第4章-模拟测量方法课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电子测量技术,第,42,页,第4章 模拟测量方法,4.1 概述,4.2 交流电压的测量（重点）,*4.3 噪声电压的测量,4.4 分贝的测量,4.5 失真度的测量,4.6 功率的测量,4.7 Q值的测量,第4章 模拟测量方法 4.1 概述,4.1 电压测量概述,电压测量是电测量与非电测量的基础,电测量中，许多电量的测量可以转化为电压测量：,表征电信号能量的三个基本参数：电压、电流、功率,其中：,（电流、功率）,电压,，再进行测量。,电路工作状态：,（饱和与截止，线性度、失真度）,电压表征,非电测量中，物理量,电压信号,，再进行测量。,如：温度、压力、振动、（加）速度等。,第4章 模拟测量方法,4.1 电压测量概述电压测量是电测量与非电测量的基础 第,4.1 电压测量概述,1、电子电压表的基本要求,（1）频率范围广,低频：10,-6,Hz以下；高频（射频）：10,9,MHz以上。,（2）测量范围宽,微弱信号：心电医学信号、地震波等在纳伏级；,超高压信号：在电力系统中，可达数百千伏。,（3）测量精度的要求差异很大,V,=满度误差+,示值误差,=,%V,m,+,%V,x,=,10,-1,至10,-9,（4）输入阻抗高,高输入阻抗是为了减小测量误差（,举例,）。,通常输入阻抗在几M,几G不等。,作业4.1,4.1 电压测量概述1、电子电压表的基本要求（1）频率范围广,1、电压测量的基本要求,（5）抗干扰性能,工业现场测试中，存在较大的干扰。,（6）测量速度的要求差异很大,直流（慢变化信号），几次/秒；高速瞬变信号，数亿次/秒；精度与速度有矛盾，应根据需要而定。,（7）电压波形的多样化,如：纯或失真的正弦波、方波、三角波；噪声等。,按对象分,：直流电压测量、交流电压测量。,按技术分,：模拟测量、数字测量。,按器件分,：,电子管、晶体管、集成电路。,按结构分,：放检式、检放式、热电式、外差式。,按频率分,：DC、低频、视频、高频、超高频。,2 、电压测量仪器的分类,4.1 电压测量概述,1、电压测量的基本要求（5）抗干扰性能按对象分：直流电压测量,t,u,(,t,),U,p,0,U,m,T,U,4.2 模拟交流电压的测量,4.2.1 交流电压的表征,（用3个电压2个系数表征）,第4章模拟测量方法,相当于,u,(,t,)的,直流分量,（1）,数学定义,：,（2）,全波均值,：指,u,(,t,)经整流后的平均值为：,2、,平均值,（,U,）,正弦,电压,u,(,t,)=,U,P,sint,均值,正弦,1、峰值,（,U,P,）或（ ）,以,零电平为参考,的最大幅值为峰值,U,P,;以,直流分量为参考,的最大幅值为振幅,U,m,。当没有直流分量时,U,P,=U,m,。,tu(t)Up0UmTU4.2 模拟交流电压的测量4.2,3、有效值,（,U,）,若直流电压,U,在,T,内电阻,R,上产生的热量 与,波形因数,；,波峰因数,4.2.1 交流电压的,表征,交流电压,u,(,t,)在,T,内,R,上产生的热量 相等，,则定义有效值,三者关系,：,正弦波,u,(,t,)=,U,P,sin(,t,)的波形因数,K,F,和波峰因数,K,P,是,：,其它波形的,K,F,、,K,P,、,U,、,U,关系,P87,3、有效值（U）若直流电压U在T内电阻R上产生的热量,例1,写出图示电压波形的正半周平均值、负半周平均值、全波平均值、有效值、正峰值、负峰值、峰- 峰值。,u,t,0,1,2,3,-1,.1,.2,.3,.4,.5,.6,.7,.8,公式,数值,平均值,正半周,负半周,全波,有效值,峰值,正峰值,负峰值,峰- 峰值,4.2.1 交流电压的,表征,3,0.1/0.4=,0.75V,1,0.3/0.4= ,0.75V,1.5V,3V,1V,4V,例1 写出图示电压波形的正半周平均值、负半周平均值、全波平均,4.2.2 交流电压的测量方法,交流变直流为检波，检波器有3种，电压表也有3种。