曲傳海

摘要：本文筆者結(jié)合個人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，從測量的重要性入手進(jìn)行粗淺的探討，并就數(shù)字信息處理對電子測量與儀器所帶來的重要影響進(jìn)行了分析與探討，也希望通過本文筆者的闡述，能夠?yàn)殡娮訙y量與儀器的進(jìn)一步發(fā)展提供有益的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理；電子測量與儀器；測量

0前言

眾所周知，數(shù)字信號處理和電子測量與儀器之間存在著密不可分的聯(lián)系，這不僅僅是因?yàn)樾畔⑻幚硎峭ㄟ^數(shù)字信號處理得以實(shí)現(xiàn)的，更是因?yàn)殡娮訙y量是信息采集、獲取的重要技術(shù)手段，是信息采集、獲取的重要裝置。所以，做好數(shù)字信息處理對電子測量與儀器的影響具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文筆者結(jié)合個人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，從測量的重要性人手，粗淺地探討了數(shù)字信號處理對電子測量與儀器帶來的影響，以供參考。

1測量的重要性

測量，主要是指人類對客觀的世界進(jìn)行定量分析并獲取必要數(shù)據(jù)的過程。而電子測量則是指在電子科學(xué)原理的基礎(chǔ)上，充分利用先進(jìn)的電子技術(shù)方法與電子設(shè)備，對信號的特性參數(shù)與系統(tǒng)的特性參數(shù)進(jìn)行測量的過程。需要注意的是，本文筆者所指的信號，不僅僅是電子信號，還包括光、機(jī)械、生物等自然界內(nèi)的所有系統(tǒng)。

而如若我們用通俗而又寬泛的語言對測量進(jìn)行概述，則可以看到，測量在人類的生產(chǎn)、生活中無處不在，密切而又重要。首先，在數(shù)千年的文明中，人們通過比較，解決了“是什么”的過程中，而比較的本質(zhì)就是測量，因此，也可以說人類在客觀世界的認(rèn)識上離不開測量；其次，通過測量可以清楚的讓人們了解問題的解決對策，從而告知人們需要“做什么”；再次，通過有效的測量能夠讓人們知道事情發(fā)生的原因，進(jìn)而采取相應(yīng)的解決措施與實(shí)施方法，因此，測量是在告訴人們?nèi)绾巍叭プ觥?；最后，測量同時也是檢驗(yàn)成效的重要手段，也正因如此，測量也能夠清楚地表示出“做的怎么樣”，這一重要問題。所以說測量無處不在，無時不在，與人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。

2數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響

數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化是電子測量與儀器發(fā)展的重要方向，而在這三化的發(fā)展進(jìn)程中，或多或少的都會使用到數(shù)字信號處理技術(shù)。因此，數(shù)字信號處理對電子測量與儀器始終具備著重要的影響。筆者以以下幾種常見且重要的電子測量儀器為例進(jìn)行闡述。

第一，信號源（發(fā)生器），作為一種十分重要的電子測量儀器，主要采用頻率合成技術(shù)，但無論采用的是直接數(shù)字頻率合成法、還是間接鎖相式頻率合成法，使用的都是低通波濾器，而數(shù)字信息處理的重要內(nèi)容恰恰就是濾波。因此，合成信號源不僅僅克服了晶振只能夠提供特定頻率的這一巨大去電，還進(jìn)一步提高了輸出信號頻率的穩(wěn)定度以及準(zhǔn)確度，提高到與準(zhǔn)基頻率相同的一個高度，所以，數(shù)字信號處理技術(shù)大大的提高了信號源的實(shí)際性能。

第二，電業(yè)測量是測量中最為常見、最為基本也是最為重要的。它的測量機(jī)理是將被測量轉(zhuǎn)換為直流電壓后再進(jìn)行測量。目前在實(shí)際測量過程中，這種測量已經(jīng)被數(shù)字化，并涉及到兩個核心問題，一個是當(dāng)能夠直接得到直流電壓時進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，另一個是進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。而在A/D轉(zhuǎn)換中所包含的取樣和量化，都是數(shù)字信號處理的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。而正是利用數(shù)字化信號處理將取樣與量化應(yīng)用在電壓表之中，使得電壓表的測量準(zhǔn)確性大大提高，同時，分辨能力、抗干擾能力以及整個測量范圍都得到了大幅度的提高。

第三，絕大多數(shù)的示波器已經(jīng)是全數(shù)字化與半智能化模式，并儼然已經(jīng)發(fā)展成了當(dāng)前最為精密的定量測量電子儀器。但無論是模擬與數(shù)字混合型的示波器，還是單處理器數(shù)字存儲示波器，其示波器的性能都受到采樣技術(shù)運(yùn)用水平的直接影響、延遲，也可以說示波器性能在被數(shù)字化采樣技術(shù)進(jìn)一步提高的同時，也促進(jìn)了采樣技術(shù)的發(fā)展。如：在對數(shù)字存儲示波器的信號進(jìn)行采集時，我們必須要嚴(yán)格遵守奈奎斯特采樣定理。雖然信號波形在顯示的過程中，其采樣的速率可以通過改變掃速進(jìn)行變更，從而滿足實(shí)際的顯示需求，但是仍會出現(xiàn)如下幾點(diǎn)問題：在低頻信號波形的觀測過程中采樣點(diǎn)會出現(xiàn)冗余，如若此時不及時采取相應(yīng)措施，那么在存儲深度加深的過程中，成本也會被相應(yīng)提高；在高頻信號波形觀測過程中采樣點(diǎn)偏少，極易造成顯示波形失真，此時在數(shù)字存儲示波器中數(shù)字信號處理的“抽取”和“插入/內(nèi)插”技術(shù)就會被發(fā)揮得淋漓盡致，從而滿足實(shí)際的顯示需求。

3結(jié)語

綜上所述，本文筆者對數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響進(jìn)行了粗淺的探討，也是希望能夠讓人們更加清楚的認(rèn)識到現(xiàn)如今測量早已成為人類生存的最基本目的。而電子測量作為測量的高級手段，則成為當(dāng)前人類必須的實(shí)踐活動。也正因如此，不斷的更新電子測量的理念，大幅度提升電子測量與儀器的性能則具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。而電子測量儀器的性能又往往受到數(shù)字信號處理的影響，所以，做好數(shù)字信號對電子測量與儀器之間的關(guān)系分析，清楚地掌握兩者之間的聯(lián)系，并以此為基礎(chǔ)，提高數(shù)字信號對信息的處理能力與處理水平，從而為促進(jìn)電子測量與儀器的發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。