基本电子测量技术概要课件.ppt

1、模拟电子技术模拟电子技术 模拟电子技术实验模拟电子技术实验 主主 编编 谭海曙谭海曙副主编副主编 于昕梅谢海鸿李萍于昕梅谢海鸿李萍范范 迪迪参参 编编 曹继华曹继华 谢凤英谢凤英 李李 晶晶 滕升华滕升华白培瑞白培瑞 张琳琳张琳琳 王琼琛王琼琛主主 审审 章毓晋章毓晋 编编 李李 磊磊 张张 军军次目录 主目录上一页 下一页第第2章章 基本电子测量技术基本电子测量技术v 2.1 概述概述v 2.1.1 电子测量仪器电子测量仪器v 2.1.2 测量方法测量方法v 2.2 电压测量电压测量v 2.2.1 直流电压测量直流电压测量v 2.2.2 交流电压测量交流电压测量v 2.2.3 噪声电压测量噪

2、声电压测量v 2.3 电流测量电流测量v 2.3.1 直流电流测量直流电流测量v 2.3.2 交流电流测量交流电流测量v 2.4 电阻测量电阻测量v 2.4.1 定电阻测量定电阻测量v 2.4.2 电位器测量电位器测量v 2.4.3 非线性电阻测量非线性电阻测量v 2.5 电容测量电容测量v 2.5.1 谐振法测量电容量谐振法测量电容量v 2.5.2 交流电桥法测量电容量交流电桥法测量电容量 和损耗因数和损耗因数v 2.5.3 万用表估测电容万用表估测电容v 2.6 电感测量电感测量v 2.6.1 谐振法测量电感谐振法测量电感v 2.6.2 交流电桥法测量电感交流电桥法测量电感v 2.7 误差

3、分析与测量数据处理误差分析与测量数据处理v 2.7.1 误差来源与分类误差来源与分类v 2.7.2 误差表示方法误差表示方法v 2.7.3 测量数据处理测量数据处理次目录 主目录上一页 下一页2.1 概概 述述v测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息即数量概念的过程。在这个过程中，人们借助即数量概念的过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较得到用数值和单位共同表示已知单位进行比较得到用数值和单位共同表示的测量结果。电子测量是测量学的一个重要分的测量结果。电子测量是测量学

4、的一个重要分支，支，20世纪世纪30年代，测量科学与电子科学的结年代，测量科学与电子科学的结合产生了电子测量技术。从广义上说，凡是利合产生了电子测量技术。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以称为电子测量；用电子技术进行的测量都可以称为电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值。关电的量值。次目录 主目录上一页 下一页2.1 概概 述述v 与其他测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点。与其他测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点。v(1)测量频率范围宽。被测信号的频率范围除直流信号测量频率范围宽。被测信号的频率范围除直流信号外

5、，还包括交流信号，其频率范围低至外，还包括交流信号，其频率范围低至106Hz以下，以下，高至高至THz(1THz=1012Hz)级。级。v(2)量程范围宽。如数字万用表对电压的测量范围由纳量程范围宽。如数字万用表对电压的测量范围由纳伏伏(nV)级至千伏级至千伏(kV)级，量程达级，量程达12个数量级。个数量级。v(3)测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，使时间的测量误差减小到使时间的测量误差减小到10-1410-13量级。用标量级。用标准电池作为基

6、准可使电压的测量误差减小到准电池作为基准可使电压的测量误差减小到10-6量级。量级。正是由于电子测量能够准确地测量频率和电压，因此，正是由于电子测量能够准确地测量频率和电压，因此，人们往往把其他参数转换成频率或电压后再进行测量。人们往往把其他参数转换成频率或电压后再进行测量。次目录 主目录上一页 下一页2.1.1 电子测量仪器电子测量仪器v 用于检测或测量一个量或为测量目的供给一个量的器具用于检测或测量一个量或为测量目的供给一个量的器具称为测量仪器，包括各种指示仪器、比较式仪器、记录称为测量仪器，包括各种指示仪器、比较式仪器、记录式仪器、信号源和传感器等。利用电子技术测量电或非式仪器、信号源和

7、传感器等。利用电子技术测量电或非电量的测量仪器称为电子测量仪器。电子测量仪器种类电量的测量仪器称为电子测量仪器。电子测量仪器种类繁多，一般可分为专用仪器和通用仪器两大类。前者是繁多，一般可分为专用仪器和通用仪器两大类。前者是指为某一个或几个专门目的而设计的电子测量仪器，如指为某一个或几个专门目的而设计的电子测量仪器，如电视彩色信号发生器。后者是指为测量某一个或几个电电视彩色信号发生器。后者是指为测量某一个或几个电参数而设计的电子测量仪器，它们能用于多种电子测量，参数而设计的电子测量仪器，它们能用于多种电子测量，如电子示波器。如电子示波器。次目录 主目录上一页 下一页2.1.1 电子测量仪器电子

