电子感测技术第三章.ppt

3.1电压、电平、功率和噪声的测量,3.1.1电压和电平的测量,1.交、直电压表的结构和测量原理,第3章电压、频率和电路元器件的测量,2.数字电压表(DVM)的测量范围和分辨力,19.99v,0.001v,00.01v,0.01v,9.999v,09.99v,9.99v,10v,0.001v,00.01v,0.01v,4.999v,04.99v,4.99v,5v,000.1mv,000.1mv,001mv,199.9mv,199.9mv,199mv,0.2v,199.9mv,00.01mv,000.1mv,00.1mv,99.99mv,099.9mv,99.9mv,0.1v,四位,三位半,三位,量程,3.交流电压的量值及转换关系：,UPP=(UP)-(UP-)=2Um,统一性叠加性,相对电平：,1,1.25,-1,1/1.25=0.8,3,2,10,10,3.1.2功率和射频功率的测量,1.交、直流功率的测量,2.射频功率的间接测量,（1）.晶体检波器的测量,（2）.热电转换器的测量,U为直流电压或交流有效值,（3）大功率的测量,热转电功率计直读P0,小功率计扩展量程,家用微波炉加热功率,射频脉冲功率,不均匀度,测准,3.1.3噪声测量和抗干扰措施,1.噪声电压有效值Un的测量,(1)用宽带平均值电压表测量时的读数为U,（2）用宽带示波器测量其峰峰值Upp,2放大器噪声系数NF的测量,(1)定义,(2)y系数和超标比ENR：,(3)对数表示,(4)功率倍增法（y2），仪表读出,ENR（dB）=NF（dB）,系数,超标比,3.用失真度仪的“相对电平”测量放大器的信噪比S/N(dB),(1).连接好信号源、放大器和失真度仪输入,(2).使放大器输入端短路，“输入量程”应减小到的噪声电压量程ndB,在此档量程内的噪声电压读数NdB,对应比值,Sn10dB,4.抗干扰措施,模拟电路输入级的噪声是主要的,（1）屏蔽技术,（2）接地技术,（4）与屏蔽接地相反的“浮置”,（8）采用锁相环路（PLL）,（5）变压器或光电的耦合隔离法,（3）滤波技术,（6）采用电桥平衡电路,（7）通过整形、积分和门限等措施,3.2射频（RF）网络特性参数测量和应用,3.2.1射频简介,1.微波波长：,2.传输线上阻抗：,123.,行程,介质中波长,线上阻抗处处变，四分之一高低换，半个波长又还原，不同介质有区别。,3.2.2单口网络的反射参数,1.反射系数,2.模值,回波损失,电压驻波比,3.相位差：,电波行程,相移常数,RL=20lg|（dB）,3.2.3双口网络的散射参数,1.S参数,插入损耗（衰减）,2.模值,输入功率,反射功率,负载功率,3.2.4S参数的测量,1自动网络分析仪（ANA）的组成和类型,2ANA的工作原理（HP8510B为例）,3.2.5应用举例,检测（雷达、遥感、传感器等）通信（中继通信、卫星通信、移动通信）能量（微波加热、微波输能、微波引擎等）。,1微波传感器的检测原理,优点：非接触在线检测和实时处理，耐高温和高压等,缺点：有零漂，定标困难,微波的三大应用:,2.透射式测量,矢量电压表,定向耦合器,微波源,发射天线,接收天线,被测物,流水线,3.反射式测量,3.3.1计数法测量,量化误差：,宽控开关窄计数，越宽越窄高精度。,四块电路三端口，二入一出经主门,绝对误差：N=1,1、测量频率fX,fx=Nfc/b,2、测量周期TX,Tx=N/fC,3、测量误差和中界频率,4、测量同频信号的时差和相位差,fc,门控,Tc,t=NTc,a1,t,放大整形,aTc=MTx,aTc,a=1,b=1,主门,付门,3.3.2示波器的时域测量,1、测量正弦波参数,2、测量脉冲波参数,3.3.3信号失真与频域测量,1、非线性(谐波)失真度的测量,2、线性(频率)失真度的测量,(1)点频法测量：,低频宽带,(2)扫频法测量：,高频窄带,3.频谱分析仪工作原理,固定,3.4阻抗测量和半导体管的检测,3.4.1电阻、电感和电容的测量,1、电阻RX的测量,(1)、万用表电阻档测量,(2)、惠斯顿电桥精测,(3)伏安法,相对误差,方法选择,测量值,测量电路,修正值,2、电容CX和电感LX的测量,(1)、交流电桥法(较大值的电容、电感),例：测电感的海式电桥,(2)、变换分离(数字化)法,(3)、高频谐振Q表法,调谐时,3.4.2半导体管的检测,1、用万用表检测,（1）好管：0.10.7V,Ge：0.10.5V,Si：0.40.7V,（2）坏管：正、反相同,（3）管脚：用hFE插孔,（4）模拟万用表：,表棒极性与数字万用表相反,用“”档测正、反向电阻,NPN型三极管,e,c,b,2、晶体管特性图示仪测试,阶梯波,插座,示波器,3.5计算机测试技术,3.5.1智能仪器和自动测试系统（ATS）,2.频响测试举例,1.硬件为主，软件专用,3.5.2虚拟仪器（VI）技术,1.软件为核心，硬件简单化,2.LabVIEW虚拟仪器入门,LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一种图形化的编程语言，视