常用电子仪器第六章测量.pptx
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1、常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用1学习目的:学习目的:1、掌握对信号直流、交流成分的测量方法。2、掌握信号幅值、频率的测量方法。3、掌握对脉冲信号的上升、下降时间及脉冲宽度的测量方法。4、掌握相位差的测量方法:5、用单踪或双踪测量正弦信号的相位差的方法。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用2学习内容:学习内容:6.1 信号的测量6.2 直流、交流成分的测量方法6.3 信号幅值的测量方法6.4 信号频率的测量方法6.5 脉冲信号的测量方法6.6 相位差的测量方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用36.1信号的测量1、时域的测量2、频域的测量常用电子仪器原理与使用常用
2、电子仪器原理与使用46.2 交流电压的测量1、表征交流成分的参数检波电路的分类:1)平均值检波:响应是输入交流的平均值2)峰值检波:响应是输入交流的峰值3)有效值检波:响应是输入交流的有效值常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用51、表征交流成分的参数1)峰值周期交流电压在一周期内出现的最大瞬时值。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用61、表征交流成分的参数2)平均值任意电压在一段时间内随时间逐点测得的电压值的平均。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用72)平均值半波平均值正向半波平均值定义为:负向半波平均值定义为:全波平均值全波平均值定义为:如果不特别说明,所谓平均值都
3、是指全波平均值。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用81、表征交流成分的参数3)有效值有效值,又称为均方根值,是表征交流电压大小的应用最普遍的量值。交流电量的有效值,是与它的热效应相等的直流值。有效值定义为:有效值和峰值的关系是:常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用91、表征交流成分的参数4)波形因数交流电压的波形因数定义为:5)波峰因数交流电压的波形因数定义为:常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用10波形因数与波峰因数常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用11例如:已知被测的交流电压波形是三角波,用峰值响应的电压表测量时读数为10V(有小至刻度),根据峰值响应电
4、压表按正弦交流电压的定度规律可知,被测交流电压的峰值为V=VKp=101.414=14.14V,这里的Kp是指正弦波的波峰因数1.414,然后根据三角波的波峰因数KFd为1.732可求出被测交流电压的有效值V:可见,原来测出的读数10V是偏大的,其实际相对误差为:其指示值相对误差为:常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用126.3 信号幅度的测量1、直流、交流成分的测量方法1)地电平的确定常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用131、直流、交流成分的测量方法2)直流成分的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用141、直流、交流成分的测量方法3)交流成分的测量常用电子仪器原
5、理与使用常用电子仪器原理与使用15例如:信号源内阻为0.02M,示波器输入阻抗为1M,信号源电压1V,测量电压为:则误差为0.02V,约为2%。2、测量误差的计算常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用166.4 信号周期和频率的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用176.5 脉冲信号的测量方法1、脉冲信号宽度的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用182、脉冲上升沿和下降沿的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用192、脉冲上升沿和下降沿的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用203、两信号时间差的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用
6、214、延迟特性对测量的影响示波器上升时间的计算:常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用224、延迟特性对测量的影响示波器延迟特性对测量脉冲的影响如图所示,这是一脉冲上升沿测量的实例。输入脉冲信号本身的上升沿为100ns,示波器本身的上升时间为35ns,在示波管上的波形这就是说示波器有6%的测量误差。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用234、延迟特性对测量的影响常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用246.6 相位差的测量方法1、用单踪示波器测量正弦信号相位差常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用251、用单踪示波器测量正弦信号相位差常用电子仪器原理与使用常用电子仪
7、器原理与使用262、用双踪示波器测量正弦信号相位差常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用273、用X-Y功能测量频率和相位常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用283、用X-Y功能测量频率和相位常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用293、用X-Y功能测量频率和相位常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用303、用X-Y功能测量频率和相位常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用313、用X-Y功能测量频率和相位常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用326.7 示波器的误差及消除方法1、用示波器测量电压的误差常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用336.7
8、示波器的误差及消除方法1、用示波器测量电压的误差示波器的误差对测量的影响如前图所示。图中为一个实际测量情况,将两个信号相位一致、幅度不同的信号分别送到CH-1(2.1V)和CH-2(1.9V)。如果两信道的误差分别为+1%和-1%,各自的幅度误差为:上述两信号的差电压应为:两个信号之差的电压值也会有误差,其误差为:0.021-(-0.019)=0.04DIV。实际测量时,通过这种计算可知,用示波器测量的两个信号的差值会有20%的误差。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用341、用示波器测量电压的误差常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用352、探头对脉冲波形的影响常用电子仪器原理
9、与使用常用电子仪器原理与使用362、探头对脉冲波形的影响示波器的输入耦合方式采用交流(AC)方式。观测低频方波信号,方伯波形会下降,方伯波形的下降量如图所示,如果采用直流(DC)耦合方式,就不会有图中的下降情况。示波器的下将量D可用波形的下降幅度与波形的上升沿幅度之比来表示。这种下降量是与频率有关的。当用示波器的交流耦合方式进行测量时,如低频截至频率为fc,所测量的方波信号的频率为fs,其下降量可由下式计算:此公式适用于对称方波的监测。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用372、探头对脉冲波形的影响如果示波器的示波器的低频截止频率为fc=5Hz,方波信号频率为fs=50Hz,测量时的下
10、降量为:从计算可知,其波形的下降量是很大的。如果使用衰减型探头(衰减量为10:1),则会有明显改善。此时灵敏度变为原来的1/10,fc也变为1/10,则fc=5/10=0.5Hz重新计算:由此可见,所观测的波形下降量有明显减小。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用383、测量高频信号的方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用393、测量高频信号的方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用403、测量高频信号的方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用414、差动放大器输出信号的检测方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用425、频率特性的测量1)测量方法:常
11、用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用435、频率特性的测量2)测量原理:式中:A-增益;Uo-输出电压;Ui-输入电压增益通常用dB表示,如果Ui=10mV Uo=1000mV,则:如果使用单踪示波器进行测量时,可先测量输入电压。然后测量输出电压,再求出增益值。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用445、频率特性的测量使用扫频仪可以方便的产生连续变化频率的信号。常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用455、频率特性的测量常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用46根据方波的形状评价频率特性的方法常用电子仪器原理与使用常用电子仪器原理与使用476、最大不失真功率的测量常用
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