8、测量仪器v 通用电子测量仪器按其功能可分为以下几类。通用电子测量仪器按其功能可分为以下几类。(1)(1)信号发生器。用于产生测试用的信号，如低频、高频信号信号发生器。用于产生测试用的信号，如低频、高频信号源，函数信号发生器及射频模拟与数字信号发生器等。源，函数信号发生器及射频模拟与数字信号发生器等。(2)(2)信号分析仪器。用来观测、分析和记录各种电量的变化，信号分析仪器。用来观测、分析和记录各种电量的变化，包括时域、频域和数字域分析仪，如示波器、动态信号分析仪、频包括时域、频域和数字域分析仪，如示波器、动态信号分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪等。谱分析仪、逻辑分析仪等。(3)(3)频率计、相位

9、计。用来测量电信号的频率、时间间隔和相频率计、相位计。用来测量电信号的频率、时间间隔和相位，如电子计数式频率计、波长计、数字式相位计等。位，如电子计数式频率计、波长计、数字式相位计等。(4)(4)网络特性测量仪器。用来测量电气网络的各种特性，如频网络特性测量仪器。用来测量电气网络的各种特性，如频率特性测试仪率特性测试仪(扫频仪扫频仪)、阻抗测试仪、网络分析仪等。、阻抗测试仪、网络分析仪等。(5)(5)电子元器件测试仪器。用来测量各种电子元器件参数，检电子元器件测试仪器。用来测量各种电子元器件参数，检测元器件工作状态测元器件工作状态(或功能或功能)，如电桥、，如电桥、Q Q表、晶体管特性图示仪等

10、。表、晶体管特性图示仪等。次目录 主目录上一页 下一页2.1.1 电子测量仪器电子测量仪器v 通用仪器按显示方式，又可分为模拟式和数字式两大类。通用仪器按显示方式，又可分为模拟式和数字式两大类。前者主要是用指针方式直接将测量结果在标度尺上指示前者主要是用指针方式直接将测量结果在标度尺上指示出来，如各种模拟式万用表和电子电压表。后者是将被出来，如各种模拟式万用表和电子电压表。后者是将被测的连续变化的模拟量转换成数字量之后，以数字方式测的连续变化的模拟量转换成数字量之后，以数字方式显示测量结果，以达到直观、准确、快速的效果，如各显示测量结果，以达到直观、准确、快速的效果，如各种数字万用表、数字频率

11、计等。电子测量仪器的种类繁种数字万用表、数字频率计等。电子测量仪器的种类繁多，用途也各不相同，在测量中应根据实际情况合理选多，用途也各不相同，在测量中应根据实际情况合理选择使用。择使用。次目录 主目录上一页 下一页2.1.2 测量方法测量方法v为实现测量目的，正确选择测量方法是极其重为实现测量目的，正确选择测量方法是极其重要的，它直接关系到测量工作能否正常进行和要的，它直接关系到测量工作能否正常进行和测量结果的有效性。测量方法按照不同的分类测量结果的有效性。测量方法按照不同的分类方法大致包括以下几种。方法大致包括以下几种。v1.按测量性质分类按测量性质分类v按测量性质分类，有时域测量法、频域测

12、量法、按测量性质分类，有时域测量法、频域测量法、数据域测量法和随机量测量法四种。数据域测量法和随机量测量法四种。(1)时域测量法时域测量法时域测量法用于测量与时间有函数关系的量，如电压、电流等。它们时域测量法用于测量与时间有函数关系的量，如电压、电流等。它们的稳态值和有效值多用仪表直接测量，而它们的瞬时值可通过示波的稳态值和有效值多用仪表直接测量，而它们的瞬时值可通过示波器显示其波形，以便观察其随时间变化的规律。器显示其波形，以便观察其随时间变化的规律。次目录 主目录上一页 下一页2.1.2 测量方法测量方法 (2)频域测量法频域测量法频域测量法用于测量与频率有函数关系的量，如电路增益、相移等

13、。频域测量法用于测量与频率有函数关系的量，如电路增益、相移等。可以通过分析电路的幅频特性和相频特性等进行测量。可以通过分析电路的幅频特性和相频特性等进行测量。(3)数字域测量法数字域测量法数字域测量法是对数字逻辑量进行测量。如用逻辑分析仪可以同时观数字域测量法是对数字逻辑量进行测量。如用逻辑分析仪可以同时观测许多单次并行的数据。对于计算机的地址线、数据线上的信号，测许多单次并行的数据。对于计算机的地址线、数据线上的信号，既可显示其时序波形，也可用既可显示其时序波形，也可用1、0显示其逻辑状态。显示其逻辑状态。(4)随机量测量法随机量测量法随机量测量法主要是指对各种噪声、干扰信号等随机量的测量。

