电子测量与仪器（第4版）

　　本书为十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书按照高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写。内容包括：绪论、误差与不确定度、信号发生器、时频测量、电压测量、时域测量、阻抗测量、频域测量、数据域测试及自动测试技术，共10章。每章均附有本章要点、小结和思考题与习题。本书配有电子课件及习题解答。 本书在选材上具有系统性、先进性和实用性特点。全书深入浅出，图文并茂，内容丰富，适用面广。

　　陈尚松，1961年毕业于西安军事电信工程学院（今西安电子科技大学）雷达导航专业并留校任教，从事雷达与电子对杭的教学与科研工作。1980年集体援建桂林电子工业学院，从事电子测量仪器及自动测控技术的教学与科研工作。历任教研室主任、科研处长、中国电子学会计算机学会容错计算专业委员会委员，电子测量与仪器学会自动测试与控制专业学会理事。现任中国电子学会高级会员，《电子测量与仪器》学报编委，中国计量测试学会国外仪器应用技术专业委员会委员。

目 录
第1章 绪论 1
1.1 电子测量概述 1
1.1.1 测量及其重要意义 1
1.1.2 电子测量的任务与内容 1
1.1.3 电子测量的特点 2
1.1.4 电子测量的方法 3
1.2 电子测量仪器概述 4
1.2.1 电子测量仪器的功能 5
1.2.2 电子测量仪器的分类 5
1.3 计量的基本概念 6
1.3.1 计量 6
1.3.2 单位制 7
1.3.3 计量基准 7
1.3.4 量值的传递与跟踪、检定与比对 8
1.4 电子测量仪器的发展概况 9
1.5 本课程任务 10
本章小结 11
思考题与习题 12
第2章 误差与不确定度 13
2.1 误差的概念与表示方法 13
2.1.1 测量误差 13
2.1.2 误差的表示方法 14
2.1.3 误差的性质与分类 16
2.1.4 基本术语 18
2.2 随机误差 19
2.2.1 定义与性质 19
2.2.2 随机误差的统计处理 21
2.2.3 有限次测值的算术平均值和标准差 23
2.2.4 测量结果的置信度 26
2.2.5 非等精度测量 28
2.3 粗大误差 31
2.3.1 莱特检验法 31
2.3.2 格拉布斯检验法 31
2.3.3 中位数检验法 31
2.3.4 应用举例 32
2.4 系统误差 33
2.4.1 系统误差的产生原因 33
2.4.2 系统误差的检查和判别 34
2.4.3 削弱系统误差的基本方法 36
2.4.4 重复性测量结果的数据处理 37
2.5 误差的合成与分配 38
2.5.1 测量误差的合成 39
2.5.2 测量误差的分配 42
2.5.3 测量方案的选择 44
2.6 测量不确定度 46
2.6.1 测量不确定度概述 46
2.6.2 标准不确定度的评定 48
2.6.3 测量不确定度的合成 51
2.6.4 扩展不确定度 54
2.6.5 不确定度的报告 55
2.6.6 测量不确定度的应用与实例 56
2.7 测量数据处理 60
2.7.1 有效数字的处理 60
2.7.2 测量数据的表示方法 62
本章小结 65
思考题与习题 68
第3章 信号发生器 71
3.1 信号发生器概述 71
3.1.1 信号发生器的功用 71
3.1.2 信号发生器的分类 71
3.1.3 正弦信号发生器的性能指标 73
3.2 模拟信号发生器 76
3.2.1 低频信号发生器 76
3.2.2 高频信号发生器 78
3.2.3 脉冲信号发生器 82
3.2.4 函数信号发生器 84
3.2.5 噪声发生器 85
3.3 合成信号发生器 85
3.3.1 直接模拟频率合成法 86
3.3.2 直接数字频率合成法 87
3.3.3 间接合成法 93
3.3.4 频率合成技术的进展 97
3.4 〖JP2〗射频合成信号发生器（数字调制信号源、矢量
信号源） 101
3.4.1 射频合成信号发生器基本原理 101
3.4.2 实例1：AV1485数字调制信号发生器 102
3.4.3 实例2：QF1484矢量信号发生器 103
本章小结 105
思考题与习题 106
第4章 时频测量 109
4.1 概述 109
4.1.1 时频关系 109
4.1.2 时频基准 110
4.1.3 频率测量方法 110
4.2 电子计数法测量频率 111
4.2.1 电子计数法测频原理 111
4.2.2 误差分析计算 113
4.2.3 结论 115
4.3 电子计数法测量时间 116
4.3.1 电子计数法测量周期的原理 116
4.3.2 电子计数器测量周期的误差分析 116
4.3.3 中界频率 120
4.3.4 时间间隔的测量 120
4.4 通用计数器 122
4.4.1 概述 122
4.4.2 通用计数器的功能 123
4.4.3 单片通用计数器 125
※4.5 电子计数器性能的改进 126
4.5.1 多周期同步测频 126
4.5.2 提高测时分辨率的办法 127
4.5.3 微波计数器 130
※4.6 标准频率源的测量 132
4.6.1 频率稳定度的定义 133
4.6.2 长期频率稳定度的表征 133
4.6.3 短期频率稳定度的表征 134
4.6.4 标准频率源 140
4.7 调制域测量 140
4.7.1 调制域分析概述 140
4.7.2 调制域分析的关键技术 141
4.7.3 调制域分析仪的应用 142
本章小结 145
思考题与习题 145
第5章 电压测量 147
5.1 概述 147
5.1.1 电压测量的重要性 147
5.1.2 对电压测量的基本要求 147
5.1.3 电压测量仪器的分类 148
※5.2 模拟式直流电压的测量 148
5.2.1 三用表中的直流电流、电压测量 148
5.2.2 直流电子电压表 150
5.3 交流电压的测量 151
5.3.1 交流电压的表征 151
5.3.2 交流电压的测量 153
※5.3.3 高频电压的测量 160
5.3.4 电平(分贝)的测量 161
※5.3.5 噪声的测量 162
※5.3.6 脉冲电压的测量 163
5.4 数字电压表概述 164
5.4.1 数字电压表的组成原理 164
5.4.2 数字电压表的主要工作特性 165
5.4.3 数字电压表的分类 168
5.5 积分式A/D转换器 169
5.5.1 〖JP3〗双斜积分式A/?CD转换器 169
※5.5.2 脉冲调宽式A/D转换器原理 175
※5.5.3 压频(V/F)式A/D转换器原理 177
※5.5.4 Σ-Δ型A/D转换器 179
5.5.5 积分式A/D转换器的发展 181
5.6 比较式A/D转换器 183
5.6.1 逐次逼近比较式A/D转换器 184
5.6.2 余数循环比较式A/D转换器 186
5.6.3 并联比较式A/D转换器（Flash A/D转换器） 188
※5.6.4 分级型(流水线式)A/D转换器 189
5.7 数字多用表 191
5.7.1 交流—直流(AC—DC)转换器 192
5.7.2 电流—电压（I—V）转换器 192
5.7.3 电阻—电压(R—V)转换器 193
5.7.4 数字多用表的发展近况 194
5.8 数字电压表的误差与干扰 196
5.8.1 数字电压测量误差