电子测量技术在通信领域中的应用

目 录

第 1 章 绪论..................................................................................4 1.1 背景.......................................................................................4 1.2 引言.......................................................................................4 1.3 对于电子测量技术研究的提出...........................................5 第 2 章 电子测量技术与仪器的新技术及发展趋势..................6 2.1电子测量技术的发展过程....................................................6 2.2电子测量技术的特点............................................................7 2.3电子测量仪器的发展过程....................................................8 2.4我国电子测量仪器的发展水平............................................8 2.4.1 发展成果......................................................................8 2.4.2 如何进一步提高我国电子测量仪器水平.................11 2.5电子测量的新技术和发展趋势...........................................12 2.5.1电子测量的新技术......................................................12 2.5.2电子测量仪器的发展趋势..........................................14 第3章 电子测量技术在通信领域中的应用...............................17 3.1通信测量发展趋势...............................................................17 3.2应用实例...............................................................................17 3.2.1海缆故障定位..............................................................18 第4章 实践操作与技能提高.......................................................20 4.1示波器的用途……………………………………………...20 4.2示波器校准调整…………………………………………...20

4.3使用步骤…………………………………………………...20 结论...................................................................................................22 致谢语...............................................................................................23 参考文献...........................................................................................24

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电子测量技术在通信领域中的应用

[摘要] 通过对电子测量仪器的特点和发展方向进行研究，对其在通信领域中

的重要作用和应用进行了研究，并对电子测量仪器的发展过程及现状进行总结，在此基础上分析了电子测量仪器的发展趋势和与新技术，为其如何更好的为通信领域及其他自然学科服务进行了总结。

[关键词] 电子测量技术，仪器仪表，通信测量，智能化，自动化

[abstract] Through the characteristics of electronic measuring

instruments and the development direction of research in the communications of its important role in the field of research and applications, and the development of electronic measuring instruments and the status of the process of summing up, based on this analysis of the electronic measuring instruments the development trend and with the new technology, its better for the communications services and other natural subjects were summarized.

[key word] Electronic Measurement Technology，Instrumentation，

Communication Measurement，Intelligent，Automation

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第一章 绪论

1.1背景

随着通信领域的蓬勃发展，通信领域所需要的数据的精确度和实时性越来越高，对于测量仪器的测量水平提出了更高的要求。而传统的测量仪器测量水平有限且在实际的应用中操作起来多有不便，无法达到实际应用中的要求与标准。电子技术的发展极大地推动了电子测量技术的发展，很多工程上的问题随着电子测量技术和仪器的出现被迎刃而解。一个国家电子测量仪器的发展水平就决定了一个国家的测量水平。而测量水平的高低往往会影响到通信等领域的发展，因此，目前大部分国家都致力于新的电子测量仪器的开发，设置专门的研究机构，探索新的电子测量技术，来保证自己的电子测量水平始终处于领先地位，整个电子测量产业竞争日益激烈。

1.2 引言

随着通信技术的迅速发展，电子测量技术在通信领域中的应用显得更为重要。电子测量与仪器在电子技术领域也成为一门独立的学科。目前，电子测量与仪器随着电子技术和电子工业的发展而迅速的发展。通信测量仪表是通信设备修理人员的得力助手，在检修通信设备的过程中，借助于测量仪表，不仅可加快检修速度，而且可提高检修质量，有的通信设备的某些故障，离了测量仪表甚至无法修复。可以说，没有了测量技术，我们就不能自由的通信，通信的质量就得不到保证。电子测量技术的一系列特点，使它广泛应用于自然科学的一切领域．大到天文观测、宇宙航天，小到物质结构、基本粒子，从复杂深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门，都越来越多地采用了电子测量技术和设备。电子测量技术的发展是与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动的一方面电子测量技术的发展为自然科学特别是电子学的研究、实验、分析和检验提供了条件，另一方面自然科学的发展特别是电子科学技术的发展向电子测量技术不断提出新课题。同时，近代电子学、计算科学、物理学和材料学等的发展又反过来为电子测量提供了新理论、新技术、新工艺、新材料、新

