數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響

徐航

（長春工程學(xué)院，吉林長春，130021）

數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響

徐航

（長春工程學(xué)院，吉林長春，130021）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，測量工作在社會生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越重要，電子測量儀器作為其中不可或缺的測量設(shè)備,如何提高其測量效果已成為當(dāng)前重要的研究課題，本文就數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響展開了探討,希望為測量性能的提高提供一定借鑒。

數(shù)字信號處理;電子測量;儀器

0 引言

數(shù)字信號處理(DSP)，就是利用計算機(jī)或者其它設(shè)備來對信號進(jìn)行有效的處理,也即是通過相應(yīng)的處理來對信號進(jìn)行識別分析,使其滿足一定使用需要的過程。當(dāng)前，社會生產(chǎn)的多個領(lǐng)域都需要進(jìn)行測量工作,其中應(yīng)用最多、效果最好的就是電子測量,通過數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用,能夠進(jìn)一步改善測量效果。

1 電子測量的重要意義

在我們的生產(chǎn)生活中,都離不開對測量的應(yīng)用,并進(jìn)一步推動著我們社會的向前發(fā)展。而數(shù)字信號處理技術(shù)的應(yīng)用又促進(jìn)了電子測量的發(fā)展,可以有效地增強(qiáng)測量過程的準(zhǔn)確性,所以說數(shù)字信號處理對電子測量的影響是非常大的。

1.1 測量的應(yīng)用

一方面,通過測量,使得某些抽象的事物變得具體化。比如，在生產(chǎn)一項產(chǎn)品時,假如想要實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),就需要完全的掌握這一產(chǎn)品的各個目標(biāo)參數(shù),而這就要用到測量技術(shù)。

另一方面,測量技術(shù)的應(yīng)用可以使得生產(chǎn)過程更加的標(biāo)準(zhǔn)化、制度化，比如，在生產(chǎn)某個零件時，對與其有關(guān)的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,能夠?yàn)樯a(chǎn)人員提供該零件的準(zhǔn)確生產(chǎn)數(shù)據(jù),如此一來，就能夠使得后續(xù)的生產(chǎn)過程得到盡快的實(shí)現(xiàn)。

1.2 數(shù)字信號處理的應(yīng)用

隨著對測量精度要求的不斷提高，以及技術(shù)上的進(jìn)一步改進(jìn),電子測量取得了越來越多的應(yīng)用。依據(jù)其運(yùn)行原理,通過電子測量完成后,得到的數(shù)值結(jié)果是以電信號的形式來輸出的,這樣的結(jié)果很難被工作人員所讀取,也就難以快速的對測量結(jié)果進(jìn)行分析、應(yīng)用。

這時候，我們就可以用到數(shù)字信號處理技術(shù)，它能夠把得到的電信號迅速的轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,或者是將其呈現(xiàn)為人們能夠容易辨識的形式，這樣工作人員就能夠迅速的分析處理得到的測量結(jié)果,并為其后面工作的開展提供了更大的方便。例如，在測量電壓的過程中,就需要用到信號的轉(zhuǎn)換,如果是測直流，有時候還會用到交流到直流的進(jìn)一步轉(zhuǎn)換,最終再通過數(shù)字轉(zhuǎn)換,得到一個較為容易應(yīng)用的數(shù)字結(jié)果。通過對實(shí)例的分析能夠證明,數(shù)字信號處理的應(yīng)用可以將測量過程中的某些復(fù)雜性問題變得簡單化,并盡可能的降低了其他因素對于所得結(jié)果準(zhǔn)確性的干擾。

2 數(shù)字信號處理對電子測量的影響

2.1 對信號源的影響

信號源，是一類在生產(chǎn)過程中應(yīng)用較多的測量儀器,其原理是應(yīng)用頻率合成手段來實(shí)現(xiàn)測量。不過，無論是應(yīng)用哪一種信號合成技術(shù),都要用到低通濾波,而這恰恰是數(shù)字信息處理中的一項關(guān)鍵內(nèi)容。所以，利用信號源技術(shù)，一方面可以有效的避免晶振僅能提供某一特殊頻率的缺陷,另一方面還可以進(jìn)一步提高信號的穩(wěn)定性，以及最終數(shù)值的準(zhǔn)確性。同時，這也就證明了數(shù)字信號處理的應(yīng)用,能夠有效地提高信號源的測試性能。