,1、峰值电压表,（图4.2.2）,结构：,U,I,检波, 放大 ,指示,。,频率几百兆。,4.2 交流电压的测量,图4.2.2,峰值检波器：,置于,机外探头内,；工作频率,几百,MHz,；测量范围,10,mV,300,V,。,特点：,分压器,（衰减器）：用于,切换量程，扩大使用范围,。,放大器：,采用桥式,直流放大器,；有,较高的增益,；直流放大器的,零点漂移,也将,影响,电压表的,灵敏度,。,典型,应用,：,国产HFJ-8型高频毫伏表，最低量程为,3mV,，最高工作频率,300MHz。,4.2.2 交流电压的测量方法1、峰值电压表（图4.2.2,放检式电压,表,4.2.2 交流电压的测量方法,2、平均值电压表,（图4.2.3）,结构,：U,I,放大 检波 指示,特点,：,工作频率,：由放大器通频带决定，通常小于10MHz。,分压器,：衰减输入信号，使量程扩到10mV300V。,检波器,：放检表采用均值检波（原理在,4.2.3,讲）。,应用,：DA-16F毫伏表。,3、有效值电压表,结构1,：U,I,热电转换 直流 指示,特点,：速度、,频率都不高,。,结构2,：按公式 转换,特点,：,频率不高,。,放检式电压表4.2.2 交流电压的测量方法2、平均值电压表,输,入,电,路,中,频,放,大,器,均,值,检,波,器,d,B,f,Z,(,固,定,),带,通,滤,波,器,混,频,器,f,L,(,可,调,),f,x,本,振,中放：,高增益,（灵敏度可达,120dB，相当0.775,V）俗称“高频微伏表”。 DW-1型最小量程15,V 。,2、电子电压表性能指标,4、,超外差,式电压,(电平dB),表,混频,：,输入f,x,与本振f,L,（,可调,）混频，,经窄带滤波,器选出,固定,的,中频,f,Z,=f,L, f,x,。 频率范围宽，DW-1,型频率范围达100KHz 300MHz。,应用广泛,：,小信号测量、从噪声中测量有用信号、放大器谐波失真的测量、滤波器衰耗特性测量等。,特点：,输入电路,：,由,衰减器,和低噪声,小增益,放大器,组成。,本振,f,L,超,过,外,来f,x,，混频输出取其,差,f,Z,=f,L,f,x,图4.2.4超外差电压表框图,输入电路中频放大器均值检波器dBfZ(固定)带通滤波器混频器,4.2.3 平均值电压表,1、均值检波原理,（图4.2.5）,均值检波由桥式全波整流或半波整流,(特指),完成。,整流电路输出直流电流,I,0,，其平均值,I,0,与被测输入,压,u,(,t,)的平均值,u,(,t,),成,正比,，,与,u,(,t,)的波形无关,。,二极管导通电阻,r,d,和表头内阻,r,m,为常数。,以全波整流为例，,I,0,的平均值为：,相当于,u,(,t,)的,直流分量,均值数学定义,：,全波均值,：指,u,(,t,)经整流后的均值,C用于滤波，避免指针摆动。,I,O,U(t),D,1,D,2,D,3,D,4,C,+,4.2 交流电压的测量,4.2.3 平均值电压表1、均值检波原理 （图4.2.5）,2、波形换算法,（分4步）（,板书,）,4.2.3 均值电压表,注：对均值表，,任意波形的均值相等，则读数相等,。,由读数换算出均值和有效值的换算步骤如下：,第一步,：把读数想象为,有效值,等于的纯正弦波,输入时的读数，即：,第二步,：由 计算该纯正弦波均值,第三步,：假设均值等于 的被测波形（任意波）输入 ，即：,第四步,：由 ，再根据该波形的波形因数（查表可得），其有效值：,例4.2.1,用均值表测量三角波读数,a,=10,V,，求,U,X,、U,X,、U,XP,。