等職業教育歷史不長,對高職的發展規律目前仍處于摸索階段,特別的一些職業學校把以前的三年制變成了兩年制,國內眾多高職院校在教育教學改革方面也進行了大膽實踐,取得了一定的成效。本文針對職業學校《電子測量》課堂教學中學生出現的種種問題進行分析,然后提出了相應的措施,最后給文章來個簡單的總結。
關鍵詞:電子測量,職業學校,課堂教學
課堂教學是學校教育教學工作中極為重要的組成部分,他直接關系到學校的辦學質量及學生的學習成效。作為一名教師,我們每天都要組織課堂教學,可目前我國職業學校在教學當中存在很大的問題:
1.就中專生缺乏學習的積極性,大部分都是想著自己成績差與大學無緣,然后在同學和老師的談說下來到了職業學校,但因為中專生的基礎較差,在上課時感覺是飽受煎熬、受盡折磨。
2.教師課堂組織教學失策。這種情況當然不多,但的確存在。主要表現在錯誤的教育觀和學生觀、課堂教學行為中的隨意性,如課堂語言毛病多、上課講話過快、教學過程安排不當等、課堂教學缺乏藝術性、課堂管理不當、濫用處罰手段、教師情感的偏差等方面。諸如教師本人的業務水平不高,教學方式方法不當;對教學不負責任;對學生要求不一致,明明錯了還要掩飾;諷刺和訓斥學生等等。這些因素的存在“經常打擊學生的積極性、自尊和自信”等等。這些因素的存在,都會導致教師威信的降低甚至喪失。
3.電子測量是一門孤躁而又累的專業,很多學生因為自己的對電子的認識不夠,就是對課堂的內容不明白,加上孤躁的電子測量。從而主動性和興趣都沒有了,對于一門理科,如果沒有了興趣,那還能學下去嗎?
4.由于課堂上,很多老師都是以傳授為主,對學生的問題過于忽略,那樣課堂上的主體還是老師,學生根本就不能真正的學到知識。
5.學生的心理影響,特別的在農村,在職業學校讀書的學生一般都是被認為不是很好的學生,無形中,很多學生就開始帶有一定的影響還有就是學生的壓力過重。繼而導致學生的心理
6.電子測量需要的更多是學生自己的動手能力,但是有的職業學校因為條件的原因只是給學生來個簡單的描述,從而使學生的動手能力偏低。
針對職業學校電子測量教學中出現的問題,筆者做了幾點闡述:
1.提高教師的教育教學和管理能力是解決這種課堂問題的關鍵所在。作為課堂教學的直接操縱者,教師的教育理念如何,決定著他如何實施教學,決定著他如何組織和管理課堂,也決定著他如何處理課堂中的問題行為,那么也就決定了有什么樣的課堂。這有賴于每一位教師更加主動、積極的學習,有賴于每一位教師真正把課備得深入淺出,符合學生實際,讓學生學到東西。教師要精心設計課堂教學,豐富教學活動,努力提高教學藝術。老師可以通過師生互動培養學生與老師的感情。還有就是提高學生主動性,比如通過討論問題,讓學生成為課堂的主人。
2.實踐教學。通過實踐教學掌握科學的實驗方法,養成嚴謹的工作作風。經過系統化、規范化的訓練,使學生熟練使用常規的電工電子儀器、儀表和設備,具有電工電子線路和常用控制系統的測試分析能力。實驗內容除驗證性項目外,采用較多的設計開發性項目。單獨開課的實驗課程為:電路實驗、電子技術基礎實驗、電機與電氣控制技術實驗,可編程控制器應用實驗、電視原理實驗、高頻電子技術實驗等,實驗教學實現實驗室的開放教學,激發學生自主學習的熱情。比如就拿示波器做個例子,要學生理解示波器的原理,實驗的目的和示波器的操作,同時對于職業學校來說要學生明白示波器的用途
3.增加課堂的趣味,因為電子測量是一門高科技的學科很多學生會因為難度較大從而自信心下降,從而對本課程產生反感的現象,所以可以通過一些搶答形式提高學生的興趣。
4.定期考核,因為學生都是不想自己考那么少分的,對于職業學校也一樣,可以再期末對學生進行期末總結,評出好成績的學生,并給予一定的獎勵,那樣學生的主動性就會提高了,像以前那樣浪費時間。
5.互幫活動,那是老師與學生間,同學與同學之間的活動,因為一間學校總有好的同學和差的同學,由于差同學可能因為考試不好導致心理問題產生不想學的念頭,老師可以給與學生幫助,一方面可一拉近老師與學生的距離,另一方面又可以鼓勵學生去學習,另外,可以采取一幫一的活動,就是老師安排每一位差的學生有一個成績好的學生來輔導。
6.提倡多問,因為老師講課的速度很快,可能一些學生不能明白一些內容,在這里,同學就要多問。不要覺得害羞,提倡不懂就要問的教學理念。
7.中等職業學校課堂教學內容一定要結合專業特點,崗位需求實際,在課堂教學實踐中善于創設職業訓練氛圍和情境,使學生能夠做到學以致用。在我們日常聽評中,發現有部分課程在這方面做得比較好,可供借鑒。職業學校培養人才的規格、質量必須以社會需求為出發點和歸宿點。課堂講授要實用、實際,緊密聯系企業生產實踐活動,以及為適應生產活動所需要的各種能力,包括職業道德和行為規范、思維能力、表達能力、職業發展能力和實踐能力等。
8.實習基地建設,學校要加大經費的投入,另外與企業進行合作,將先進的生產工藝和技術穿插到實際的教學環節中去,學生的課程設計可聯系生產實踐來進行,比如讓學生自己來操作示波器,讓學生自己動手,激發學生的興趣。充分鍛煉學生,調動學生的積極性、主動性,同時發揮學生社團的作用,積極調動和組織學生開展校外實踐。校外實習基地不僅可有效緩解教學設備不足、理論與實踐脫節的矛盾,對企業來說也可以獲得高素質的人才,提高企業的知名度,形成學校和企業雙贏的效果。
9.職業學校課堂教學一定要避免和克服脫離實際的所謂全面和打基礎,避免空洞的說教,而要“眼睛向外”,從勞動力市場實際需要出發,真正做到就業崗位需要什么就講什么,就做什么,這不是短視,而是抓住了職業教育的本質特征,是在辦真正的職業教育。文化課功能化,專業課實際化.