14、随机量测量法主要是指对各种噪声、干扰信号等随机量的测量。次目录 主目录上一页 下一页2.1.2 测量方法测量方法v2.2.按测量手段分类按测量手段分类v按测量手段分类，有直接测量法、非直接式测按测量手段分类，有直接测量法、非直接式测量法、组合测量法和调零测试法四种。量法、组合测量法和调零测试法四种。(1)直接测量法直接测量法 直接测量法用于保证测量结果与校验标准一致。在直接测量方法中，测量直接测量法用于保证测量结果与校验标准一致。在直接测量方法中，测量者直接测到的量值就是它最终所需要的被测量的值。测量过程主要是一个者直接测到的量值就是它最终所需要的被测量的值。测量过程主要是一个直接的比较过程。

15、直接的比较过程。(2)非直接式测量法非直接式测量法 非直接式测量法是指直接测量的并不是实验者最终想要得到的量值，而是非直接式测量法是指直接测量的并不是实验者最终想要得到的量值，而是以这些量值作为后续计算的基础。即利用直接测的量与被测量之间的函数以这些量值作为后续计算的基础。即利用直接测的量与被测量之间的函数关系关系(可以是公式、曲线或表格等可以是公式、曲线或表格等)，间接得到被测量量值的测量方法。间，间接得到被测量量值的测量方法。间接测量的方法比较麻烦，常在直接测量法不方便或间接测量法的结果较直接测量的方法比较麻烦，常在直接测量法不方便或间接测量法的结果较直接测量法更为准确等情况下使用。接测量

16、法更为准确等情况下使用。次目录 主目录上一页 下一页2.1.2 测量方法测量方法 (3)组合测量法组合测量法 组合测量法是兼用直接测量与间接测量的方法。在某些测量中，组合测量法是兼用直接测量与间接测量的方法。在某些测量中，被测量与几个未知量有关，需要通过改变测量条件进行多次测量，被测量与几个未知量有关，需要通过改变测量条件进行多次测量，根据测量与未知参数间的函数关系联立求解。根据测量与未知参数间的函数关系联立求解。(4)调零测试法调零测试法 调零测试法的基本过程是：将一个校对好的基准源与未知的被测调零测试法的基本过程是：将一个校对好的基准源与未知的被测量进行比较，并调节其中一个，使两个量值之差

17、达到零值。这样，量进行比较，并调节其中一个，使两个量值之差达到零值。这样，从基准源的读数便可以得知被测量的值。从基准源的读数便可以得知被测量的值。v本章主要介绍基本电量的测量和误差分析本章主要介绍基本电量的测量和误差分析方法。方法。次目录 主目录上一页 下一页2.2 电电 压压 测测 量量v 电压是表征电信号特性的一个重要参数。电子电路的许电压是表征电信号特性的一个重要参数。电子电路的许多参数和性能都直接与电压相关，如增益、频率特性、多参数和性能都直接与电压相关，如增益、频率特性、电流以及功率等都可视为电压的派生量，各种电路工作电流以及功率等都可视为电压的派生量，各种电路工作状态，如饱和、截止

18、等，通常也都以电压的形式反映出状态，如饱和、截止等，通常也都以电压的形式反映出来。因此，电压测量是模拟电子技术实验的重要技能之来。因此，电压测量是模拟电子技术实验的重要技能之一。一。v 在模拟电子技术实验中，应针对不同的测量对象采用不在模拟电子技术实验中，应针对不同的测量对象采用不同的测量方法。如：测量精度要求不高，可用示波器或同的测量方法。如：测量精度要求不高，可用示波器或普通万用表；如果希望测量精度较高，应根据现有条件，普通万用表；如果希望测量精度较高，应根据现有条件，选择合适的测量仪器。选择合适的测量仪器。次目录 主目录上一页 下一页2.2.1 直流电压测量直流电压测量v放大电路的静态工

19、作点、电路的工作电源等都放大电路的静态工作点、电路的工作电源等都是直流电压。电子电路中的直流电压一般分为是直流电压。电子电路中的直流电压一般分为两大类，一类为直流电源电压，它具有一定的两大类，一类为直流电源电压，它具有一定的直流电动势直流电动势E和等效内阻和等效内阻Rs；另一类是直流电；另一类是直流电路中某元器件两端之间的电压差或各点对地的路中某元器件两端之间的电压差或各点对地的电位。电位。v直流电压的测量方法大体上有直接测量法和间直流电压的测量方法大体上有直接测量法和间接测量法两种。下面介绍经常使用的测量方法。接测量法两种。下面介绍经常使用的测量方法。次目录 主目录上一页 下一页2.2.1

