【正文】 大器由兩級(jí)組成，一級(jí)是 A，另一級(jí)是由 T、 T組成的串聯(lián)負(fù)反饋放大器，其頻帶范 圍寬。 （ 56） 圖 52 均值檢波電路 式中 R是微安表的等效電阻。 Up 、 U值 交流電壓的峰值，指一周內(nèi)能達(dá)到的最大值。 嚴(yán)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(gè)儀器中占有重要地位，因而人們往往對(duì)它叫 著數(shù)字電壓表。對(duì)交流高電壓，通過互感 器等亦可用電工儀表進(jìn)行測(cè)量。 。 。電子電路信號(hào)的頻率往往是從直流到上 GHz范圍內(nèi)變化。電子測(cè)量原理 第 1頁(yè) 第 5章 電壓測(cè)量 概述 交流電壓測(cè)量 噪聲電壓測(cè)量 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 電子測(cè)量原理 第 2頁(yè) 概述 電壓測(cè)量的重要性 電壓測(cè)量是非常重要的測(cè)量。 。以滿足測(cè)量從 nV級(jí)到 上 MV級(jí)的要求。一般來(lái)說，測(cè)量都是在充滿 各種干擾的條件下進(jìn)行的。 電子測(cè)量原理 第 7頁(yè) 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(cè)量中廣為應(yīng) 用。 電子測(cè)量原理 第 9頁(yè) 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(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并用十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)電壓 值。它以零 電位（時(shí)間軸）為參考。 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。檢波電路由 D、 D、 R、 R組成，指示表頭是磁電系 微安表。分析可知，誤差 隨諧波初相角周期性變化， 0176。能實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu) 的，常采用“峰值電壓表”。但 R上疊加有交流電壓，增加了額外的交流 通路。 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(cè)量原理 第 25頁(yè) 和均值電壓表一樣，峰值電壓表也是按正弦有效值刻 度。頻率太高時(shí) 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(cè)正弦波電壓時(shí)，示值即為測(cè)量結(jié)果。 電容 C放電時(shí)的電荷： 電路平衡時(shí) Q1=Q2，則： （ 59） 從而理論誤差為： （ 510） 式中為占空比。 電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)， C3值大，且因 T3源極輸出器的輸入阻抗很高，則 C3的放電很慢（ C2的放電也慢 ）。 電子測(cè)量原理 第 33頁(yè) 交流高電壓的測(cè)試 交流高壓一般都要經(jīng)過降壓后再進(jìn)行測(cè)量。 電子測(cè)量原理 第 35頁(yè) 對(duì)于噪聲，是用分貝來(lái)衡量。 用均值表測(cè)量時(shí)，應(yīng)利用衰減器（量程開關(guān)）適當(dāng)將 被測(cè)信號(hào)衰減，使指針在標(biāo)尺刻度的一半為宜。 電子測(cè)量原理 第 40頁(yè) 有效值電壓表具有無(wú)波 形誤差的優(yōu)點(diǎn)，但刻度是非 線性的。實(shí)際中，平方律關(guān)系不利于刻度和讀 數(shù)，誤差大，須采取措施使表頭刻度線性。 ∫ √uxux2 t AUx 模 擬 乘 法 器積 分 開 方放 大電子測(cè)量原理 第 45頁(yè) 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 概述 數(shù)字電壓表（ DVM）是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起 來(lái)的精確、靈活多用的電子儀器。關(guān)鍵是如何把隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量變換為數(shù)字量 ，即“模 ——數(shù)”變換器（ A/D變換器）。 數(shù)字電壓表的原理結(jié)構(gòu)，可用圖 513來(lái)概括，可見由模擬電路、數(shù)字邏輯電路和顯示電路三部分組成，但核心是 A/D轉(zhuǎn)換器。設(shè)被測(cè)電壓 U=5V，其逐次比較的 步驟如下： 下雙穩(wěn) 1翻 轉(zhuǎn)，放出 Us=8V與 U比較， ΔU=580，雙穩(wěn) 1翻回原 態(tài)， 8V電壓去掉，輸出“ 0” 送寄存器。