總結:職業學校電子信息技術是近年來發展最為迅猛的領域之一,越來越成為一個國家發展水平的標志。電子信息產業的發達與否在今后相當長的一段時間內將決定一個國家綜合實力的強弱,我國也把電子信息產業作為國民經濟的一個支柱產業大力扶持。對于我國職業學校的電子測量教學在新課標下還是存在一定的問題,因此還要加大對職業學校教學的調查和研究,加大中專生的測量教學,從實職業學校辦學理念。
摘要:隨著現代化制造業的飛速發展,對于實用高技能型人才的需求日益增長,隨之而來的是高職教育的同步改革。在高職電類專業教學中,課程的設置需緊跟行業企業的需要,其中非常重要的一部分是儀器儀表的使用,工具課程如何教學成為亟待解決的問題。文章從《電子測量》課程教學方法出發,探索新形勢下電類工具課程的改革方法。
P鍵詞:工具課程;課程改革;課程融合
1背景
當前高職教育,以培養實用技能型人才為主要目標,其根本目的是更好地適應現代化生產需求。高職教育有其特殊性,不要求高深的理論鉆研,更多的是對實用技能的了解和使用,能夠掌握一技之長成為對高職學生的基本要求。針對教育的特殊性,高職課程設置及教學方法也有自己的特點。
隨著現代制造業的飛速發展,高職教育越來越多地受到社會的重視,行業企業也逐漸參與到高職教育中,并逐漸融入高職教育體系改革。作為我國高等教育的一種新型教育模式,高職教育以工作過程為導向,逐步將課程教學衍變成更適應于技能培養的模式。在此基礎上,如何改革課程結構和課程內容也成為當前高職教育所面臨的問題之一。
2課程設置的特點
高職課程設置著重于“技術”,為了培養更符合當代社會發展需求,符合制造業快速增長的人才需求,高職電類課程在設置時,是以“實踐技能培養”為重點,突出學生的認知規律和職業能力培養規律,提高學生的發散思維,從基礎技能的掌握延伸到對現代化智能儀器儀表的熟練運用,從而實現實用技能型人才培養的目標要求。
隨著先進的教學模式的改變,在實際教學過程中,改變傳統的以教師為主導的模式變得尤為重要。特別是電類課程教學,因為是工科專業,電類課程對學生的實際操作能力要求更高,很多技能的掌握并不能靠教師言傳,而對于很多課程本身,在教學時已經要求學生必須具備一定的實際操作基本儀器儀表的能力,因此,就衍生出工具類課程的教學,如《電子測量》。而工具類課程如何教、怎么學也成為必須思考的問題。
3工具類課程改革的必要性
《電子測量》課程是電子信息類專業基礎必修課程,主要教授學生有關電子測量儀器的基本知識和電子測量儀器的操作使用能力,其目的是使學生更好地使用和維護電子儀器,初步形成解決實際問題的能力,通過理論與實踐的學習與訓練,使學生的全面素質得到提高,職業道德觀得到加強。
電子制造業在不斷發展,各種先進的儀器儀表層出不窮,隨之而來的儀器儀表的使用和操作成為了幾乎每個電子人的必修功課,通過對儀器儀表的熟悉和實際操作,達到電子產品的設計、生產、檢測和維修。可以說,工具課的應用是學生學習其他課程的一個保障。
在工具課程教學中,以往的教學通常是將其單獨開設,作為一門獨立的理論、實踐課程,一般開設在大一的下學期或者大二的上學期。然而在實際教學過程中,由于其他相關課程開設不同步,所以會導致在學習過程中出現聽不懂弄不明白的情況,而且非常難糾正。
4融合課程、突出實踐
針對《電子測量》課程內容特點,教學過程注重實踐環節,這與很多專業課程需要進行實踐教學相符,因此,教學過程中,可將課程整體打散,整合到相關專業課程中,不再專門開設在某一學期,同時,采用項目式教學,按照知識點歸類,同時配以相應的工具課教學,讓學生們在學習專業知識的同時掌握工具使用,以達到齊頭并進的目的。
教學過程中,采用專業課教師和實踐課教師分離的教學方法,專業課教師專職教授相關專業理論知識,實踐課教師負責學生測量儀器儀表使用的培養和專業課內實驗教學,兩者各司其職又緊密聯系,讓學生在學會專業知識的同時增強實踐操作能力,培養儀器儀表的使用能力。
工具課程的整合,著重在于將其與專業課程的實踐教學部分融合,采用項目式的教學方法,將“教學做”一體化帶入課堂,帶人實驗室。可采用翻轉課堂的教學方法,對學生提出問題,由學生自行思考、討論、實驗,再由教師進行總結,對理論知識歸納,對實踐操作中具體問題進行解惑,加深學生記憶,提高學生熟練度,增強學生動手能力,形成“教師――學生――教師”一整套的課程教學體系。
采用虛擬與現實相結合的方法,引人虛擬仿真,對于課程教學,結合仿真軟件,如電路連接、元件參數測量等,利用電路仿真軟件鍛煉儀器儀表使用方法,再應用于專業相關實踐操作中,使學生鞏固專業課程知識,同時增強對實踐技能的把握,進一步為專業整體人才培養提供支撐,同時使相關實踐教學達到更好的效果。
