电子测量仪器波形采集

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电子测量仪器波形采集

电子测量是利用电子技术来进行测量的方法。随着电子科学技术的发展，由于电子测量的一系列优点，许多物理量都设法通过一定的传感器变换成电信号，然后利用电子技术的方法进行测量。现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都运用了电子测量的方法来实现。
一、电子测量狭义来说，是在电子领域测量有关的电量值。如电压、电流、功率、各种不同的波形、信号频谱、各种元件和电路参数等。与其它一些测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：
（１）测量频率范围极宽。可达１０－４￣１０－５Ｈｚ，高端可至１００ＧＨｚ（甚至更高）。
（２）量程极广。由于所测电量的大小相差极大，要求测量仪器的量程也极宽。同一台电子仪器经常能做到量程宽达多个数量级。
（３）测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高得多，特别是对频率和时间的测量。由于采用了原子频标作频率基准，使误差减小到１０－１３￣１０－１４量级。这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。
（４）测量速度快。由于电子测量是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的，因此具有其它测量方法无法比拟的高速度。
（５）易于遥测和长期不间断地测量，显示方式又可以做到清晰直观。可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不易长期停留或无法到达的区域去进行遥测。
（６）易于利用计算机，形成电子测量与计算机技术的紧密结合。电子测量结果和它所需的控制信号都是电信号，这非常有利于直接或通过Ａ／Ｄ变换变成数字信号与计算机连接。随着计算机技术和电子技术的发展，使电子仪器性能发生了很大的飞跃，使它具有高性能、多功能的特点。如在测量过程中实现程序控制、遥控、自动调节、自动校准、自动故障诊断甚至修复。对测量结果可以自动记录、自动完成数据运算、分析和处理。目前很多电子测量中装有微处理芯片，对仪器的工作进行统一指挥和管理，还用计算机软件代替部分仪器硬件，增加仪器的多功能和灵活性，构成所谓智能仪器。这种仪器常有记忆存储、逻辑判断、数学运算、命令识别等特点。

二、测量仪器中的各种波形抽取方式

第一种情况：波形片段中的采样点数大于屏幕显示区域的像素数，在不同情况下，使用的抽取方案不同。

1. 等间隔抽取

这其实就是一个如何把大量波形压缩到特定点数的问题，针对这个问题我们很自然就可以想到采用等间隔波形抽取。以波形片段的采样点数与屏幕点数的固定比例，等间隔地抽取采样点，抽出来的采样点显示到屏幕上。这种方案优点在于实现简单且能反应波形的大致轮廓，适用于较低频率的信号，缺点在于对于太高频的信号，峰值会被过滤掉，无法反映信号的峰值。

2. 峰值抽取
电源厂

峰值抽取是把波形原始采样片段分成若干组，如图所示分成了5组，每组分别比较出最大值和最小值作为抽取点，并保持这两个点的先后顺序关系。这种抽取方法针对高频信号，优点在于找出峰值，但不保证相邻两点之间的时间间隔相等。

3. 均值抽取
电源适配器

均值抽取同样把原始采样波形分成若干段，每段各自算出平均值，作为该段的抽取点。这种方案可以认为是前两种方案的折中，通过求均值，既保证相邻点之间的时间间隔均等，又尽可能使抽取波形与原波形保持一致；但是也存在对于太高频的信号，峰值会被过滤掉，无法反映信号的峰值。

三、测量信号瞬态的示波器，在波形重构方面更倾向于描绘更“密”的点，显示更强的瞬态能力；和示波器相反，作为稳态测量的功率分析仪没有死区,主要侧重有效值测量，波形抽取重点是描绘出信号的特征和幅值情况，这样的方法比较适合稳态的应用。另外，如今随时技术的进步，PA8000功率分析仪基本功率精度0.01%，带宽5M, 采样率2MS/s, 在波形采集和波形重构能力已经有了质的飞跃，相信在波形重构方面，会越来越接近示波器，展示更强大的能力。

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| 发布时间：2017.08.01 来源：电源厂家

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