20、直流电压测量直流电压测量v 1模拟式万用表测量直流电压模拟式万用表测量直流电压 模拟式万用表的直流电压挡是由表头串联分压电阻和模拟式万用表的直流电压挡是由表头串联分压电阻和并联电阻组成的，因而其输入电阻一般不太大，而且各并联电阻组成的，因而其输入电阻一般不太大，而且各量程挡的内阻不同，量程越大内阻越大。要注意表的内量程挡的内阻不同，量程越大内阻越大。要注意表的内阻与被测电路并联产生的影响，若电表的内阻不是远大阻与被测电路并联产生的影响，若电表的内阻不是远大于被测电路的等效电阻时，将造成测量值比实际值小得于被测电路的等效电阻时，将造成测量值比实际值小得多，产生较大的测量误差，有时甚至得出错误的结

21、论。多，产生较大的测量误差，有时甚至得出错误的结论。因此测量时，要考虑电表输入阻抗、量程和频率范围，因此测量时，要考虑电表输入阻抗、量程和频率范围，尽量使被测电压的指示值在仪表的满刻度量程的尽量使被测电压的指示值在仪表的满刻度量程的2/32/3以以上，这样可以减小测量误差。上，这样可以减小测量误差。在测量前应对模拟式万用表进行机械调零，注意被测在测量前应对模拟式万用表进行机械调零，注意被测电量的极性，选择合适的量程挡位，同时要正确读数。电量的极性，选择合适的量程挡位，同时要正确读数。一般来说，模拟式万用表的直流电压挡测量电压只适一般来说，模拟式万用表的直流电压挡测量电压只适用于被测电路等效内阻

22、很小或信号源内阻很小的情况。用于被测电路等效内阻很小或信号源内阻很小的情况。次目录 主目录上一页 下一页2.2.1 直流电压测量直流电压测量v 2零示法测量直流电压零示法测量直流电压v 为了减小由于模拟式电压表内阻不够大而引起的测量误为了减小由于模拟式电压表内阻不够大而引起的测量误差，可用如图差，可用如图2.1所示的零示法。图中所示的零示法。图中ES为大小可调的为大小可调的标准直流电源，测量时，先将标准电源标准直流电源，测量时，先将标准电源ES置最小，电压置最小，电压表置较大量程挡，然后缓慢调节标准电源表置较大量程挡，然后缓慢调节标准电源ES的大小，并的大小，并逐步减小电压表的量程挡，直到电压

23、表在最小量程挡指逐步减小电压表的量程挡，直到电压表在最小量程挡指示为零，此时有源二端网络的电压等于示为零，此时有源二端网络的电压等于ES，电压表中没，电压表中没有电流流过，电压表的内阻对被测电路无影响。断开电有电流流过，电压表的内阻对被测电路无影响。断开电路，用电压表测量标准电源路，用电压表测量标准电源ES的大小即为被测有源二端的大小即为被测有源二端网络的电压大小。在此由于标准直流电源的内阻很小，网络的电压大小。在此由于标准直流电源的内阻很小，一般均小于一般均小于1，而电压表的内阻一般在，而电压表的内阻一般在k 级以上，所级以上，所以用电压表直接测量标准电源的输出电压时，电压表内以用电压表直接

24、测量标准电源的输出电压时，电压表内阻引起的误差完全可以忽略不计。阻引起的误差完全可以忽略不计。次目录 主目录上一页 下一页2.2.1 直流电压测量直流电压测量v 一般采用跟随器和放大器等电路提高电压表的输入阻抗一般采用跟随器和放大器等电路提高电压表的输入阻抗和测量灵敏度，这种电子电压表可在电子电路中测量高和测量灵敏度，这种电子电压表可在电子电路中测量高电阻电路的电压值。电阻电路的电压值。图图2.1 零示法测量直流电压零示法测量直流电压次目录 主目录上一页 下一页2.2.1 直流电压测量直流电压测量v3数字式万用表测量直流电压数字式万用表测量直流电压v数字式万用表添加了好多新功能，如测量电容数字

25、式万用表添加了好多新功能，如测量电容值、晶体管放大倍数、二极管压降等，还有一值、晶体管放大倍数、二极管压降等，还有一种会说话的数字式万用表，能把测量结果用语种会说话的数字式万用表，能把测量结果用语言播报出来。数字式万用表的基本构成部件是言播报出来。数字式万用表的基本构成部件是数字直流电压表，因此，数字式万用表均有直数字直流电压表，因此，数字式万用表均有直流电压挡。用它测量直流电压可直接显示被测流电压挡。用它测量直流电压可直接显示被测直流电压的数值和极性，有效数值位数较多，直流电压的数值和极性，有效数值位数较多，精确度高。一般数字式万用表直流电压挡的输精确度高。一般数字式万用表直流电压挡的输入电