課程在高職人才培養中占據重要地位,課程改革關系到教學活動是否能夠更有成效地進行。在實際教學過程中,如何不斷改進課程,改進教學方法是我們要思考的問題。隨著現代高職教學管理水平的不斷提高,越來越多的新的教育模式的提出,也為我們改革課程教學提供了寶貴的經驗。在實際教學中,我們要不斷創新,對課程不斷改革,以適應現代制造業發展的需求。
摘 要數字信號處理是當前使用電子儀器進行測量工作的重要組成組成部分,可以說,測量是人類社會發展過程中必不可少的一項工作,而電子儀器則是測量工作發展至今最為先進的設備。如何才能夠通過數字信號處理加強電子測量儀器的使用效果成為了當前函待解決的問題。本文便將對數字信號處理技術對電子測量與儀器的影響進行分析,并提出一些意見與建議。
【關鍵詞】數字信號處理技術 電子測量儀器 應用
1 引言
隨著科技的不斷發展,我們步入了數字化時代,數字化時代的重點在于數字信號處理。數字信號處理是一種采用數字計算的方法,對信號進行后期處理的理論和技術,它的簡稱為DSP,英文全稱Digital Signal Processing。DSP發展至今,單點指令平均執行速度和每秒處理語言指令之多是我們無法想象和超越的。數字信號處理技術在電子儀器測量中是非常重要的,測量是人類社會發展過程中必不可少的一項工作,人類社會的發展是離不開測量的,電子儀器在使用的過程中主要的作用就是要進行相應的測量,因此,將數字信號處理技術應用到電子測量儀器領域就變得越來越重要。本文就是對數字信號處理技術在電子測量儀器領域上的應用進行分析,為相關的研究提供借鑒。
2 測量的作用
測量在生產實踐中占據著重要的地位,將抽象事物具象化是測量的主要內涵,尤其是針對生產制造領域,一個產品想要批量生產,各項的參數信息必不可少,獲取這些信息就就是測量的工作。另外,測量能夠促使生產活動規范化,同樣是多應用于制造業,零件生產出來之后,必然要進行檢查,通過一系列數據來對所生產的產品進行評估,以判定其是否符合生產標準。
3 數字信號處理技術的重要意義
電子儀器是進行測量工作的主要工具,隨著測量技術的不斷發展,對電子儀器的要求也就越來越高,目前多數的電子測量儀器都是通過電信號的形式傳遞測量結果的,度數的難度較大,更不要說進行分析處理了。而有了數字信號處理技術,就能解決這一難題,針對測量儀器的數字信號處理,其主要內容是將將電信號轉換為熟悉信號,然后通過數字信號對信息進行分析,后續工作才能夠進行。
4 數字信號處理技術在電子測量儀器領域的應用
4.1 在發生器上的應用
發生器就是信號源,它是一種能提供各種頻率、波形和輸出電平典型的設備。在測量各種電信系統或電信設備的振幅特性、頻率特性、傳輸特性及其他電參數時,它可以用作測量的信號源或激勵源。發生器在測量時使用的是頻率合成技術,需要利用低通波濾器來完成相應的測量工作,而數字信號處理技術的主要內容就是進行濾波,采用數字計算的方法,對信號進行后期處理的理論和技術,它能夠克服晶振僅僅能夠提供特定頻率的相應缺陷,提高了信號輸出頻率的準確性和穩定性。
4.2 在電壓測量中的應用
電子測量時泛指以電子技術為基礎手段的一種測量技術。它是測量學和電子學相互結合的產物。
在電子測量的過程中,電壓是電子技術測量的一個基本參數,電壓測量是電子測量的基礎。很多電子設備都與電壓有關,如信號發生器、發射機和接收機等。電壓的測量對電流、場強、衰減等參數的測量也很重要。目前的電壓測量已經被數字化,實際應用中,在數字信號處理的過程中有兩種形式:一是交流電壓和直流電壓轉換之后再進行A/D轉換,另一個就是在得到了直流電壓的時候直接進行A/D轉換。在這兩種轉換方式都涉及到了A/DD換,A/D是指模數轉換,是數字信號處理技術中非常基礎的環節,它將模擬量或者連續變化的量進行量化(離散化),轉換為相應的數字量的電路。A/D轉換包含三個部分:抽樣、量化和編碼。如果將A/D變換的三個部分都應用在電壓表上,就會大大提高電壓表測量的準確性、抗干擾能力以及分辨能力。
4.3 在示波器中的應用
