第4章 電壓測(cè)量

1、第第4 4章章 電壓測(cè)量電壓測(cè)量 w4.1 4.1 概述概述 w4.2 4.2 模擬式電壓表模擬式電壓表 w4.3 4.3 數(shù)字式多用表數(shù)字式多用表 w4.4 4.4 電平的測(cè)量電平的測(cè)量 4.1 4.1 概述概述 4.1.1 4.1.1 電壓測(cè)量的重要性電壓測(cè)量的重要性 w 電壓是一個(gè)基本的物理量，是集中電路電壓是一個(gè)基本的物理量，是集中電路 中表征電信號(hào)的三個(gè)基本參數(shù)（電壓、電流、中表征電信號(hào)的三個(gè)基本參數(shù)（電壓、電流、 功率）之一，電壓測(cè)量是電子測(cè)量中的基本功率）之一，電壓測(cè)量是電子測(cè)量中的基本 內(nèi)容。內(nèi)容。 w 在電子電路中，電路的各種工作都是靠在電子電路中，電路的各種工作都是靠 電壓

2、來(lái)表征的；在非電量測(cè)量中，也多利用電壓來(lái)表征的；在非電量測(cè)量中，也多利用 各類(lèi)傳感器裝置，將非電量參數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓各類(lèi)傳感器裝置，將非電量參數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓 參數(shù)。參數(shù)。 4.1.2 4.1.2 電壓測(cè)量的特點(diǎn)電壓測(cè)量的特點(diǎn) w 1. 1. 頻率范圍；頻率范圍；2. 2. 測(cè)量范圍；測(cè)量范圍；3. 3. 信號(hào)波信號(hào)波 形；形；4. 4. 測(cè)量精度；測(cè)量精度；5. 5. 測(cè)量裝置的內(nèi)阻；測(cè)量裝置的內(nèi)阻；6. 6. 干擾。干擾。 4.1.3 4.1.3 電壓的主要特征電壓的主要特征 w1. 1. 電壓主要具有以下幾個(gè)特征。電壓主要具有以下幾個(gè)特征。 w（1 1）量值的范圍寬；）量值的范圍寬； w（2 2

3、）波形的多樣化；）波形的多樣化； w（3 3）頻率各不相同；）頻率各不相同； w（4 4）不同端點(diǎn)的輸出阻抗不同；）不同端點(diǎn)的輸出阻抗不同； w（5 5）電壓成分多樣化。）電壓成分多樣化。 w2. 2. 交流電壓的量值表示交流電壓的量值表示 w 一個(gè)交流電壓的大小，可用多種方式來(lái)一個(gè)交流電壓的大小，可用多種方式來(lái) 表示，如平均值、峰值和有效值。表示，如平均值、峰值和有效值。 w 采用不同的量值表示法，其數(shù)值也是不采用不同的量值表示法，其數(shù)值也是不 同的。同的。 圖圖4.1 4.1 正弦波形參數(shù)示意圖正弦波形參數(shù)示意圖 U P-P UU P U 0.637 0.707 w表示法，其數(shù)值也是不同的

4、。表示法，其數(shù)值也是不同的。 w（1 1）峰值的基本概念。）峰值的基本概念。 w 交流電壓的峰值是指交流電壓交流電壓的峰值是指交流電壓U U（t t）在）在 一個(gè)周期內(nèi)（或在一段觀察時(shí)間內(nèi)）電壓所一個(gè)周期內(nèi)（或在一段觀察時(shí)間內(nèi)）電壓所 達(dá)到的最大值，用達(dá)到的最大值，用U U（或（或UpUp）表示。）表示。 w 圖圖4.1所示為正弦波形參數(shù)的表示圖。峰所示為正弦波形參數(shù)的表示圖。峰 值是從參考零電平開(kāi)始計(jì)算的，有正峰值和值是從參考零電平開(kāi)始計(jì)算的，有正峰值和 負(fù)峰值包括在一起時(shí)稱(chēng)為峰峰值，用負(fù)峰值包括在一起時(shí)稱(chēng)為峰峰值，用Up-p 表示。表示。 w（2 2）平均值的基本概念。平均值一般用表示，）

5、平均值的基本概念。平均值一般用表示， 在數(shù)學(xué)上定義為在數(shù)學(xué)上定義為: : 0 1 ( ) T Uut d t T （4.14.1） w 式中：式中：T T被測(cè)信號(hào)的周期；被測(cè)信號(hào)的周期；u(t)u(t)被測(cè)被測(cè) 信號(hào)。信號(hào)。 w 對(duì)于一個(gè)純粹的交流電壓，無(wú)法用平均對(duì)于一個(gè)純粹的交流電壓，無(wú)法用平均 值來(lái)表征電壓的大小。值來(lái)表征電壓的大小。 w 在交流電壓的測(cè)量中，先把交流電壓交在交流電壓的測(cè)量中，先把交流電壓交 換成對(duì)應(yīng)的直流電壓。換成對(duì)應(yīng)的直流電壓。 w 檢波器是將交流電整流成直流電的典型檢波器是將交流電整流成直流電的典型 電路。電路。 w 所以，交流電壓的平均值是指經(jīng)過(guò)測(cè)量所以，交流電壓的

6、平均值是指經(jīng)過(guò)測(cè)量 儀器的檢波器后的平均值。儀器的檢波器后的平均值。 w 一般儀器的檢波器有半波檢波器和全波一般儀器的檢波器有半波檢波器和全波 檢波器兩種。檢波器兩種。 w 因此，平均值也應(yīng)分為半波平均值和全因此，平均值也應(yīng)分為半波平均值和全 波平均值兩種。波平均值兩種。 w 所謂全波平均值，是指交流電壓經(jīng)全波所謂全波平均值，是指交流電壓經(jīng)全波 檢波后的全波平均值，定義為：檢波后的全波平均值，定義為： 0 1 ( ) T Uutd t T （4.24.2） w 由于全波平均值應(yīng)用廣泛，如果不加說(shuō)由于全波平均值應(yīng)用廣泛，如果不加說(shuō) 明，提到平均值時(shí)都是指全波平均值。明，提到平均值時(shí)都是指全波平均