,解：,作业4.2,2、波形换算法（分4步）（板书）4.2.3 均值电压表注：对,3、误差分析,若将示值当作有效值，产生的,示值误差和有效值误差,。,解：,4.2.3 均值电压表,例4.2.2,用均值表测量脉冲，周期T=64,s，脉宽,t,w,=12,s，示值,U,a,=6V。求,U,xrm,s,、,a,、,U,。,3、误差分析若将示值当作有效值，产生的示值误差和有效值误差,解：,用均值表测,先求平均值，再求有效值、峰值。,例2,用均值表测半波整流波读值,a,=10,V,，求,U,X,、U,X,、 U,PX,；用,两种方法,求示值误差,、,有效值误差,。,3、均值表误差分析,示值误差,有效值误差,解：用均值表测先求平均值，再求有效值、峰值。例2 用均值,4.2,交流电压的测量,4.2.4 有效值电压的测量,E,i,E,v,D,去除直流、,c,、2,c,后的平均(AV)项为：,称二极管,平方律检波,（2）,平方律检波法,根据有效值定义 ,首先对,u,(,t,)平方,当,小信号时二极管正向伏安特性曲线可近似为平方关系.,缺点：精度低且动态范围小，非线性刻度等。,1、,有效值电压表原理,（1）定义,：,图4.2.8,4.2 交流电压的测量4.2.4 有效值电压的测量EiEv,热电效应,：,两种不同导体的两端相互连接在一起，组成一个闭合回路，当两节点处温度,热电偶有效值检波原理,（,读数与波形无关,）,（3）热电转换器,热端：,u,(,t,)的有效值,U,的平方,u,(,t,)功率,温差,T,；,图5.10中直流电流I与被测电压u(t)的有效值U的关系：,冷端：,温差,T,热电动势,E,电流,I,（刻度）。,举例,4.2.4有效值电压的测量,图4.2.10,不同时，回路中将产生电动势，从而形成电流，这一现象称为热电效应，产生的电动势称为,热电动势,。,热电动势的大小,与温差成正比,，,即：,E,T-T,0,=,T,。,热电效应：热电偶有效值检波原理（读数与波形无关）,表头刻度线性化处理：,采用两对相同的热电偶，分别称为,测量热电偶,和,平衡热电偶,。,R,U(t),冷端T,0,加热丝,热端 T,测热电偶,电流表,平衡电偶,+,-,U,O,o,E,X,E,F,U,I,热端T,导线,差分放大器,（3）热电偶式交直流转换器,图4.2.11,表头刻度线性化处理：RU(t)冷端T0加热丝热端,上图中，通过平衡热偶形成一个电压负反馈系统。,测量热偶的热电动势,E,X,U,X,，,令,E,X,=A,1,U,X,；,平衡热偶的热电动势,E,F,U,O,，,及,E,F,=A,2,U,O,；,R,U(t),冷端T,0,加热丝,热端 T,测热电偶,电流表,平衡电偶,+,-,U,O,o,E,X,E,F,U,I,热端T,导线,差分放大器,（3）热电偶式交直流转换器,DA-24,电压表,：,测量范围1mV,300V,频率范围10Hz,10MHz,精度1.5,U,X,为,u,(,t,) 的有效值,假如两对热偶具有相同特性，即,A,1,=A,2,=A,，,则差分放大器输入电压,U,i,=E,X,E,F,=A,(,U,X,U,O,) ，,若放大器增益足够大，则有,U,i,=0,U,O,=U,X,即输出电压,U,O,等于,u,(,t,)有效值,U,X,有效值电压表的,特点,：,理论上无波形误差,读数与波,形无关,线性刻度,速度低,因此也称,真有效值电压表,上图中，通过平衡热偶形成一个电压负反馈系统。RU(t)冷端T,2、有效值检波器电压表,原理是通过多级运算器级连实现,u(t),乘法器(平方),积分,开方,比例运算,AD536A是美国AD公司推出的一种能,够将直流交流信号快速转换成,真有,效值输出,的专用集成芯片。,4.2.4有效值电压表,AD536A在液晶屏测试仪中的应用真,有效值直流转换芯片AD536A，在直,流点焊微机控制系统中得到应用。,AD536的真有效值电压表,如图4.2.16。