电子信息工程专业本科系列教材：电子测量技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

《电子信息工程专业本科系列教材：电子测量技术基础》系高等学校本科系列“电子信息”类专业规划教材，书中主要介绍电子测量的原理和方法。具体内容有测量误差与数据处理、测试信号的产生、电信号的波形显示、测试信号的分析、频率和时间的测量、电压的测量、数据域的测量、智能仪器等。《电子信息工程专业本科系列教材：电子测量技术基础》在透彻讲述基本概念和原理以外，突出先进的测试技术及仪器。每章附有小结和精选的习题。
《电子信息工程专业本科系列教材：电子测量技术基础》可作为“电子测量技术”、“电子仪器”课程的教材，也可作为电子信息类工程技术人员的参考书。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 电子测量
1.2 电子测量的特点
1.3 计量的基本概念
1.4 电子测量仪器平台

第2章 测量误差与数据处理
2.1 测量误差的基本概念
2.2 随机误差分析
2.3 系统误差
2.4 粗大误差的判断
2.5 误差的合成与分配
2.6 测量数据的处理
小结
习题
附录1 正态分布在对称区间的积分表
附录2 t分布在对称区间的积分表

第3章 测试信号的产生
3.1 函数信号发生器
3.2 任意波形发生器
3.3 射频合成信号源
小结
习题

第4章 电信号的波形观测
4.1 示波器的结构
4.2 示波器多波形显示
4.3 高性能示波器
小结
习题

第5章 频率和时间的测量
5.1 电子计数器测频
5.2 微波频率计数器
5.3 频率及时间标准
5.4 计数器测量相位差
小结
习题

第6章 电压测量
6.1 电压测量的特点与分类
6.2 模拟式直流电压的测量
6.3 交流电压的表征和测量
6.4 低频电压的测量
6.5 高频电压的测量
6.6 脉冲电压的测量
6.7 电压的数字化测量
小结
习题

第7章 测试信号的分析
7.1 频谱分析仪
7.2 调制域分析
小结
习题

第8章 数据域测试
8.1 数据域测试的概念
8.2 数字测试系统
8.3 数字信号发生器
8.4 逻辑分析仪
8.5 可测性设计技术
小结
习题

第9章 D/A转换和A/D转换
9.1 D/A转换器（DAC）
9.2 A/D转换器（ADC）
9.3 数据采集系统
小结
习题

第10章 智能仪器
10.1 智能仪器的特点、组成
10.2 智能仪器中的数据转换及控制
10.3 键盘及其接口
10.4 显示器及其接口
小结
习题
参考文献

前言/序言

本教材根据2001年本科系列教材会议精神，由与会电子信息专家商榷出版的教材。本书全面系统地介绍电子测量技术、仪器和基本原理、方法，并对实际应用和典型产品做了一些介绍。
本教材的参考时数为60-70学时，其主要内容包括：误差理论与不确定度；测量信号的的分析、产生，包括函数信号发生器，任意波形发生器；直接数字频率合成技术；信号波形的显示技术，包括示波管及普通示波器的工作原理，特殊功能的示波器：如带读出功能的示波器，取样示波器，数字存储示波器的工作原理；频率与时间的测量，相位差的数字化测量；电压的测量包括低频电压、高频电压、微波电压的测量，特别介绍电压的数字化测量，测量误差分析，测量中的串模干扰，共模干扰的抑制等；除时域测量还介绍数据域的测量、频域的测量及相关仪器；最后介绍智能仪器的有关知识。全书重点介绍电子测量原理和技术，突出反映了测量的新技术、新仪器。
本书可作为电子信息技术类专业，本科电子测量课程的教材；也可作为其他电类专业学生的参考资料，对于广大从事信息技术研究、开发的工程技术人员，本书也有参考价值。
电子测量技术是实践性很强的一门课程，学生除掌握必要的理论知识，还应有较强的动手能力。使用本教材时，应增加实践性环节，安排必要的实验，力求理论联系实际。
本书共分10章，第1、2、3、4、5、6、7、8章由赵徽存编写，并负责全书统稿，第9、10章由黄进良编写。
由于作者水平有限，加之时间仓促，书中难免存在疏漏和错误，希望专家、读者批评指正。