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器材，形成了相辅相成不可分割的关系。

一个国家的电子测量技术水平往往就代表该国家的最高测量水平。电子测量技术离不开电子测量仪器的支持，一种新的电子测量仪器的出现往往代表电子测量技术又向前发展了一大步。电子测量技术是测量学的一个重要分支和研究方向，它与传统的测量技术有着无可比拟的优势，大大提高的测量技术的精确度和时效性，是测量技术的发展上了一个新台阶，是人类认识世界改造世界的好帮手。 本论文对于电子测量技术和电子测量仪器的发展历史进行了回顾，对其发展过程进行了总结，并在此的基础上对其未来的发展趋势进行了探讨，并结合当今迅速发展的通信领域，研究了电子测量技术在通信领域的应用和重要性，对我国和国际的电子测量技术的发展水平进行了对比研究，总结出目前电子测量技术行业的现状和市场，并对未来电子测量技术和仪器与当今一些新技术的结合进行了研究。

1.3 对于电子测量技术研究的提出

目前电子测量设备在性能、测试功能、工艺结构等各方面都取得了很大的进展，其研制和生产正向着自动化、系统化、数字化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展．拥有先进的科学实验手段，这是科学技术现代化的一个重要标志，而一个国家电子测量水平的高低，往往是反映这个国家科技水平的重要方面。所以，我们必须努力提高我们的电子测量技术，争取早日达到国际先进水平。无论是在通信领域还是在其他领域电子测量技术的作用越来越重要，可以说一旦没有了电子测量技术很多行业将会停滞不前甚至会倒退，况且对于我国来说，电子测量领域与国际的先进水平还有不少的差距，本论文就是以电子测量技术在通信领域中的应用实例来验证电子测量技术在社会各个领域的重要性，对其进行总结，，研究出电子测量技术的未来发展趋势，希望会对我国电子测量技术行业的发展有所帮助。

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第二章 电子测量技术与仪器的新技术及发展趋势

2.1 电子测量技术的发展过程

电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展和最新电子技术的发展基础之上的。广义地说，凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。从现存的史料上我们得知古人用漏斗滴水来测量时间，用草绳打结来计数，这可以说是原始的测量方法，以后人们逐渐发明了称、算盘等较为先进的测量和运算工具，到了本世纪20年代，科学技术的发展导致了电子管的出现，即电子技术的出现。由于电子技术独特的优点：频率范围宽，测量快速，易于实现遥控等，使得电子技术迅速被应用并普及到国民经济各个领域，包括测量技术中，开创了测量技术的新天地。但是由于电子管的体积较大，从而造成了电子管做成的测量仪器体积较大，耗电量多，价格贵，工作效率也不是很高，到了本世纪50年代，半导体技术有了飞速的发展，晶体管相对于电子管而言，体积大为减小，功耗降低，稳定性大为提高，同时其应用频率范围更宽，除测直流量外，还可以测高至100GHZ 左右的信号，从而使晶体管迅速取代了电子管的位置，如各种示波器、晶体管测试仪，频谱测试仪等。这些测量仪器仍在国民生产各个领域中发挥着极大的作用。到了本世纪60年代中期，中小规模集成电路问世。所谓集成电路，就是将电阻、电容、二极管、三极管等各种元器件经过半导体工艺或薄膜工艺制作在同一块硅片上，并按某种电路互联起来，制成的具有一定功能的电路，从而打破了半导体元器件组成的传统电路的概念，实现了材料、元件、电路三位一体。由于集成电路的问世，使得原来的电路变得更小，因此，由集成电路做成的电子测量仪器体积更为减小，同时其测量范围更为宽广，测量精度大为提高。现在一些比较先进的电子测量仪器均用集成电路做成，并且有了智能功能，特别是在尖端技术和现代化的工农业生产中，集成电路测量仪器的优势更为明显。例如，一个射程为八千公里的洲际导弹，如果航向误差有0.03度，也会造成导弹偏离目标5一8公里，那样，导弹的威力将大为降低，甚至起不到作用。制造炸药的甲苯，在生产中测量温度如有一定的误差，也可能造成严重的事故。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是运用了电子测量的方法来实

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现的。

2.2 电子测量技术的特点

电子测量技的许多无可比拟的优点，许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号，再利用电子技术进行测量。与其它的测量相比，电子测量具有以下几个明显的优点：

1. 测量频率范围极宽，电子测量能工作在这样宽的频率范围，这就使它的应 用范围很广

2. 量程很广，由于所测量的大小相差极大，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很多数量级。

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很多。特别是 对频率和时间的测量，由于采用了原子频标和原子秒作为基准，使误差减小到极小量级，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．电子测量由于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通常无法类比的高速度。

