91信号的参数及测量方法911信号电压的测量电压测量是电子电路.PDFVIP

9.1 信号的参数及测量方法 - 电子产品调修常用仪表应用手册 - 中国工具书网络...Page 1 of 19 电子产品调修常用仪表应用手册 第9章 信号的测量及仪表 9.1 信号的参数及测量方法 9.1 信 号的参数及测量方法 9.1.1 信号电压的测量 电压测量是电子电路测量的一个重要内容。在集中参数电路里，电压、电流和功率是表征电 信号能量的三个基本参量。从测量的观点来看，测量的主要参量是电压。因为在标准电阻的 两端若测出电压值，那么就可以通过欧姆定律计算求得电流和功率。很多电子仪器和电子设 备，它们的许多工作特性均可视为电压的派生量，都用电压表作指示装置构成辅助监控设 备。因此，电压测量是其他许多电参量和非电量测量的基础。 用电压表进行电压测量时，要根据被测信号的特点 (如频率的高低、幅度的大小及波形等) 和 被测电路的状态 (如内阻的数值等) 正确选择电压表。模拟式电子电压表是将被测电压通过检 波与放大，产生与被测电压幅度成正比的直流电流，最后由磁电式电表指示出被测电压的大 小。磁电式电表本身就可以做成电压表，但这种电表只能测直流。增加检波环节可以把被测 的交流电压转换为直流电压，然后用磁电式电表测量。这样，虽然可以解决用直流电表测量 交流电的问题，但灵敏度不高，当被测电压的数量级较小时，往往不能使指针偏转，指示不 出被测电压的数值。磁电式电压表的内阻也不够大，当被测元件或系统具有较大阻抗时，电 压表内阻在一定程度上会将被测元件或系统分流，从而破坏电路工作状态，使仪表所指示的 电压不是真实值。磁电式电压表工作频率也不高，如果被测电压的频 较高时，仪表的读数 将比真实值小。因此，一般模拟式电子电压表除了加入检波环节外，还附加阻抗转换、电压 放大等环节，从而实现更宽范围的电压测量。 信号电压的测量要求具有如下特点： (1) 灵敏度高。由于模拟式电子电压表中采用放大电路，把被测的电压进行放大，所以使微弱 的被测电压也能用磁电式电表进行测量，这就提高了灵敏度，可以测量几个微伏数量级的电 压。 (2)输入阻抗大。模拟式电子电压表的输入阻抗可以达到兆欧数量级，当它与被测元件或系统 并联进行测量时，对电路工作状态的影响很小，于是增加了测量结果的真实性。 (3)频率范围宽。它可以测量频 从超低频到几百兆赫的交流信号，而普通的磁电式交流电压 表仅能测量工频电压。 (4)可以测量多种波形的信号。可以测量方波、三角波等非正弦信号的有效值、平均值或峰 值。而普通的磁电式电压表只能测量波形失真小于5%的正弦信号的有效值，当波形失真大于 5%时，将引入很大的误差; 对于各种非正弦波，则根本不能测量。 由于模拟式电子电压表具有这些独特的优点，并且结构简单、造价低廉、使用方便、维护简 单，因此，广泛地被应用于科研、生产和计量测试之中。 9.1.2 模拟式电子电压表 为了满足不同测量对象的要求，模拟式电子电压表分为多种类型。下面介绍几种比较典型的 模拟式电子电压表的基本原理。 1.放大—检波式电压表 放大—检波式电压表是先将被测交流电压经交流放大器放大后，再加到检波器上进行检测， /refbook/PrintDetail.aspx?db=CRFDrecid=R200808578000... 2017/5/17 9.1 信号的参数及测量方法 - 电子产品调修常用仪表应用手册 - 中国工具书网络...Page 2 of 19 最后用直流电流表指示读数。其原理方框图如图9-1所示。 图9-1 放大—检测式电压表原理方框图 这种电压表的交流放大器采用了多级宽频带放大器，从而提高了电压表的灵敏度，可以测量 几微伏到数千伏的交流电压。所以它又称为 “晶体管 (或电子管) 毫伏表”。其频率范围主 要受到放大器频带宽度的限制，一般只能达到几百千赫，通常作为低频电压测量。由交流放 大器来提高灵敏度不存在像直流放大器那样的漂移问题。在放大—检波式电压表中的检波 器，多数采用平均值检波器。由于进入检波器的电压已经放大，故可避免检波器工作在小信 号时检波二极管产生的非线性。 2.检波—放大式电压表 这种电压表是先将被测交流电压检波器检波变换成直流电压，然后加到直流放大器进行直流 放大，再利用直流微安表指示读数。其原理方框图如图9-2所示。 图9-2 检波—放大式电子电压