高志尚 王 尚 王梅洲
山东省计量科学研究院 山东省济南市 250014
摘要：信息本身不具备传输等能力，需要通过信号来实现，因此，信号处理工作至关重要。数字信号处理是一门新的学科，在多年发展中历经变化。测量主要是人们对客观事物定量分析从而获取相关数据的过程。电子测量是基于电子科学原理，借助电子技术设备，对信号参数等进行测量。本文主要分析数字信号处理对电子测量与仪器的影响。
关键词：数字信号处理；电子测量与仪器；影响
引言
在人类的发展历程中，测量在其中发挥的作用非常重要，尤其是当前的电子测量仪器，更是取得了令人瞩目的成就，受到了人们的青睐。而从当前电子测量仪器的发展情况可以看出，数字信号处理在其中发挥的作用非常明显，有力的促进了电子测量仪器的发展，不断满足人们日益增长的需求。因此，探究数字信号处理对电子测量仪器的影响，除了能给相应的人员提供一定的理论基础，还有可能发现其中存在的问题，具有一定的现实意义。
1、数字信号处理技术
数字信号处理技术主要是指利用相应技术实现所获得信息的相应转换，成为串行转换后的可识别信号。它的特点表明，它极易受到干扰，在非常复杂的环境中，人们使用其相应的分析方法来获取他们所需的信息资源。这表明数字信号处理技术基本上是一个相应的信息采集和处理过程。DPS是数字信号处理技术的核心部分，在出现问题时对所提取信息的处理非常重要。与传统信号处理技术相比，数字信号处理技术不再采用仿真技术处理信息。它由各种相关的高科技技术组成，不仅可以优化相关参数，而且可以更有效地提取相关数据并通过相应的转换进行处理，从而减少问题发生的频率。此外，更大的灵活性是优先采用数字信号处理技术的一个重要原因，这种技术使数字和符号能够在有关信息中重新排列和分析。可见数据信号处理技术具有较强的处理性能和实用性。
2、数字信号处理对电子测量及其仪器的影响
2.1对频谱仪的测量影响
从数字中频接收系统的构成结构可以看出，其在结构上采用宽带中频的方式，在对相应的信号进行数字化处理时，在中频进行相应的处理。通过运用该中结构，使接收机前端电路设计得到了极大的简化。同时，辅以后续的数字化处理技术进一步提高了自身的可扩展性、信号带宽适应性以及波形适应性。因此，它属于近年来可行性较好的一种设计方案。将这一理念融入到射频频谱分析仪等数字接收系统中具有很大的优势，一方面压缩开发周期，减少系统成本，另一方面极大增强了系统的灵活性与通用性。当前，先进的频谱分析仪大多采用的技术是数字中频技术，传统的模拟中频电路因为稳定性差、庞大等缺陷逐渐被抛弃。数字中频技术的运用极大提升了我们频谱分析仪的可靠性，而且也减少了成本，同时，生产调试流程也更加简单。此外，将此项技术应用到测量接收机、综合测试仪等其它产品中也能有效改善其性能。
2.2提升示波器性能
就初步质量而言，示波器现在是世界上最先进的定量测量工具。渐进式和半智能数字化伴随着多种类型的数字、模拟和混合存储示波器以及数字多处理器的出现。无论何种示波器，性能都可以通过技术水平的运用和技术理论的发展来明确确定。虽然理论知识指导着技术的使用，但技术在理论演示过程中逐渐得到验证。数字化相关采样技术有助于提高示波器类型性能，示波器的研制有助于相应地改进采样技术。在信号采集过程中，根据纳米技术采样理论对数字存储示波器进行采样。因此，对于示波器，波形显示必须适应显示要求，采样速度和信令必须通过扫描切换等方法进行修改。但是，这种做法在实际工作中非常困难和有问题。例如，低频信号往往被取样点复盖，从而增加了存储成本；对于某些高频信号样本，可能会出现波形失真，这意味着采样点不足。针对这些问题，在处理数字信号时，采用插值和提取方法及时解决了数字存储示波器问题。
