第十五讲 电平测量与失真度的测量.pptVIP

第十五讲 电平测量与失真度的测量 1.电平的测量 2.失真度的测量 3.幅频特性 15.1. 电平测量（电压或功率比值的对数） １）分贝测量 分贝(10分贝=1贝尔) 声学中，分贝是表示音量强弱的一个单位。 通信系统中，也常用分贝表示电平或功率。 当用分贝表示功率时，定义为： 当用分贝表示电压时， 由功率与电压的关系： 和 当R1=R2时，有 15.1电平测量（电压或功率比值的对数） 分贝 可见，分贝是一个用对数表示的相对量值（记作dB），如果相对于一个确定的参考基准量，此时的分贝值则表示了一个绝对电平。 若P2= P0（基准量），并取P0=1mW； P1=被测功率，用Px表示，其分贝值用dBm表示（下标m指示以mW为单位表示被测功率绝对值）。 则功率电平（LP）： 显然，当Px=P0=1mW为0dBm时，若Px1mW，分贝值为正，若Px1mW，分贝值为负。 15.1电平测量（电压或功率比值的对数） 分贝 电压电平：以600Ω电阻上吸收P0=1mW的基准功率时电压的有效值为参考基准量V0。 由于 因此，取基准量V0=0.775V，其分贝值用dB或dBV表示（下标V指示以V为单位表示被测电压绝对值）。 对于任意被测电压Vx，其电压电平定义为 和 之间可换算或查表。 15.1电平的测量（电压或功率比值的对数） 音量单位（VU):0电平（0UV定义为600Ω电阻上吸收1mW的功率。600Ω上吸收功率为PX ，则 VU=10lg(Px/1mW) 15.1电平的测量（电压或功率比值的对数） 2）电压和电平的关系 电平的测量实际上是电压的测量。 电压表可作为测量电压电平的电平表。 电平表和 交流电压表上dB刻度线都是按绝对电压电平刻度的， 注意：电平刻度是以在600Ω电阻上消耗1mW功率为0分贝计算的，0dB=0.775V 3）分贝的测量方法和刻度 15.2失真度的测量 电路理论告诉我们， 一个单一频率的信号（正弦波）通过非线性系统将产生失真。对放大器等电路而言，输出与输入不是完全的线性关系，当输入正弦信号时，输出将有一定的波形畸变成为非正弦波，即出现非线性失真。由于晶体管是非线性元件，则电子电路中信号的非线性失真是不可避免的，只能降低到一定程度。 15.2失真度的测量 式中：U1为基波的有效值； Un为谐波的有效值(n=2,3……∞）。 有关资料指出，人对话音可觉察出（3～5）%的失真度，而对音乐可敏感0.7%左右的失真度。目前失真度测量可达0.01%。 实际中，总的电压有效值比基波分量有效值易于测量，则失真度测量仪给出的失真度为： 15.2 测量方法 非线性失真的测量方法较多，主要是下述三个方面： 1.基波抑制法（单音法），对被测试系统输入单一的音频正弦信号，通过基波抑制网络来实现失真度测量； 2.交互调制法（双音法），对被测试系统输入两个正弦信号，然后测量交调失真度。因为这样将有二信号的各谐波和交叉调制部分，较接近实际情况； 3.白噪声法，这是更新的测量方法，因为它更接近实际情况。 对于应用较多的基波抑制法，其原理见图8-1 所示。基波抑制网络就是一个带阻滤波器，将基波电压分量滤掉。 15.3 失真度测量仪器举例 BS-1型失真度测量仪，是典型的基波抑制法测失真度，其结构如图15-2所示。 测量时，首先K 1置“1”位，分压器置100%（即1V）位，此时相当于交流有效值电压表，测出被测电压总的有效值。其次将K 1置“2”位（面板上标为“校准” ），调校准电 位器Rw使指针在1V档满刻度（即100%）处，即包含基波时校准在100%。然后将K1置“3”位（面板上标为“失真度”），衰减器和校准电位器均保持不变，调基波抑制网络（RC文氏电桥滤波电路）的参数，使基波被滤掉，同时减小分压器档级使电压表指示值达最小，则指示值即为各次谐波总的有效值（是百分数）。那么，由分压器的刻度及表的示值得被测的失真度（百分数）。例如，分压器在3mV档（最大为0.3%），表的示值为2mV，则失真度为0.2% . 当K 1在“1”位时，可做交流有效值电压表用，可测1MHz以下1mV～300V的电压。 * Copyright ? 2003 Fair Isaac Corporation. All rights reserved. 图15-1 基波抑制法的原理框图 K置于1位置时，测出所有分量的总有效值，即： K 置于2位置时，调基波抑制网络参数使基波被滤掉，则测出谐波部分的总有效值，即： 被测的失真度为： 图15-2