【摘 要】所谓数字信号处理，便是指使用计算机或者是其他信息化设备对采集到的信号进行加工处理与分析，从而得到有效信息的过程。数字信号处理和电子测量与仪器之间存在着密不可分的联系，这不仅仅是因为信息处理是通过数字信号处理得以实现的，更是因为电子测量是信息采集、获取的重要技术手段，是信息采集、获取的重要装置。如何才能够通过数字信号处理加强电子测量仪器的使用效果成为了当前函待解决的问题。本文便将对数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响进行分析，并提出一些意见与建议。
【关键词】数字信号；电子测量与仪器；影响
1 导言
总的来说这项技术的基本原理在于通过计算机或者其他一起将信号进行全面的处理，这种技术在理论上来就是通过数字计算的方法对相应的信息进行合理的收集和识别加工，使得信息可以达到一定使用目的的过程。而且在社会的研究过程中发现这两者之间还存在很大的关联性，这也从根本的角度上说明在电子测量的过程中结合数字信号处理是非常重要的。
2 数字信号处理的重要意义
随着人类社会的不断发展，社会生产力也有着非常明显的进步，而在各类生产实践活动中，测量工作占据着非常重要的地位。而数字信号处理则可以对现有的电子仪器测量工作进行优化，使其产生更加显著的效果。
2.1测量的作用
首先，测量可以将抽象事物的描述具象化。在生产制造行业，想要将一个产品进行批量生产，必须要了解该产品的各项参数。而这些参数的来源便是测量工作的结果。比如进行机械零件的制造，如果工程师只是进行语言叙述，很难让生产工作人员产生较为直观的感受，但是如果将测量结果交给工程师，其便可以严格按照参数进行零件的生产工作。其次，测量可以使规范生产活动的行为。仍以机械零件制造为例，在完成了生产工作之后，往往需要对零件进行检查以判定其是否符合标准。最后，便是测量可以明确各个工作环节。在进行生产实践工作时，如果己经提前对零件的各项参数进行测量，工作人员便可以清楚的认识到零件的形状、尺寸等固定参数。这样便可以知道工作人员的具体生产制造工作，确定每一个生产环节的实施步骤。
2.2数字信号处理的重要意义
随着测量技术的不断发展，当前的测量工作都己经开始使用电子测量仪器。一般来说，如果使用电子测量仪器，测量结果都是通过电信号的方式表示的，测量人员很难对其进行度数，更不用说对测量结果进行处理分析了。而数字信息处理工作则可以将电信号转化成数字信号，随后再利用数字信号处理技术对其直接进行分析，或是表现为工作人员能够辨识的信号，便于工作人员后续工作的进行。其在进行直流电压测量时，可以先进行数模转换。而如果不能够得到直流电压时，便可以先进行交流直流转换，随后再进行数转换，从而得到准确的测量结果。通过这个实例，我们可以发现，数字信号利用对测量过程的改变以简化测量中复杂的问题，并且减少测量中各种因素对测量结果产生的影响。
3 数字信号处理对电子测量与仪器的影响
从前文中可以清楚的看出电子测量在社会会上有非常广泛的应用，这也从根本的角度上决定了电子测量仪器在社会上进行使用的程度。总的来说电子测量仪器能够使得现在社会上各项事物的测量都能更加便利的进行，对社会的发展起到非常重要的作用。而且在这项技术上使用合理有效的数字信号处理还能够将测量的结果更加清楚的表达出来，对电子测量仪器性能的提高起到非常重要的作用。在这里笔者就对这两者之间的关系进行全面的论述。信号源(发生器)是一种重要的常用电子测量仪器，高质量信号源均采用频率合成技术，无论是用直接数字频率合成(DDS)法，还是用间接锁相式频率合成法构成的合成信号发生器，都使用了低通滤波器;滤波是数字信号处理的基本内容。合成信号源不仅克服了“晶振”只提供特定频率的缺点，而且还把输出信号的频率稳定度和准确度提高到与基准频率相同的水平。显然，数字信号处理技术提高了信号源的性能。
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电压测量是最基本、最常用、最主要的一种测量。它包括电参数以及非电量的测量，其测量机理是先将被测量变换为直流电压，再进行测量。现在这种测量已数字化，这里触及两个核心问题。一个是当能直接得到(含非电量变换得来)直流电压时，就进行模/数(A/D)变换;另一个则是先进行交直流变换(AC-DC)，再进行A/D变换。模/数(A/D)变换包括取样和量化2个数字信号处理的根底环节。电压表是首先运用取样和量化，付诸实践的数字电子外表之一。这使得电压表在测量准确度、分辨力、测量规模、抗干扰才能等功能得到了大幅度的进步。