使用数字存储示波器专门提取防止混合变形和峰值校准的提取器。除了上述方法之外，插值方法也广泛使用，最常见的方法是正弦和线性插值。不规则波通常发生在信号发出后的扫描面上，因此模拟示波器可以事先检测信号的波形，将其采集的信号存储在采样槽中，然后根据需要将存储在采样槽中的特定信号发送到显示口最后，可以根据显示的数据在任意位置观察波形。在观测过程中，在观测起点之前使用负延时触发进行波形观测，在起点之后使用正延时触发进行波形观测。
3、数字信号处理在电子测量领域的应用方向
3.1信号源发生器中的应用
在电子测量领域，信号源是信号主要发出载体，根据目前电子测量领域测量内容，常见的信号发出特征主要集中在电平、波形以及频率等几个方面，测量工作需要通过对该部分电参数进行分析，完成特征量获取。随着技术发展，传统电子测量方式精度、分析能力不断下降，逐渐被数字信号处理技术所取代。数字信号处理技术通过与电子测量技术结合，能够将测量对象的特征量数据分析作为主要测量工作内容，并在测量中获取信号源发出的电子设备频率、传输、振幅等内容。数字信号处理技术通过处理这些内容，可以实现频率合成，完成滤波。结合以往工作经验，数字信号处理后的滤波信号，能够在测量信息后期处理当中提高定频水平与准确度，避免出现波动缺陷等问题。
3.2示波器中的应用
示波器是一种高精度的初步定性测量工具，目前是最先进的电子测量工具。随着数字智能技术的发展，示波器的种类逐渐增多以本文研究的数字信号处理技术为例，应用数字信号技术的示波器主要包括数字存储示波器、多处理数字示波器和数字混合示波器等类型。在实际应用中，这些电子测量仪器主要利用数字信号技术进行测量，大大提高取样效率。在应用程序中，必须使用扫描策略设置来测量对象的波。该测量方法可以提高采样速度，但由于低频采样测量信息的过度倍增，示波器本身的存储负荷也会增加，因此示波器采用插值、随机采样等技术方法。在技术创新过程中采集数字信号时，测量对象尖端的校准和提取采用数字存储方法，而插值技术可以通过正弦插值或线性插值模拟信号波形。
3.3在电业测量中的应用
电气行业测量的原则主要是将测量的电压转换为直流电压，在此基础上进行相关测量工作。目前，电力行业正在衡量数字化在发展中日益深入的程度，在数字信号处理的应用过程中也存在着重大问题需要解决。第一个主要问题是交流电压和直流电压转换后在此基础上的A/D转换，第二个问题是直接基于直流电压的A/D转换。但是，在这两种转换模式下，A/D转换都需要定量处理和抽样处理，这是数字信号处理技术的相对基本要素。在实际应用过程中，两者都需要应用于伏特计，可以有效提高伏特计测量精度及其范围、抗信号干扰的能力等。
3.4频谱分析仪中的应用
频谱分析仪主要是被应用在频域测量领域之中，运用频谱分析仪既能够扩大测量具体范围，还能够全面拓宽测量频率。随着现代数字信号处理技术发展，频谱分析仪开始采用离散傅里叶算法进行数字滤波，这也使频谱分析仪应用价值和信号处理能力得到了极大提高，使现代电子测量技术向数字化方向不断发展，以时域测量分析为例，频谱分析仪在测量分析当中，通过数字信号处理技术快速傅里叶变换策略，能够突破模数转换等一系列限制，拓宽了工作频段。
结束语
综上所述，随着信息技术和科学技术的发展，电子测量技术也迅速发展，电子测量仪器是测量中的先进仪器，数字信号处理技术的应用，能更新当前的电子测量相关设备，提升测量设备的整体性能，促进测量设备的智能化、集成化和信息化水平。
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