5. 易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰、直观。由 于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测，而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果，电子测量的显示方法也比较清晰、直观，

6. 易于利用计算机，形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的测量， 结采和它所需的控制信号都是电信号，这非常有利于它宵接或通过A/D、D/A变换与计算机连接，现在随着微型计算机功能的提高和成本的降低，就可以在不增

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加仪器体积和不明显增加成本的情况下，使测量仪器的性能发生很大的飞跃，使它具有高性能、多功能的特点。。

2.3. 电子测量仪器的发展过程

电子测量仪器发展至今，大致上可以分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。

第一代模拟仪器：基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果。如模拟电压表、模拟电流表、模拟转速表等。这类仪器仪表常用在要求精度不高、定性指示的场合。

第二代数字化仪器：数字化仪器目前相当普及，如数字电压表、频率计等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量，并以数字方式输出最终结果。

第三代智能仪器：这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理能力，如频谱分析仪等。由于它的功能块全部都是以硬件（或固化的软件）的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏一定的灵活性。

第四代虚拟仪器：所有测量测试仪器的主要功能可由数据采集、数据测试和分析、结果输出显示等三大部分组成。在传统仪器里，这三部分都是用电子线路来实现的，即都是采用硬件来实现；虚拟仪器则是把后两部分（信号处理、结果表达与仪器控制）用计算机软件来实现。仪器的核心部分用软件取代硬件，使得仪器具备了软件的灵活性，仪器功能因突破了硬件的限制而更加易于实现，因此虚拟仪器较传统仪器有着非常突出的特点。

2.4我国电子测量仪器的发展水平

2.4.1 发展成果

1. 国产矢量网络分析仪研制成功

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国产矢量网络分析仪的研制成功，使我国矢量网络分析仪的设计和制造水跨入了世界先进行列，成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家，掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。

2. 掌握了调制域测试技术。

研制成功调制域分析仪调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术， 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz～2.5GHz的调制域分析仪，达到国外同类产品的水平，填补了国内空白，为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3～1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要，下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。

3. VXI总线技术取得重大进展

VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国，应用于美国空军电子测量仪器。这个新的总线标准，在美国应用之后，我国各界都非常欣赏，研究者众多。我国经过几年的探索，已经取得了较大的进展，在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破，其主要技术指标：1.硬件环境：内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器；有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口，还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境：Windows98操作系统；支持标准模块驱动器（VISA32）。3.软件特性：可编辑的图形化编程环境；可自定义的虚拟面板；丰富的数据处理函数；开放的外部程序接口；同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块；方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。

4. 电子测试仪器向毫米波推进

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众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展，特别是在军事方面，其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100～200万个脉冲/秒，信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件，与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量；频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz～110GHz频段的频谱分析；毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器，其频率测量范围达10Hz～110GHz，该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。

5. 通信测量仪器达到高技术水平

通信产业的发展速度超过了人们的想象，所以我们必须适应通信产业的发展，以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪；信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。

6. 数字化仪器迅速发展

近几年，数字化仪器在迅速发展，我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器，譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪，是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器，除去众多的基本测量功能外，还可以进行远距离传输和测量，测量23个视频项目和4个音频项目，现为我国广电系统选定的最佳仪器。

其他诸如在光通信测试仪方面，合成信号源方面，VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等，都研制出不少二十世纪末国际水平的产品，但与信息技

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术的飞速发展相比，我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向，做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。

2.4.2 如何进一步提高我国电子测量仪器水平

近年来我国电子测量仪器行业发展迅速，在若干重大科技领域取得了突破性进展，仪器的可靠性和稳定性有了很大的改观。尤其最近几年，我国本土仪器取得了长足的进步，特别是在通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小。模块化和虚拟技术的发展，为我国的测试测量仪器行业带来了新的发展契机，加上国家和各级政府的日益重视，为电子测量仪器产业提供了前所未有的动力和机遇。 从技术和市场的角度看，电子仪器今后的发展趋势是各种高技术的综合，全方位服务于各个产业和国民经济市场，具体应关注以下几个方面：

1． 数字化电子测量仪器的普及率必须提升。数字化时代已经到来，数字化时代是社会生活与经济现代化的最新标志，关系着一个国家在科技领域核心竞争力的高低，如果对此重视不够，电子测量仪器将失去在技术上的领先地位，也将失去市场。

