电子测量技术课件

1、4.5失真度的测量,4.5.1 非线性失真的定义,（如果负载与信号频率无关，例如纯电阻电路）,（实际应用中，只取到三到五次谐波就行）,信号的非线性失真通常用非线性失真系数来表示，也就是失真度。,常用的失真度测量仪都 来计算，测量器便于制作，并能满足一定的要求，否则需要两套选择性网络，分别测出基波分量的有效值以及谐波分量总的有效值。,4.5.2失真度测量仪的基本原理,失真度的测量有三种方法： 1基波抑制法 2交互调制法3白噪声法,开关1,开关2，基波抑制网络滤除基波,这样失真度就近似等于 电压表两次测量的比值,4.5.3 有缘陷波电路 有源滤波电路是一种特殊的有源滤波器，它仅仅在某一个频率上有陷

2、波点。 三种滤波电路： 双T形无源陷波器， 双T形有源陷波器， 由RC文氏电桥组成的陷波器。,0.707,横坐标：频率与陷波频率的比值 纵坐标：输出电压与输入电压的比值 陷波频率f0为输出电压为0的时所对应的频率。 F1:下限截至频率 fh:上限截至频率,BW0.7为3dB带宽，即输出电压幅度与输入电压幅度之比为0.707时所对应的频带宽度。,这种无源滤波器最大的品质因数只有1/4，显然它的选择性不够。 2.双T型有源陷波器 在衰减极点处谐振，谐振频率为:,双T型有源滤波器电路原理图,参数：R0=R2=R3，CO=C1=C2，R4=R/2，C3=2C1如果偏离以上条件，就不能获得最大衰减量。

3、放大器A2的部分输出信号通过放大器A3反馈到电桥的纵臂。由于这种正反馈的作用，使频带变窄，提高Q值，选择性提高。,正反馈,滑动变阻器图,。,这里正反馈的反馈量由RA和RB的分压值确定。 反馈系数 :,（0F1）,这样我们就可以调节 滑动变阻器来改变RA、RB的值，进而改变反馈系数F的值，最终改变Q的值。在确定Q值后，如果不在需要调整，去掉滑动变阻器，改用固定电阻。,3. 由RC文氏电桥组成的陷波器,电桥的元件参数关系： R1=2R2，C1=C2=C，R3=R4=R。,电桥的抑制频率:,对于任意频率信号，因为R1=2R2 ，根据电阻的分压作用，所以uAD=ui/3。当频率为f0时，uBD=ui/

4、3，这样AB两端电压就得0，此时电桥处于平衡状态，输出为0.当输入信号频率偏离f0时，电桥就会失去平衡，输出端将有电压输出。,文氏电桥有源陷波器电路原理图,A3输出的部分电压反馈至A2的同向端，并经A2输出到电桥桥臂。调节滑动变阻器可调节反馈量，进而改变品质因数Q的值，从而达到更好的选频作用。如果衰减特性已经调准，Q值已经选定，可将滑动变阻器换成固定电阻。,运放A3的反馈回路中加入的电阻R8是为了抵消输入电流，以减小直流飘移。C3的作用抑制尖峰脉冲。,运算放大器A2、A3都是电压跟随其形式，具有缓冲及隔离作用。由于电压跟随器具有高输入阻抗，低输出阻抗的特点，因此运放的接入不会影响选频电路的谐振

5、频率。,4.5.4失真度测量仪举例,图 4.5.7失真度测量仪的原理框图,仪器测量原理依然是用来代替,一个典型的失真度测量仪，其被测信号的电压、失真度、频率全部由发光二极管LED自动显示，采用真有效值检波，并在失真度测量方式中实现中实现了宽范围校准。,举例：为了特别是在0.1%以下的低失真信号时，使用仪器内的清0功能对信噪比进行均平方根运算；如果不使用清零功能，则按照以下公式计算：,（ 为滤除谐波之后，将输入信号去掉，然后用短路器将输入端短路，去掉输入信号时所显示的数值）,为了提高测量精度，随时用相位调节和平衡调节来完成，设置了自动清0功能，目的是为了使用户在测量低失真、超低失真时，自动对信噪

6、比进行均方根运算，以减少人工计算的麻烦。,2 失真度测量的误差分析,失真度测量仪用来代替。 基波分量无法完全滤除，对二次以上谐波做不到一点也不衰减，同时还会加入一些杂散干扰信号。 失真测量系统本身存在的固有失真。 电压表读出的失真度应扣除仪器本身的失真度，同时用正确使用外接滤波器。 需使用有效值电压。 陷波滤波器也是一个误差源，通常对基波的衰减应该大于100dB，对二次谐波的衰减应该小于1dB，对更高次谐波的衰减应该更小。如果达不到衰减要求就会造成测量误差。,4.6 功率的测量,4.6.1音频与较高频信号功率的测量,吸收型功率表只能测量低于500MHZ的信号。 它由一个电阻和一个电压表组成，原

7、理：,被测信号把电阻加热，使其温度上升，前后产生的温度差即为电阻器所产生热度的度量。知道液体的体积，比热容，和液槽的特性便可以计算出功率。,特点：需要知道液槽材料的准确质量和比热容，而且做到完全隔热十分困难。为此我们引入了替代式功率表。,原理：左右两侧分别工作一次，达到相同的平衡温度。两次工作状况相同，所以不用考虑绝缘隔热情况。,比较流动式量热计功率表,原理：只有输入负载与比较负载的没有温度差时，此时电桥才会达到平衡，比较负载中的功率必定与输入负载中的功率相等。,原理：功率被此处的热敏电阻器吸收，产生热量的变化可以用电桥电路所测量。,最典型的一种吸收型功率表是测热计电桥,原理：热敏电阻1，2，一个与高频电阻耦合，一个与测量仪器内部直流电阻耦合。高频电阻加热，会使电桥失去平衡，经过放大器对直流电阻R2进行加热，直到两个热敏电阻的温度相等时，电桥才会再次达到平衡。直流电阻的功率与高频负载的功率相等。,测热式热敏电阻功率表,原理：热电偶与一个电阻性元件接触，使热电偶加热，由热电效应产生的电流使动圈式表头偏转。另外整个装置处于真空环境，可使热电偶的温度迅速上升，提高灵敏度。以上提供了两种设计方案，可变负载与串联负载。,