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器,它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現象的變化過程。它通過波形的形式將所要測量的信號顯示出來,被測信號通過電子束打在熒光屏上,顯示的圖像有助于測量人員的分析與解讀,電流、電壓、頻率等都能通過示波器。進行顯示,此外,一些較為特殊的信號也能夠在示波器上顯示出來,諸如調幅度、相位差的顯示也常常出現在示波器的應用范圍內。假設使用一個標準信號,將其輸入到相應的示波器中,并且將這一輸出信號設定為s(k),在這樣的情況下,就能夠準確地計算出示波器對于信號的離散型算式h(k),在對這一離散型算式進行存儲的過程中,需要加存一個信號重構的反卷積算法,在這樣的情況下,就可以得到以下的結論:無論示波器達到了什么樣的標準,信號是否存在著失真的現象,都能夠根據現有的信號進行重構,從而得出我們想要得到的信號。這樣,進行電量信號的觀測便無須再受到示波器的限制。
5 結論
隨著數字信號處理技術的不斷發展,它在多個領域都是具有很大的發展空間,通過上文我們不難發現,數字信號處理技術是當前使用電子儀器進行測量工作的重要組成組成部分,它對提高電子測量效果以及電子測量儀器的使用有著非常重要的作用。本文詳細分析了數字信號處理技術對電子測量與儀器的影響,并提出相應的意見與建議,具有一定的實際指導意義。
參考文獻
作者簡介
王志勇(1983-),男,吉林省白山市人。助教。研究方向為電子信息工程。
作者單位
長春理工大學光電信息學院 吉林省長春市 130012
摘 要:自動化控制技術的不斷發展對電子測量技術的應用提出了更高的要求,為了能夠更好地了解電子測量技術,本文展開了研究,首先分析了基于自動化控制的電子測量技術的發展概況,在此基礎上,分析了基于自動化控制的電子測量技術發展的重要性,并對加強基于自動化控制電子測量技術的發展提出相關策略和措施,希望對電子測量技術發展有所啟發。
關鍵詞:自動化控制;電子測量技術;發展研究
一、基于自動化控制的電子測量技術的發展概況
(一)基于自動化控制的電子測量技術的發展背景
我國的經濟發展是從20世紀80年代迅速發展起來的,尤其是我國的一些國家政策和經濟發展規模,都是那個時代起步并取得卓越成績的。我國經濟剛剛起步的過程是十分艱難的,整個科學技術水平受到很大程度的限制。所以導致我國的經濟生產力和生產技術是比較落后。我國是人口大國,為了更好地發展,只有在生產上投入大量的人力,尤其是針對生產建設,投入大量的人力勢必會造成更大的成本支出,為了能夠更好地建設和發展生產,我國的科學家艱苦創新,對生產技術水平進行發展,而且隨著整個生產技術的發展,我國的自動化控制技術取得了良好的成績,在建設生產上對于自動化控制技術的應用逐步取代了大量的人力進行生產建設,對于生產建設的成本是很大的一種節約。生產自動化技術不斷發展,對于我國的現代化建設有非常大的貢獻,在自動化控制技術發展過程中電子測量技術不斷發展。電子測量技術應用到自動化控制過程中,能夠為我國自動化控制技術的發展提供強大的動力支持,從而進一步完善我國的現代化生產過程。
(二)基于自動化控制的電子測量技術的發展現狀
通過對自動化控制技術的研究和分析,能夠發現在我國自動化生產技術應用過程中,整個電子自動化控制的電子測量技術的發展時間較短,所以對于電子測量技術來說,其應用的過程和應用實際還沒有達到很成熟的階段,在整個自動化控制中的電子測量技術中還存在一定的問題,影響整個電子測量技術的發展,尤其是針對整個電子測量技術,對于整個自動化控制技術來說,在實際生產應用中,使用電子測量技術還沒有達到一定的規模,尤其是針對整個自動化控制技術來說,但是在整個電子測量技術的發展上,發展技術和發展空間很大,盡管是作為一種新興的技術,但是同時能夠保證我國絕大多數生產和建設工作取得良好進展。電子測量技術的發展成本很高,這大大限制了整個電子測量技術的發展,所以很多一些規模較小的企業和生產單位還不具備在自動化生產中應用電子測量技術的基礎,從而導致電子測量技術的發展受到進一步的限制。
二、基于自動化控制的電子測量技術發展的重要性
(一)利于電子測量技術動態性的發展
通過研究和調查,能夠發現在電子測量技術發展過程中,往往只是利用自動化技術對生產建設進行一種單一的管理模式,這種管理模式對于整個生產建設工作的管理是一種弊端,管理模式是動態的管理模式才能夠促進生產建設工作的效率提高。但是在進行實際的管理工作中,只應用自動化控制技術對整個生產建設進行管理是一種靜態的管理。所以在實際的生產工作中,要把電子測量技術應用到整自動化控制技術中,從而能夠保證整個生產建設工作實現動態管理。這種管理方式對于我國的自動化生產來說是一種重大的突破,有利于電子測量技術動態性的發展,從而能夠保證整個現代化建設步上一個新臺階。
(二)利于電子測量技術高效性的發展