26、阻较高，至少在兆欧级，对被测电路影响入电阻较高，至少在兆欧级，对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能误差非常大。据可能误差非常大。次目录 主目录上一页 下一页2.2.1 直流电压测量直流电压测量v数字式万用表的直流电压挡有一定的分辨力，数字式万用表的直流电压挡有一定的分辨力，它所能显示的被测电压的最小变化值。实际上它所能显示的被测电压的最小变化值。实际上不同量程挡的分辨力不同，一般以最小量程挡不同量程挡的分辨力不同，一般以最小量程挡的分辨力为数字式电压表

27、的分辨力，如某型号的分辨力为数字式电压表的分辨力，如某型号数字式万用表的直流电压分辨力为数字式万用表的直流电压分辨力为100 V，则，则表明这个万用表不能显示出比表明这个万用表不能显示出比100 V更小的电更小的电压变化。压变化。次目录 主目录上一页 下一页2.2.2 交流电压测量交流电压测量v 由于放大电路的输入输出信号一般是交流信号，对于一由于放大电路的输入输出信号一般是交流信号，对于一些动态指标如电压增益、输入和输出电阻等也经常用加些动态指标如电压增益、输入和输出电阻等也经常用加入正弦电压信号的方法进行间接测量。入正弦电压信号的方法进行间接测量。v 模拟电子技术实验中对正弦交流电压的测量

28、，一般只测模拟电子技术实验中对正弦交流电压的测量，一般只测量其有效值，特殊情况下才测量峰值。由于万用表结构量其有效值，特殊情况下才测量峰值。由于万用表结构上的特点，虽然也能测量交流电压，但对频率仍有一定上的特点，虽然也能测量交流电压，但对频率仍有一定的限制。因此，测量前应根据待测量的频率范围，选择的限制。因此，测量前应根据待测量的频率范围，选择合适的测量仪器和方法。合适的测量仪器和方法。次目录 主目录上一页 下一页2.2.2 交流电压测量交流电压测量v1模拟式万用表测量交流电压模拟式万用表测量交流电压 用模拟式万用表的交流电压挡测量电压时，用模拟式万用表的交流电压挡测量电压时，交流电压是通过检

29、波器转换成直流电压后直接交流电压是通过检波器转换成直流电压后直接推动磁电式微安表头，由表头指针指示出被测推动磁电式微安表头，由表头指针指示出被测交流电压的大小，测量时应注意其内阻对被测交流电压的大小，测量时应注意其内阻对被测电路的影响。此外，模拟式万用表测量交流电电路的影响。此外，模拟式万用表测量交流电压的频率范围较小，一般只能测量频率在压的频率范围较小，一般只能测量频率在1kHz以下的交流电压。它的优点是：由于模拟式万以下的交流电压。它的优点是：由于模拟式万用表的公共端与外壳绝缘胶木无关，与被测电用表的公共端与外壳绝缘胶木无关，与被测电路无共同机壳接地路无共同机壳接地(即接地即接地)问题，因

30、此，可以问题，因此，可以用它直接测量两点之间的交流电压。用它直接测量两点之间的交流电压。次目录 主目录上一页 下一页2.2.2 交流电压测量交流电压测量v2数字式万用表测量交流电压数字式万用表测量交流电压 数字式万用表的交流电压挡，是将交流电数字式万用表的交流电压挡，是将交流电压检波后得到的直流电压，通过压检波后得到的直流电压，通过A/D转换器转转换器转换成数字量，然后用计数器计数，以十进制显换成数字量，然后用计数器计数，以十进制显示被测电压值。与模拟式万用表交流电压挡相示被测电压值。与模拟式万用表交流电压挡相比，数字式万用表的交流电压挡输入阻抗高，比，数字式万用表的交流电压挡输入阻抗高，对被

31、测电路的影响小，但同样存在测量频率范对被测电路的影响小，但同样存在测量频率范围小的缺点。围小的缺点。次目录 主目录上一页 下一页2.2.2 交流电压测量交流电压测量v 3交流毫伏表测量交流电压交流毫伏表测量交流电压 交流毫伏表将被测信号经过放大后再检波交流毫伏表将被测信号经过放大后再检波(或先将或先将被测信号检波后再放大被测信号检波后再放大)变换成直流电压，推动微安表变换成直流电压，推动微安表头，由表头指针指示出被测电压的大小。这类电压表的头，由表头指针指示出被测电压的大小。这类电压表的输入阻抗高，量程范围广，使用频率范围宽。一般交流输入阻抗高，量程范围广，使用频率范围宽。一般交流毫伏表的金属

32、机壳为接地端，另一端为被测信号输入端。毫伏表的金属机壳为接地端，另一端为被测信号输入端。因此，这种表一般只能测量电路中各点对地的交流电压，因此，这种表一般只能测量电路中各点对地的交流电压，不能直接测量任意两点间的电压，实验中应特别注意。不能直接测量任意两点间的电压，实验中应特别注意。v 另外，通常表盘刻度都是按正弦波的有效值刻度的，所另外，通常表盘刻度都是按正弦波的有效值刻度的，所以，但若用它测量非正弦电压，不能直接读数，需根据以，但若用它测量非正弦电压，不能直接读数，需根据表内检波器的检波方式和被测波形的性质将读数乘上一表内检波器的检波方式和被测波形的性质将读数乘上一个换算系数，才能得到被测