7、值。 w（3 3）有效值的基本概念。交流電壓的有效值）有效值的基本概念。交流電壓的有效值 是指均方根值（是指均方根值（rmsrms），用），用U U或或UrmsUrms表示。表示。 w有效值比峰值和平均值用得更普遍。有效值比峰值和平均值用得更普遍。 w它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 2 0 1 ( ) T Uutd t T （4.34.3） w 有效值的物理意義為：在交流電壓的一有效值的物理意義為：在交流電壓的一 個(gè)周期內(nèi)。個(gè)周期內(nèi)。 w 這個(gè)交流電壓在某電阻負(fù)載中所產(chǎn)生的這個(gè)交流電壓在某電阻負(fù)載中所產(chǎn)生的 熱能如果與一個(gè)直流電壓在同樣的電阻負(fù)載熱能如果與一個(gè)直流電壓在同樣的電阻負(fù)載 中

8、產(chǎn)生的熱能相等，則這個(gè)相當(dāng)?shù)闹绷麟妷褐挟a(chǎn)生的熱能相等，則這個(gè)相當(dāng)?shù)闹绷麟妷?值就是該交流電壓的有效值。值就是該交流電壓的有效值。 w 各類(lèi)交流電壓表的示值。各類(lèi)交流電壓表的示值。 w除特殊情況外都是用正弦有效值來(lái)表示的。除特殊情況外都是用正弦有效值來(lái)表示的。 w3. 3. 交流電壓量值的相互特?fù)Q交流電壓量值的相互特?fù)Q w 交流電壓的量值可采用平均值、峰值和交流電壓的量值可采用平均值、峰值和 有效值等多種形式表示。有效值等多種形式表示。 w采用的表示形式不同，數(shù)值也不同。采用的表示形式不同，數(shù)值也不同。 w 但多種表示形式反映的是同一個(gè)被測(cè)量，但多種表示形式反映的是同一個(gè)被測(cè)量， 這些數(shù)值之間可

9、以相互轉(zhuǎn)換。這些數(shù)值之間可以相互轉(zhuǎn)換。 w（1 1）波形因數(shù)）波形因數(shù)KfKf電壓的有效值與平均值之電壓的有效值與平均值之 比稱(chēng)為波形因數(shù)比稱(chēng)為波形因數(shù)KFKF。 w 即即: : F U K U （4.44.4） w（2 2）波峰因數(shù)）波峰因數(shù)KpKp交流電壓的峰值與有效值交流電壓的峰值與有效值 之比稱(chēng)為波峰因數(shù)之比稱(chēng)為波峰因數(shù)KpKp。 w 即即: : P P U K U （4.54.5） w表表4.14.1為幾種典型的交流電壓波形的參數(shù)。為幾種典型的交流電壓波形的參數(shù)。 表表4-1 4-1 幾種典型的交流電壓波形的參數(shù)幾種典型的交流電壓波形的參數(shù) 名稱(chēng)名稱(chēng)波形系數(shù)波形系數(shù)波峰系數(shù)波峰系數(shù)有

10、效值有效值平均值平均值 正弦波1.111.4142Up/ 半波整流1.572Up/ 全波整流1.111.4142Up/ 三角波1.151.73Up/2 鋸齒波1.151.73 方波11UpUp 白噪聲1.253Up/3Up/3.75 p U/ 2 p U/ 2 p U/ 2 p U/ 3 p U/3 白噪聲白噪聲1.253Up/3Up/3.75 4.1.4 4.1.4 常用電壓測(cè)量?jī)x器常用電壓測(cè)量?jī)x器 w 常用測(cè)量電壓的儀器有模擬式電壓表、常用測(cè)量電壓的儀器有模擬式電壓表、 電子電壓表和數(shù)宇式電壓表三種類(lèi)型的測(cè)量電子電壓表和數(shù)宇式電壓表三種類(lèi)型的測(cè)量 儀器。儀器。 w1. 1. 模擬式電壓表模

11、擬式電壓表 w 一般是指一般是指“指針式電壓表指針式電壓表”，它把被測(cè)，它把被測(cè) 電壓加到磁電式電流表上，轉(zhuǎn)換成指針偏轉(zhuǎn)電壓加到磁電式電流表上，轉(zhuǎn)換成指針偏轉(zhuǎn) 角度角度a a的大小來(lái)度。的大小來(lái)度。 w 另一種模擬測(cè)量是把被測(cè)量電壓變換成另一種模擬測(cè)量是把被測(cè)量電壓變換成 圖形高度來(lái)測(cè)量的儀表，如示波器等。圖形高度來(lái)測(cè)量的儀表，如示波器等。 w2. 2. 電子電壓表。電子電壓表。 w 通過(guò)放大檢波電路，將被測(cè)電壓變換成通過(guò)放大檢波電路，將被測(cè)電壓變換成 直流電壓，然后進(jìn)行側(cè)量。直流電壓，然后進(jìn)行側(cè)量。 w電子電壓表的實(shí)質(zhì)是模擬式電壓表。電子電壓表的實(shí)質(zhì)是模擬式電壓表。 w3. 3. 數(shù)字式電壓

12、表。數(shù)字式電壓表。 w 數(shù)字式電壓表是指把被測(cè)電壓的數(shù)值通數(shù)字式電壓表是指把被測(cè)電壓的數(shù)值通 過(guò)數(shù)字技術(shù)，變換成數(shù)字量，然后用數(shù)碼管過(guò)數(shù)字技術(shù)，變換成數(shù)字量，然后用數(shù)碼管 以十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)量的電壓值。以十進(jìn)制數(shù)字顯示被測(cè)量的電壓值。 4.2 4.2 模擬式電壓表模擬式電壓表 4.2.1 4.2.1 簡(jiǎn)單模擬直流電壓表簡(jiǎn)單模擬直流電壓表 w1. 1. 單量程電壓表單量程電壓表 Rg RV i0 + +- - 圖圖4.2 4.2 單量程直流電壓表原理圖單量程直流電壓表原理圖 w 用單獨(dú)的一個(gè)磁電式表頭就可測(cè)量小于用單獨(dú)的一個(gè)磁電式表頭就可測(cè)量小于 ug ug ( ( ug=Igug=IgRg

13、)Rg )的直流電壓的直流電壓, ,若要測(cè)量較大若要測(cè)量較大 的電壓，可利用串聯(lián)電阻分壓原理，即在表的電壓，可利用串聯(lián)電阻分壓原理，即在表 頭上串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻，如圖頭上串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻，如圖4.24.2所示。所示。 w2. 2. 多量程電壓表多量程電壓表 R g R V1 i 0 - - U 1 R V2 R V3 R V4 U 2 U 3 U 4 圖圖4.3 4.3 多量程直流電壓表原理圖多量程直流電壓表原理圖 w 若采用多個(gè)分壓電阻與表頭串聯(lián)，就可若采用多個(gè)分壓電阻與表頭串聯(lián)，就可 制成多量程的直流電壓表。制成多量程的直流電壓表。 w如圖如圖4.34.3所示為四量程的直流電壓

