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本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书按照高等学校电子信息类专业的教学要求编写，内容包括绪论、误差与不确定度、信号发生器、时频测量、电压测量、时域测量、阻抗测量、频域测量、数据域测试、自动测试技术、环境监测与产品安全测试，共11章。每章均附有思考题与习题。本书配有电子课件，登录华信教育资源网注册后下载。本书在选材上具有系统性、先进性和实用性的特点。全书深入浅出，图文并茂，内容丰富，适用面广。本书可作为高等学校理工类本科、专科电子信息类专业的教材或参考书，也可供从事电子技术工作的人员参考。

第1章  绪论	1
1.1  电子测量概述	1
1.1.1  测量及其重要意义	1
1.1.2  电子测量的任务与内容	1
1.1.3  电子测量的特点	2
1.1.4  电子测量的方法	3
1.2  电子测量仪器概述	4
1.2.1  电子测量仪器的功能	4
1.2.2  电子测量仪器的分类	5
1.3  计量的基本概念	6
1.3.1  计量	6
1.3.2  单位制	7
1.3.3  计量基准	7
1.3.4  几个与计量有关的概念	8
1.4  电子测量仪器的发展概况	8
思考题与习题	10
第2章  误差与不确定度	11
2.1  误差的概念与表示方法	11
2.1.1  测量误差	11
2.1.2  误差的表示方法	12
2.1.3  误差的性质与分类	14
2.1.4  基本术语	16
2.2  随机误差	17
2.2.1  随机误差的定义与性质	17
2.2.2  随机误差的统计处理	18
2.2.3  有限次测量值的算术平均值和标准差	20
2.2.4  测量结果的置信概率	22
2.2.5  非等精度测量	25
2.3  粗大误差	27
2.3.1  莱特检验法	27
2.3.2  格拉布斯检验法	28
2.3.3  中位数检验法	29
2.3.4  应用举例	29
2.4  系统误差	30
2.4.1  系统误差的产生原因	31
2.4.2  系统误差的检查和判别	31
2.4.3  削弱系统误差的基本方法	33
2.4.4  重复性测量结果的数据处理	34
2.5  测量误差的合成与分配	36
2.5.1  测量误差的合成	36
2.5.2  测量误差的分配	39
2.5.3  最佳测量方案的选择	41
2.6  测量不确定度	43
2.6.1  测量不确定度概述	43
2.6.2  标准不确定度的评定	45
2.6.3  标准不确定度的合成	48
2.6.4  扩展不确定度	51
2.6.5  测量不确定度报告	52
2.6.6  不确定度应用举例	53
2.7  测量数据的处理	56
2.7.1  有效数字的处理	56
2.7.2  测量数据的表示方法	58
思考题与习题	61
第3章  信号发生器	65
3.1  信号发生器概述	65
3.1.1  信号发生器的功用	65
3.1.2  信号发生器的分类	65
3.1.3  正弦信号发生器的性能指标	67
3.2  模拟信号发生器	70
3.2.1  低频信号发生器	70
3.2.2  高频信号发生器	71
3.2.3  脉冲信号发生器	74
3.2.4  函数信号发生器	76
3.2.5  噪声信号发生器	77
3.3  合成信号发生器	77
3.3.1  直接模拟频率合成法	78
3.3.2  直接数字频率合成法	79
3.3.3  间接合成法	85
3.3.4  频率合成技术的进展	89
3.4  射频合成信号发生器	92
3.4.1  射频合成信号发生器基本原理	92
3.4.2  实例：1465C信号发生器	94
思考题与习题	94
第4章  时频测量	97
4.1  时频测量概述	97
4.1.1  时频关系	97
4.1.2  时频基准	98
4.1.3  频率测量方法	98
4.2  电子计数法测量频率	99
4.2.1  电子计数法测量频率的原理	99
4.2.2  电子计数法测量频率误差分析	101
4.2.3  电子计数法测量频率结论	102
4.3  电子计数法测量时间	103
4.3.1  电子计数法测量周期的原理	103
4.3.2  电子计数法测量周期误差分析	104
4.3.3  中界频率	106
4.3.4  时间间隔的测量	107
4.4  通用计数器	108
4.4.1  通用计数器概述	108
4.4.2  通用计数器的功能	109