示波器目前已数字化和半智能化。已经从开始的定性测量发展为精密定量测量的电子测量仪器。无论是模拟与数字混合型示波器、还是单处理器数字存储示波器、或者是多处理器数字存储示波器，采样技术的运用水平，决定了示波器的性能。众所周知，一种技术或理论的发展是相辅相成的。数字化的采样技术提高了示波器的性能，反之示波器的进步也促进了采样技术的发展。示波器运用实时采样，可以观测单次(非周期的)信号;而运用非实时采样的随机采样或顺序采样，可使示波器的等效带宽达到110GHz。
模拟示波器只能观测触发点以后的信号波形，这是因为只有触发信号出现后才产生扫描锯齿波的缘故。而在数字存储示波器中，被观测的信号波形是先存储在采样存储器中，然后可根据需要将采样存储器中的某部分信号波形送至显示窗口。这样就可以自由地改变触发点的位置，实现所谓正沿迟触发和负延迟触发;用正延迟可以观测触发点以后的信号波形，用负延迟可以观测触发点以前的信号波形。
数字存储示波器的信号收集必须恪守奈奎斯特采样定理，某一详细的示波器具有相应的采样率。然而在信号波形显现时，虽然可以经过改变扫速来变更采样速率，以习惯显现的请求，还将出现下述疑问。当观测低频信号波形时，会出现采样点冗余，如不采纳办法，将加深存储深度进步成本;当观测高频信号波形时，采样点却偏少，致使显现波形失真。这时数字信号处理的“抽取”和“插入/内插”技能，在数字存储示波器中得到酣畅淋漓的发挥。对抽取而言，数字存储示波器专门设计了有峰值点标定和防混叠失真的“抽取器”。对于内插而言，在数字存储示波器中，一般采用了线性内插、正弦内插和取样函数sinx/x内插技能，以满意显现的请求。
频谱剖析仪首要用于剖析信号中各个频率成分，是频域测量的首要电子仪器，因其测频规模宽、测幅跨度大、用处广，常被称为射频万用表。频谱剖析仪在数字化进程中，因为采用了数字滤波、DFT(离散傅里叶变换)的迅速算法等数字信号处理技能，现已获得可喜的发展。数字滤波式频谱剖析仪因其滤波特性好、可靠性高、体积小、重量轻、便于大规模出产的优点，是一种很有发展潜力的构架方法。FFT(迅速傅里叶变换)式频谱剖析仪，可进行实时测量、剖析，这是模拟式频谱剖析仪无法比拟的。但是因遭到A/D转换器等约束，作业频段还不够高。统筹频段和实时测量两种请求，一种模拟与数字混合方法频谱剖析仪代表了频谱剖析仪器的最高水平。例如，将扫频外差和FFT技能结合起来，充分发挥扫频外差频谱仪频率规模宽和FFT的频率分辨力高的优点;AgilentE4448A型频谱剖析仪的频率规模为3Hz～50GHz(若用外部混频器，频率扩展到325GHz)，频率分辨力可做到1Hz。
4 结论
综上所述，测量是人类生存的最基本且是必须的实践活动，电子测量是测量的高级手段，电子测量仪器是实现测量的先进设备。不断的更新电子测量的理念，大幅度提升电子测量与仪器的性能则具有十分重要的现实意义。而电子测量仪器的性能又往往受到数字信号处理的影响，所以，做好数字信号对电子测量与仪器之间的关系分析，清楚地掌握两者之间的联系，并以此为基础，提高数字信号对信息的处理能力与处理水平，从而为促进电子测量与仪器的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]陈文灵.数字信号处理技术的发展及其思考[J].电子技术与软件工程,2015(1).
[2]李影.浅析数字信号处理的发展与应用[J].科技与企业,2015(13).
[3]孙炳.关于数字信号处理技术的应用与发展研究[J].信息通信,2015(7).
论文作者:陈振兴
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第20期
论文发表时间:2016/11/25
标签：测量论文; 示波器论文; 数字信号处理论文; 信号论文; 波形论文; 数字论文; 频谱论文; 《低碳地产》2016年10月第20期论文;