现代信息社会的基石：探索电子测量的精密世界 在飞速发展的信息时代，电子技术无处不在，从智能手机的精密芯片到广袤的通信网络，再到尖端的医疗设备和自动化生产线，它们都依赖于精确的电子信号来传递、处理和控制信息。而这一切精密运作的背后，离不开一个关键的学科——电子测量技术。它如同现代信息社会的基石，支撑着科技进步的每一次飞跃，保障着产品质量的每一次可靠。 为何掌握电子测量技术至关重要？ 无论是研究人员在实验室里探索未知，工程师在生产线上调试设备，还是技术人员在现场排除故障，电子测量技术都是他们手中不可或缺的利器。它使我们能够“看见”肉眼无法触及的微小信号，量化不可感知的物理量，从而深入理解电子系统的运行机制，发现潜在的问题，并进行有效的优化和改进。 想象一下，当一项全新的电子器件诞生时，如何验证其性能是否达到设计要求？是依靠直觉还是猜测？不，我们需要的是精确的测量。电压、电流、频率、阻抗、噪声……这些看似抽象的参数，却是衡量电子设备“好坏”的核心指标。通过电子测量技术，我们可以将这些参数量化，与理论值、标准值进行比对，从而判断产品是否合格，性能是否最优。 在工业生产中，电子测量技术的应用更是体现在生产的每一个环节。从原材料的质量检测，到生产过程中的参数监控，再到最终产品的性能验收，每一个步骤都离不开精确的测量。这不仅保证了产品的一致性和可靠性，更是企业赢得市场竞争力的关键。例如，在半导体制造过程中，微纳米级的精度要求使得测量技术成为整个工艺流程中的“卡脖子”环节。一点点的偏差都可能导致整个批次的产品报废，而精确的测量设备和技术，则是实现高良率生产的保障。 在科学研究领域，电子测量更是推动知识边界拓展的强大动力。从基础物理学对粒子性质的探测，到天文学对遥远星系的信号捕捉，再到生物医学对微弱生理信号的记录，都需要极其灵敏和精确的测量仪器。科学家们通过精密的测量，得以观察到前所未有的现象，验证新的理论，甚至发现全新的物理规律。每一次重大科学突破的背后，都隐藏着无数次精巧的测量设计和艰苦卓绝的实验验证。 电子测量技术的核心内容概览 电子测量技术是一门集物理学、电子学、自动控制、计算机科学等学科于一体的综合性学科。它主要研究如何对各种电子信号和与电子系统相关的物理量进行准确、可靠的测量。其核心内容涵盖了以下几个主要方面： 测量基本原理与方法： 深入理解各种物理量的测量原理，例如电学量（电压、电流、电阻、电容、电感、功率、能量）、非电学量（温度、压力、位移、速度、力、光、声、磁等）的电信号转换原理。学习基本的测量方法，如直接测量、间接测量、比较测量、零位测量等。理解测量误差的来源，掌握误差分析和减小误差的策略，是进行准确测量的基础。 测量仪器与设备： 掌握各类常用电子测量仪器的基本原理、结构、性能指标和使用方法。这包括但不限于： 示波器（Oscilloscope）： 用于观察和测量时域信号的波形、幅值、频率、周期等关键参数。从传统的模拟示波器到功能强大的数字存储示波器（DSO），再到更高级的逻辑分析仪和混合信号示波器，它们都是电子工程师的“眼睛”，帮助我们直观地理解信号的动态变化。 万用表（Multimeter）： 集电压表、电流表、电阻表等功能于一体，是进行基本电学参数测量的必备工具。从简单的数字万用表到具备数据记录和分析功能的智能万用表，它为我们提供了便捷的测量手段。 信号发生器（Signal Generator）： 用于产生各种标准或自定义的电信号，是激励被测电路、验证系统功能的关键设备。各种类型的信号发生器，如函数发生器、任意波形发生器（AWG）和射频信号发生器，为不同应用场景提供了丰富的信号源。 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）： 用于分析信号的频率成分，测量信号的功率谱密度、带宽、杂散信号等，是通信、雷达、射频等领域不可或缺的工具。 