电子电压表格.doc

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1、第二章电子电压表电压测量是电子电路测量的一个重要内容。用电压表进行电压测量时，要根据被测信号的特点（如频率的高低、幅度的大小及波形等）和被测电路的状态（如内阻的数值等）正确选择电压表。模拟式电子电压表是将被测电压通过检波与放大，产生与被测电压幅度成正比的直流电流，最后由磁电式电表指示出被测电压的大小。磁电式电表本身就可以做成电压表，但这种电表只能测直流。增加检波环节可以把被测的交流电压转换为直流电压，然后有磁电式电表测量。这样虽然可以解决用直流电表测量交流电的问题，但灵敏度不高，当被测电压的数量较小时，往往不能使指针偏转，指示不出被测电压的数值。磁

2、电式电压表的内阻也不够大，当被测元件或系统具有较大阻抗时，电压表内阻在一定程度上会将被测元件或系统分路，从而破坏电路工作状态，使仪表所指示的电压不是真实值。磁电式电压表工作频率也不高，如果被测电压的频率较高时，仪表的读数将比真实值小。因此，一般模拟式电子电压表除了加入检波环节外，还附加阻抗转换、电压放大等环节，从而实现对电压测量。模拟式电子电压表与普通的磁电式电压表相比，具有如下主要优点：1．灵敏度高。由于模拟式电子电压表中采用放大电路把被测的电压进行放大，所以使微弱的被测电压也能用磁电式电表进行测量，这就提高了灵敏度，可以测量几个微伏数量级的电压

3、。2．输入阻抗大。模拟式电子电压表的输入阻抗可以达到兆欧数量级，当它与被测元件或系统并联进行测量时，对电路工作状态的影响很小，于是增加了测量结果的真实性。3．频率范围宽。它可以测量频率从超低频到几百兆赫的交流信号，而普通的磁电式交流电压表仅能测量工频电压。4．可以测量多种波形的信号。如可以测量方波、三角波等非正弦信号的有效值、平均值或峰值。而普通的磁电式电压表只能测量波形失真小于5%的正弦信号的有效值，当波形失真大于5%时，将引入很大的误差；对于各种非正弦波，则根本不能测量。一、电子电压表的工作原理（一）电子电压表的结构和原理为了满足不同测量对象的

4、要求，模拟式电子电压表分为多种类型。下面介绍比较典型的两种模拟电子电压表的基本原理。1．放大-检波式电压表放大-检波式电压表是先将被测交流电压经交流放大器放大后，再加到检波器上进行检波，最后用直流电流表指示读数。其原理方框图如图2-1所示。—11—图2-1放大-检波式电压表原理方框图这种电压表的交流放大器采用了多级宽频带放大器，从而提高了电压表的灵敏度，可以测量几微伏到数千伏的交流电压。所以它又称为“晶体管毫伏表”。其频率范围主要受到放大器频带宽度的限制，一般只能达到几百千赫，通常作为低频电压测量。由交流放大器来提高灵敏度不存在象直流放大器那样的漂

5、移问题。在放大-检波式电压表中的检波器，多采用平均值检波器。由于进入检波器的电压已经放大，故可避免检波器工作在小信号时检波二极管产生的非线性。2．检波-放大式电压表这种电压表是先将被测交流电压经检波器检波变成直流电压，然后加到直流放大器进行直流放大，再利用直流微安表指示读数。其原理方框图如图2-2所示。图2-2检波-放大式电子电压表原理方框图这种结构的电压表，不仅可以测量交流电压，而且还能测量直流电压和电阻。在检波-放大式电压表中，一般采用并联式或倍压式峰值检波器。由于先检波后放大，故频率范围、输入阻抗等性能都主要取决于检波器。为了提高测量频率的上

6、限，则选用结电容小的超高频检波二极管和体积小的电容器，并把检波器作成探头的形式，使其直接接触被测电路，这样就大大减小了各种分布参数对高频电压测量的影响。结构优良的探头，输入电容可小于1～2pF，可测的电压频率范围可达几百兆赫。因此，超高频电压表多采用这种先检波后放大的测量方案。由于检波器在放大器之前，受检波器件非线性的影响，测量微弱电压时，外界干扰就特别明显。因此，这种电压表的灵敏度将受到限制，一般不做成毫伏计，其测量范围在零点一伏到数千伏之间。由于采用了直流放大器，将引起零点漂移，影响电表的读数。所以，对电源电压的稳定度要求比较高，要采用稳压措施

7、。综上所述，两种类型的模拟电子电压表各有特点，要根据需要选择使用。（二）二极管检波器模拟式电子电压表通常都是用检波器将交流电变为直流电来进行测量的，检波器是各种类型的交流电压表的核心。交流电压的大小，可以用峰值、平均值或有效值来表征。电压表常用的检波器有三种：峰值检波器、平均值检波器和有效值检波器。—11—1．交流电压的表征（1）峰值VP任意一个周期性的交流电压u(t)，在一个周期内所出现的最大瞬时值，称为该交流电压的峰值，以VP表示。峰值有正峰值（VP+）和负峰值（VP-）之分，其几何意义如图2-3所示。图2-3交流电压的峰值峰值与振幅值的概念不

8、同，峰值是从参考零电平开始计算的，而振幅值是以交流电压中的直流分量为参考电平计算的。当电压中包含直流分量时，振幅值与峰值是