【正文】 電容 C充電時的電荷： 圖 56 峰值電壓表測脈沖電壓波形 電子測量原理 第 29頁 式中 Ri為被測電源的電阻， R為二極等效導 通電阻。那 么，換算的方法是：先將測量時的示值乘 倍，得到被測 電壓的峰值后，再按被測電壓的 Kf、 Kp值來求其平均值和 電子測量原理 第 27頁 有效值。頻率太低時，式（ 57）中的 第一式 RCTmax 很難滿足而產(chǎn)生誤差，因而下限頻率一 般限制在 20Hz。一是充放電時間常數(shù)的 影響，總有，峰值檢波得峰值只是相對的，存在著理論上 的誤差。如國產(chǎn) HEJ8型超高頻毫伏表就是如此。國產(chǎn) DYC5型高頻電 電子測量原理 第 24頁 壓表就是典型的峰值電壓表。并聯(lián)式的優(yōu)點在于，具有隔直作用，測出的 電壓是的交流部分（當中 含有直流分量時），因而實際 中應用較多。式 （ 57）說明，充電要快，放電要慢。解決辦法用“檢波 ——放大”式，把檢波器置于探頭 內(nèi)，將高頻交流變?yōu)橹绷骱笤俜糯箫@示。 除了波形誤差外，還有直流微安表本身的誤差（等級 決定）、檢波二極管老化或變值以及超過頻率范圍所造成 的誤差等，但主要是波形誤差。因為 相同的諧波次數(shù)，其各次諧波的幅度不同而相位相同，合 電子測量原理 第 19頁 成的波形各不相同；反之，在相同的各次諧波幅度下，若 相位不同，合成的波形也是各不相同的。 電子測量原理 第 17頁 2 0 K 3 K交 流 放 大 器3 D G 8 GX 25 6 02 K1 0 0 μ F1 0 0 μ F1 0 0 μ F2 0 μ F1 K 1 K1 M1 5 K2 A P 1 0X 24 . 7 K4 . 7 K4 . 7 K+ 1 2 v步 進分 壓器AF E T阻抗變換器均 值 檢 波寬 帶 放 大 器R w 1R w 2T 1T 2 圖 53 DA16型均值電壓表的原理電路 電子測量原理 第 18頁 由于驅(qū)動微安表的電流 I正比于被測電壓平均值，同時 正弦電壓有效值具有普遍意義，因此微安表的刻度按正弦 有效值刻度，也就是說將被測電壓的平均值擴大 刻度。放大器由兩級組成，一級是 A，另一級是由 T、 T組成的串聯(lián)負反饋放大器，其頻帶范 圍寬。在理想情況下，流過微安表表頭的電流為： 電子測量原理 第 16頁 式（ 56）表明，流過表頭的電流與輸入電壓的平均值 成正比，即具有平均值響應。 （ 56） 圖 52 均值檢波電路 式中 R是微安表的等效電阻。） 波形因數(shù)是指電壓的有效值與平均值的比值，用 Kf表 示，即： （ 54） 電子測量原理 第 13頁 波峰因數(shù)是指電壓的峰值與有效值的比值，用 Kp來表 示，即： （ 55） 無論任何波形的電壓，只要知道峰值和按式（ 52）、（ 5 3）求出平均值和有效值，便可按式（ 54）、（ 55）求出 對應的波形因數(shù)和波峰因數(shù)值。 Up 、 U值 交流電壓的峰值，指一周內(nèi)能達到的最大值。利用示波器測 量電壓的基本方法，在波形測試技術(shù)一章已介紹，故不再 重述。 嚴格講，數(shù)字電壓表也屬于電子電壓表，但因數(shù)字部 分電路在整個儀器中占有重要地位，因而人們往往對它叫 著數(shù)字電壓表。 電子測量原理 第 8頁 (3)檢波法：通過整流將交流轉(zhuǎn)換成直流制成的電壓 表，據(jù)整流電路的不同可分為均值檢波、峰值檢波、有效 值檢波三種。對交流高電壓，通過互感 器等亦可用電工儀表進行測量。 此外，還應要求高的測量速度和高的自動化程度，以實 現(xiàn)智能測試和自動測試。 。交流電壓測量因受頻率、波形和分布參數(shù) 等的影響，測量準確度不高，一般在 10～ 10。 。電子電路中除正弦波外，大量的是非 正弦波，同時交直并存，甚至串入噪聲干擾。