14、表。所示為四量程的直流電壓表。 4.2.2 4.2.2 簡(jiǎn)單模擬交流電壓表簡(jiǎn)單模擬交流電壓表 w 模擬式萬(wàn)用表的交流電壓擋可用于進(jìn)行模擬式萬(wàn)用表的交流電壓擋可用于進(jìn)行 交流電壓的測(cè)量。交流電壓的測(cè)量。 w 模擬式交流電壓表的原理與模擬式直流模擬式交流電壓表的原理與模擬式直流 電壓表類(lèi)似，只不過(guò)增加了整流電路。電壓表類(lèi)似，只不過(guò)增加了整流電路。 w 模擬式交流電壓表先將交流電流變換成模擬式交流電壓表先將交流電流變換成 直流電流，然后采用串聯(lián)電阻的方法構(gòu)成多直流電流，然后采用串聯(lián)電阻的方法構(gòu)成多 量程電壓表。量程電壓表。 w 但模擬式交流電壓表有一些特點(diǎn)，使用但模擬式交流電壓表有一些特點(diǎn)，使用 時(shí)

15、應(yīng)注意。時(shí)應(yīng)注意。 w（1 1）交流電壓靈敏度低于直流電壓靈敏度。）交流電壓靈敏度低于直流電壓靈敏度。 w（2 2）表針的偏轉(zhuǎn)角度近似于交流電壓的半波）表針的偏轉(zhuǎn)角度近似于交流電壓的半波 （或全波）整流電壓的平均值，但表盤(pán)上的（或全波）整流電壓的平均值，但表盤(pán)上的 刻度是按正弦有效值刻度的?？潭仁前凑矣行е悼潭鹊?。 w（3 3）模擬式萬(wàn)用表測(cè)量交流電壓的頗率范圍）模擬式萬(wàn)用表測(cè)量交流電壓的頗率范圍 在在4545100Hz100Hz內(nèi)。內(nèi)。 w（4 4）交流電壓表低量程的刻度是不均勻的，）交流電壓表低量程的刻度是不均勻的， 10V10V檔單獨(dú)刻度。檔單獨(dú)刻度。 4.2.3 4.2.3 電子式電

16、壓表電子式電壓表 w1. 1. 電子電壓表的結(jié)構(gòu)電子電壓表的結(jié)構(gòu) w 電子電壓表一般由分壓器、磁電式指示電子電壓表一般由分壓器、磁電式指示 表頭、檢波器、放大器和整機(jī)電源五部分組表頭、檢波器、放大器和整機(jī)電源五部分組 成。成。 w 有的電壓表為了克服有的電壓表為了克服“零漂零漂”現(xiàn)象，采現(xiàn)象，采 用了斬波式放大器，因此電路中還設(shè)有調(diào)制用了斬波式放大器，因此電路中還設(shè)有調(diào)制 器和解調(diào)器。器和解調(diào)器。 w 按檢波器在放大器之前或之后，電子電按檢波器在放大器之前或之后，電子電 壓表有兩種組成形式，即放大檢波式和檢波壓表有兩種組成形式，即放大檢波式和檢波- - 放大式。放大式。 w(1)放大放大-檢波

17、式。檢波式。 w 這種方案的主要特點(diǎn)是先用放大器將被這種方案的主要特點(diǎn)是先用放大器將被 測(cè)信號(hào)放大，提高測(cè)量靈敏度。測(cè)信號(hào)放大，提高測(cè)量靈敏度。 w 然后檢波器對(duì)大信號(hào)檢波，避免了因檢然后檢波器對(duì)大信號(hào)檢波，避免了因檢 波器的非線性產(chǎn)生的失真。波器的非線性產(chǎn)生的失真。 w 又由于在放大器之前有阻抗變換器，輸又由于在放大器之前有阻抗變換器，輸 人阻抗較高，減小了對(duì)被測(cè)電路的影響。人阻抗較高，減小了對(duì)被測(cè)電路的影響。 w 放大檢波式的通頻帶一般為放大檢波式的通頻帶一般為2Hz-10MHz2Hz-10MHz， 測(cè)量的最小幅值為幾百微伏或幾毫伏，因此測(cè)量的最小幅值為幾百微伏或幾毫伏，因此 一般稱(chēng)為低頻

18、毫伏表。一般稱(chēng)為低頻毫伏表。 w(2)(2)檢波放大式。檢波放大式。 w 這種方案的主要特點(diǎn)是被測(cè)信號(hào)先檢波這種方案的主要特點(diǎn)是被測(cè)信號(hào)先檢波 后放大，因此，帶寬主要取決于檢波器。后放大，因此，帶寬主要取決于檢波器。 w2. 2. 電子電壓表的性能指標(biāo)電子電壓表的性能指標(biāo) w電子電壓表的性能指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：電子電壓表的性能指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)： w（1 1）工作頻率范圍。）工作頻率范圍。 w（2 2）靈敏度和量程。）靈敏度和量程。 w（3 3）準(zhǔn)確度和工作誤差。）準(zhǔn)確度和工作誤差。 w（4 4）輸入阻抗。）輸入阻抗。 w3. 3. 電子電壓表的檢波器電子電壓表的檢波器 w 電子電壓表中常用的

19、檢波器有峰值檢波電子電壓表中常用的檢波器有峰值檢波 器、平均檢波器和有效值檢波器。器、平均檢波器和有效值檢波器。 w（1 1）峰值檢波器）峰值檢波器 w 峰值檢波器是峰值電壓表的主要組成部分，峰值檢波器是峰值電壓表的主要組成部分， 它對(duì)被測(cè)電壓它對(duì)被測(cè)電壓UxUx進(jìn)行檢波，使檢波后的直流進(jìn)行檢波，使檢波后的直流 電壓電壓UDCUDC正比于輸入的交流電壓的峰值。正比于輸入的交流電壓的峰值。 w 峰值檢波的基本原理如圖峰值檢波的基本原理如圖4.44.4所示，波形所示，波形 如圖如圖4.54.5所示。所示。 R RC C + + - - u u x x V 1 2 圖圖4 4. .4 4 峰峰值值檢