在國民經濟發展過程中,自動化控制是檢驗我國生產企業是否得到提高與發展的重要標志,同時通過對自動化控制技術的管理,能夠看出我國的經濟水平和生產建設的重要作用,能夠為對我國經濟水平的穩步提高做出重要的貢獻。在自動化控制技術中應用電子測量技術能夠將整個電子測量技術的發展提上一個新臺階,電子測量技術通過借助自動化控制這個平臺能夠得到更大的完善,為了能夠將生產過程更加完善,自動化生產控制技術也需要對整個生產技術進行優化和調整,而電子測量技術能夠將自動化控制技術的效益發揮到最大,能夠有效提高自動化控制技術在生產過程中管理的高效性。為了能夠將整個電子測量技術進行完整發揮,需要對應用過程中產生的問題進行調整和優化,從而保證生產建設的有序性,這種應用模式能夠促進生產力的提高,從而有助于我的自動化生產企業的獲取更大的經濟效益。
(三)利于電子測量技術全面性的發展
在對自動化控制技術的研究中不能忽視電子測量技術的效用,只有對兩者的效益進行研究,才能夠保證整個電子測量技術發揮最大的功效。兩者結合能夠產生出更大的效益。所以為了能夠保證整個電子測量技術發揮出更大的效益,要對整個自動化控制技術進行完善和優化,在應用過程中,要結合自動化控制技術的特點,不斷實現更大程度上的應用效益,有利于促進我國的電子測量技術在未來的發展過程中得到更為全面的應用與發展,從而創造出更大的經濟效益。
三、加強基于自動化控制電子測量技術發展的主要措施
(一)重視自動化控制電子測量技術的推廣
電子測量技術在我國的應用情況需要與整個生產建設相結合,只有在自動化的生產建設中應用電子測量技術才有助于電子測量技術的推廣。所以在進行自動化生產過程中,有關單位和部門要注重對電子測量技術的推廣,只有將電子測量技術所能產生的效益推廣到建設單位手中,要管理人員明晰整個電子測量技術與自動化控制結合所能產生的效益,才能夠保證整個電子測量技術在自動化控制中的發展和應用。注重對電子測量技術效益的宣傳,能夠更好地實現電子測量技術的發展。
(二)拓展自動化控制電子測量的范疇
在自動化控制技術中應用電子測量技術能夠實現更大的生產效益,但是在實際的應用過程中,整個電子測量技術受到功能的限制,會導致應用程度不完善,所以要針對這一情況去進行研究和創新,要能夠不斷拓展電子測量技術的應用范疇,保證整個電子測量技術在自動化控制環節中的實際應用。只有這樣才能夠促進整個自動化生產建設的大發展。
(三)降低電子測量技術的成本費用
電子測量技術的應用成本較高是制約電子測量技術發展的主要原因,為了更好地發展電子測量技術要能夠對電子測量技術的成本費用進行降低,不斷對科學技術水平進行創新,加強對電子測量技術的研究,降低電子測量技術的成本費用,以達到提高整個電子測量技術的應用效果。
結語
總體來說,電子測量技術在自動化控制中發揮重要作用。為了促進自動化生產,我們要結合自動化控制的電子測量技術的發展背景和發展現狀,對電子測量技術在自動化控制中有利于電子測量技術動態性的發展和高效性的發展以及全面性的發展的重要性進行分析,然后積極采用重視自動化控制電子測量技術的推廣、拓展自動化控制電子測量的范疇和降低電子測量技術的成本費用等措施希以達到提高電子測量技術發展的效果。
摘要:電子測量技術在生產應用中主要用于測試測量,對于電子電路進行相應的測量也是測量專業的必備課程,同時國家對于電子測量專業的發展也是極其的重視。與此同時,許多年輕人也意識到這個專業的前景,積極投入到這個專業當中來,為這個專業增添了大量的活力。
關鍵詞:電子測量專業;發展;前景
1.電子測量概述
電子測量泛指以電子技術為基礎的一種測量手段,是測量技術學與電子工程學相互結合的一種產物。電子測量除了具體運用電子測量的原理、方法和設備對各種電量、電信號以及電路元件的特性以及參數進行測量外,還可以測量各種敏感器件和傳感器件,以及測量一些常規器材無法測量的器件,并且這種測量具有簡單方便、準確率高等特點。最近幾年計算機基礎與微電子技術的快速發展為電子測量技術增添了巨大的活力。電子計算機的使用尤其是微型計算機與電子測量技術的結合,構成了一種新的儀器與測量系統,即人們通常所說的“智能儀器”和“系能檢測機器”。并且對其功能可以進行自主選擇,如數據處理、數據傳輸、故障診斷、誤差修正等,這樣不僅改變了若干傳統的測量方法與概念,更對整個電子測量和其他的相關產業產生巨大的推力,現在電子測量技術已經成為電子科學領域中最為重要且發展迅速的一門分支學科。
2.電子測量技術的發展、現狀以及存在的問題
2.1測量技術的發展