2.2 對電業(yè)測量的影響

電業(yè)測量，是當(dāng)前較為常見的一項測量工作,其涉及到了有關(guān)電參數(shù)的多項測量工作。其使用原理是，先將信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?接著再對其實(shí)施測量。經(jīng)過多年的發(fā)展，在當(dāng)前的測量工作中，電業(yè)測量已實(shí)現(xiàn)很大程度的數(shù)字化。在這一過程中，對于數(shù)字信號技術(shù)的應(yīng)用,可以有效地提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、以及信號的抗干擾能力,所以說，數(shù)字信號技術(shù)對電業(yè)測量的影響也是非常大的，對于測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度有著很大的提升作用。

2.3 對示波器的影響

對于模擬示波器的應(yīng)用,僅僅能探測到觸發(fā)點(diǎn)以后的信號,而且是僅能在觸及到信號后,才能形成波形。與之相比，數(shù)字示波器使用更加方便且準(zhǔn)確度高,得到的信號能夠及時存儲,并直觀的呈現(xiàn)到窗口上。基于外差式頻譜分析儀進(jìn)行數(shù)字化處理, 就可以得到更加有效的實(shí)時頻譜分析儀，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的處理,還可以通過DSP進(jìn)行信息方面的分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了各個信號域的分析,如此就能夠進(jìn)行頻域、時域以及調(diào)制域的不同顯示。此外，數(shù)字濾波式頻譜分析儀也是一類有著較好應(yīng)用前景的測量儀器，優(yōu)點(diǎn)較多，包括濾波性能強(qiáng)、穩(wěn)定性好、攜帶方便、易于推廣應(yīng)用等,發(fā)展?jié)摿薮?。它的?yīng)用,可以有效地對多個頻率進(jìn)行即時的檢測與處理,這是其他分析儀所難以實(shí)現(xiàn)的。不過，對它的使用會在一定程度上受到一定的制約,使其工作范圍內(nèi)的頻段達(dá)不到更高。

3 數(shù)字信號處理在電子測量中的應(yīng)用

3.1 在電業(yè)測量中的應(yīng)用

對于當(dāng)前的測量領(lǐng)域來說，電業(yè)測量是較為常用的，也是比較基礎(chǔ)的一種測量方法。其運(yùn)行原理就是將需要檢測的電壓值轉(zhuǎn)化為直流值之后再進(jìn)行相關(guān)的測量。當(dāng)前，電業(yè)測量實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，其中包括兩種情況：一種情況是，交流值與直流值首先進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后再實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換；另一種情況是，在獲得了直流值后實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。不過，不管是何種情況，其中所涉及到的量化、取樣處理都屬于數(shù)字信號處理中的相關(guān)環(huán)節(jié)。在實(shí)際測量過程中，將其靈活的使用在電壓表上，就能有效的提高電壓表測量數(shù)值的準(zhǔn)確性，同時也增強(qiáng)了相應(yīng)的檢測范圍以及抗干擾性能。

3.2 在示波器中的應(yīng)用

示波器作為一種較為常用的測量儀器，是應(yīng)用波形來表現(xiàn)最終的測量結(jié)果的，這就要求被檢測的信號要將相應(yīng)的電子束射在對應(yīng)的屏幕上，從而顯現(xiàn)出用戶所需要的圖像，并由專門的人員對其實(shí)施進(jìn)一步的處理。假如采用的是正常的電量，那么就可以進(jìn)行正常的展示。示波器雖然是一種較為常用的測量儀表，但在其實(shí)際應(yīng)用過程中需要滿足特定的使用條件，并符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，假如不能滿足相應(yīng)的使用條件，就會使得測量值不那么準(zhǔn)確，得到的最終數(shù)值出現(xiàn)差值。一般來說，只要嚴(yán)格按規(guī)范測量，就能精確的反應(yīng)出被檢測的信號。

4 結(jié)束語

數(shù)字信號處理對電子測量結(jié)果有著很大的影響，有助于增強(qiáng)信號源的可用性,電業(yè)測量的準(zhǔn)確度,以及示波器的探測性能等。

[1]李冰冰.數(shù)字信號處理對電子儀器測量的影響研究[J].淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2017, 16(3):131-132.

[2]王達(dá).數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響研究[J].數(shù)字化用戶,2017, 23(1):45.

[3]劉明亮,朱江淼.數(shù)字信號處理對電子測量與儀器的影響研究[J].電子測量與儀器學(xué)報, 2014(10):1041-1046.

The influence of digital signal processing on electronic measurement and instrument

Xu Hang
(Changchun Institute of Technology, Changchun Jilin,130021)

With the economic and social development,the application of measurement work in social production is becoming more and more important,electronic measuring instruments as one of the indispensable measuring equipment,how to improve its measurement effect has become an important research topic. In this paper, the impact of digital signal processing on electronic measurement and instrumentation is discussed,hoping to provide some reference for the improvement of measurement performance.

Digital signal processing; Electronic measurement; Instrumentation