33、非正弦波的电压有效值。个换算系数，才能得到被测非正弦波的电压有效值。次目录 主目录上一页 下一页2.2.2 交流电压测量交流电压测量v4示波器测量交流电压示波器测量交流电压 用示波器测量交流电压同测量直流电压时一样，都用示波器测量交流电压同测量直流电压时一样，都需要把通道灵敏度微调电位器旋至校准位置，在示波器需要把通道灵敏度微调电位器旋至校准位置，在示波器显示出被测信号的稳定波形，调节示波器通道灵敏度显示出被测信号的稳定波形，调节示波器通道灵敏度“V/div”旋钮，使屏幕上的波形高度适中，记下波形旋钮，使屏幕上的波形高度适中，记下波形在在Y方向所占的格数值，则交流电压的有效值为方向所占的格数值

34、，则交流电压的有效值为 电压有效值电压有效值=(电压峰-峰值)/(2-1)2 2次目录 主目录上一页 下一页2.2.3 噪声电压测量噪声电压测量v 各种物理量各种物理量(温度、加速度等温度、加速度等)经传感器转换为电信号后经传感器转换为电信号后输入到分析仪器输入到分析仪器(测量仪器测量仪器)中去时，通常是把不必要的中去时，通常是把不必要的信号信号(也就是噪声也就是噪声)也一起测量了。噪声包括固有噪声及也一起测量了。噪声包括固有噪声及外部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的外部噪声，这两种基本类型的噪声均会影响电子电路的性能。外部噪声来自外部噪声源，典型例子包括数字开性能。外部噪声来自外

35、部噪声源，典型例子包括数字开关、关、60Hz噪声、电源开关等。固有噪声由电路元器件噪声、电源开关等。固有噪声由电路元器件本身生成的，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声、闪本身生成的，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声、闪烁噪声等。在模拟电子技术实验中关心的是对电路内部烁噪声等。在模拟电子技术实验中关心的是对电路内部产生的噪声电压的测量。产生的噪声电压的测量。次目录 主目录上一页 下一页2.2.3 噪声电压测量噪声电压测量v1用交流电压表测量噪声电压用交流电压表测量噪声电压 噪声电压一般指有效值，因此用有效值电压噪声电压一般指有效值，因此用有效值电压表测量噪声电压有效值是很方便的，但是这种表测量噪声

36、电压有效值是很方便的，但是这种电压表较少且多数有效值电压表的频带较窄，电压表较少且多数有效值电压表的频带较窄，所以一般都用平均值电压表进行噪声电压的测所以一般都用平均值电压表进行噪声电压的测量，然后通过转换得到有效值。用平均值电压量，然后通过转换得到有效值。用平均值电压表测量噪声电压时，表针读数乘以表测量噪声电压时，表针读数乘以1.13就是噪就是噪声电压的有效值。声电压的有效值。次目录 主目录上一页 下一页2.2.3 噪声电压测量噪声电压测量2用示波器测量噪声电压用示波器测量噪声电压 示波器的频带宽度很宽时，可以用来测量噪示波器的频带宽度很宽时，可以用来测量噪声电压，使用极其方便，尤其适合于测

37、量噪声声电压，使用极其方便，尤其适合于测量噪声电压的峰电压的峰-峰值。测量时，将被测噪声信号通过峰值。测量时，将被测噪声信号通过AC耦合方式送入示波器的垂直通道，垂直灵敏耦合方式送入示波器的垂直通道，垂直灵敏度置于合适挡位，扫描速度置较低挡，在荧光度置于合适挡位，扫描速度置较低挡，在荧光屏上即可看到一条水平移动的垂直亮线，这条屏上即可看到一条水平移动的垂直亮线，这条亮线垂直方向的长度乘以示波器的垂直电压灵亮线垂直方向的长度乘以示波器的垂直电压灵敏度就是被测噪声电压的峰敏度就是被测噪声电压的峰-峰值峰值Upp，则噪声，则噪声电压的有效值为电压的有效值为U=(1/6)Upp。次目录 主目录上一页

38、下一页2.3 电电 流流 测测 量量v 电流的测量也是电参数测量的基础，静态工作点、电流电流的测量也是电参数测量的基础，静态工作点、电流增益、功率等的测量，以及许多实验的调试、电路参数增益、功率等的测量，以及许多实验的调试、电路参数的测量，都离不开对电流的测量。实验中电流可分为两的测量，都离不开对电流的测量。实验中电流可分为两类：直流电流和交流电流。与电压测量类似，由于测量类：直流电流和交流电流。与电压测量类似，由于测量仪器的接入，会对测量结果带来一定的影响，也可能影仪器的接入，会对测量结果带来一定的影响，也可能影响到电路的工作状态，实验中应特别注意。不同类型电响到电路的工作状态，实验中应特别