※4.5  电子计数器性能的改进	110
4.5.1  多周期同步测量频率	111
4.5.2  提高测时分辨率的方法	112
4.5.3  微波计数器	114
※4.6  标准频率源的测量	116
4.6.1  频率稳定度的定义	116
4.6.2  长期频率稳定度的表征	117
4.6.3  短期频率稳定度的表征	118
4.6.4  频率标准的获取	123
4.7  调制域测量	124
4.7.1  调制域分析概述	124
4.7.2  调制域分析的关键技术	125
4.7.3  调制域分析仪的应用	126
思考题与习题	128
第5章  电压测量	129
5.1  电压测量概述	129
5.2  交流电压的测量方法	130
5.2.1  交流电压的表征	130
5.2.2  交流电压的测量	132
※5.2.3  高频电压的测量	138
5.2.4  电平（分贝）的测量	140
※5.2.5  噪声电压的测量	141
※5.2.6  脉冲电压的测量	142
5.3  数字电压表概述	143
5.3.1  数字电压表的组成原理	143
5.3.2  数字电压表的主要工作特性	143
5.3.3  数字电压表的分类	146
5.4  积分式A/D转换器	147
5.4.1  双斜积分式A/D转换器	147
※5.4.2  脉冲调宽式A/D转换器	152
※5.4.3  V/F转换式A/D转换器	154
※5.4.4  Σ-Δ型A/D转换器	157
5.4.5  积分式A/D转换器的发展	158
5.5  比较式A/D转换器	161
5.5.1  逐次逼近比较式A/D转换器	161
5.5.2  余数循环比较式A/D转换器	164
5.5.3  并联比较式A/D转换器	166
※5.5.4  两步式A/D转换器	167
※5.5.5  流水线型A/D转换器	168
5.5.6  折叠插值型A/D转换器	169
5.6  数字多用表	171
5.6.1  交流—直流转换器	172
5.6.2  电流—电压转换器	172
5.6.3  电阻—电压转换器	173
5.6.4  数字多用表的发展近况	174
5.7  数字电压表的误差与干扰	176
5.7.1  数字电压表测量误差公式	177
5.7.2  数字电压表主要部件误差分析	177
5.7.3  电压测量的干扰及其抑制技术	179
思考题与习题	184
第6章  时域测量	186
6.1  时域测量概述	186
6.1.1  示波器的功能	186
6.1.2  示波器的分类	186
6.1.3  示波器的组成	187
6.2  示波管及其波形显示原理	188
6.2.1  示波管	188
6.2.2  示波管波形显示原理	190
6.3  模拟示波器	192
6.3.1  模拟示波器的组成	192
6.3.2  示波器的Y（垂直）通道	193
6.3.3  示波器的X（水平）通道	196
6.3.4  示波器的多波形显示	200
6.3.5  模拟示波器的应用	202
6.4  数字示波器	206
6.4.1  数字示波器的组成原理	206
6.4.2  信号采集处理技术	210
6.4.3  波形显示技术	218
6.4.4  数字示波器的技术指标	220
6.4.5  数字示波器的基本功能	221
6.4.6  数字示波器的应用	225
思考题与习题	231
第7章  阻抗测量	233
7.1  阻抗测量概述	233
7.1.1  阻抗的定义与表示	233
7.1.2  阻抗元件的基本特性	233
7.1.3  阻抗测量的特点和方法	235
7.2  电阻的测量	236
7.2.1  伏安法	236
7.2.2  多用表中的电阻挡	236
7.2.3  电桥法	239
7.3  电感、电容的测量	239
7.3.1  电桥法	239
7.3.2  谐振法（Q表）	242
7.3.3  数字化方法	245
思考题与习题	249
第8章  频域测量	251
8.1  线性系统幅频特性的测量	251
8.1.1  静态幅频特性测量：点频法	251
8.1.2  动态幅频特性测量：扫频法	252
8.1.3  扫频仪举例：SA1140C数字频率特性测试仪	254
※8.2  微波网络分析仪	257
8.2.1  微波网络参数	257
8.2.2  网络分析仪的组成	259
8.2.3  自动网络分析仪	261
8.3  频谱分析仪概述	262
8.3.1  信号的时域与频域分析	262
8.3.2  频谱分析仪的主要用途	263
8.3.3  频谱分析仪的分类	263