20世紀60年代中期,我國剛剛改革開放,同時也隨著中小集成電路工廠的建立,所謂的集成電路就是講電阻、電容、二極管和三極管等等電源器材進過半導材料工藝或者薄膜工藝制作過程中在同一個硅膠片上,并且按照某一種順序排列起來,具有某種特征和功能,從而打破了傳統半導體材料的概念,實現了材料、電路、元件三位一體的目標。集成電路的產生使得原本的基本電路變得更小。因此由電子集成電路做成的電子測量儀器越來越小,同時其測量的范圍更為廣泛,精確度也大大提高了,從而極大地推動了電子測量專業的快速發展。現在一些比較先進的電子測量技術都是由集成電路組成,并且現在還有了智能功能,特別是在頂尖的世界儀器和現代化的農業生產中,集成電路的測量儀器具有巨大的優勢。20世紀70年代以來,計算機、微計算機發展迅速,同時也適應了現代化農業生產的新需求甚至是戰爭的需求,測量技術與儀器在不斷地進步與改進。隨著測量技術的不斷提高又相繼出現了智能儀器、虛擬儀器和互換性虛擬儀器等計算機儀器和自動測試系統。計算機與現代機器之間的聯系日益緊密,同時二者的界限也逐漸模糊,電子測量領域也不斷拓展。近幾年,以網絡為代表的網絡技術的出現以及與其他高科技的結合,不僅使智能網絡進入日常生活中,而且也為電子測量技術帶來了前所未有的發展空間和機遇,網絡化測量技術與網絡功能的新興產品也由此誕生。
2.2測量技術的現狀與存在的問題
在我國,由于國際化需求,在航天器和武器系統的單元系統也設計了電子測量技術,進行自我檢測功能。但是在實際自我檢測功能自動測試的試驗中,尤其是在武器系統的自我檢測中,缺少人工檢測步驟,這就存在大量的安全隱患。由于缺少實用的人工智能檢測技術,導致了故障檢測水平低、實用性差、網絡水平低。所以在這個方面,電子測量專業還要向自動化的方向發展,將自動化和測量進行有效的結合,給電子測量技術注入新的活力,電子測量和自動化是相同重要的,電子測量需要通過自動化的方式來體現。而對于現在的科學水平還不可以進行有效的結合,所以就要對測試體制方面進行改革。在國內還沒有完整的邊緣掃描技術和完整的智能內裝系統。因此國內的電子測量技術與國際還存在著一定的差距,國內20世紀末就提出了內裝測試系統和可行性系統的探索,并且隨后就研制了相應的設備,并制定了相應的制度與規定。近些年,我國的測量技術的可靠性和穩定性得到了很多方面的重視,國內的電子測量技術有了很大的改觀,測試技術產業在最近幾年也有了很大的改變,已經走出了前幾年的低谷。電子測量技術產業已經步入正軌,我國的測量技術取得了長足進步,特別是通用電子測量與汽車設備的測量與研發方向,與國際上的平均水平正在快速地拉近,對國外的電子測量產業的巨頭產生了一定的沖擊。模塊化和虛擬技術的發展,為我國的電子測量技術帶來了新的契約,加上各級政府的重視,我國自主運用標準的實踐與運用,都在為該產業提供前所未有的動力和機遇。通過這幾年來看,我國的電子測量技術增長速度極其迅速。國家也想通過這幾年的努力發展來改變現狀,快速地拉近與國際化平均水平的差距。
3.電子測量技術的前景
網絡技術的出現,正在并極大地改變了人們生活的各個方面。在現實中具體表現在計量測試、測控技術和儀表領域中。微機化儀表的產生,高檔精密機械的出現以及測量信息的地域性、全國性乃至全世界共同標準資源的共享,各個等級測量標準的選定都與電子測量技術有關。電子測量技術水平提高了,與之對應的微計算機、高端知識產業等科研先進部分都會有所聯系,并且,電子測量在科研的部分中占據著很重要的部分,這也是一個重要的研究基礎。那么電子測量技術在這個過程中起到了至關重要的作用,知識的引導、技術的支持、思想的總結等等高端的指導思想。
21世紀,我國的電子測量技術的發展趨勢和方向是:測量數據的采集以及處理都采用自動化的模式進行處理,采用了自動化、實時化與數字化,測量數據管理的科學化、標準化和規格化,將粗量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化、數字化以及先進化的全面測量等廣泛地運用到工程測量中,并且發揮電子測量的主導性、主觀性與準確性。我國測試技術已經進入到了全球平均化的水平,同時我國的標準化測量已經進入了設計階段,而且采用了世界先進水平與我國自身水平相結合的方法,逐步向世界一流先進水平邁進。但是如何進一步發展,發展的主要內容是什么,這些都是擺在測量工作者面前的首要難題。所以,當從事電子測量專業時,就應該準確地思考測量基礎行業的發展方向以及基礎行業要做的是什么。只有了解這些問題以后才可以很好地解決自身與工作之間的問題。任何技術的發展都取決于社會發展的需要以及社會人們的思想狀態。根據調查,20世紀初硬件成本6%,檢測開發24%,檢測操作57%,維護成本占了13%。