20、檢波波電電路路 圖圖4.4 4.4 峰值檢波電路峰值檢波電路 U U m m U U C C t 圖圖4.5 4.5 峰值檢波波形峰值檢波波形 w 可見(jiàn)峰值檢波器的輸入阻抗較高，適用可見(jiàn)峰值檢波器的輸入阻抗較高，適用 于檢波放大式電壓表。于檢波放大式電壓表。 w 經(jīng)過(guò)峰值檢波器后的直流電壓經(jīng)過(guò)峰值檢波器后的直流電壓UDC是正比是正比 于被測(cè)電壓的峰值于被測(cè)電壓的峰值Up的。的。 w 而一般情況下，峰值電壓表的讀數(shù)刻度而一般情況下，峰值電壓表的讀數(shù)刻度 是按正弦波有效值刻度的，即表頭上的讀數(shù)是按正弦波有效值刻度的，即表頭上的讀數(shù) 正比于被測(cè)正弦信號(hào)的有效值。正比于被測(cè)正弦信號(hào)的有效值。 w 所以

21、，采用峰值檢波器的電壓表進(jìn)行刻所以，采用峰值檢波器的電壓表進(jìn)行刻 度時(shí)，應(yīng)通過(guò)一個(gè)因數(shù)度時(shí)，應(yīng)通過(guò)一個(gè)因數(shù)KpKp進(jìn)行變換。進(jìn)行變換。 14.1 p U V K 方 波 方 波 （4.74.7） w 式中：為電壓表讀數(shù)；式中：為電壓表讀數(shù)；U U為正弦電壓有效為正弦電壓有效 值；值； Kpo Kpo 為正弦電壓的波峰因數(shù)。為正弦電壓的波峰因數(shù)。 w 當(dāng)用峰值電壓表測(cè)量非正弦波電壓時(shí)，當(dāng)用峰值電壓表測(cè)量非正弦波電壓時(shí)， 讀數(shù)沒(méi)有直接意義，只有把讀數(shù)值乘以讀數(shù)沒(méi)有直接意義，只有把讀數(shù)值乘以KpKp才才 等于被測(cè)電壓等于被測(cè)電壓UxUx的峰值的峰值UpUp。 w 要求被測(cè)電壓的有效值，可按要求被測(cè)電

22、壓的有效值，可按“峰值相峰值相 等則讀數(shù)相等則讀數(shù)相”等的原則，經(jīng)過(guò)波形換算求得。等的原則，經(jīng)過(guò)波形換算求得。 w（2 2）均值檢波器）均值檢波器 均值檢波器是對(duì)放大后的被測(cè)電壓均值檢波器是對(duì)放大后的被測(cè)電壓UxUx進(jìn)進(jìn) 行檢波，使檢波后的直流電壓行檢波，使檢波后的直流電壓UDCUDC正比輸入交正比輸入交 流電壓的平均值。流電壓的平均值。 V1 V2 V3 V4 Ux 圖圖4 4. .6 6 均均值值檢檢波波器器的的電電路路 圖圖4.6 4.6 均值檢波器的電路均值檢波器的電路 w均值檢波的基本工作原理如圖均值檢波的基本工作原理如圖4.64.6所示。所示。 w 均值檢波后的直流電壓均值檢波后的

23、直流電壓UDCUDC是正比于被測(cè)是正比于被測(cè) 電壓的平均值的。電壓的平均值的。 w 而一般情況下，均值電壓表的讀數(shù)刻而一般情況下，均值電壓表的讀數(shù)刻 度與峰值電度與峰值電 壓表一樣，也是按正波有效壓表一樣，也是按正波有效 值刻度的，即表頭上的讀數(shù)值刻度的，即表頭上的讀數(shù)正比于被測(cè)正比于被測(cè) 正弦信號(hào)的有效值。正弦信號(hào)的有效值。 U w 所以，采用均值檢波器的電壓表進(jìn)行刻所以，采用均值檢波器的電壓表進(jìn)行刻 度時(shí)，應(yīng)通過(guò)一個(gè)因數(shù)度時(shí)，應(yīng)通過(guò)一個(gè)因數(shù)KfKf進(jìn)行變換。進(jìn)行變換。 F UKU （4.84.8） w 與峰值電壓表一樣，只有測(cè)量正弦電壓與峰值電壓表一樣，只有測(cè)量正弦電壓 時(shí)，從電表上讀得的

24、數(shù)才有實(shí)際意義。時(shí)，從電表上讀得的數(shù)才有實(shí)際意義。 w 當(dāng)用均值電壓表測(cè)量非正弦波電壓時(shí)，當(dāng)用均值電壓表測(cè)量非正弦波電壓時(shí)， 讀數(shù)讀數(shù)沒(méi)有直接意義，只有把讀數(shù)值除以沒(méi)有直接意義，只有把讀數(shù)值除以KFKF 才等于被測(cè)電壓才等于被測(cè)電壓U U的平均值。的平均值。 w 要求被測(cè)電壓的有效值，須經(jīng)過(guò)波形換要求被測(cè)電壓的有效值，須經(jīng)過(guò)波形換 算，按算，按“平均值相等則讀數(shù)相等平均值相等則讀數(shù)相等”的原則。的原則。 w（3 3）有效值）有效值- -直流變換電路直流變換電路 w 為了獲得有效值響應(yīng)，必須使為了獲得有效值響應(yīng)，必須使AC-DCAC-DC變換變換 器具有平方律關(guān)系的伏安特性。器具有平方律關(guān)系的伏

25、安特性。 w 有效值有效值- -直流變換電路有分段逼近式檢波直流變換電路有分段逼近式檢波 器、熱電偶式變換電路和模擬計(jì)算式變換電器、熱電偶式變換電路和模擬計(jì)算式變換電 路。路。 w分段通近式檢波器。分段通近式檢波器。 w 分段通近式檢波器采用二極管的鏈?zhǔn)诫姺侄瓮ń綑z波器采用二極管的鏈?zhǔn)诫?路，適當(dāng)選擇直流電源和分壓電阻值，使二路，適當(dāng)選擇直流電源和分壓電阻值，使二 極管輪流導(dǎo)通，獲得近似平方律的伏安特性。極管輪流導(dǎo)通，獲得近似平方律的伏安特性。 w熱電偶式變換電路。熱電偶式變換電路。 w 根據(jù)熱電變換原理可完成交流電壓有效根據(jù)熱電變換原理可完成交流電壓有效 值到直流電流之間的變換。值到直流電