,2、有效值检波器电压表 AD536A是美国AD公司推出的一,2、,串联式峰值检波工作原理,当u(t)U,R,时二极管导通，,u(t),经R,D,快速,向C,充电,使,U,R,接近u(t)的峰值U,P,；当,u(t)U,R,时,二极管截止，C,缓慢,向R,放电,，“保持”该峰值。,可证,检波效率,4.2,交流电压的测量,4.2.5 峰值电压的测量,检波误差,检波条件：,(充)=,R,D,CT,max,U,R,u,(,t,),t,R,D,u,R,C,R,u,(,t,),图4.2.19（,a）,串联式 工作波形,放电,充电,充电,放电,1、峰值检波器,串联式,并联式(略),倍压式(略),2、串联式峰值检波工作原理可证检波效率4.2 交流电压的测量,注：对峰值表，,任意波形的峰值相等，则读数相等,将非正弦读数换算出峰值和有效值的换算步骤：,第一步,，把读数想象为正弦波有效值，即,第二步,，将 转换为该纯正弦波的峰值,3、波形换算方法,4.2.5 峰值电压表,第三步,，假设峰值等于 的被测波形（任意波）输,入 ，即,第四步,，由 ，再根据该波形的波峰系数查表可得，其有效值,例4.2.3,用峰值表测三角波，读数,a,=5,V,，求,U,PX,、U,X,、U,X,解：,U,PX,1.41,a,=1.41,5 =,7.1,V,U,X,=U,PX,/ K,PX,=,7.1,/,1.73,4.1,V,U,X,=U,X,/ K,FX,= 4.1,/,1.15 ,3.56,V,若将,a,作有效值,U,X,，示,值误差,可见不换算,a,无意义！,注：对峰值表，任意波形的峰值相等，则读数相等 3、波形换算方,例,用峰值表测量方波，读数,a,=10,V,，问如何从该读数得到方波的有效值、峰值、均值？并计算误差。,解：,U,PX,1.41,a =,1.41,10=,14.1,V,U,X,=U,PX,/ K,PX,=,14.1,/,1,14.1,V,U,X,=U,X,/ K,FX,= 14.1,/,1,14.1,V,4、峰值表的误差,4.2.5 峰值电压表,例 用峰值表测量方波，读数a=10V，问如何从该,例1,已知正弦波、三角波和方波的,峰值,均为,40V,，当分别采用均值、峰值、有效值电压表测量时，请问各电压表的测量三种波形时的,读数值,a,分别是多少。,波形,读数,正弦波,U,P,=40V,三角波,U,P,=40V,方波,U,P,=40V,有效值表,读数,a=U=U,P,/K,P,40/1.41=28.3V,40/1.73=23.1V,40/1=40V,平均值表,读数,a=U,P,/0.9K,F,K,P,峰值表,读数,a=U,P,/1.41,对有效值表，,读数为有效值，与波形无关,。,a=U=U,P,/K,P,对平均值表，,任意波形的均值相等，则读数相等,。,对峰值表，,任意波形的峰值相等，则读数相等,。,作业4.3、4.6,例1已知正弦波、三角波和方波的峰值均为40V，当分别采用均值,例2,已知正弦波、三角波和方波的,均值,均为,40V,，当分别采用均值、峰值、有效值电压表测量时，请问各电压表的测量三种波形时的,读数值,a,分别是多少。,波形,读数,正弦波,三角波,方波,有效值表,读数,a,40,1.11,=44.4V,40,1.15=46V,40,1=40V,平均值表,读数,a,峰值表,读数,a,对峰值表，,任意波形的峰值相等，则读数相等,。,对有效值表，,读数为有效值，与波形无关,。,对平均值表，,任意波形的均值相等，则读数相等,。,作业4.5,例2已知正弦波、三角波和方波的均值均为40V，当分别采用均值,例3,已知正弦波、三角波和方波的,有效值,均为,40V,，当分别采用均值、峰值、有效值电压表测量时，请问各电压表的测量三种波形时的,读数值,a,分别是多少。