2. 总线技术必须跟踪国际发展水平。 VXI、PXI、LXI、USB接口、总线技术在电子测量仪器领域国外已经发展到一个很高的水平。目前，有三个趋势在推动测试测量行业的发展：首先，要有系统就绪的硬件，即模块化的产品，可以很快构建一个系统。其次，要有基于标准的与PC兼容的输入输出接口，以及输入、输出驱动程序，可以基于局域网，也可以基于互联网。最后，要有灵活的软件解决方案，不论客户需要的是Excel界面还是文字界面，都可以给客户灵活的选择。

3． 软件技术必须尽快提上日程。电子测量仪器“软件”是电子测量仪器智能化的核心技术，而且“软件修正测量误差”是目前修正测量误差既经济又最有效的办法；此外，特别是软件定义的无线电测量仪器，在国外得到了特别的重视和发

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展。

4. 模块化技术必须加紧跟上。这是国际电子测量仪器发展的方向，实际上模块化技术与总线技术(接口技术)、软件技术是三位一体，我们必须尽快把三者有机地接合起来，形成有竞争力的电子测量仪器产品。

5. 合成仪器必须尽快实施。合成仪器采用可互换的标准模块、标准电路、标准接口，实现从单元电路至系统的积木化结构。由于美国国防部门是全球电子测量仪器的最大采购商，合成仪器将推动美国、欧洲、日本投入更多人力物力，开发从器件、模块、子系统至完整的自动测量系统，成为电子测量仪器技术创新的新动力。

2.5 电子测量的新技术和发展趋势

2.5.1 电子测量的新技术

1. 计算机技术

首先，越来越多的仪器选用以Windows 软件和Intel 芯片为平台，采用Windows GUI 和基于军用标准的软件，用Windows 软件代替仪器内部操作软件，并易于与MS办公室应用软件连接，充分发挥其效能，如Agilent公司的仪器可用Word 语言捕获屏幕图像，用Excel语言绘制的波形数据，用Excel 语言捕获测量数据，易于自由地从互联网下载和升级最新的软件版本，利用Windows Help 提高了仪器操作学习的方便性；同时，触摸屏被广泛利用，话音控制可解决双手同时被占用时操作仪器的问题，通过网络控制仪器操作，并用基于MS Windows 和MS Visual Studio 实现测试自动化；另外，仪器内部的VBA 软件可有效地帮助实现生产过程中的测试自动化

其次，由于计算机技术被大量应用到仪器之中，使得仪器具备了更加先进的连通性，如Agilent 公司的仪器大都具备采用了USB 接口，LAN 接口，GPIB 接口。同时，也安装了标准光标指示器(鼠标、跟踪球、触摸键、操纵杆等)和其他

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部件(键盘、CD RW 驱动器、直接连结打印机的并行接口，用于外部监视器的VGA 输出，内部硬盘驱动器等) 。特别值得一提的是，在军工等特殊行业，测试数据的安全性和保密性要求格外重要，为此，Agilent 公司在仪器上设计了可卸出的硬盘(如PNA 矢量网络分析仪和Infiniium 示波器) ，使工作人员在实验室完成测试任务后，卸出硬盘，单独运输仪器至测试现场(如战地) ，再由操作人员取出随身携带的硬盘装入仪器，再进行现场测量，从而保证了数据的安全性和保密性。

2. 测试及仿真软件技术

随着计算机的运算速度和处理数据能力的不断增加，及计算机仿真技术的广泛应用，仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。硬件的模块化设计，使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件，从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案，如Agilent 公司的DAC-J 宽带示波器86100C ，通过插入不同的模块并配以不同软件，该仪器可成为抖动分析仪，宽带示波器，数字通信分析仪，时域反射分析仪。

3. 软件无线电技术

Agilent司的89601A 矢量分析软件是实现这一理念的最好例证，它利用计算机强大的数学运算和数据处理能力将大量的数字信号处理功能和数据分析功能充分展现在计算机软件之中，通过与不同的数据采集前端(如VXI 结构的矢量信号分析仪，频谱分析仪， Infiniium 数字示波器) 相结合，组合出不同功能的矢量信号分析仪。

4． 人工智能技术

积极地利用人脑机制与生物DNA芯片的有机智能，与电子，光子计算速度的无机智能的高效、能动优势相结合，并使材料智能化，将其应用于电子测量设

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备，使电子测量设备高度智能化的分析处理数据。

5. 自动校准技术

由于电子测量仪器的在测量过程中的工作量是很高的，人工校准难免会产生一些错误，由于智能化芯片和材料的应用，使得自动校准技术得以应用，在仪器分析设备的同时也能对自己本身进行检测，对自己进行自动校准，提高了测量效率。