39、注意。不同类型电流表的原理和结构不同，影响的程度也不尽相同。一般流表的原理和结构不同，影响的程度也不尽相同。一般电流表的内阻越小，对测量结果影响就越小，反之就越电流表的内阻越小，对测量结果影响就越小，反之就越大。因此，实验过程中应根据具体情况，选择合理的测大。因此，实验过程中应根据具体情况，选择合理的测量方法和合适的测量仪器，以确保实验的顺利进行。量方法和合适的测量仪器，以确保实验的顺利进行。次目录 主目录上一页 下一页2.3.1 直流电流测量直流电流测量v 1模拟式万用表测量直流电流模拟式万用表测量直流电流 模拟式万用表的直流电流挡，一般由磁电式微安表头并联分流模拟式万用表的直流电流挡，一般

40、由磁电式微安表头并联分流电阻构成，量程的扩大通过并联不同的分流电阻实现，这种电流表电阻构成，量程的扩大通过并联不同的分流电阻实现，这种电流表的内阻随量程的大小而不同，量程越大，内阻越小。用模拟式万用的内阻随量程的大小而不同，量程越大，内阻越小。用模拟式万用表测量直流电流时，应将万用表串联在被测电路中，因为只有串联表测量直流电流时，应将万用表串联在被测电路中，因为只有串联才能使流过电流表的电流与被测支路电流相同。测量时，应断开被才能使流过电流表的电流与被测支路电流相同。测量时，应断开被测支路，将万用表红、黑表笔串接在被断开的两点之间。特别应注测支路，将万用表红、黑表笔串接在被断开的两点之间。特别

41、应注意电流表不能并联在被测电路中，这样做是很危险的，极易烧毁万意电流表不能并联在被测电路中，这样做是很危险的，极易烧毁万用表。用表。次目录 主目录上一页 下一页2.3.1 直流电流测量直流电流测量v 2数字式万用表测量直流电流数字式万用表测量直流电流 数字式万用表直流电流挡的基础是数字式电压表，它通过电数字式万用表直流电流挡的基础是数字式电压表，它通过电流流电压转换电路，使被测电流流过标准电阻，将电流转换成电压电压转换电路，使被测电流流过标准电阻，将电流转换成电压来进行测量。如图来进行测量。如图2.2所示，由于运算放大器的输入阻抗很高，可所示，由于运算放大器的输入阻抗很高，可以认为被测电流以认

42、为被测电流Ix全部流经标准取样电阻全部流经标准取样电阻RN，RN上的电压与被上的电压与被测电流测电流Ix成正比，经放大器放大后输出电压成正比，经放大器放大后输出电压UoUo=(1+R3/R2)RNIx就可以作为数字式电压表的输入电就可以作为数字式电压表的输入电压来进行测量。压来进行测量。数字式万用表的直流电流挡的量程切换是通过切换不同的取样数字式万用表的直流电流挡的量程切换是通过切换不同的取样电阻电阻RN来实现的。量程越小，取样电阻越大，当数字式万用表串来实现的。量程越小，取样电阻越大，当数字式万用表串联在被测电路中时，取样电阻的阻值会对被测电路的工作状态产生联在被测电路中时，取样电阻的阻值会

43、对被测电路的工作状态产生一定的影响，在使用时应注意。一定的影响，在使用时应注意。图图2.2 电流电流电压转换电路电压转换电路次目录 主目录上一页 下一页2.3.1 直流电流测量直流电流测量v 3并联法测量直流电流并联法测量直流电流 将电流表串联在被测电路中测量电流是电流表的使用常识，但将电流表串联在被测电路中测量电流是电流表的使用常识，但是作为一个特例，当被测电流是一个恒流源而电流表的内阻又远小是作为一个特例，当被测电流是一个恒流源而电流表的内阻又远小于被测电路中某一串联电阻时，电流表可以并联在这个电阻上测量于被测电路中某一串联电阻时，电流表可以并联在这个电阻上测量电流，此时电路中的电流绝大部

44、分流过电阻小的电流表，而恒流源电流，此时电路中的电流绝大部分流过电阻小的电流表，而恒流源的电流是不会因外电阻的减小而改变的。如图的电流是不会因外电阻的减小而改变的。如图2.3所示电路，要测所示电路，要测量晶体管的集电极电流，若量晶体管的集电极电流，若RC的值比电流表内阻大得多，且电流的值比电流表内阻大得多，且电流表的接入对集电极电流的影响很小，则电流表的测量值几乎为集电表的接入对集电极电流的影响很小，则电流表的测量值几乎为集电极电流。在做这种不规范的测量时，要进行正确的分析，否则会造极电流。在做这种不规范的测量时，要进行正确的分析，否则会造成电路或电流表的损坏。成电路或电流表的损坏。图图2.3