26、流之間的變換。 w利用乘法器、積分器和開(kāi)方器等計(jì)算電利用乘法器、積分器和開(kāi)方器等計(jì)算電 w器，按器，按 w公式公式 直接完成有效值的計(jì)算。直接完成有效值的計(jì)算。 2 0 1 ( ) T x Uut dt T w（4 4）三種檢波方式電壓表的比較）三種檢波方式電壓表的比較 4.3 4.3 數(shù)字式多用表數(shù)字式多用表 w 數(shù)字式電壓表數(shù)字式電壓表(DVM)(DVM)是利用（是利用（A/DA/D）轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換 器，將模擬的被測(cè)電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，熱器，將模擬的被測(cè)電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，熱 后利用十進(jìn)制數(shù)字顯示方式顯示被測(cè)量數(shù)值后利用十進(jìn)制數(shù)字顯示方式顯示被測(cè)量數(shù)值 的電壓表。的電壓表。 4.3.1 4.3

27、.1 數(shù)字電壓表的分類(lèi)數(shù)字電壓表的分類(lèi) w 目前數(shù)字電壓表的品種很多，按其模目前數(shù)字電壓表的品種很多，按其模/ /數(shù)數(shù) 轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器（A/DA/D）原理來(lái)分，可分為斜坡式、雙）原理來(lái)分，可分為斜坡式、雙 積分式、比較式和復(fù)合式四類(lèi)。積分式、比較式和復(fù)合式四類(lèi)。 w1. 1. 斜坡式數(shù)字電壓表斜坡式數(shù)字電壓表 w斜坡式數(shù)字電壓表是利用積分器產(chǎn)生的斜坡式數(shù)字電壓表是利用積分器產(chǎn)生的 線性斜坡電壓與被測(cè)電壓進(jìn)行比較，把被測(cè)線性斜坡電壓與被測(cè)電壓進(jìn)行比較，把被測(cè) 電壓轉(zhuǎn)換成與其瞬時(shí)值成比例的時(shí)間間隔電壓轉(zhuǎn)換成與其瞬時(shí)值成比例的時(shí)間間隔T T。 w 即采用的是即采用的是V VT T（電壓時(shí)間）變換式，

28、（電壓時(shí)間）變換式， 并在并在T T時(shí)間內(nèi)，用時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的時(shí)間內(nèi)，用時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的 結(jié)果即為被測(cè)電壓值。結(jié)果即為被測(cè)電壓值。 w2. 2. 雙積分式數(shù)字電壓表雙積分式數(shù)字電壓表 w 雙積分式數(shù)字電壓表是利用積分器對(duì)被測(cè)雙積分式數(shù)字電壓表是利用積分器對(duì)被測(cè) 電壓進(jìn)行正向和反向兩次積分，電壓進(jìn)行正向和反向兩次積分， w 得到與輸入電壓平均值成正比的時(shí)間間得到與輸入電壓平均值成正比的時(shí)間間 隔隔T T，并在，并在T T的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì) 數(shù)，數(shù)， w 最后用數(shù)字顯示被測(cè)電壓值。最后用數(shù)字顯示被測(cè)電壓值。 w其實(shí)質(zhì)也是其實(shí)質(zhì)也是V VT T變

29、換式。變換式。 w3. 3. 比較式數(shù)字電壓表比較式數(shù)字電壓表 w 比較式數(shù)字電壓表是利用輸入的模擬電比較式數(shù)字電壓表是利用輸入的模擬電 壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的方法，把模擬量直壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較的方法，把模擬量直 接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的電壓表。接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的電壓表。 w 按其工作原理又分為反鎖比較式和無(wú)反鎖按其工作原理又分為反鎖比較式和無(wú)反鎖 式兩種。式兩種。 w 反鎖比較式采用閉環(huán)比較系統(tǒng)，將輸入反鎖比較式采用閉環(huán)比較系統(tǒng)，將輸入 的被測(cè)電壓與內(nèi)部的被測(cè)電壓與內(nèi)部D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換器的輸出電壓進(jìn)行 比較。比較。 w 比較的結(jié)果再反饋到比較的結(jié)果再反饋到D/AD/A轉(zhuǎn)換器，不斷

30、調(diào)轉(zhuǎn)換器，不斷調(diào) 整整D/AD/A轉(zhuǎn)換器的輸出，直至兩者相等為止。轉(zhuǎn)換器的輸出，直至兩者相等為止。 w 在這一類(lèi)型中目前廣泛應(yīng)用的是逐次逼在這一類(lèi)型中目前廣泛應(yīng)用的是逐次逼 近比較式數(shù)字電壓表。近比較式數(shù)字電壓表。 w 比較式數(shù)字電壓表廣泛用于多點(diǎn)快速檢比較式數(shù)字電壓表廣泛用于多點(diǎn)快速檢 測(cè)系統(tǒng)中。測(cè)系統(tǒng)中。 w4. 4. 復(fù)合式數(shù)字電壓表復(fù)合式數(shù)字電壓表 w 復(fù)合式數(shù)字電壓表是將積分式與比較式復(fù)合式數(shù)字電壓表是將積分式與比較式 結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短發(fā)展起來(lái)的一種測(cè)速快、結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短發(fā)展起來(lái)的一種測(cè)速快、 抗干擾能力強(qiáng)的高精度抗干擾能力強(qiáng)的高精度DVMDVM。 w它又分為它又分為V-TV-

31、T和和V-FV-F（電壓頻率）兩種。（電壓頻率）兩種。 4.3.2 4.3.2 數(shù)字電壓表的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)字電壓表的主要技術(shù)指標(biāo) w 表征數(shù)字電壓表工作特性的技術(shù)指標(biāo)表征數(shù)字電壓表工作特性的技術(shù)指標(biāo) 有很多，最主要的有以下幾項(xiàng)。有很多，最主要的有以下幾項(xiàng)。 w1. 1. 測(cè)量范圍測(cè)量范圍 w 測(cè)量范圍包括顯示的位數(shù)、量程的范圍測(cè)量范圍包括顯示的位數(shù)、量程的范圍 和是否具有超量程能力等。和是否具有超量程能力等。 w（1 1）顯示位數(shù)。）顯示位數(shù)。 w（2 2）量程的范圍。）量程的范圍。 w（3 3）超量程能力。）超量程能力。 w2 2分辨率分辨率 w 分辨率是指分辨率是指DVMDVM能夠顯示的被