阻抗测试仪/LCR测试仪（Impedance Analyzer/LCR Meter）： 用于测量元件的阻抗、电感、电容、损耗等参数，对于元器件的设计、选型和质量控制至关重要。 数字万用表（DMMs）、示波器（Oscilloscopes）、信号发生器（Signal Generators）、频谱分析仪（Spectrum Analyzers）、电源（Power Supplies） 等等，每种仪器都有其独特的用途和应用领域。 数据采集与处理： 随着数字化技术的飞速发展，数据采集（DAQ）系统在电子测量中扮演着越来越重要的角色。学习如何选择合适的模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），如何设计高效的数据采集系统，以及如何利用计算机和相关软件对采集到的数据进行实时或离线分析、处理、存储和可视化，是现代电子测量技术的重要组成部分。这包括信号滤波、降噪、特征提取、模式识别等高级数据处理技术。 传感器与信号调理： 测量非电学量通常需要将其转换成电信号。传感器是实现这一转换的关键。了解各种类型传感器的原理、特性和选择，以及如何对传感器输出的微弱、含有噪声的信号进行放大、滤波、偏置等预处理（信号调理），以满足后续测量设备的要求，是连接物理世界与电子测量世界的桥梁。 自动化测量与系统集成： 现代电子测量正朝着自动化、智能化方向发展。学习如何利用计算机控制测量仪器，实现测量过程的自动化，以及如何将各种测量设备、传感器、控制器等组成一个完整的测量系统，是提高测量效率、降低人为误差、实现复杂测量任务的关键。例如，构建自动化的生产线检测系统，或者远程数据监测与控制系统。 测量不确定度分析： 在高要求的科学研究和工业应用中，仅仅知道测量值是不够的，我们还需要知道测量结果的可靠性，即测量不确定度。学习如何评估和表述测量不确定度，是确保测量结果具有可比性和可信度的重要环节，也是国际计量领域关注的焦点。 电子测量技术的应用领域 电子测量技术几乎渗透到所有与电子相关的领域，其应用之广泛，影响之深远，令人惊叹： 通信系统： 在无线通信、光纤通信、卫星通信等领域，需要精确测量射频信号的功率、频率、调制质量、噪声水平等，以确保通信的稳定性和可靠性。 集成电路设计与制造： IC设计中的仿真验证，以及制造过程中的晶圆测试、封装测试，都离不开高精度的电子测量设备，用于检测芯片的电气性能、时序特性、功耗等。 消费电子产品： 手机、电脑、电视、音响等消费电子产品的研发、生产和质量控制，都依赖于电子测量技术来确保其性能和用户体验。 医疗器械： 生物医学信号的采集与分析，如心电图（ECG）、脑电图（EEG）、医学影像设备（CT、MRI）的信号处理，都离不开精密的电子测量技术。 汽车电子： 汽车内部的各种传感器（如发动机控制、安全气囊、ABS）、通信模块、娱乐系统等，都需要通过电子测量技术进行集成和验证。 航空航天： 飞机的导航系统、控制系统、雷达系统，以及火箭、卫星的各种电子设备，其可靠性和精度都要求极其严格的电子测量。 工业自动化： 生产线的监控、机器人控制、过程参数的实时测量与反馈，都广泛应用了电子测量技术，提高了生产效率和产品质量。 科学研究： 从粒子物理到天体物理，从材料科学到生命科学，任何需要量化和分析物理现象的领域，都离不开电子测量技术的支持。 未来展望 随着科技的不断进步，电子测量技术也在持续演进。微型化、智能化、无线化、网络化是其重要的发展趋势。新的测量技术和方法不断涌现，例如射频识别（RFID）、物联网（IoT）相关的测量技术，以及利用人工智能（AI）和机器学习（ML）进行信号分析和故障诊断。 掌握电子测量技术，不仅是理解现代电子设备工作原理的关键，更是解决实际工程问题、推动技术创新和参与未来科技发展的重要能力。它为我们打开了探索微观世界和宏观世界的窗口，让我们能够更加深入地理解我们所生活的这个由电子信号构建的精密世界。