数字信号处理对电子测量仪器的影响分析

贺永轩

摘要：电子测量仪器是通过集成的传感技术、仪器仪表技术实现外界信号到电信号转换的测量仪器，数字信号的水平可以促进电子测量仪器测量性能的提高。文章研究了电子测量仪器和数字信号处理的关系，并提出电子测量的重要性，在此基础上分析了数字信号处理技术信号发生器、示波器、频谱分析仪等电子测量设备中的作用，研究了数字信号处理是如何促进电子测量仪器性能的提高。

关键词：数字信号处理;电子测量仪器;性能;影响

数字信号处理（DSP）技术的工作原理是通过计算机或者其它仪器来对信号进行全面处理，也就是借助于数字计算的方式来对相应数字信息进行合理的识别加工，然后使得这些数字信息能够达到一定使用目的的过程。现阶段各个领域进行测量时，多采用电子测量技术来进行，而在这一过程中配上数字信号处理技术，能够使得其测量结果变得更加有效。

1电子测量和仪器的概念

1.1电子测量相关概念

测量作为一种手段，是人们对客观世界不断进行获取相关数据并对其进行分析的过程。它能够将信号特征、相关参数、系统特征等各方面进行测量。并且在对其进行测量这个过程中，人们将电子科学作为测量的基础进行指导。通过使用电子技术主要方式和相关设备，使人们获得想要的数据从而达到测量最终目的。人们以往对信号的概念就是电信号，但是实际在进行测量过程中，其中的信号包含多个方面，比如光、生物、机械等等。所以，电子测量是在各种领域都被广泛利用。

1.2电子测量仪器相关概念

电子仪器作为电子测量过程中主要使用工具之一。在多数情况下，电子仪器测量主要包括三个方面，首先，是在测量时能够具备处理能力，包括放大、缩小、减弱、增强以及对滤波进行处理等;其次，是在测量过程中能将被测量信号转换为方便测量的标准信号这个能力;最后，能够对整个测量结果进行分别显示的能力。除了上述几点，还需要根据不同标准对进行测量的仪器进行分类。目前，我们最常见几种仪器分别是测量信号参数和特征的仪器、测量系统特点及参数的仪器。这两种仪器所涉及的范围与内容有所不同，前一种仪器是主要是对时域、频域等进行测量，后一种仪器则是运用到各种信号源和多种特性的参数进行测量。

2数字信号处理对电子测量与仪器的实际作用

测量对人类社会快速发展起到推动作用，具体来看测量有以下几点作用：一是在运用测量技术时，能够将客观世界一些抽象物体描述更为具象化。二是测量能够对生产活动中具体行为进行规范。比如，在生产制造机器零件过程时，需要对生产零件的各项参数提前进行测量。而科技的不断进步，数字信号处理作为一种新兴手段，使传统电子测量技术进一步提高，它能够增加测量的有效性、及时性以及准确性。通常情况下，在运用电子测量仪器对物品进行测量时，测量结果往往是借助电信号进行表示，这就会增加测量工作人员进行度数的难度，从而使工作人员无法对该物品整个测量结果进行有效分析与处理。这样做通常无法直接得到具体电压情况，所以需要对其进行直流电压转换，最后再进行数字转换，从而得到一个准确的测量结果。

3数字信号处理对电子测量与仪器的相关影响

3.1数字信号处理提升频谱分析仪性能

在对信号中的各个频率的成分进行分析的时候，就要运用到频谱分析仪，其是在频域测量中十分关键的仪器，不但测量的范围广并且其测量的幅度也很大，所以被称之为射频万用表。把数字滤波技术和离散傅里叶算法等相关的数字信号处理技术运用到频谱分析仪器中，促使其能够朝着数字化的方向发展，目前已经在这个领域中获取了很大的成绩。和模拟式频谱分析仪相较，快速傅里叶变换式的分析仪能够进行实施的检测与分析，不过在实际运用过程中经常会因为模数转换的制约，因此工作的频段比较低。要想频段不会遭到制约以及实施测量，则就能够运用模拟和数字相融合的频谱分析仪，这种分析仪有着很高的性能。所以，数字信号处理技术在一定程度上提升了频谱分析仪的相关性能。

3.2数字信号处理提升信号源性能

信号源是发生器中电子测量中的一种关键的测量仪器，目前频率合成技术是高质量信号源中广泛运用的一种技术。除此之外，滤波是数字信号处理中的关键内容。晶振通常性只可以提供其自身具备的特定频率，不过在有些时候的实际操作中可以提供能够变化的频率，因此就导致了晶振存在的特点逐渐显露出来。而合成信号源能够有效的解决这个问题，并且还能够和基准的频率保持在同个水平上，这样也就提升了信号源的性能。

3.3数字信号处理提升示波器性能

示波器在最初的定性测量上发展成为了目前的精密定量测量电子仪器，并且逐渐的数字化以及半智能化。示波器有很多种，其中具体包含了处理数字储存示波器，多处理数字储存示波器以及模拟和数字混合示波器等等。不过不管是哪种示波器，对其性能进行明确的都是使用的技术水平，技术和理论知识相辅相成共同发展。理论知识是技术的指导，而技术在实践中让理论能够被证实。除此之外，对内插技术方面也有很多，经常见的有正弦内插以及线性内插等等。由于只有在发出信号之后会有扫描锯齿波，因此模拟示波器只能够检测到其出发点之后的信号波形，被观察到的信号在数字储存示波器中经常是先储存在采样储存器内，然后再依据实际中相关的需要把采样储存器中的特定信号波形发送到显示窗口并且显示出来，从而就能够对出发点的位置进行改变，这就是正延迟以及负延长触发。之后就能够对任何位置的波形进行观测，若所要观测触发点之前的波形就运用负延迟触发，若是要观测触发点以后的波形就要运用延迟触发的方式。

4结束语

综上所述，测量是我们日常生活中最常见的工作之一。随着科技不断进步，电子测量已经成为测量中最高级的手段，并且它是将高级测量完全展现的一种设备。数字信号作为一种新兴学科，已经在不断发展中逐渐形成具有体系化的系统与理论知识。电子仪器与测量和与其相关的各种仪器相互融合之后，有利于人们对信号源、频谱器和示波器的相关操作进一步熟悉与应用，使人们在进行测量师得到的数据更为准确，从而提高人们工作效率。

参考文献：

[1]张偉.数字信号处理对电子测量与仪器的影响研究.电子制作，2018.Z2.28-29.

[2]徐航.数字信号处理对电子测量与仪器的影响.电子测试，2017.22.118-119.

[3]谭庆龙.浅析数字信号处理对电子测量与仪器的影响.电子测试，2016.11.45-46.

（作者单位：秦皇岛熔岩科技发展有限公司）