具体描述
本书从实用角度出发，全面、系统、深入地介绍了新型数字万用表的基本测量原理、检测方法及应用。全书共5章：第1章为数字万用表概述；第2章介绍了数字万用表基本测量原理与应用；第3章介绍使用注意事项；第4章重点阐述利用数字万用表检测常用电子元器件的方法；第5章详细介绍了数字万用表的功能扩展及应用。全书共计65个应用实例，所介绍的应用技术和扩展方法均经过作者的实践验证，可满足广大电子工作者和业余爱好者的急需。本书与《数字万用表功能扩展与应用》共为姊妹篇。
本书题材新颖，内容丰富，深入浅出，具有科学性、先进性和很高的实用价值，可供有关电子工程技术人员、家电维修人员及电子爱好者阅读。
电子测量技术前沿与实践：现代电子设备故障诊断与精密测量指南 本书导读 在飞速发展的电子技术领域，对电子设备进行精准、高效的检测与维护是确保系统稳定运行和提升产品质量的关键环节。本书聚焦于当代电子测量技术的前沿应用与实用操作，旨在为电子工程师、技术人员、科研工作者以及高级电子爱好者提供一套全面而深入的实践指南。它不仅涵盖了基础的电学测量原理，更侧重于面向现代复杂电路系统的故障诊断策略、高精度信号分析方法以及新兴测量技术在工业与科研中的具体应用。 本书结构严谨，内容详实，从基础理论的夯实到复杂系统的实战演练，层层递进，确保读者能够构建起完整的知识体系，并迅速将理论转化为解决实际问题的能力。 --- 第一部分：精密测量的基石——现代电子测量原理与方法深化 本部分将对传统测量理论进行系统性回顾与深化，重点解析影响现代电子测量精度的关键因素及应对策略。 第一章：电学基本量的高精度度量 1.1 电压、电流与电阻的溯源与传递： 深入探讨标准电压源（如齐纳基准源）、高精度电流互感器（CTs）和精密电阻网络的校准流程。分析计量学中“不确定度”的概念，并演示如何在实际测试中量化误差来源。 1.2 时域与频域测量的基础革新： 探讨实时采样定理（Nyquist-Shannon）在高速信号捕获中的应用限制，引入过采样技术和欠采样技术，以应对带宽受限或资源受限的场景。分析傅里叶变换（DFT/FFT）在噪声抑制和信号分离中的关键参数设置（如窗函数选择）。 1.3 电桥测量技术的现代复兴： 详细介绍交流电桥（如惠斯通电桥、麦克斯韦电桥、谢林电桥）在非线性元件（如电感、电容、互感）参数精确测量中的应用，特别是其在消除环境干扰（如温度漂移）方面的优化设计。 第二章：数字仪器化的核心技术 2.1 模数转换器（ADC）的性能评估与优化： 细致剖析积分线性度（INL）、微分线性度（DNL）、有效位数（ENOB）的测试方法。重点讲解如何通过数字信号处理技术（如直方图测试、FFT分析）来提升实际测量分辨率，超越ADC的标称位数。 2.2 数据采集系统（DAQ）的架构选择： 对基于PC、独立式硬件（PXI/LXI）和嵌入式系统的DAQ架构进行对比分析。讨论多通道同步采集的实现机制，包括时间戳同步、硬件触发和延迟补偿技术。 2.3 虚拟仪器编程与自动化测试平台构建： 讲解基于LabVIEW或Python（配合相关库）构建自动化测试序列的流程。涵盖仪器驱动程序的安装、SCPI/VISA通信协议的掌握，以及如何设计健壮的程序以应对网络延迟和设备非响应情况。 --- 第二部分：复杂电路故障诊断的系统化方法 本部分从系统级视角出发，提供一套结构化的故障排查流程，重点关注复杂集成电路、电源系统和通信接口的异常分析。 第三章：电路级故障的特征识别与定位 3.1 热成像与非接触式诊断： 介绍红外热像仪在电子设备中的应用。区分正常工作状态下的热分布与短路、接触不良、器件老化导致的异常热点。