【正文】 周期內(nèi)用同一個(gè)積分器 積分兩次 ，將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換成與其成正比的時(shí)間間隔，用 電子測(cè)量原理 第 54頁 在次間隔內(nèi)填充的標(biāo)準(zhǔn)脈沖數(shù)來反映被測(cè)電壓，故叫 V/T變 換型。 第三，由式（ 522）知，被測(cè)結(jié)果取決于兩個(gè)因數(shù)，一 是標(biāo)準(zhǔn)電壓 Us的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，二是比值 T/ T。電路的 工作過程是： 電子測(cè)量原理 第 62頁 當(dāng)積分器的輸出電壓 Uint下降到 EK時(shí)，比較器 A的輸 出 Uo負(fù)跳變，使單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路輸出一個(gè)寬度為 to的正脈 沖，使 K 導(dǎo)通 to時(shí)間，將恒流源 IR與積分器電流相加接通 。節(jié)拍方波電壓 由時(shí)鐘發(fā)生器脈沖經(jīng)分頻得到，為提高抗干擾能力， 其周期為工頻周期的整數(shù)倍；而幅值滿足 Uc| U|+|Ur|，以 保證節(jié)拍方波對(duì)調(diào)寬周期的控制，并使系統(tǒng)穩(wěn)定和比較器 不靈敏區(qū)的影響大大減小。 電子測(cè)量原理 第 71頁 所謂位，有兩種含義：第一種情況，表示具有超量程 能力，如基本量程 10V， 4位 DVM最大顯示 ，而 4位 最大顯示 （首位只顯示 0或 1），后者就具有超量程 能力。 在大型綜合測(cè)試系統(tǒng)中，目前都采用計(jì)算機(jī)為核心構(gòu) 成自動(dòng)化、智能化測(cè)量。下面介 紹與模擬電子電壓表不同的主要工作特性。 圖 519 脈寬調(diào)制式 DVM的原理框圖 電子測(cè)量原理 第 66頁 積分器輸入有被測(cè) U、基準(zhǔn) 177。 V/F式 A/D轉(zhuǎn)換通常有定時(shí)間復(fù)原型、定電荷復(fù)原型和 電壓反饋型等三類。當(dāng) U小就有 U也小，從 U積 到零所需的時(shí)間 T也就小。 脈 沖分 配 器保 持 寄存 器D / A 轉(zhuǎn) 換 器+比 較 器AU oU x時(shí) 鐘 脈 沖123L S Bn? ?…? ?12 3n電子測(cè)量原理 第 53頁 V/T積分型 DVM 由于 DVM的靈敏度極高（一般可達(dá) 1μV，高的可達(dá) 1nV），同時(shí)準(zhǔn)確度又高（直流可達(dá) 106量級(jí)）， 則干擾 對(duì)準(zhǔn)確度影響突出。 工作原理是這樣的：在程序控制下，先將最高位碼的 電壓 Us與 U進(jìn)行比較，若 ΔU=UUs≥0，則寄存器中的“ 1” 保留；若 ΔU0,則寄存器的“ 1”舍棄（變?yōu)椤?0”），同時(shí)此 位碼壓 Us也取消。 盡管數(shù)字電壓表從上世紀(jì)五十年代初問世來時(shí)間不長(zhǎng) ，由于電子技術(shù)的發(fā)展，至今已全部集成化或智能化。 圖 59 均值檢波原理 電子測(cè)量原理 第 41頁 熱電偶式有效值電壓表的原理見圖 510所示。 電子測(cè)量原理 第 36頁 用均值電壓表測(cè)量 噪聲電壓信號(hào)是一種隨機(jī)的，波形是非周期的，變化 是無規(guī)律的。此 外，還可以通過充放電法用 數(shù)字電壓表來測(cè)量，其原理 電路如圖 58所示。那 么，換算的方法是：先將測(cè)量時(shí)的示值乘 倍，得到被測(cè) 電壓的峰值后，再按被測(cè)電壓的 Kf、 Kp值來求其平均值和 電子測(cè)量原理 第 27頁 有效值。國產(chǎn) DYC5型高頻電 電子測(cè)量原理 第 24頁 壓表就是典型的峰值電壓表。 除了波形誤差外，還有直流微安表本身的誤差（等級(jí) 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。在理想情況下，流過微安表表頭的電流為： 電子測(cè)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(yīng)。利用示波器測(cè) 量電壓的基本方法，在波形測(cè)試技術(shù)一章已介紹，故不再 重述。 此外，還應(yīng)要求高的測(cè)量速度和高的自動(dòng)化程度，以實(shí) 現(xiàn)智能測(cè)試和自動(dòng)測(cè)試。電子電路中除正弦波外，大量的是非 正弦波，同時(shí)交直并存，甚至串入噪聲干擾。在應(yīng)用上，有工頻電壓和電子電路電 壓。 電子測(cè)量原理 第 5頁 。同時(shí)， 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。正弦波及常見非正弦波電 壓的 Kf、 K p值，可見表 51所示。 不難理解，用均值電壓表測(cè)非正弦電壓（如三角波、 方波等電壓）時(shí)，其示值不具有直接的物理意義，也就是 存在波形誤差。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(shí)，只有 時(shí) D 才導(dǎo)通，電 容 C被充電；而 時(shí)， D截止， C 向 R放電。