除了硬件成本外,其他3項基本都是軟件開發、維護、操作成本。因此,對于軟件的開發、移植、維護,應該是檢測系統重點研究的問題。因此,美國對于此次的調查格外重視,并且提出了相應的重點描述和規范,以信息模型對采來的數據進行格式化的、標準化的處理,很好地消除了信息之間的層次性與間斷性,并且消除了整體應用的障礙,將測試從宏觀上分為產品描述層、儀器控制層、測試資源管理層等等內容。其根本目的就是建立一種通用的認知模式與思考模式。該體系在衍生出由具體硬件、軟件和系統實現的整體體系,使得測試與檢測貫穿產品從設計思想到裝配現場的整個壽命周期。從初期的設計階段到成型階段需要大量的測量技術,涉及高端的技術產業還需要使用電子測量技術來提高精度。在產品成型階段所需測試程序與過程中信息的使用都是緊密相連的。故在產品的隔離和修理中,在判斷報告和診斷測試中需要維護信息的收集和診斷信息的反饋。同時通過漸行的方法逐步確定開放系統的體系環節,設計了4個開發項目,每一個發展目完成后,產生一個開放系統體系完整的開放部件,通過每一個獨立的零部件的相互補充最終形成了一個完整的個體。他們之間是緊密結合的,每一個部分的相對位置都是事先計算好的,這種誤差需要降低到最小。電子測量技術在這里起到了至關重要的作用。所以,現代化的每一個部分都需要精密的電子測量技術。
4.結語
電子測量專業是一門用計算機等現代化技術進行電子信息測量的學科主要是研究信息的獲取與處理能力,電子設備與信息系統中的某些部件的測量。現在,電子測量已經涵蓋了社會的諸多方面,比如航空設備的運動路線的測量、國防建設武器的合理性規劃等,甚至現在人們日常生活中都可以用到的具體工具等都體現了電子測量技術。所以這個專業的畢業生在較為廣泛的領域內具有較好的技術適應性,就業范圍廣、實踐能力強、工作上手快、就業率高是他們的特點,畢業生在相關的企業和工作單位中可以較快勝任生產、經營與技術管理等工作。
摘 要:數字信息化在我國越來越受到重視,許多人開始關注數字信息化,這也就決定了數字信息化在我國的使用范圍和影響。測量是社會發展過程中必不可少的一項工作。在研究的過程中會發現數字信號處理與電子測量有著很密切的聯系,在使用電子儀器進行測量的時候是離不開數字信號處理的,離開了數字信號處理電子測量是無法正常運行的,所以說數字信號處理與電子測量是緊密聯系的。為了方便使用,就需要對數字信息處理和電子測量技術之間的關系進行研究。基于此,文章就數字信號處理對電子測量儀器的影響展開分析和探討。
關鍵詞:數字信號處理 電子測量儀器 影響因素
引言
數字信號處理技術就是指利用計算機或者是其他的信息設備來對相應的信號進行分析和處理,從而得到有用的信息的過程的一門技術。數字信號處理技術可以將同一類型的信號轉變為數字信號,這樣計算機就可以進行相應的處理。目前,人們對數字信號處理技術在電子測量儀器領域上的應用進行了大量研究,數字信號處理技術對于電子儀器的測量有著非常重要的意義,必須要重視數字信號處理技術。
1.數字信號處理技術的重要性
1.1測量的作用
測量也可以使得生產活動的行為更加規范,在機械零件制造的過程中,已經生產完成的機械零件必須要進行相應的檢查,判斷這些零件是否符合相應的標準,而且通過測量也可以了解相應零件的各個環節是否符合零件的使用要求,工作人員對于零件的參數進行充分的了解,才能夠在生產制造的過程中落實到每一個生產環節。
1.2數字信號處理的意義
測量技術在不斷地發展,目前測量工作使用的都是電子測量儀器,電子測量儀器的應用使測量結果更加精確,也提高了測量的效率,但是電子測量儀器的測量結果都是利用電信號的形式來進行表示的,這樣測量人員就很難對測量結果進行相應的分析,但是數字信號處理技術可以將電信號進行轉化,轉變為數字信號,這樣工作人員就可以利用數字信號處理技術來對相應的數字信號進行分析,保證了后續工作的穩定運行。在電子測量儀器測量的過程中,如果使用的是直流電壓,那么就要進行數模轉換,如果使用的是交流電壓,那么就要先進行交流電壓和直流電壓的轉換,之后再進行數模轉換。這樣就可以使得測量的結果更加準確。
2.數字信號處理對測量儀器性能的提高
(1)信號發生器。信號發生器是產生設定信號的電子儀表,利用頻率合成技術促進了信號發生器質量的提高。通常采用直接數字頻率合成方法的低通信號處理技術,和間接鎖相式合成信號處理技術。合成信號處理技術促進了輸出信號的穩定性和準確性提高,幾乎保持了與基準信號相同的水平。所以數字信號處理技術的提高促進了信號發生器性能的穩定和使用范圍。