讲解如何通过热成像数据反推短路点或高功耗模块。 3.2 阻抗谱分析（EIS）在元器件健康监测中的应用： 深入探讨电化学阻抗谱（EIS）技术如何用于评估电容器的等效串联电阻（ESR）、电感器的品质因数（Q值）以及电池的内阻变化。提供不同频率扫描下的典型曲线解析。 3.3 半导体器件的失效模式分析： 针对MOSFET、IGBT、二极管等关键功率器件，讲解静态特性（如$V_{GS(th)}$漂移）和动态特性（如开关损耗）的测试方法，以及如何通过示波器捕捉开关边缘的振铃和过冲现象来诊断驱动电路问题。 第四章：电源系统的稳定度与纹波分析 4.1 开关模式电源（SMPS）的动态性能测试： 详细说明如何使用高带宽电流探头和示波器测量开关节点的尖峰电压、关断延迟时间。重点讲解负载瞬态响应测试（Load Transient Response）的标准流程，以及如何通过补偿网络优化瞬态恢复时间。 4.2 噪声与纹波的精确分离技术： 介绍如何利用差分探头和高频去耦技术，在PSRR（电源抑制比）测试中有效隔离输入电源噪声对输出电压的影响。讨论LCR表在低频下的阻抗测量如何辅助判断大容量滤波电容的有效性。 4.3 接地环路与电磁兼容性（EMC）初步诊断： 分析不正确的接地设计如何引入共模和差模噪声。教授使用近场探头进行初步的辐射源定位，并解读频谱分析仪上出现的特征性频率峰值与电源开关频率、时钟频率的关系。 --- 第三部分：现代电子系统中的特种信号测量与应用 本部分关注高频、高密度集成电路环境下的专用测试技术。 第五章：高速数字信号的完整性分析 5.1 眼图（Eye Diagram）的构建与解读： 全面解析眼图的各个参数（抖动Jitter、上升/下降时间、裕量Margin）的含义。教授如何通过调整示波器的采样率、带宽和时基校准来获得清晰、可信的眼图。 5.2 串行数据链路（如PCIe, USB, Ethernet）的物理层测试： 介绍基于BERT（误码率测试仪）的链路训练过程模拟。重点讲解抖动分解技术，如何区分周期性抖动（PJ）和随机抖动（RJ），以及如何评估接收端均衡器（Equalizer）的补偿效果。 5.3 时钟信号的相位噪声测量： 阐述相位噪声（Phase Noise）对系统定时精度的影响。介绍利用频谱分析仪或专用的相位噪声测试仪（PLL Test Set）来测量晶振或锁相环（PLL）的噪声掩模，并解读这些噪声在频域上的分布特征。 第六章：无线与射频（RF）测量的实践 6.1 矢量信号分析（VSA）的核心应用： 深入讲解如何使用矢量信号分析仪（VSA）测量现代调制信号（如OFDM, QAM）的调制质量。重点解析星座图（Constellation Diagram）的失真分析、误差矢量幅度（EVM）的计算及其与接收灵敏度的关系。 6.2 天线与信道特性测试： 介绍使用网络分析仪（VNA）进行S参数（散射参数）测量，以评估匹配网络、滤波器和功放的性能。讲解近场探头和暗室环境在测试耦合与隔离度中的作用。 6.3 功率放大器（PA）的线性化测试： 探讨失真与效率之间的权衡。介绍基于CCDF（互补累积分布函数）的峰均功率比（PAPR）分析，以及如何利用数字预失真（DPD）技术来改善PA的频谱回退性能。 --- 结语：面向未来：智能诊断与自适应测试 本书的最后，将展望电子测量技术的未来发展方向，包括基于机器学习的异常信号自动识别、远程诊断工具的可靠性提升，以及对量子传感技术在电磁场测量中的潜力探索。本书提供的不仅是操作手册，更是一种系统性、前瞻性的工程思维模式。
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