第五章 电压测量技术 电压测量是电于电路测量的一个重要内容.在集总参数电路里,表证电信号能量的三个基本参量是:电压、电流和功率.但是,从测量的观点来看,测量的主要参量是电压,因为在标准电阻的两端若测出电压值,那么就可通过计算求得电流或功率。此外,包括测量仪器在内的电子设备,它们的许多工作特性均可视为电压的派生量,例如,调幅度,波形的非线性失真系数等等.可以说,电压测量是其他许多电参量,也包括非电测量的基础。 第一节 对电压测量的基本要求及电压测量仪器的分类 一、对电压测量的基本要求 由于在电子电路测量中所遇到的待测电压具有频率范围宽。幅度差别悬殊、波形的形式多等特点,所以对电压测量提出了一系列的要求,主要可概括如下’: (一)应有足够宽的频率范围 一般,在集总性电路中,交流电压的频率范围约从几 HZ 或几十 HZ 到几百 MHZ,甚至达 GHZ 量级. 在电子测量中,习惯上将 1MHZ 以上(至 3GHZ)称为高频,1MHZ 以下为低频,10HZ(或5HZ)以下称超低频. (二)应有足够宽的电压测量范围 通常,待测电压的下限在十分之几μ V 至几个 mV, 而上限可达几十 KV 左右。随着科学技术的发展,要求测量非常小的电压值,即要求电压测量仪器具有非常高的灵敏度.目前,已出现灵敏度高达 1nV 的数字电压表, (三)应有足够高的测量准确度 电压测量仪器的测量准确度一般用下列三种方式之一来表示:(1)β %Vm, 即满度值的百分数;(2)a%Vm, 即读数值的百分数;(3)a%Vx+β %Vm, 第一种可能是最通用的,一般具有线性刻度的模拟电压表中都采用这种方式;第二种在具有对数刻度的电压表中用得最多,而第三种方法是目前用在具有线性刻度电压表的一种较严格的准确度表征,数字电压表都用这种方式. 由于电压测量的基准是直流标准电池,同时,在直流测量中,各种分布性参量的影响极小,因此,直流电压的测量可获得最高的准确度.例如,目前数字电压表测量直流电压的准确度可达士(0。0O0 5%V。+0.0001%Vm),即可达 10-6 量级,而模拟电压表一般只能达到 10-2 量级.至于交流测量,一般需要通过交流/直流(AC/DC)变换(检波)电路,而且当测量高频电压时,分布性参量的影响不容忽视,再加上波形误差,故即使采用数字电压表,交流电出的测量准确度目前也只能达到 10-2 一 1 0-4 量级. (四)应有足够高的输入阻抗 电压测量仪器的输入阻抗就是被测电路的额外负载...