6． 更便捷的人机交互技术

通过新的人机交互技术，操作人员对设备的操作模式将得到改变，不在通过键盘，按钮之类繁琐的操作，可以通过语音，触摸屏，无线遥控等方式对设备进行操作，对于输出结果，可以以表格，

图像等更加直观的方式输出，以便于人工的后期处理。

2.5.2 电子测量仪器的发展趋势

1. 量限扩大化趋势

如，AGILENT的E4448A频谱分析仪最高测试频率达50GHz；FLUKE的9500B示波器校准仪可校准3.2GHz内的示波器；TEKTRONIX的TDS6604 DSO有6GHz带宽和20GS/S采样率；

KEITHLEY公司的6485皮安表测量电流最小量程为2nA分辨率为10fA。

3. 集成化模块化趋势

便携式仪器越来越多，使用者要求集成化、微型化，例如简单的数字温度计、湿度计等，成本低，可靠性高；

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仪器模块化，可以方便安装选件，可以方便升级，可以方便故障诊断和维修，如AGILENT、R/S、安立等公司的仪器，大部分都是模块化、可选选件的。

4. 智能化趋势

具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能，如HP3458A具有很强的存储、计算、报表输出功能，如FLUKE公司的9100校准器根据仪器的校准点，自动设置准确的输出，并提示用户进行必要的调节。程序自动检查对照被校准仪器各校准点的技术指标。与此同时，9100直接控制打印机打印出校准证书。具有很好的用户界面，使用户很方便使用，特别是“AUTOSET”、设置存储等功能，如中高档DSO，频谱仪、网络分析仪、信号发生器等。

5. 数字化趋势

无论高档还是低档仪器，数字化越来越普及。随着微电子技术的发展，数字电路的成本越来越低；随着各类仪器装上了CPU，实现了数字化后，软件上投入了巨大的人力、财力。今后的仪器归纳成一个简单的公式：“仪器=AD/DA+CPU+软件”，AD芯片将模拟信号变成数字信号，再经过软件处理变换后用DA输出。

6. 虚拟化趋势

将计算机应用于测量之中，利用计算机软件，在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板，使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来完成仪器的各种功能操作，并通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和批示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果。

6. 网络化趋势

通过局域网或INTERNET来控制和使用电子仪器，使工程师远在千里之外仍

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能遥控仪器和获取结果，如Keithley公司的2701型6位半数字多用表，内置10/100BaseTX网络连接，使用TCP/IP协议。

7. 跨专业多功能化趋势

一台仪器，可测量多种参数，具有多种用途，而且这些参数是跨越传统上我们认为是不同的计量专业的。好处是节约投资，节省空间，携带使用方便，例如FLUKE公司的5520A校准器，能够校准电磁专业的万用表、功率表、电流钳、电力谐波分析仪等，也能校准热工专业的温度计、数据采集器等，也能够校准无线电子专业的电子电压表、示波器等，配上探头，还能测量压力等。

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第三章 电子测量技术在通信领域中的应用

3.1 通信测量发展趋势

1. 由基本参数测量向系统参数测量方向发展

通信的基本参数测量除了频率与时间;电平、阻抗与功率;传输损耗与衰减;谐波失真;频谱与干扰;匹配与反射系数;波形与相位失真;群延迟与微分相位;噪声与噪声系统等基本参数外,因为通信的发展从信号的采集、处理、分配与交换环节构成通信系统的特点,其测量工作也必须组成系统参数的测试才能满足通信测量的要求。

2. 自动化测量向智能化测量方向发展

由于微处理器和微处理机应用到仪表内部或仪器的接口可用总线联接,运用微机控制可编程序完成智能化测试已具备条件。实现自动化测量除省时、省力外,还可减少测量过程中人为的误差。

3. 通信测量仪表的测试项目、指标参量、测试方法严格按ITU-T、ITU-R建议标准设计

由于通信系统的国际化,为保证其通信的互联,要求网络间接口必须按标准协议,网络间的信令必 须一致,才能使传输的信息(语言、数据、图像)满足质量要求。世界各通信仪表公司、工厂都按ITU的标准进行生产。各仪表公司产品的差异性主要表现在:仪表生产的系列完整性;仪表智能软件编辑的程序;仪表采用的专用芯片(ASIC)设计;仪表的专门工艺等差异,因此,世界各仪表公司技术竞争焦点是软件工程和专用芯片的竞争。