(2)示波器與模擬示波器。示波器可以測量電子電路中的微量信號,并動態的實現在工作平面上,示波器的工作特性很大程度上取決于采樣技術。數字化的采樣和處理技術保證了示波器的采樣質量,從而可以為測量人員提供準確穩定的測量波形圖,指導后續數據處理等工作。采樣技術包括實時采樣、非實時采樣、順序采樣、隨機采樣等,擴展了示波器的工作范圍。模擬示波器可以根據實驗測量要求,自由的改變波形信號和觸發點的位置,輸出較為理想的波形。
(3)頻譜分析儀。頻譜分析儀主要應用于頻域測量領域,分析數字信號的頻域特性的一種電子測量儀器。頻譜分析儀采用的數字信號處理技術有高斯濾波、離散傅里葉變換、拉普拉斯變換、快速傅里葉變換等。高斯濾波的頻譜分析儀促進了電子測量設備的小質量和高可靠性,快速傅里葉變換可以模擬信號處理,實現了信號的實時測量與分析。另外掃描外差技術和快速傅里葉變換技術結合的頻譜分析儀拓寬了頻譜分析的范圍,提高了頻率分辨力。實時頻譜分析儀通過帶通濾波的輸出信號與A/D轉換實現數字化,可以分析、調制和信號顯示。
3.數字信號處理技術在電子測量儀器領域的應用
3.1在電業測量中的應用
電子測量的過程中,電業測量是非常常見的,也是最為基本的測量方式。電業測量的機理就是將測量的電壓轉變為直流電壓之后再進行相應的測量。目前電業測量已經被數字化,數字信號處理的過程中涉及兩個優秀的問題:一個是交流電壓和直流電壓轉換之后再進行A/D轉換,另一個就是在得到了直流電壓的時候直接進行A/D轉換。但是無論是哪一種轉換,A/D轉換所包括的量化和取樣都是數字信號處理技術中非常基礎的環節。在實際的應用中,將這兩者應用在了電壓表上,這樣電壓表的測量準確性就得到了一定程度的提升,y量的范圍、抗干擾能力和分辨能力都得到了提高。
3.2在示波器中的應用
示波器是一種利用波形來顯示測量結果的一種電子測量儀器,被測量的信號必須要將電子束打在相應的熒光物質上,這樣屏幕上就會顯示出相應的圖像,工作人員就可以對所顯示的圖像進行分析和解讀。如果使用的是常規的電量,那么示波器均能夠進行相應的顯示,例如頻率、峰值、電流和電壓。但是如果遇到了特殊的電量,就要通過一定的調整才能夠利用示波器進行測量,例如調幅度和相位差等。示波器是一種常見的電子測量儀器,但是示波器在使用的過程中必須要符合相應的規范,如果違背了相應的操作要求,就會導致測量結果出現偏差。在正常的情況下,示波器設備所顯示出來的圖形能夠準確地描述出被測量的信號,以下就是對數字信號處理技術在電示波器中的應用進行分析:
如果將示波器設備當作是信息系統,那么就可以得到相應的關系式:
其中,s(t)是我們需要測量與觀察的相應信號,s0(t)是在示波器上所顯示出的相應的波形,*是一種卷積運算的符號,h(t)是指已經輸入的信號源。因此為了保證測量人員所觀察的信號和示波器上所顯示出來的信號的契合度較強,那么就要保證示波器的輸入激響能夠滿足迪拉克函數的要求。
只有這一函數成立的時候,s0(t)與s(t)才能夠相等,按照斯彭斯的信號理論可以得知,如果上述的說法要想成立,那么就示波器的寬帶就要無限大,但是在實際的應用中,這一條件是無法達到的。而且示波器在使用的過程中,還會受到相應的3db帶寬的影響。進行估算的時候,使用的是方根原則,而且被測量的信號就是高斯信號,而且高斯信號也是方根原則能否成立的關鍵,在實際的應用中,高斯信號極少,這樣就導致了高斯信號與示波器之間會出現較大的誤差。要想減少這一誤差就要利用數字信號處理中的反卷積技術,相應的關系式如下:
在這一公式中,l/*就是指反卷積計算,在這對關系式中可以將誤差縮小,這一計算公式在過去僅僅是在理論推力中得到廣泛的應用,而在實際的應用中很少被應用。但是在科技不斷發展的今天,通過數字信號技術就可以將這一理論應用到具體的項目測量中,使得電子測量儀器的應用范圍更加廣泛。
假設使用一個標準信號,將其輸入到相應的示波器中,并且將這一輸出信號設定為s(k),在這樣的情況下,就能夠準確地計算出示波器對于信號的離散型算式h(k),在對這一離散型算式進行存儲的過程中,需要加存一個信號重構的反卷積算法,在這樣的情況下,就可以得到以下的結論:無論示波器達到了什么樣的標準,信號是否存在著失真的現象,都能夠根據現有的信號進行重構,從而得出我們想要得到的信號。這樣,進行電量信號的觀測便無須再受到示波器的限制。
結語
電子測量是一種實現數字化、數據化、信息化的必要手段,電子測量儀器是實現電子測量的必要裝置。數字信號處理技術可以更新目前的電子測量設備,促進測量設備性能的提高。多種信號處理技術集成到電子測量設備中將豐富電子設備的測量功能,優化測量效率和品質,提高測量設備的智能化、集成化。