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。 T1是射隨電 路，以提高儀器輸入電阻。對(duì)于內(nèi) 部微粒不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，叫熱噪聲。所以，有效值電 壓測(cè)量十分重要。 由于 M與 M同型號(hào)，輸出又是反極性串聯(lián)，則環(huán)境溫度 對(duì)它們的影響互相抵消，提高熱穩(wěn)定性。 A/D轉(zhuǎn)換器，是一種間接轉(zhuǎn)換式。 以上是一位數(shù)的逐次比較，對(duì)于多位數(shù)的比較，從最 高位到最低位逐位比較，每一位都需要比較四次。當(dāng)計(jì)數(shù)滿預(yù)先給定的 N時(shí)（即定時(shí)積分 T= NT（ T為時(shí)鐘周期）時(shí)），邏輯控制 電路使電子開關(guān) K斷開，第一次積分（正向積分）結(jié)束。而共模干擾，因模擬電路和數(shù)字電路間 易于隔離，并可采用雙層屏蔽、浮地技術(shù)，易于提高抗共 模干擾能力。由于復(fù)位電路采用了恒流源 IR和單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路， 使放電電荷為定量（ IR to），且與輸入電壓大小無關(guān)，因 此可使轉(zhuǎn)換的非線性誤差小于 %。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 72頁 他指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量次數(shù)，或完成一次測(cè)量 過程所需的時(shí)間。 積分型 DVM抗串模干擾能力較強(qiáng)，適當(dāng)延長(zhǎng)采樣時(shí)間 可改善抗干擾性能。利用這 種原理構(gòu)成的 DVM有 SD693B 型等。 %，可滿足較高的 A/D轉(zhuǎn)換精度。此類集成片，比逐次比較型集成簡(jiǎn)單，成本也低 ，故而廣為應(yīng)用。積分器 開始反向積分，主門仍開啟，計(jì)數(shù)器重新對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，直 到反向積分輸出為零。這種儀器的準(zhǔn)確度由基準(zhǔn) 電子測(cè)量原理 第 52頁 電壓、 D/A轉(zhuǎn)換及比較器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度來決定，其轉(zhuǎn) 換時(shí)間與輸入電壓的大小無關(guān)（因逐次比較次數(shù)不因被測(cè) 電壓的大小而變）。“ V/T”式有雙斜積分式、三斜積分式、脈 寬調(diào)制式等，“ V/F”式有 脈沖反饋式和電壓反饋式等。同時(shí)，高頻時(shí)因分布參數(shù)及加熱絲趨膚效應(yīng) 的影響，易產(chǎn)生誤差。直流 Eo 是用來建立工 作點(diǎn) Q，使 D工作在伏安特性的“平方律”部分，同時(shí)使 D工 作在甲類（一周內(nèi)均導(dǎo)通）。這兩種噪聲在線性頻率范圍內(nèi)其能量 分布是均勻的，而對(duì)于頻率能量分布均勻的噪聲，叫著白 噪聲。 D D C C3為檢波電路， 其中 C2 C3， C3作放電電 容。 另一種誤差是頻率誤差。 電子測(cè)量原理 第 23頁 （ b）圖是并聯(lián)式峰值檢波，原理同串聯(lián)式，只是 R上的電 壓極性相反。當(dāng)用均值電壓表測(cè)失真的正弦波電壓時(shí)，其誤差不僅 取決于各次諧波的幅度，還取決于各次諧波的相位。平均值電壓表由平均值檢波而得名。 可見，無論那種類型的電子電壓表都具有由交流轉(zhuǎn)換 為直流的過程，包括“調(diào)制式”電子電壓表也不例外。目前模擬電壓表的輸入阻抗在 MΩ級(jí)，數(shù)字電壓表的 輸入阻抗達(dá) GΩ級(jí)，甚至可達(dá)數(shù)千 GΩ。而后者，卻具有更多的特點(diǎn)： 。電子電路中的電壓可在 nV級(jí)到 MV級(jí)， 其中微伏級(jí)的電壓是非常多見的。對(duì)于微小電壓的測(cè)量，需要的 靈敏度就高，其干擾的影響就大。作為交流數(shù)字電壓表，還必須有交流 /直流（ AC/DC ）轉(zhuǎn)換過程。實(shí)際中 D、 D常用電阻代替。 或 180176。 （ c）圖實(shí)際是倍壓檢波，是并聯(lián)式與串聯(lián)式的組合，構(gòu)成 “峰 ——峰”值電壓表。當(dāng) 測(cè)非正弦波電壓時(shí)，就必須進(jìn)行波形換算。可見，電路實(shí)現(xiàn)了充電快、放電慢，滿足了測(cè)脈沖電壓的要求。而噪聲電壓，則不采用 分貝衡量，而是用電平的分貝來衡量，主要用在通信系統(tǒng) 測(cè)試中（參見本書第二章關(guān)于電平的分貝測(cè)量問題）。實(shí)際中，二極管只 有起始部分特性是平方律， 范圍小，因而實(shí)際電路采用 分段逼近的方法來得到平方 律特性曲線。它將連續(xù)的模擬量變換 成離散的數(shù)字量，然后進(jìn)行編碼、顯示或打印等。 輸 入 電 路 計(jì) 數(shù) 電 路顯 示電 路A / D 變換 器電子測(cè)量原理 第 48頁 逐次比較型 DVM 逐次比較型 DVM的原理與天平稱重物很相象，它將基 準(zhǔn)電壓分成若干基準(zhǔn)碼，把被測(cè)電壓與可變碼壓進(jìn)行比較