3.2 应用实例

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3.2.1海缆故障定位

海缆故障对社会的影响是很大的，因此故障必须尽可能快速修复，要做到这一点，故障点必须快速准确的定位，但是一旦海缆系统发生故障，在茫茫大海中，从深达几百米，甚至几千米的海床上打捞起直径不到10cm的海缆，就如同大海捞针，因而海缆故障的定位及维修有很强的特殊性。海缆故障点的探测方法很多，常用的方法有光时域反射仪(OTDR)测试法、电压测试法、电容测试法、音频测试法和线路监控系统测试法。

1. OTDR测试法

光时域反射仪(OTDR)通过发送光脉冲进入被测光纤，由于受到散射粒子的散射，或遇到光纤断裂面产生菲涅尔反射，利用光束分离器将其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光送入接收器，再变成电信号并随时间的变化在示波器上显示。这种方法虽然精度高，但只能测试从海缆岸端的终站或始站(以下简称海缆站)到第一个光中继器之间的海缆线路，或是无中继段的海缆段。

2. 电压测试法

电压测试法是通过一个恒流供电电源，得到海缆站到故障点间的电位差，由电压与电流之比可得到从海缆站到故障点间的电阻，从而得到海缆站与故障点之间的距离。

3. 电容测试法

电容测试法是通过测试海缆站到故障点之间的供电导体(铜导体)和接地体(海水、大地)电容，将测试的电容值与海底光缆出厂时的参数比较后，即可得到故障点与测试点之间距离。

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4. 音频测试法

音频测试法是将一持续音频电脉冲从海缆一端的供电导体输入，维修船可用探测仪追踪此信号，沿海缆探测，在故障点处，由于供电导体与海水的接地，测试脉冲信号消失，从而得到故障点位置。这种方法更多地用于维修船在故障发生的水域寻找海缆。这种方法的测试范围一般小于300km。

5. 线路监控系统测试法

线路监控系统测试法是利用线路监控设备周期性地对所有的中继器进行测试并与纪录进行比较，当一个中继段内的光缆发生故障使光纤受到轻微损伤或断裂时，线路监控设备会立刻显示中继器中相应的指标变化的状况，即可自动告警。这种方法的测试范围是一个中继段。

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第四章 实践操作与技能提高

4.1 示波器的用途

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

4.2 示波器校准调整

示波器初次使用前或久藏复用时，有必要进行一次能否工作的简单检查和进行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时间的定量测试时，还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异。

4.3使用步骤

用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。

1． 选择Y轴耦合方式

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根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。

2．选择Y轴灵敏度

根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。

3．选择触发（或同步）信号来源与极性

通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。

4．选择扫描速度

根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。

5．输入被测信号

被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器。

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结论

经过一段时间的学习、研究，自己对电子测量技术与电子测量仪器的概念，应用范围有了比较深的认识，并在认识的基础上对电子测量技术与仪器的发展前景与趋势做出了自己的分析判断，通过对一份示波器英文技术手册的翻译及实际操作，掌握了示波器的使用，会用示波器测量各种信号，并且提高了自己的英文翻译水平，掌握了大量的专业英文词汇。

由于时间仓促以及认识水平有限，上述的总结对电子测量技术的发展前景的分析难免有所与实际有差距。我将会在未来的学习工作中不断的提高自己，一如既往的关心我国的电子测量技术，研究电子测量技术的发展，并作出自己应有的贡献。

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致 谢 语

在这次的毕业论文的完成过程中，我得到了身边许多同学和老师的帮助。 衷心感谢我的指导老师，本课题的研究工作是在柳淑民老师的悉心指导和关怀下才得以顺利完成。从论文的选题论文的结构到最后的定稿，都得到指导老师的细心的指导和提携。柳淑民老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给予我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我今后的学习和工作都是一种巨大的帮助。 在这次毕业设计中，我的同组同学催同磊曾给我很大的帮助和支持，我们共同协作，在此，一并向他表示深深地感谢！

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参考文献

[1] 张华新，计算机基础，高等教育出版社，2006年 [2] 张新新，通信技术，人民教育出版社，2005年 [3] 邱云飞， 电子技术，电子工业出版社，2008年 [4] 张月婷，电子测量技术，人民邮电出版社，2008

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