第三章功率和电能的测量

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1、第三章电子仪器与测量第一节低频信号发生器第一T脉冲信号发生器第三节电子电压表第四节双频示波器第五节晶体三极管低频h参数测试仪第六节晶体管特性图示仪第七节数字式电压表和万用表第八节数字式频率计本章要点：常用的电气测量仪器仪表，除前面介绍的电工仪表外,还包括常用的电子仪器。这是因为随着科技的发展，许多新设备如数控机床、晶闸管整流系统的调试等，都不是一般电工仪表所能完成的,必须使用电子仪器。电子仪器是指利用电子技术原理并用电子器件构成的仪表、仪器及装置的总称。电了测量有以下儿个基本特点1、测量的频率范围极宽2、测量的精确度很高3、量程很广4

2、、易实现测量过程的自动化。第一节低频信号发生器一、信号发生器的种类、组成与技术指标1、信号发生器的分类如图1所示，信号源产生不同频率、不同波形或调制的电压/电流信号并加到被测电路与设备上，用其它测量仪器观察、测量被测对象的输出响应，以分析确定被测对象的性能参数。器输入激里被测对象一输出响生测量仪器图1测量用信号发生器(1)・按频率范围分按照输出信号的频率范围对无线电测量用正弦信号发生器进行分类是传统的分类方法，如表1所示。类别频率范围应用超低频信号发生器1kHz以下地震测量.声纳、医疗、机械测量等低频信号发生器1Hz〜1MHz音频、通

3、信设备、家电等测试、维修视频信号发生器20lb〜10MHz电视设备测试、维修髙频信号发生器300kHz〜30MHz短波等无线通信设备、电视设备测试、维修甚高频信号发生器30MHz〜300MHz超短波等无线通信设备、电视设备测试、维修特高频信号发生器300MHz〜3000MHzUHF超短波、微波、卫星通信设备测试、维修超髙频信号发生器3GHz以上雷达、微波、卫星通信设备测试、维修表1信号发生器的频率划分(2)・按用途分根据用途的不同，信号发生器可以分为通用信号发生器和专用信号发生器两类。（3）・按输出波形分根据所输出信号波形的不同，信号

4、发生器可分为正弦信号发生器、矩形信号发生器、脉冲信号发生器、三角波信号发牛器、钟形脉冲信号发生器和噪声信号发生器等。（4）・按调制方式分按调制方式的不同，信号发生器可分为调频、调幅、脉冲调制、I-Q矢量调制等类型。（5）.按性能指标分按信号发生器的性能指标，可分为一般信号发生器和标准信号发生器。2信号发生器的基本组成不同类型的信号发生器英性能、用途虽不相同，但基本构成是类似的，如图5.2所示，一般包括振荡器、变换器、指示器、电源及输出电路等五部分。图5.2信号发生器的基本组成框图(1)・振荡器振荡器是信号发生器的核心部分，由它产生各种

5、不同频率的信号，通常是正弦波振荡器或自激脉冲发生器。它决定了信号发生器的一些重要工作特性，如工作频率范围、频率的稳定度等。(2)・变换器变换器可以是电压放大器、功率放大器或调制器、脉冲形成器等,它将振荡器的输出信号进行放大或变换，进一步提高信号的电平并给出所要求的波形。(3)•输出电路输出电路为被测设备提供所要求的输岀信号电平或信号功率，包括调整信号输出电平和输出阻抗的装置，如衰减器、匹配用阻抗变换器、射极跟随器等电路。信号源的等效电路如图3所示图3信号源的等效电路模型3信号发生器的主要技术指标(1)・频率特性1)有效频率范围各项指标

6、均能得到保证时的输出频率范围称为信号发生器的有效频率范围。2）频率准确度频率准确度是指输出信号频率的实际值f与其标称值f0的相对偏差，其表达式为3）频率稳定度频率短期稳定度定义为信号发生器经规定的预热时间后，频率在规定的时间间隔内的最大变化，表示为4）频谱纯度对于正弦信号发生器，频谱纯度也是英重要指标之一。（2）输出特性1）输出电平输出电平包括输出电平范围和输出电平准确度。输出电平范围是指输出信号幅度的有效范围，也就是信号发生器的最大和最小输出电平的可调范围，通常釆用有效值来度量。2）输出电平的频率响应输出电平的频率响应是指在有效频率

7、范围内调节频率时，输出电平的变化情况，也就是输岀电平的平坦度。3）谐波失真xlOO%（5-3）式中，U1为输出信号基波的有效值（或幅值）；4）输出阻抗输出阻抗的高低随信号发生器类型而异。低频信号发生器一般有50Q、600Q、5kQ等几种不同的输出阻抗，而高频信号发生器一般只有50Q（或75Q）不平衡输岀，在使用高频信号发生器时，要注意阻抗的匹配。5）输出波形输出波形是指信号发生器所能输出信号的波形。3.调制特性许多信号源还包含调制功能。如高频信号发生器，一般还具有输岀一种或多种调制信号的能力，通常为调幅和调频信号，有些还带有调相、脉冲

8、调制、数字调制等功能。调制特性包括调制的种类、频率、调幅系数或最大频偏以及调制线性等。二、低频信号发生器1、低频信号发生器的组成低频信号发牛•器组成框图如图4所示，主要包括主振器、缓冲放大器、电平调节器、功率放大器、输出