,波形,读数,正弦波,U,=40V,三角波,U,=40V,方波,U,=40V,有效值表,读数,a=U,40V,40V,40V,平均值表,读数,a=U/K,F,0.9,峰值表,读数,a=UK,P,/1.41,对有效值表，,读数为有效值，与波形无关,。,a=U,对平均值表，,任意波形的均值相等，则读数相等,。,对峰值表，,任意波形的峰值相等，则读数相等,。,作业4.5,例3已知正弦波、三角波和方波的有效值均为40V，当分别采用均,4.4 分贝的测量,4.4.1 数学定义,分贝是测量功率大小、电压（平）高低、声音强弱的重要参数。,1、功率比的对数,若,P,1,=100,P,2,功率比:,读2贝尔,1,B,=10,dB,(分贝)用分贝表示读:,2、电压比的对数,功率比,A,P,和电压比,A,U,的对数关系（设,R,1,=R,2,=R,）,如果电路是衰减器，则,P,1,P,2,或,U,1,U,2,，其分贝值为负.,第4章 模拟测量方法,4.4 分贝的测量4.4.1 数学定义分贝是测量功率,3、绝对电平,若,P,2,=P,0,=1,mW,基准: 0.775,V,在600,上的功率,（1）功率电平,dB,mW,若,P,2,=,P,0,（1,m,W,基准功率），,P,1,=P,X,=,100,mW。,此时,P,X,=,100,mW=,20,dB,mW,（2）电压电平,dB,0.755,V,若,U,2,=,U,0,（0.775,V,基准电压），,U,1,=U,X,=,7.75,V。,此时,U,X,=,7.75,V=,20,dB,0.775,V,例,输出,U,1,=27.5,V,，输入,U,2,=0.0775,V,，求放大器,A,P,(dB),例4.4.1,例4.4.2,3、绝对电平若P2=P0=1mW基准: 0.775V在600,例,输出,U,1,=27.5,V,，输入,U,2,=0.0775,V,，求放大器,A,P,(dB),例4.4.1,例4.4.2,如在,例4.4.2,中测输出端,U,1,处电压(27.5,V,)的分贝读数为,31,dB,，在,例4.4.1,中测输入端,U,2,处电压(0.0775,V,)的读数为,20,dB,，则放大器的功率增益：,A,P,=,31,dB,(20,dB,) =51,dB,。转换成电压放大倍数：,A,U,=,U,1,/ U,2,=10,51/20,= 355倍,。,4.4.2 分贝值的测量,测量,在交流,电压,挡上，,读数,在,分贝,刻度上。,3.4 分贝的测量,例 输出U1=27.5V，输入U2=0.0775V，求放,4.5 失真度的测量,4.5.1 非线性失真度的定义,非线性失真就是谐波失真，简称失真,。一定频率的信号通过网络后往往会产生新的频率分量，这种现象被称为该,网络的非线性失真,；一个信号的实际波形与理想波形有差异，这种差异被称为,信号的非线性失真,。,线性电路,意味着频域中的,输出,信号应具有与,输入,信号,相同,的频率，而由输入信号所产生的任何,其他频率,都被视为是,非线性失真,。,网络,v,i,v,o,v,1,、v,2,v,i,k,(,v,1,、v,2,v,i,),线性网络,v,1,、v,2,v,i,v,1,、v,2,v,i,、,v,x,非,线性网络,第3章 模拟测量方法,4.5 失真度的测量4.5.1 非线性失真度的定义,U,1,U,m,为基频及各谐波的有效值,由于基波难以单独测量，当失真度较小时，失真度定义式可由,代替，换算,算公式为（,4.5.4式,）。,4.5.1失真度的定义,定义：总谐波能量与基波能量比的平方根失真度,对纯阻负载，则定义为,全部谐波电压,(或电流)有效值,与基波电压,(或电流)有效值,的平方根之比,。,失真度,以百分比()或分贝(dB)为单位，,亦称失真系数。,作业4.10,U1Um为基频及各谐波的有效值 由于基波难以单独,基波抑制法,又称静态法(,图4.5.1,)，对被测器件输入单音正弦信号，并通过基波抑制网络进行直接测量。