数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用

摘 要：数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的，人类社会的发展是离不开测量的，电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量，因此，将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析，为相关的研究提供借鉴。

关键词：数字信号处理技术；电子测量仪器；应用

中图分类号：TN919 文献标识码：A

数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理，从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号，这样计算机就可以进行相应的处理。目前，人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究，数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义，必须要重视数字信号处理技术。

一、数字信号处理技术的重要性

（一）测量的作用

测量也可以使得生产活动的行为更加规范，在机械零件制造的过程中，已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查，判断这些零件是否符合相应的标准，而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求，工作人员对于零件的参数进行充分的了解，才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。

（二）数字信号处理的意义

测量技术在不断地发展，目前测量工作使用的都是电子测量仪器，电子测量仪器的应用使测量结果更加精确，也提高了测量的效率，但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的，这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析，但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化，转变为数字信号，这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析，保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中，如果使用的是直流电压，那么就要进行数模转换，如果使用的是交流电压，那么就要先进行交流电压和直流电压的转换，之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化，这样复杂的问题简单化，就使得工作人员的工作效率提升，减少了各种因素对于测量结果的不利影响。

二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用

（一）在发生器上的应用

发生器就是信号源，这是一种十分重要的电子测量设备，发生器使用的是频率合成技术，但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术，都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作，数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波，而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷，提高了信号输出频率的准确性和稳定性，还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度，在这样的情况下，数字信号处理技术就能够提高发生器的功能，使得信号源变得更加稳定。

（二）在电业测量中的应用

电子测量的过程中，电业测量是非常常见的，也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化，数字信号处理的过程中涉及两个核心的问题：一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换，另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换，A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中，将这两者应用在了电压表上，这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升，测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。

（三）在示波器中的应用

示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器，被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上，这样屏幕上就会显示出相应的图像，工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量，那么示波器均能够进行相应的显示，例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量，就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量，例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器，但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范，如果违背了相应的操作要求，就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下，示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号，以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析：

如果将示波器设备当作是信息系统，那么就可以得到相应的关系式：s0（t）=s（t）*h（t）。

其中，s（t）是我们需要测量与观察的相应信号，s0（t）是在示波器上所显示出的相应的波形，*是一种卷积运算的符号，h（t）是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强，那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h（t）=δ（t）。

只有这一函数成立的时候，s0（t）与s（t）才能够相等，按照斯彭斯的信号理论可以得知，如果上述的说法要想成立，那么就示波器的宽带就要无限大，但是在实际的应用中，这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中，还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候，使用的是方根原则，而且被测量的信号就是高斯信号，而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键，在实际的应用中，高斯信号极少，这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术，相应的关系式如下：s（t）=s0（t）（l/*）h（t）。

在这一公式中，l/*就是指反卷积计算，在这对关系式中可以将误差缩小，这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用，而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天，通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中，使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。

假设使用一个标准信号，将其输入到相应的示波器中，并且将这一输出信号设定为s（k），在这样的情况下，就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h（k），在对这一离散型算式进行存储的过程中，需要加存一个信号重构的反卷积算法，在这样的情况下，就可以得到以下的结论：无论示波器达到了什么样的标准，信号是否存在着失真的现象，都能够根据现有的信号进行重构，从而得出我们想要得到的信号。这样，进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。

结论

人类社会发展的过程中永远离不开测量工作，其是社会生产实践活动的重要基础，而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段，为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出，数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用，甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题，但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路，让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。

参考文献

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