45、 并联法测量直流电流并联法测量直流电流次目录 主目录上一页 下一页2.3.1 直流电流测量直流电流测量v 4间接测量法测量直流电流间接测量法测量直流电流 电流的直接测量法要求断开回路后再将电流表串联电流的直接测量法要求断开回路后再将电流表串联接入，往往比较麻烦，容易因疏忽而造成测量仪表的损接入，往往比较麻烦，容易因疏忽而造成测量仪表的损坏。当被测支路内有一个定值电阻坏。当被测支路内有一个定值电阻RN可以利用时，可可以利用时，可以测量该电阻两端的直流电压以测量该电阻两端的直流电压URN，然后根据欧姆定律，然后根据欧姆定律算出被测电流：算出被测电流：Ix=UR/RN。这个电阻。这个电阻RN一般称为

46、一般称为电流取样电阻。电流取样电阻。当然，当被测支路无现成的电阻可利用时，也可以当然，当被测支路无现成的电阻可利用时，也可以人为地串入一个取样电阻来进行间接测量，取样电阻的人为地串入一个取样电阻来进行间接测量，取样电阻的取值原则是对被测电路的影响越小越好，一般在取值原则是对被测电路的影响越小越好，一般在110 之间，很少超过之间，很少超过100。次目录 主目录上一页 下一页2.3.2 交流电流测量交流电流测量v 一般交流电流的测量都采用间接测量法，即先用交流电一般交流电流的测量都采用间接测量法，即先用交流电压表测出电压后，用欧姆定律换算成电流。用间接法测压表测出电压后，用欧姆定律换算成电流。用

47、间接法测量交流电流的方法与间接法测量直流电流的方法相同，量交流电流的方法与间接法测量直流电流的方法相同，只是对取样电阻有一定的要求。只是对取样电阻有一定的要求。v(1)当电路工作频率在当电路工作频率在20kHz以上时，就不能选用普以上时，就不能选用普通线绕电阻作为取样电阻，高频时应用薄膜电阻。通线绕电阻作为取样电阻，高频时应用薄膜电阻。v(2)在测量中必须将所有的接地端连在一起，即必须共在测量中必须将所有的接地端连在一起，即必须共地，因此取样电阻要连接在接地端，在地，因此取样电阻要连接在接地端，在LC振荡电路中，振荡电路中，要接在低阻抗端。要接在低阻抗端。次目录 主目录上一页 下一页2.4 电

48、电 阻阻 测测 量量v 电阻是所有电子电路中使用最多的线性元件，在电路中电阻是所有电子电路中使用最多的线性元件，在电路中通常起分压分流的作用。对信号来说，交流与直流信号通常起分压分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻都有一定的阻值，代表这个电阻都可以通过电阻。电阻都有一定的阻值，代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的种类很多，通常分为对电流流动阻挡力的大小。电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻、线绕电阻等，又可分为固定电阻、碳膜电阻，金属电阻、线绕电阻等，又可分为固定电阻、可调电阻、特种电阻等。在模拟电子技术实验中，经常可调电阻、特种电阻等。在模拟电子技术实验中，

49、经常要测量放大电路的输入电阻和输出电阻。要测量放大电路的输入电阻和输出电阻。次目录 主目录上一页 下一页2.4.1 定电阻测量定电阻测量v定电阻阻值标法通常有色环法和数字法两种。定电阻阻值标法通常有色环法和数字法两种。色环法在一般的电阻上比较常见，可以根据色色环法在一般的电阻上比较常见，可以根据色环直接得出其阻值大小。下面介绍用仪器测量环直接得出其阻值大小。下面介绍用仪器测量电阻的方法。电阻的方法。次目录 主目录上一页 下一页2.4.1 定电阻测量定电阻测量v1万用表测量电阻万用表测量电阻 用万用表的电阻挡测量电阻时，先根据被测用万用表的电阻挡测量电阻时，先根据被测电阻的大小，选择好万用表电阻

50、挡的倍率或量电阻的大小，选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围，再将两个输入端程范围，再将两个输入端(表笔表笔)短路调零，最短路调零，最后将万用表并联在被测电阻的两端，读出电阻后将万用表并联在被测电阻的两端，读出电阻值即可。值即可。在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和电流值，以免损坏被测电阻。例承受的电压和电流值，以免损坏被测电阻。例如，不能用万用表直接测量微安表的表头内阻，如，不能用万用表直接测量微安表的表头内阻，因为这样做可能使流过表头的电流超过其承受因为这样做可能使流过表头的电流超过其承受能力能力(微安级微安级)而烧坏表头。当电阻连接在电路