8.3.4  频谱分析仪工作原理	264
8.4  扫频外差式频谱分析仪	265
8.4.1  扫频外差式频谱分析仪工作原理	265
8.4.2  实例1：BP-1型频谱分析仪	266
8.4.3  实例2：4052系列频谱分析仪	268
※8.5  实时频谱分析仪（RTSA）	269
8.5.1  RTSA概述	269
8.5.2  RTSA工作原理	269
8.6  频谱分析仪的主要技术特性	271
8.6.1  选择性	271
8.6.2  灵敏度	274
8.6.3  动态范围	275
8.6.4  典型产品简介	277
8.7  频谱分析仪的应用	279
8.7.1  测量正弦信号	280
8.7.2  测量小信号	280
8.7.3  谐波失真测量	284
思考题与习题	285
第9章  数据域测试	286
9.1  数据域测试概述	286
9.1.1  数据域的基本概念		286
9.1.2  数据域测试的任务与故障模型	287
9.1.3  数据域测试系统与仪器	289
9.2  逻辑分析仪	292
9.2.1  逻辑分析仪的特点和分类	292
9.2.2  逻辑分析仪的基本组成	293
9.2.3  逻辑分析仪的触发方式	294
9.2.4  逻辑分析仪的数据捕获和存储	295
9.2.5  逻辑分析仪的显示	297
9.2.6  逻辑分析仪的主要技术指标及发展趋势	298
9.2.7  逻辑分析仪的应用实例	301
9.3  可测试性设计	302
9.3.1  可测试性设计概述	302
9.3.2  扫描设计技术	304
9.3.3  内建自测试技术	305
9.3.4  边界扫描测试技术	306
思考题与习题	313
第10章  自动测试技术	314
10.1  自动测试系统	314
10.1.1  自动测试系统的基本组成	314
10.1.2  自动测试系统的发展概况	315
10.2  智能仪器	317
10.2.1  智能仪器的特点	318
10.2.2  智能仪器的组成	318
10.3  虚拟仪器	319
10.3.1  虚拟仪器的基本概念和特点	319
10.3.2  虚拟仪器的组成及关键技术	320
10.3.3  基于不同总线的虚拟仪器的比较	321
10.3.4  虚拟仪器的软件结构	321
10.4  接口总线及信道	322
10.4.1  测试系统中常用的总线及信道	322
10.4.2  GPIB总线	329
10.4.3  VXI总线	332
10.4.4  LXI总线	335
10.5  测试程序	339
10.6  自动测试系统的集成	341
10.6.1  自动测试系统集成的步骤	342
10.6.2  实例1：导弹综合测试系统	342
10.6.3  实例2：无人值守安全监控系统	344
思考题与习题	346
第11章  环境监测与产品安全测试	347
11.1  环境监测	347
11.1.1  光谱分析法概要	347
11.1.2  光谱分析仪器的基本组成	349
11.1.3  原子发射光谱仪	349
11.1.4  原子吸收分光光度计	350
11.1.5  原子荧光分光光度计	350
11.1.6  紫外—可见分光光度计	351
11.1.7  分子荧光分光光度计	351
11.1.8  红外光谱仪	351
11.1.9  实例：新型便携式户外分光光度计	352
11.2  电气设备安全测试	353
11.2.1  电子电器类产品安全的基本准则	353
11.2.2  电气设备电击防护分类	354
11.2.3  耐压测试	355
11.2.4  泄漏电流测试	357
11.2.5  绝缘电阻测试	360
11.2.6  接地电阻测试	360
11.2.7  实例：电动汽车安全规范测试解决方案	361
思考题与习题	364
附录A  正态分布在对称区间的积分表	365
附录B  t分布在对称区间的积分表	366
附录C  国内外相关标准367
参考文献	368

第6版前言
《电子测量与仪器》第1版于2005年1月出版，第2版于2009年1月出版，第3版于2012年7月出版，第4版于2018年1月出版，第5版于2020年6月出版，先后印刷了40多次，总发行量超过10万册。本书被近百所高等院校选用，也受到业界科技人员和工厂企业技术人员的欢迎。本书于2007年被评为广西优秀教材一等奖，2010年被评为全国电子信息类优秀教材一等奖，2014年入选“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，2022年被评为广西普通本科高校优秀教材特等奖。