32、測(cè)電壓的最能夠顯示的被測(cè)電壓的最 小變化值，即顯示器末位跳動(dòng)一個(gè)數(shù)字所需小變化值，即顯示器末位跳動(dòng)一個(gè)數(shù)字所需 的電壓值。的電壓值。 w3.3.測(cè)量速率測(cè)量速率 w 測(cè)量速率是指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量測(cè)量速率是指每秒鐘對(duì)被測(cè)電壓的測(cè)量 次數(shù)，或一次測(cè)量全過(guò)程所需的時(shí)間。次數(shù)，或一次測(cè)量全過(guò)程所需的時(shí)間。 w4.4.輸入特性輸入特性 w 輸人特性包括輸入阻抗和零電流兩個(gè)指輸人特性包括輸入阻抗和零電流兩個(gè)指 標(biāo)。標(biāo)。 w5. 5. 抗干擾能力抗干擾能力 w 在在DVMDVM中抑制串模干擾的措施有兩種，一中抑制串模干擾的措施有兩種，一 是在是在DVMDVM的輸入端設(shè)置濾波器；二是從的輸入端設(shè)置濾波器

33、；二是從A/DA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換原理上采用雙積分電路來(lái)消除干擾。換原理上采用雙積分電路來(lái)消除干擾。 w6. 6. 固有誤差和工作誤差固有誤差和工作誤差 w DVMDVM的固有測(cè)量誤差主要是讀數(shù)誤差和滿(mǎn)的固有測(cè)量誤差主要是讀數(shù)誤差和滿(mǎn) 度誤差，通常用測(cè)量的絕對(duì)誤差表示即度誤差，通常用測(cè)量的絕對(duì)誤差表示即 (%) xm UUU （4.94.9） w 式中：式中：表示誤差的相對(duì)項(xiàng)系數(shù)；表示誤差的相對(duì)項(xiàng)系數(shù)；表表 示誤差的固定項(xiàng)系數(shù)；示誤差的固定項(xiàng)系數(shù)；UxUx為被測(cè)電壓讀數(shù)；為被測(cè)電壓讀數(shù)； UmUm為該量程的滿(mǎn)度值。為該量程的滿(mǎn)度值。 w 工作誤差指在額定條件下的誤差，通常工作誤差指在額定條件下的誤差

34、，通常 也以絕對(duì)值形式給出。也以絕對(duì)值形式給出。 4.3.3 4.3.3 數(shù)字電壓表的工作原理數(shù)字電壓表的工作原理 w1. 1. 數(shù)字電壓表的組成數(shù)字電壓表的組成 w 數(shù)字式電壓表的組成框圖如圖數(shù)字式電壓表的組成框圖如圖4.74.7所示。所示。 輸入電路A/D轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器顯示器 邏輯控 制電路 時(shí)鐘信號(hào) 發(fā)生電路 被測(cè)信號(hào) 模擬部分?jǐn)?shù)字部分 圖圖4.7 4.7 數(shù)字電壓表組成框數(shù)字電壓表組成框 w 整個(gè)電壓表包括兩大部分，模擬部分包整個(gè)電壓表包括兩大部分，模擬部分包 括輸入電路（如阻抗變換電路、放大和擴(kuò)展括輸入電路（如阻抗變換電路、放大和擴(kuò)展 量程電路）和量程電路）和A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。

35、 w A/D A/D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，完成模轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心，完成模 擬量到數(shù)字里的轉(zhuǎn)換。擬量到數(shù)字里的轉(zhuǎn)換。 w 電壓表的技術(shù)指標(biāo)如準(zhǔn)確度、分辨率等電壓表的技術(shù)指標(biāo)如準(zhǔn)確度、分辨率等 主要取決于這部分的工作性能。主要取決于這部分的工作性能。 w 數(shù)字部分主要完成邏輯控制、譯碼和顯數(shù)字部分主要完成邏輯控制、譯碼和顯 示功能。示功能。 w2. 2. 逐次逼近比較式逐次逼近比較式DVMDVM的基本原理的基本原理 w（1 1）電路組成）電路組成 w 逐次逼近比較式逐次逼近比較式A/DA/D轉(zhuǎn)換器的組成結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器的組成結(jié)構(gòu) 如圖如圖4.84.8所示，它由電壓比較器、所示，它由電壓比較器

36、、D/AD/A轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、 逐次逼近寄存器逐次逼近寄存器(SAR)(SAR)、邏輯控制電路和輸出、邏輯控制電路和輸出 緩沖器等部分組成。緩沖器等部分組成。 邏輯控制電路 逐次逼近寄存器SAR D/A轉(zhuǎn)換器 輸 出 緩 沖 器 A + - 并 行 數(shù) 字 輸 出時(shí)鐘脈沖 起始脈沖 模擬輸入U(xiǎn)x 基準(zhǔn)電壓U ref 圖圖4.8 4.8 逐次逼近式逐次逼近式A/DA/D轉(zhuǎn)換框圖轉(zhuǎn)換框圖 w（2 2）工作原理）工作原理 w 逐次逼近比較式逐次逼近比較式A/DA/D轉(zhuǎn)換是屬于直接式轉(zhuǎn)換是屬于直接式 A/DA/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 w 其基本原理是用被測(cè)電壓和一個(gè)可變的其基本原理是用被測(cè)電壓和一個(gè)可變的 己

37、知電壓基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，直至比較己知電壓基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，直至比較 結(jié)果相等，達(dá)到測(cè)出被測(cè)電壓值的目的。結(jié)果相等，達(dá)到測(cè)出被測(cè)電壓值的目的。 w 被測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓的比較過(guò)程從最高被測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓的比較過(guò)程從最高 位開(kāi)始。位開(kāi)始。 w 當(dāng)逐次逼近寄存器輸出的數(shù)碼從大到小當(dāng)逐次逼近寄存器輸出的數(shù)碼從大到小 變化時(shí)，變化時(shí)，D/AD/A轉(zhuǎn)換器也由大到小輸出基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換器也由大到小輸出基準(zhǔn)電壓 砝碼，該基準(zhǔn)電壓與被測(cè)模擬輸入電砝碼，該基準(zhǔn)電壓與被測(cè)模擬輸入電UxUx比較比較. . w 按按“大者棄、小者留大者棄、小者留”的原則，并逐次的原則，并逐次 減小寄存器的數(shù)值，使輸出的基準(zhǔn)電壓砝碼減小寄存器