隨著電子技 術(shù)的日新月異，已廣為采 用集成的逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器，其原理見圖 516 所示。原理電路見圖 517所示。積分電 壓： （ 520） 當(dāng) t=t時(shí)： 即： （ 521） 電子測(cè)量原理 第 57頁(yè) 由式（ 519）、（ 521）得： （ 522） 需要注意的是，兩次積分過程中，采樣階段是定時(shí)積 分，即 T不變。對(duì)于后 者，因是同一時(shí)鐘脈沖決定的，則對(duì)時(shí)鐘源的頻率準(zhǔn)確度 不要求，但對(duì)短期穩(wěn)定度則要求要高。 電子測(cè)量原理 第 60頁(yè) V/F積分型 DVM V/F轉(zhuǎn)換過程也是不斷進(jìn)行積分過程，因而 V/F式 DVM 也具有抑制串模干擾的能力。因設(shè)計(jì)時(shí)保證 I=（ U/R） IR，則在 to期間積分器反向充 電，使 Uint線性上升。因此， V/F轉(zhuǎn)換器應(yīng)用廣泛。 圖 520示出了脈寬調(diào)制的波形，（ a）圖為積分器輸入 信號(hào)波形，（ b）圖是合成輸入波形，（ c）圖是積分器輸 出信號(hào)波形，（ d）圖為比較器輸出波形。由于積分器與零 比較器均在負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，因而對(duì)二者的要求可以低 一些，這一點(diǎn)比雙斜積分式為佳。第二種情況，基本量程為 2， 4位最大顯示數(shù) V，無(wú)超量程能力。當(dāng)取采樣時(shí)間為干擾信號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)，串 模干擾抑制相當(dāng)好。 電子測(cè)量原理 第 73頁(yè) 其他 數(shù)字電壓表除功能為手動(dòng)外，已發(fā)展為具有自動(dòng)調(diào)零 、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換和小數(shù)點(diǎn)自動(dòng)定位等自動(dòng)功能，使電壓的 數(shù)字測(cè)量具有更強(qiáng)的生命力。 分辨力指 DVM能顯示的 U的最小變化值，即顯示器末 位跳一個(gè)字所需的最小輸入電壓值。這里，我們要特別指出的是，盡管介紹的 DVM都是以測(cè) 直流電壓 U來(lái)講原理的，對(duì)于交流電壓 u，只需要加一個(gè)電 子電壓表中介紹的檢波器將交流轉(zhuǎn)換成直流即可。可見，被測(cè)電壓 U與 正、負(fù)基準(zhǔn)電壓接入時(shí)間之差（ T T）成正比， U不同， T 分割成的 T、 T也不同，其差值也就不同，從而實(shí)現(xiàn)了 V/T 轉(zhuǎn)換。 電子測(cè)量原理 第 65頁(yè) 脈寬調(diào)制式 DVM 脈寬調(diào)制式將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成與其成比例的脈沖寬度的 差，是一種優(yōu)良的 V/T轉(zhuǎn)換式裝置，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。如此反復(fù)，振蕩 不止。 V/F式 A/D轉(zhuǎn)換的突出優(yōu)點(diǎn)是可以輸出與被 測(cè)模擬信號(hào)成正比的頻率信號(hào)，便于遠(yuǎn)距離傳送，所以不 僅在數(shù)字電壓表中，而且在遙測(cè)、遙控及其它工業(yè)自動(dòng)控 制技術(shù)中都被廣泛應(yīng)用。雙斜積分的本質(zhì)是平均值轉(zhuǎn)換 ，對(duì)幅值對(duì)稱的交流串模干擾有很強(qiáng)的抑制能力。比較階段是定值積分，即 Us不變，由 式（ 520）知，積分斜率不變。在準(zhǔn)備階段（ to～ t），邏輯 控制電路使電子開關(guān)的 K閉合，積分器輸出為零（ C的放 電電路在圖 517中未畫出）。這種集成件，在成本、準(zhǔn)確度及速度等三方面都較好，因而得到廣泛應(yīng)用。 4，使其翻轉(zhuǎn)，放出 Us=1V，與 原存的 4V相加，得到 5V電壓與 U比較，其 ΔU=0， 1V保存 ，并將“ 1”送寄存器。 圖 514逐次比較型 DVM的原理框圖 基準(zhǔn)源作為砝碼電壓 Us的機(jī)內(nèi)參考電壓源， D/A轉(zhuǎn)換 輸 入電 路數(shù) 碼寄 存時(shí) 鐘脈 沖譯 碼顯 示程 序控 制D / A轉(zhuǎn) 換比 較uxu s基 準(zhǔn) 源電子測(cè)量原理 第 49頁(yè) 器將寄存器送來(lái)的二進(jìn)制碼在基準(zhǔn)作用下產(chǎn)生步進(jìn)砝碼電 壓 Us，其步進(jìn)值為 8，即砝碼電壓按 8421碼給 出。因此，根據(jù) A/D的工作 原理可分類為： A/D轉(zhuǎn)