2025年1月，中共中央、国务院印发了《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》，明确提出要“打造培根铸魂、启智增慧的高质量教材”。电子测量与仪器技术发展很快，国内外厂家都推出了新的电子仪器型号，测量技术应用领域不断扩展。为此，需要对本书再次进行修订。
本书第6版保留了第5版的主要内容和特色，删减了部分应用价值不大的内容，修改了一些公式和文字表述以及例题，更新了国际单位制、标准规范等，增加了新测试技术等。更新了任意波形发生器、射频信号发生器、通用计数器、便携式万用表、台式万用表、数字示波器、混合域示波器、RLC测量仪、网络分析仪、频谱分析仪和逻辑分析仪等仪器的型号与主要技术指标，增加了标准频率源、手持式示波表和便携式频谱分析仪三个类别的仪器，共收录了224款仪器，其中国产仪器165款。另外，更新了频谱分析仪测试应用实例。更新了两步式A/D转换器原理，增加了折叠插值型A/D转换器原理，更新了双斜积分式A/D转换器、V/F转换式A/D转换器、Σ-Δ型A/D转换器、逐次逼近比较式A/D转换器、并联比较式A/D转换器、流水线型A/D转换器和RMSDC转换器等芯片的型号与主要技术指标，新增了DDS和折叠插值型A/D转换器等芯片的型号与主要技术指标，共收录了175款芯片，其中国产芯片89款。
本书具有以下特点。
（1）内容实用，教学相宜。内容新，实用性强；按发展历程讲解仪器原理，容易入门；叙述深入浅出，图文并茂；适合教学和自学，同时也有扩展或更深入的内容可供教学和科研的不同需求选用；理论联系实际，既讲电子测量原理，又讲具体仪器应用，通过实例与仪器型号及主要技术指标的介绍，加深对仪器的认识，帮助了解国内外测量仪器的技术水平，有效融合专业教育与创新创业教育，有助于学生掌握专业知识和实践技能。
（2）与时俱进，技术更新。通过校企、校社的深度合作，建立信息沟通和资源共享渠道，及时更新各类仪器的工作原理、主要技术指标和应用实例；关注企业需求，将国产仪器的工作原理、测量应用等内容引入教材，确保教材内容与时俱进；引用国家标准、国际标准和技术规范，规范测量术语、测量方法和测试流程，做到阐述精炼、概念明确、步骤清晰，便于学生学习与理解，进而能够实际应用；引入国际计量大会单位制的最新变革，拓展测量技术的发展，推广新知识和新技术，确保技术更新。 
（3）国产仪器，鼎力弘扬。从第1版开始，本书就确立了“弘扬民族品牌，宣传国产仪器”的编写原则，20多年来一直坚持不懈地宣讲国产仪器。在讲述各类仪器和芯片的工作原理后，列举该类仪器和芯片目前主流型号与主要技术指标，以国产仪器和芯片为主，对比国外仪器和芯片，突出国产优势。同时，以国产仪器的测量应用为案例，引导学生关注测量电子仪器民族品牌的成长故事和文化价值，了解国产仪器的特点，增强学生的民族自信心，激励学生为我国电子仪器事业的发展而努力学习，从而在教材中无缝融入思政元素。
（4）紧跟发展，优化内容。本书内容密切跟踪科研的进展，融入了最新研究成果；探索跨学科问题，增加了环境监测领域的光谱仪器等内容；关注企业技术的需求，增加了电气产品安全测试等方面内容；收集了师生的反馈意见，及时核实修订相关内容；服务工程教育认证和新工科建设，通过校企协同共建一流课程、一流专业，服务国家发展战略。
书中标有※号的章节，是供不同教学计划选用的内容。本书配有电子课件及习题参考答案，可向任课教师免费提供。本书还以二维码的形式提供了视频讲解、应用案例、动画演示、仪器简介、知识图谱和知识拓展等数字化资源。
本书第6版修订工作主要由黄新正高级实验师执笔，郭庆教授负责审核校正。我和郭庆教授都已退休，因此，第6版封面署名排序变更为黄新、郭庆、陈尚松。
在修订中参考、引用了相关教材和论文中的内容，已列入参考文献，恐有遗漏，在此一并致以诚挚的感谢。
本书的编写及修订工作得到了桂林电子科技大学有关领导的支持与帮助，得到了《国外电子测量技术》、《电子测量与仪器》和《电子测量技术》杂志社的支持与帮助，得到了选用本书授课的兄弟院校教师的支持与帮助，得到了电子工业出版社的支持与帮助，在此，一并致以衷心的感谢！ 
本书如有错漏和不当之处，恳请同行和读者批评指正。欢迎选用本书授课的教师加强联系，切磋教材内容及习题解答，探讨教学心得，教好这门课程。
联系人：桂林电子科技大学电子工程与自动化学院黄新，E-mail：hxgl@guet.edu.cn。
陈尚松

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电子测量与仪器（第6版）