,开关S先打到1处，测出被测信号的电压,总有效值,。适当,调节输入,衰减使电压表指示为基准电平值“1”,也就使4.5.2式中的,分母为1,该过程称为“,校准,”.,开关打到2处，,调整基波抑制,网络使电压表指示最小，表明,基波,已被,抑制,，此时测出的是被测信号的,谐波,电压,总有效值,，即为4.5.2中的,分子,，由于电压表已经过校准为“1”，故当前,指示值,就是,值,。,4.5失真度的测量,4.5.2失真度仪基本原理,输入衰减,有效值,电压表,1,2,S,被测信号,基波抑制,作业4.10,基波抑制法又称静态法(图4.5.1)，对被测器件输入单,4.5.3 基波陷波电路,通常3种陷波器,1、,双T无源陷波器,图4.5.2（,a,）,4.5失真度的测量,调谐,基波陷波器,2、,双T有源陷波器,（略）,3、,RC文氏桥陷波器,（略）,IN,OUT,R,R,R/2,C,C,2,C,当,R,取2,K,、 C取0.1,F,时，陷波频率,频率特性如图,（,b,）,当用数字式频率特性仪验证时陷波器的中心频率,f,0,=800,H,Z,品质因数,f,0,4.5.3 基波陷波电路4.5失真度的测量调谐基波陷波器2,1、,基本工作原理,（以DF4120同步失真度仪为例）,特点,： DF4120A采用集成电路，测试精度高、操作方便、性能可靠等特点。有电平自动校准功能，故测量失真时不受输入信号电平的影响，,不需要进行满度校准,。有,频率自动跟踪,功能，故测量时不需要细调频率。,输入电路,自动电平调整,桥T型基波抑制控制器,放大,滤波,表头电路,电平判别,放大器,放大检波,频率自动调谐,组成,原理,1,2,开关1为失真度测量,开关2为电平测量,4.5.4 失真度仪举例,4.5.4 失真度仪举例,1、基本工作原理（以DF4120同步失真度仪为例）,组成,：DF4120同步失真度仪由输入电路、自动电平调整系统、桥T型基波抑制控制系统、放大器、滤波器、表头电路、电平判别电路等组成。,原理,：输入被测信号经过输入电路至自动电平调整电路后有1V的稳定输出；然后送到桥T型基波抑制器，抑制掉基波分量，保留所有的谐波成分；最后通过表头电路测其有效值，该值为被测信号的失真度。,当失真度小于10%时，,0,，否则按4.5.4式进行修正。,失真仪组成原理,输入电路,自动电平调整,桥T型基波抑制控制器,放大,滤波,表头电路,电平判别,放大器,放大检波,频率自动调谐,1,2,开关1为失真度测量,开关2为电平测量,组成：DF4120同步失真度仪由输入电路、自动电平调整系统、,2、失真度仪的误差,理论误差,由,与,不一致产生，相对误差：,T,是,小于0,的系统误差，在要求高的场合可由误差公式修正。,基波抑制不高引起的误差,由于基波抑制不尽，使得,(实际),电平调节和电压表的指示误差,校准过程中把电压表调校在基准电平上(使4.5.2式中,的分母为1)。若调校过程存在误差将影响测量结果。,4.5.4 失真度仪举例,2、失真度仪的误差理论误差 T 是小于0的系统,4.6 功率的测量,测量已知负载电阻R,L,两端的电压U，利用,PU,2,/R,式计算功率的方法测量功率。,4.6.1 音频与较高频信号功率的测量,1、,吸收型功率表原理,（图4.6.1）,电阻恒定，电压表按功率单位刻度,。,工作频率不超过500MHz。,2、量热式功率表,被测信号加热,电阻，由,隔热槽液温度,算出功率。,3、替代式功率表,被测信号加热,R,1,，记槽内温度为,t,1,，然后直流(低频),信,号替代被测信,号使槽温为,t,1,，则R,2,的功率为被测功率。,第4章 模拟测量方法,（图4.6.2）,4.6 功率的测量 测量已知负载电阻RL两端的电,电阻R=200组成三个桥臂，,测热电阻R,T,=100组成另一,臂；开关分别接,V,0,；,V,RF,、V,1,（2）开关接高频RF（,V,RF,和,V,1,）,两个,R,T,对交流,V,RF,呈并联,，对直流,V,1,呈串联,。