38、的數(shù)值，使輸出的基準(zhǔn)電壓砝碼 與被測(cè)電壓逼近相等。與被測(cè)電壓逼近相等。 w 當(dāng)當(dāng)Ux=UrefUx=Uref時(shí)，比較器輸出為零，最后數(shù)時(shí)，比較器輸出為零，最后數(shù) 字輸出顯示的數(shù)值即為被測(cè)信號(hào)的電壓值。字輸出顯示的數(shù)值即為被測(cè)信號(hào)的電壓值。 w（3 3）工作特點(diǎn)。）工作特點(diǎn)。 w 由上述比較過(guò)程可以看出，逐次逼近比由上述比較過(guò)程可以看出，逐次逼近比 較式較式A/DA/D轉(zhuǎn)換共有以下特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換共有以下特點(diǎn)： w 測(cè)量速度快。測(cè)量速度快。 w 測(cè)量精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電阻和驀準(zhǔn)電壓源的測(cè)量精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電阻和驀準(zhǔn)電壓源的 梢度，還與梢度，還與D/AD/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)。轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)。 w 由干測(cè)量值

39、對(duì)應(yīng)于瞬時(shí)值，而不是平均值，由干測(cè)量值對(duì)應(yīng)于瞬時(shí)值，而不是平均值， 所以抗串模干擾能力差。所以抗串模干擾能力差。 w3 3雙積分式雙積分式DVMDVM的基本原理的基本原理 w 雙積分型雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器是在轉(zhuǎn)換器是在V-TV-T變換中用得變換中用得 最多的最多的A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 w V-T V-T變換原理是積分器將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為變換原理是積分器將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為 時(shí)間間隔，然后用電子計(jì)數(shù)器在此間隔內(nèi)累時(shí)間間隔，然后用電子計(jì)數(shù)器在此間隔內(nèi)累 計(jì)脈沖數(shù)，數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果，計(jì)數(shù)的結(jié)果計(jì)脈沖數(shù)，數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果，計(jì)數(shù)的結(jié)果 就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)字信號(hào)。就是正比于輸入模擬電壓的數(shù)

40、字信號(hào)。 - + 8 + R 1 R 2 C u 0 u x U ref S 圖圖4.9 4.9 雙積分器的電路模雙積分器的電路模 t1t2 t3 T1 T2 T2 U0 t 圖圖4 4. .1 10 0 雙雙積積分分器器的的輸輸出出波波形形 圖圖4.10 4.10 雙計(jì)分器的輸出波形雙計(jì)分器的輸出波形 w（1 1）雙積分型）雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的工作原理轉(zhuǎn)換器的工作原理 w 雙積分器的電路模型如圖雙積分器的電路模型如圖4.94.9所示，其實(shí)所示，其實(shí) 質(zhì)是一個(gè)線性的積分器，它利用電容和運(yùn)算質(zhì)是一個(gè)線性的積分器，它利用電容和運(yùn)算 放大器獲得線性的充放電電壓。放大器獲得線性的充放電電壓。

41、w 雙積分型雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器的原理框圖，如圖轉(zhuǎn)換器的原理框圖，如圖 4.114.11所示，包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器、所示，包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器、 邏輯控制和時(shí)鐘信號(hào)源等幾部分。邏輯控制和時(shí)鐘信號(hào)源等幾部分。 輸入 電路 - + 8 + 過(guò)零 比較器 時(shí)鐘脈沖源邏輯控制 計(jì)數(shù) 譯碼 顯示 （MSB) (LSB) 數(shù) 字 量 輸 出 R1 R2 C 休止脈沖 轉(zhuǎn)換控制 ux Uref -Uref S U0 圖圖4.11 4.11 雙積分型雙積分型A/DA/D轉(zhuǎn)換器原理框圖轉(zhuǎn)換器原理框圖 w（2 2）工作特點(diǎn)。）工作特點(diǎn)。 4.4 4.4 電平的測(cè)量電平的測(cè)量 4.4.1 4.4.

42、1 電平的概念電平的概念 w 電平是指兩功率或電壓之比的對(duì)數(shù)，有電平是指兩功率或電壓之比的對(duì)數(shù)，有 時(shí)也表示兩電流之比的對(duì)數(shù)，單位為貝爾時(shí)也表示兩電流之比的對(duì)數(shù)，單位為貝爾 （BelBel）。）。 w 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常用貝爾的十分之一作在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，常用貝爾的十分之一作 為單位，稱(chēng)為分貝，用為單位，稱(chēng)為分貝，用dBdB表示。表示。 w 電平概念主要應(yīng)用在通信系統(tǒng)、電聲系電平概念主要應(yīng)用在通信系統(tǒng)、電聲系 統(tǒng)及噪聲測(cè)試等系統(tǒng)中。統(tǒng)及噪聲測(cè)試等系統(tǒng)中。 w 常用的電平有功率電平和電壓電平兩類(lèi)，常用的電平有功率電平和電壓電平兩類(lèi)， 它們各自又可分為絕對(duì)電平和相對(duì)電平兩種。它們各自又可分為絕對(duì)電平和相

43、對(duì)電平兩種。 w1. 1. 絕對(duì)功率電平絕對(duì)功率電平LpLp w 以以600600電阻上消耗電阻上消耗1mw1mw的功率作為基準(zhǔn)的功率作為基準(zhǔn) 功率，任意功率與之相比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為絕對(duì)功功率，任意功率與之相比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為絕對(duì)功 率電平。率電平。 w 其值為其值為 0 10 lg x Pm p LdB p （4.114.11） w式中：式中：PxPx任意功率；任意功率；P0P0基準(zhǔn)功率?；鶞?zhǔn)功率。 w2. 2. 相對(duì)功率電平相對(duì)功率電平LpLp w 任意兩功率之比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為相對(duì)功率電任意兩功率之比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為相對(duì)功率電 平即平即: : 1 0 lg A P B P Ld B P （4.124.12） w

