《电压测量》ppt课件

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1、第7章．电压测量7.1电压测量概述7.2模拟式直流电压表7.3交流电压的表征和测量方法7.4低频交流电压测量7.5高频交流电压测量7.6脉冲电压测量7.7电压的数字式测量7．3交流电压的表征和测量方法7．3．1表征交流电压的基本参量函数关系式:表达大小随时间的变化规律。峰值、幅值、平均值、有效值、波峰因数和波形因数。1、峰值以零电平为参考的最大电压幅值（用Vp表示）。注：以直流分量为参考的最大电压幅值则称为振幅，（通常用Um表示）。7．3．1表征交流电压的基本参量2、平均值（均值）数学上定义为：

2、相当于交流电压u(t)的直流分量。交流电压测量中，平均值通常指经过全波或半波整流后的波形（一般若无特指，均为全波整流）：对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T7．3．1表征交流电压的基本参量3、有效值定义：交流电压u(t)在一个周期T内，通过某纯电阻负载R所产生的热量，与一个直流电压V在同一负载上产生的热量相等时，则该直流电压V的数值就表示了交流电压u(t)的有效值。表达式：直流电压V在T内电阻R上产生的热量Q_=I2RT=交流电压u(t)在T内电阻R上产生的热量Q~=

3、由Q_=Q~得，有效值7．3．1表征交流电压的基本参量3、有效值意义：有效值在数学上即为均方根值。有效值反映了交流电压的功率，是表征交流电压的重要参量。对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T波峰因数和波形因数波峰因数定义：峰值与有效值的比值，用Kp表示，7．3．1表征交流电压的基本参量4、波峰因数和波形因数对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω=2π/T波形因数定义：有效值与平均值的比值，用KF表示，对理想的正弦交流电压u(t)=Vpsin(ωt)，若ω

4、=2π/T7．3．1表征交流电压的基本参量4、波峰因数和波形因数常见波形的波峰因数和波形因数可查表得到：如正弦波：Kp=1.41，KF=1.11；方波：Kp=1，KF=1；三角波：Kp=1.73，KF=1.15；锯齿波：Kp=1.73，KF=1.15；脉冲波：Kp=，KF=，为脉冲宽度，T为周期白噪声：Kp=3（较大），KF=1.25。4、波峰因数和波形因数4、波峰因数和波形因数7．3．2交流电压的测量方法1、模拟电压表组成方案检波器是实现交流电压测量（AC-DC变换）的核心部件，同时，为了测量

5、小信号电压，放大器也是电压表中不可缺少的部件，因此，组成方案有两种类型：一种是先检波后放大，称为检波-放大式；一种是先放大后检波，称为放大-检波式。平均值检波法、峰值检波法、有效值检波法热电变换法模拟电压表的两个重要指标：带宽和灵敏度(分辨力)。2、模拟交流电压表的主要类型1）检波-放大式电压表组成框图1）检波-放大式电压表a.组成框图;b.提高灵敏度措施检波器决定电压表的频率范围、输入阻抗和分辨力。峰值电压表常用这种类型。1）检波-放大式电压表检波器为提高频率范围，采用超高频二极管检波，其频率

6、范围可从直流到几百兆赫，并具有较高的输入阻抗。检波二极管的正向压降限制了其测量小信号电压的能力（即灵敏度限制），同时，检波二极管的反向击穿电压对电压测量的上限有所限制。为减小高频信号在传输过程中的损失，通常将峰值检波器直接设计在探头中。放大器采用桥式直流放大器，它具有较高的增益。直流放大器的零点漂移也将影响电压表的灵敏度。1）检波-放大式电压表放大器为提高灵敏度，采用高增益、低漂移的直流放大器，如斩波稳零式直流放大器，其灵敏度可达几十微伏。——称之为“调制式电压表”，如国产HFJ-8型高频毫伏表

7、，最低量程为3mV，最高工作频率300MHz。主要指标：检波-放大式电压表常称为“高频毫伏表”或“超高频毫伏表”。如国产DA36型超高频毫伏表，频率范围为10kHz～1000MHz，电压范围（不加分压器）1mV～10V。国产HFJ-8型高频毫伏表（调制式），最低量程为3mV，最高工作频率300MHz。7．3．3模拟式交流电压表2）放大-检波式电压表组成框图先放大再检波，因此灵敏度很高。均值电压表常用这种方式。放大器宽带交流放大器决定了电压表的频率范围。一般上限为10MHz。常称为“宽频毫伏表”或

8、“视频毫伏表”。灵敏度受仍受宽带交流放大器内部噪声限制。为了减小直流放大器的零点漂移对测量结果的影响，可采用调制式放大器替代一般的直流放大器。这种方式仍属于检波-放大式。3)调制式图　调制式电压表框图4）外差式选频电平表原理外差式接收原理。特点大大提高灵敏度（可达-120dB，相当于0.775μV）。——常称为“高频微伏表”。如DW-1型，频率范围为100kHz～300MHz，最小量程15μV。应用小信号电压的测量以及从噪声中测量有用信号。放大器谐波失真的测量、滤波器衰耗特性测量及通信传输系统