调,V,1,使电桥再次平衡，此时交、直流功耗合成,接DC时的功耗。,高,频,电,压,V,0,V,1,R,F,D,C,D,C,R,F,R,G,R,R,R,T,R,T,C,C,V,R,F,I,1,I,2,4、测热电阻电桥,（,测高频电,压,）,测热电阻,R,T,可以是：,热敏电阻(负温度系数P,R,),镇流电阻(正温度系数P,R,),薄膜电阻(负或负)可测20GHz,1GHz,（1）开关接DC（,V,0,）,V,0,I,2,R,T,，当,2R,T,=R,时,电桥平衡，,R,T,功耗 记,V,0,电阻R=200组成三个桥臂，（2）开关接高频RF（VRF和,第4章模拟测量,1、组成,振荡器、度盘电容C、电压表。,2、原理,（1）串联谐振电路,（2）Q值的概念,R为LC回路损耗，在串联谐振时L、C上的电压,等幅反相,，呈,低阻,。,（板书）,定义:,i,通常回路,Q,值也是元件,Q,值,i,C调至,谐振,时，,V,2,为最大值,，,V,1,为最小值，,X,L,=,|,X,C,|,，回路仅有损耗,R,。若调,振荡器幅度，,使,V,1,=E=“1”,（3）Q表的原理,1,2,3,V,1,C,V,2,E,f,0,R,L,特点,：可测很高的,Q,值。,损耗,精度低,4.7,Q,值的测量,（异于教材）,4.7.1 Q表的组成原理,作业4.9,第4章模拟测量 1、组成振荡器、度盘电容C、电压表。2、原理,4.7.2 Q表的应用,（测电容电感）,1、测量电容,（1）直接测量法测量电容,i,1,2,3,C,X,V,1,C,V,2,E,f,0,R,L,S,度盘电容,C不接，2、3点接被测电容,C,X,，1、2点接,标准电感L,S,。,电桥测量R、C、L很费时，对系统的屏蔽及分布参量的影响较大，以至降低测量的准确度。 Q表原理基于谐振法，测量基本参量，由于方便而广泛采用。,4.7,Q,值的测量,当频率调到谐振时：,4.7.2 Q表的应用（测电容电感） 1、测量电容i1,1、测量电容,C,X,不接，,调,f,致谐振。,C,X,C,并联,调,C,致,C,B,时谐振,i,1,2,3,C,X,V,1,C,V,2,E,f,0,R,L,S,（2）并联替代法测量电容,(,实验采用,),则,（3）串联替代法测量电容,C,X,C,串接,调,C,致,C,B,时谐振,则,特点：适于测,小电容,特点：适于测,大电容,C,X,不接,调,f,致谐振，,C,读为,C,A,C读数,1、测量电容CX不接，调f 致谐振。CXC并联调C 致,4.7.2 Q表的应用,2、测量电感,（1）直接测量法测量电感,调,f,致谐振,L,X,L,S,并联,调C,致谐振,i,1,2,3,C,S,V,1,C,V,2,E,f,0,R,L,X,（2）并联替代法测量电感,=-,得,度盘电容,C不接；2、3点接标准电容C,S,；1、2点接被测电感L,X,。,频率调到谐振时：,（3）串联替代法测量电感,调,f,致谐振,L,X,L,S,串联,调C,致谐振,=-,得,适于测量,大电感、电阻,适于测量,小电感、电阻,4.7.2 Q表的应用 2、测量电感调f 致谐振LX,谐振法的,优、缺点,：,可测很,高的,Q,值； 需要调谐,到,谐振,（有时谐振点不太好,判断）；阻抗测量精度低 。,频率范围 ：10,KHz, 70,MHz,。,现代Q表的调谐都有,频率自动跟踪,，虽然测试时间长了一些，但是测试质量显著提高。,作业：4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.9、4.10,i,1,2,3,C,X,V,1,C,V,2,E,f,0,R,L,X,4.7.2 Q表的应用,谐振法的优、缺点：现代Q表的调谐都有频率自动跟踪，虽然测试时,