電子電路信號的頻率往往是從直流到上 GHz范圍內(nèi)變化。 電子測量原理 第 3頁 電壓的特點 電壓在性質(zhì)上可分為直流電壓和交流電壓（包括所有 非正弦電壓）兩種。電子測量原理 第 1頁 第 5章 電壓測量 概述 交流電壓測量 噪聲電壓測量 電壓測量的數(shù)字化方法 電子測量原理 第 2頁 概述 電壓測量的重要性 電壓測量是非常重要的測量。在應用上，有工頻電壓和電子電路電 壓。 。 ，有的達兆歐級。以滿足測量從 nV級到 上 MV級的要求。 電子測量原理 第 5頁 。一般來說，測量都是在充滿 各種干擾的條件下進行的。 電子測量原理 第 6頁 電壓測量方法 電壓的測量方法很多，要根據(jù)被測電壓的不同和測量 的具體要求及客觀條件的限制，合理選擇測量方法。 電子測量原理 第 7頁 電子電壓表是利用電子技術(shù)制成的，屬于電子儀器 類，是模擬式電壓表，在電子電路交流電壓測量中廣為應 用。同時， 據(jù)整流電路的不同可分為均值檢波、 峰值檢波、有效值檢波三種。 電子測量原理 第 9頁 數(shù)字電壓表首先將模擬量通過模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換為數(shù) 字量，然后用計數(shù)器計數(shù)，并用十進制數(shù)字顯示被測電壓 值。 電子測量原理 第 10頁 電壓測量中的誤差問題 電壓測量是一種接觸性測量，除儀器儀表誤差外，由于負 載效應必然要產(chǎn)生方法誤差。它以零 電位（時間軸）為參考。正弦波及常見非正弦波電 壓的 Kf、 K p值，可見表 51所示。 檢波就是整流的意思，有半波和全波整流兩種，通常采用二極管全波（即橋式）整流電路，如圖 52所示。 以均值檢波構(gòu)成的電壓表，一般是“放大 ——檢波”式 結(jié)構(gòu)，例如 DA16型均值電壓表（圖 53 所示）。檢波電路由 D、 D、 R、 R組成，指示表頭是磁電系 微安表。 不難理解，用均值電壓表測非正弦電壓（如三角波、 方波等電壓）時，其示值不具有直接的物理意義，也就是 存在波形誤差。分析可知，誤差 隨諧波初相角周期性變化， 0176。 均值電壓表測非正弦波電壓時產(chǎn)生的波形誤差，通過 波形換算來消除。能實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu) 的，常采用“峰值電壓表”。這樣，電容的端壓平 均值近似為峰值電壓，即： 電路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，只有 時 D 才導通，電 容 C被充電；而 時， D截止， C 向 R放電。但 R上疊加有交流電壓，增加了額外的交流 通路。其檢波電路是采用并聯(lián)式峰 值檢波，高頻二極管置于探極中，上限頻率可達 300MHz 。 圖 55 DYC5型高頻電壓表的原理框圖 峰 值檢 波直 流放 大衰 減u i電子測量原理 第 25頁 和均值電壓表一樣，峰值電壓表也是按正弦有效值刻 度。分析可得： （ 58） 可見， R越大，誤差越小，這也正是采用“檢波 ——放 大”式的原因。頻率太高時 RC Tmin難以滿足，而且還 受二極管高頻參數(shù)和其它分布參數(shù)的影響，從而產(chǎn)生誤差 . 峰值電壓表測正弦波電壓時，示值即為測量結(jié)果。 例如，用峰值電壓表測量方波電壓，得電壓表的測量 示值為 5 V，則按峰值電壓表測非正弦波電壓的波形換算 方法得被測方波電壓的峰值為： (V) 因方波的 Kp=1，則被測方波電壓有效值為： (V) 電子測量原理 第 28頁 脈沖電壓測量 脈沖電壓的特點在于，脈沖周期與脈沖寬度的比（也 就是占空比）很大。 電容 C放電時的電荷： 電路平衡時 Q1=Q2，則： （ 59） 從而理論誤差為：