【文章內(nèi)容簡介】 C2充電快； C2被充電到一 定程度后，又對(duì) 3C充電。 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 ）?？梢?，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。 電子測(cè)量原理 第 31頁 3．高壓脈沖等的測(cè)量 對(duì)于上萬伏以上的高壓脈沖和操作過電壓等快速變化 沖擊電壓以及瞬態(tài)過程、電磁干擾等引起的尖脈沖等，可 先經(jīng)過電容分壓或 RC分壓 后，再用峰值電壓表或示波 器等來進(jìn)行測(cè)量，但需要經(jīng) 過換算，誤差也較大。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。 圖 58 充放電法測(cè)高壓脈沖幅度 電子測(cè)量原理 第 32頁 圖中 R為限流電阻，與高壓硅堆 D配合使用，通常為幾 百歐。 R、 D、 C組成串聯(lián)式峰值檢波器。 R取決于被測(cè)脈 沖的幅值，可取幾十到幾百兆歐，以與微安表配合。 R為 幾百歐至一千歐的標(biāo)準(zhǔn)電阻，以取出毫伏級(jí)脈沖電壓，通 過開關(guān) K送數(shù)字電壓表（ DVM）進(jìn)行顯示。 電子測(cè)量原理 第 33頁 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。降壓的方 法較多，一是電阻分壓，但具有相位誤差和幅值誤差，因 而很少用；二是電容分壓，不存在相位誤差，僅存在幅值 誤差，因而常用；三是采用電壓互感器來降壓，這是用得 很廣的一種方法。 此外，可用靜電系電壓表來測(cè)交流高壓，可達(dá)幾百千 伏，而頻率可達(dá) 1MHz，其儀表的等級(jí)在 ～ 。 電子測(cè)量原理 第 34頁 噪聲電壓測(cè)量 在電子電路中，噪聲主要是各種元器件（晶體管、電 阻等）內(nèi)部帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則所造成的現(xiàn)象。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。而電流通 過晶體管 PN結(jié)時(shí)，因電荷運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)而產(chǎn)生的晶體管噪 聲，稱為散粒噪聲。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。噪聲的存在，嚴(yán)重影響系統(tǒng)傳輸微弱信號(hào)的能力， 因而對(duì)噪聲電壓的測(cè)量也是十分有意義的。 電子測(cè)量原理 第 35頁 對(duì)于噪聲，是用分貝來衡量。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）。下 面我們介紹噪聲電壓的常用兩種測(cè)量方法。 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。白噪聲電壓瞬時(shí)值的分布規(guī)律符合正態(tài)分 布，其概率密度函數(shù)為高斯型： （ 511） 式中： u 為噪聲電壓， 是標(biāo)準(zhǔn)差。 用式（ 511）可以求出白噪聲電壓的波形因數(shù) Kf，從 而用均值電壓表進(jìn)行測(cè)量。表 51中已給出白噪聲的 Kf=，按用均值電壓表測(cè)非正弦電壓的波形換算方法 ，可得： 電子測(cè)量原理 第 37頁 （ 512） 式中 U為測(cè)量時(shí)均值表的示值。 若用表分貝刻度測(cè)量，則應(yīng)在分貝指示值上加 可（ 因?yàn)閷?duì) U按分貝計(jì)算有 ）。 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。因?yàn)樵肼? 隨機(jī)的峰值可能在某時(shí)刻太高，超過放大器的動(dòng)態(tài)范圍而 被削波，影響準(zhǔn)確度。此外，就是均值表的頻帶應(yīng)比被測(cè) 噪聲的頻帶要寬，以減小測(cè)量誤差。 電子測(cè)量原理 第 38頁 用有效值電壓表測(cè)量 有效值電壓表能測(cè)任意波形電壓而不存在波形誤差， 因而被用來測(cè)正弦及非正弦波電壓，如噪聲電壓的測(cè)量、 非線性失真度測(cè)量中諧波電壓的測(cè)量等。所以，有效值電 壓測(cè)量十分重要。 有效值電壓表主要有下述三種原理： 均值檢波的原理見圖 59所示。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）。當(dāng)設(shè) U為正弦電壓時(shí)，二極 管有： 電子測(cè)量原理 第 39頁 則： 因正弦一周內(nèi)的平均值為零，則： （ 513） 式中的第一項(xiàng)叫起始電流（靜態(tài)工作電流），在電路上是可以抵消的，則送到直流電流表的電流為： （ 514） 從而實(shí)現(xiàn)了有效值檢波（非正弦按付氏級(jí)數(shù)分解后有 同樣的結(jié)果）。 電子測(cè)量原理 第 40頁 有效值電壓表具有無波 形誤差的優(yōu)點(diǎn)，但刻度是非 線性的。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。如 DY2型有 效值電壓表就是如此。 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。 AB是加 熱絲， M為熱電偶，它由兩種不同的導(dǎo)體組成，其中與 AB 耦合端 C叫熱端，而 D、 E端為冷端。 AB 加熱的溫度正比于被測(cè)電壓 有效值的平方，熱電偶熱端 C溫度高 于冷端 D、 E而產(chǎn)生熱電勢(shì)。此熱電 勢(shì)與溫度成正比，也就是說與被測(cè) 電壓有效值的平方成正比。于是 電路中產(chǎn)生一個(gè)與被測(cè)電壓有效值的平方成正比的電流， 驅(qū)動(dòng)微安表偏轉(zhuǎn)。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。 電子測(cè)量原理 第 42頁 圖 511是利用熱電偶原理制成的 DA24型有效值電壓表的 簡化組成框圖。圖中 M為測(cè)量熱電偶， M是與 M特性相同 的同型號(hào)熱電偶，它作 為平衡熱電偶，實(shí)現(xiàn)表 頭刻度線性化，并提高 熱穩(wěn)定性（溫度影響互 相抵消）。 圖 511 DA24型有效值電壓表原理電路 設(shè)衰減放大后的總傳輸系數(shù)為 1，則 M輸出電勢(shì)為： （ 515） 而 M輸出熱電勢(shì)： 電子測(cè)量原理 第 43頁 放大器增益足夠大時(shí)有： ΔE=ExEf≈0 所以，有 Ex=Ef，將式（ 515）、（ 516）代入得： （ 517） 式（ 517）表明輸出直流電壓 Uo與輸入電壓有效值 U呈線 性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了線性化。 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。熱電偶式有效值 電壓表的缺點(diǎn)是，具有熱慣性，穩(wěn)定后才能讀數(shù)，同時(shí)易 受溫度影響。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。 電子測(cè)量原理 第 44頁 由模擬計(jì)算電路來實(shí)現(xiàn)有效值電壓的測(cè)量，利用計(jì)算 電路直接完成下列運(yùn)算： 圖 512 計(jì)算型有效值電壓表原