皮秒级脉冲波形参数国家基准不确定度的研究

论文摘要

本文详细研究了基于NTN 校准技术的脉冲波形参数国家基准的不确定度。其主要内容为:影响测量量kick-out 脉冲显示（响应）波形的不确定度因素分析,主要不确定度分量的测量和计算方法,数据处理算法的不确定度传递过程和不确定度合成评定结果。分为以下几部分进行叙述。首先,对影响测量量kick-out 脉冲显示（响应）波形的不确定度因素进行了详尽的研究。确定了主要不确定度分量:测量重复性、连接的重复性、NTN 校准技术的有效性、NTN 校准技术的测量重复性、时基抖动、转接头（同轴适配器）影响和时基漂移等。在此基础上进行各分量的测量和计算。其次,根据计算单台取样示波器脉冲过渡时间和带宽的数据处理步骤和算法,研究傅里叶变换、反傅里叶变换、去抖动滤波、反卷积滤波、正负波形相减除2、除法运算、开方运算,以及计算脉冲过渡时间的直方图运算和计算-3dB 带宽的线性内插运算等算法,对不确定度分量传递过程进行了详细的分析。最后,依据ISO 指南,对单台取样示波器脉冲过渡时间和带宽的不确定度进行了评定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国际研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题来源及意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 课题意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 脉冲波形参数和不确定度概述
• 2.1 脉冲波形参数简介
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 相关脉冲波形参数的定义
• 2.1.3 脉冲波形参数的应用
• 2.2 不确定度简介
• 2.2.1 不确定度的由来
• 2.2.2 ISO 指南概述
• 2.2.3 不确定度的相关术语
• 2.2.4 不确定度的评定步骤
• 2.3 小结
• 第3章 取样示波器工作原理及NTN 校准技术概述
• 3.1 取样示波器
• 3.1.1 取样示波器工作原理
• 3.1.2 取样示波器校准的任务
• 3.2 NTN 校准技术概述
• 3.2.1 Nose-to-nose 校准技术理论基础
• 3.2.2 NTN 校准技术的优点
• 3.3 小结
• 第4章 kick-out 脉冲显示波形不确定度分析
• 4.1 影响测量量不确定度的可能因素
• 4.1.1 测量重复性
• 4.1.2 连接的重复性
• 4.1.3 NTN 校准技术的有效性
• 4.1.4 NTN 校准技术的测量重复性
• 4.1.5 时基抖动的影响
• 4.1.6 转接头（同轴适配器）的影响
• 4.1.7 时基漂移
• 4.1.8 信号源偏置电压Offset 变化的影响
• 4.1.9 垂直灵敏度变化的影响
• 4.1.10 平均次数的影响
• 4.1.11 温度变化的影响
• 4.2 kick-out 脉冲显示波形的不确定度分析
• 4.2.1 测量重复性引入的不确定度
• 4.2.2 连接的重复性引入的不确定度
• 4.2.3 NTN 校准技术的有效性引入的不确定度
• 4.2.4 NTN 校准技术的测量重复性引入的不确定度
• 4.2.5 时基抖动引入的不确定度
• 4.2.6 转接头（同轴适配器）引入的不确定度
• 4.2.7 时基漂移引入的不确定度
• 4.3 小结
• 第5章 数据处理算法引入的不确定度传递方法
• 5.1 数据处理算法流程概述
• 5.2 不确定度经数据处理算法的传递
• 5.2.1 不确定度经FFT 算法的传递
• 5.2.2 不确定度经IFFT 算法的传递
• 5.2.3 正负波形相减除2 的不确定度传递
• 5.2.4 不确定度经乘、除法的传递
• 5.2.5 不确定度经开方的传递
• 5.2.6 直方图法计算脉冲过渡时间的不确定度传递
• 5.2.7 线性内插算法计算带宽的不确定度传递
• 5.3 小结
• 第6章 脉冲过渡时间和带宽不确定度的评定结果
• 6.1 不确定度实验基本情况
• 6.1.1 不确定度实验列表
• 6.1.2 不确定度实验设备
• 6.1.3 不确定度实验连接
• 6.2 不确定度评定结果
• 6.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文与专利
• 致谢