44、式中式中PAPA、PBPB為任意兩功率。為任意兩功率。 w3. 3. 絕對(duì)功率電平與相對(duì)功率電平之間的關(guān)系絕對(duì)功率電平與相對(duì)功率電平之間的關(guān)系 0 0 10lg10lg() AA PPAPB BB PpP LLLdB pPP （4.134.13） w 式中，式中，LpALpA、LpBLpB為任意兩功率的絕對(duì)功為任意兩功率的絕對(duì)功 率電平。率電平。 w 由上式可以看出，相對(duì)功率電平是兩絕由上式可以看出，相對(duì)功率電平是兩絕 對(duì)功率電平的電平之差。對(duì)功率電平的電平之差。 w4. 4. 絕對(duì)電壓電平絕對(duì)電壓電平LuLu。 w 當(dāng)當(dāng)600600電阻上消耗電電阻上消耗電1mW1mW的功率時(shí)，的功率時(shí)， 6

45、00600電阻兩端的電位差為電阻兩端的電位差為0.775V0.775V，此電位差，此電位差 稱(chēng)為基準(zhǔn)電壓。稱(chēng)為基準(zhǔn)電壓。 w 任意兩點(diǎn)電壓與基準(zhǔn)電壓之比的對(duì)數(shù)稱(chēng)任意兩點(diǎn)電壓與基準(zhǔn)電壓之比的對(duì)數(shù)稱(chēng) 為該電壓的絕對(duì)電壓電平。為該電壓的絕對(duì)電壓電平。 w 即即 20lg 0.775 x UV U LdB（4.144.14） w式中，式中，UxUx為任意兩點(diǎn)的電壓。為任意兩點(diǎn)的電壓。 w5. 5. 相對(duì)電壓電平相對(duì)電壓電平LuLu w 任意兩電壓之比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為相對(duì)電壓電任意兩電壓之比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為相對(duì)電壓電 平。平。 w即：即： 20 lg A U B U LdB U （4.154.15） w式中，式中，

46、UAUA、UBUB為任意兩電壓值。為任意兩電壓值。 w6.6.絕對(duì)電壓電平與相對(duì)電壓電平的關(guān)系絕對(duì)電壓電平與相對(duì)電壓電平的關(guān)系 0.775 20lg20lg() 0.775 AA UU AU B BB UU LLL dB UU （4.164.16） w7. 7. 由上式可以看出，相對(duì)電壓電平是絕對(duì)電由上式可以看出，相對(duì)電壓電平是絕對(duì)電 壓電平之差。壓電平之差。 2 2 2 0 600 10lg10lg10lg()10lg (0.775)0.775 600 600 10lg x xxx P x U x U PRU L PR L R w 由上式可見(jiàn)，當(dāng)由上式可見(jiàn)，當(dāng)Rx=600Rx=600時(shí)，電阻

47、時(shí)，電阻RxRx上上 的絕對(duì)功率電平等于它的絕對(duì)電壓電平，而的絕對(duì)功率電平等于它的絕對(duì)電壓電平，而 當(dāng)當(dāng)Rx600Rx600時(shí)，電阻時(shí)，電阻RxRx上的絕對(duì)功率電平是上的絕對(duì)功率電平是 不等于它的絕對(duì)電壓電平的。不等于它的絕對(duì)電壓電平的。 w8. 8. 電平與電壓的關(guān)系電平與電壓的關(guān)系 w 電平的測(cè)量實(shí)際上也是電壓的測(cè)量。任電平的測(cè)量實(shí)際上也是電壓的測(cè)量。任 何一塊電壓表都可以作為測(cè)量電壓電平的電何一塊電壓表都可以作為測(cè)量電壓電平的電 平表，只是表盤(pán)的刻度不同而已。平表，只是表盤(pán)的刻度不同而已。 w 電平表和交流電壓表上電平表和交流電壓表上dBdB刻度線都是按刻度線都是按 絕對(duì)電壓電平刻度的，

48、只注意的電平刻度是絕對(duì)電壓電平刻度的，只注意的電平刻度是 以在以在600600電阻上消耗電阻上消耗1mW1mW功率為零分貝進(jìn)行計(jì)功率為零分貝進(jìn)行計(jì) 算的，即算的，即0dB=0.775V0dB=0.775V。 w 電平量程的擴(kuò)大實(shí)質(zhì)上也是電壓量程的擴(kuò)電平量程的擴(kuò)大實(shí)質(zhì)上也是電壓量程的擴(kuò) 大。大。 w 只不過(guò)由于電平與電壓之間是對(duì)數(shù)關(guān)系，只不過(guò)由于電平與電壓之間是對(duì)數(shù)關(guān)系， 因而電壓量程擴(kuò)大因而電壓量程擴(kuò)大N N倍時(shí)，電平增加倍時(shí)，電平增加20lgN20lgN。 4.4.2 4.4.2 電平的測(cè)量方法和刻度電平的測(cè)量方法和刻度 w 電平測(cè)量實(shí)質(zhì)上是交流電壓的測(cè)量，與電平測(cè)量實(shí)質(zhì)上是交流電壓的測(cè)量，

49、與 電壓表不同的是電表的讀數(shù)是以分貝電壓表不同的是電表的讀數(shù)是以分貝(dB)(dB)刻刻 度的。度的。 w 取零刻度的基準(zhǔn)阻抗取零刻度的基準(zhǔn)阻抗Z0=600Z0=600，即，即0dB0dB刻刻 度相當(dāng)于阻抗兩端電壓等于度相當(dāng)于阻抗兩端電壓等于0.775V0.775V。 w 當(dāng)當(dāng)Ux0.775VUx0.775V時(shí)，測(cè)量所得時(shí)，測(cè)量所得dBdB值為正；當(dāng)值為正；當(dāng) Ux=0.775VUx=0.775V時(shí)，測(cè)量所得時(shí)，測(cè)量所得dBdB值為負(fù)。值為負(fù)。 w 這樣，一定的電壓值對(duì)應(yīng)于一定的電平這樣，一定的電壓值對(duì)應(yīng)于一定的電平 值，就可直接用電壓表測(cè)量電平了。值，就可直接用電壓表測(cè)量電平了。 w 如電子式多用表如電子式多用表MF-20MF-20將將1.5v1.5v量程刻度線量程刻度線 上的上的0.775V0.775V處定為處定為0dB0dB。 w 應(yīng)注意的是，表盤(pán)上的分貝值對(duì)應(yīng)的是應(yīng)注意的是，表盤(pán)上的分貝值對(duì)應(yīng)的是 某擋電壓量程，當(dāng)使用電壓表的其他擋測(cè)量某擋電壓量程，當(dāng)使用電壓表的其他擋測(cè)量 時(shí)，應(yīng)考慮加上換