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关于数字示波器测量参数的第一算法

关于数字示波器测量参数的第一算法
关于数字示波器测量参数的第一算法

关于数字示波器测量参数的

第一算法

——兼答“一周一问”之No.001问

关于数字示波器测量参数的第一算法

汪进进

鼎阳硬件设计与测试智库发起人之一

深圳市鼎阳科技有限公司

“一周一问”之N0.001问:示波器测量算法

为了准确测量上升时间,屏幕上的波形是只有一个脉冲好,还是越多越好?单脉冲测量准确度如何? 例如,对于一个标准幅值为100mv,脉宽50ns的信号,用示波器测量其幅度和脉宽的最大偏差是多少? 相同的示波器测得结果离散性(或稳定性)如何? 不同示波器测量结果离散性如何?

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数字示波器区别于模拟示波器的重要区别是:数字示波器具有很多测量参数,如上升时间、下降时间、峰峰值、幅值等。即使工程师入门级的数字示波器如鼎阳科技的SDS2304X(即将公开发布,敬请期待)标配的测量参数就有37个。高端示波器的测量参数多达几百个。但是模拟示波器却没有任何测量参数。(下文中示波器一词即表示数字示波器)

每种参数的含义在示波器的操作手册上一般都有说明。但是,如果我们深究每个参数底层算法的源头是什么,答案其实并不简单。如果能深刻理解示波器的基本算法,这会有助于我们理解使用示波器过程中的一些莫名其妙的问题,譬如示波器测量频率为什么测不准?示波器测量不规则的信号测量上升时间为什么跳变范围很大?为什么光标测量结果和参数测量结果差别很大?屏幕上的波形是只有一个脉冲好,还是越多越好?……

什么是示波器的第一算法?我想将示波器中确定高电平和低电平的算法称为示波器垂直量测量的第一算法。将示波器中确定波形任意一电压阈值和波形交叉点对应的时间轴的位置的算法称为示波器水平量测量的第一算法。

一,示波器垂直量测量的第一算法:确定高电平和低电平

峰-峰值表示所有采样样本中的最大样本值减去最小样本值,这好理解,在示波器算法中也好实现; 而幅值表示被测信号的“高电平”减去“低电平”。高电平和低电平分别在哪里?这就需要定义算法。这个算法的确定将不只是直接影响到“幅值”这个参数值,还将影响到绝大多数水平轴的参数值,如上升时间,

下降时间,宽度,周期等,因为水平轴的参数要依赖于垂直轴的参数。

不同示波器厂商给出的“高电平”和“低电平”算法可能不尽相同,但一般会采用公认的IEEE 定义的算法,如图1所示,首先对图示中“LEFT CURSOR ”(左光标)和“RIGHT CURSOR ”(右光标)时间范围内的波形数据样本向垂直方向做“轨迹直方图”,从图中看上去, 轨迹直方图的垂直方向和原始波形的各采样点在垂直方向的位置一一对应,水平方向则表示在各位置上采集到的数据样本点的个数。图例中有两个位置的数据样本出现的概率最高,这两个位置就分别被确定为“高电平(图示中表示top 的位置)”和“低电平(

图示中表示base 的位置)”。

图1 IEEE 定义的高电平和低电平算法成为其它一些参数算法的”源头“

在示波器算法中,一般默认是根据屏幕最左边到最右边的全部波形数据来确定“高电平”和“低电平”,因此,示波器每捕获一次,仅能得到一个“高电平”和一个“低电平”的参数值,如图2所示为鼎阳科技智能示波器SDS3054测量一个脉冲方波得到高电平和低电平及幅值的结果。

图2 鼎阳科技SDS3054测量一个脉冲方波获得高电平(top),低电平(base)和幅值(amp)

IEEE定义的这种算法给我们的提示是:

1,测量一个脉冲方波和测量多个脉冲方波得到的“高电平”和“低电平”的结果可能是不一样的,因为统计的样本数不一样,获得的“轨迹直方图”就会有些差异。如果信号上有一点点的过冲或下冲就可能影响到直方图分布的最大概率状态的确定,那么很多参数测量的结果都会受到影响。在实际测量中要对此尤为关注。如图3所示,利用鼎阳科技SDS3054示波器测量1个脉冲方波和测量5个脉冲方波的高电平和低电平及幅值的比较。测量1个脉冲方波的幅值是10V,测量5个脉冲方波的幅值是9.97V,对于这样的规则信号,差异并不大。

图3 鼎阳科技SDS3054测量1个脉冲方波和5个脉冲方波的比较

2,测量“顶部”数据样本很少的波形,统计之后形成的“轨迹直方图”可能无法形成明显的概率密度很高的位置,譬如测量一个正弦波,“顶部”数据量很少,没有概率密度很高的位置,这时候有些示波器算法会将“最大值”当作“高电平”,“最小值”当作“低电平”。鼎阳科技SDS3000示波器的测量参数显示界面中会有一个“小方波打叉”的提示,如图4所示,说明当前的波形不是一个规则的方波,隐

含的信息就是这种状态下测量得到的“高电平”等于“最大值”。

图4鼎阳科技SDS3054提示出当前波形不是规则的脉冲方波

在测量正弦波时,在采样率足够的情况下,示波器上捕获尽可能多的波形,测量得到的高电平和低电平更稳定、更准确,相应由之影响的水平轴参数上升时间、下降时间、周期、频率等也就更准确。对于正弦波测量,还可利用正弦插值或等效采样模式来提高待分析的样本数,测量得到的结果可能也会更准确。

二,示波器水平量测量的第一算法:确定波形中任意一电压阈值和波形交叉点对应的时间轴的位置

水平方向上常见的测量参数如上升时间定义为幅值的10%-90%。在具体算法上,如图1所示,就是先根据上述的垂直量第一算法,先确定高电平和低电平从而得到幅值,再由幅值的10%得到对应的电压阈值和幅值的90%得到另外一个电压阈值,计算两个电压阈值和波形交叉点对应的水平位置之间的时间差就是上升时间。

现在面临的一个相对比较复杂的问题是,怎么确定某个电压阈值和波形交叉位置处对应的时间轴的位置?这就是示波器水平量测量的第一算法。

一种比较简单的算法是,在电压阈值处划一条线,以这条线和波形相交处最接近的那个采样点对应的时刻作为时间轴的位置。但是,这种算法带来的误差可能会很大,特别是在上升沿一般只包括了几个数据样本点,采样率不是特别高的情况下。另外一种算法如图5所示,在电压阈值和波形交叉处相邻的两个采样点之间进行立方插值,然后连接最接近交叉点的上、下两个插值点或采样点,根据这两个确定的点可以获得y=ax+b这个二元一次方程的a和b,然后再根据交叉点已知的电压阈值获得x,即获得了水平轴对应的位置。

图5 在交叉点相邻的两个采样点之间进行立方插值,再计算交叉点对应水平轴的精确位置

后一种看起来比较复杂的算法误差显然会小于前一种,但仍然会存在误差,误差的大小和采样率大小及示波器本身的时基稳定性有关。具体测量精度可以用这个公式描述:±((0.06 * 采样间隔) +(1 ppm的测量间隔))。

重复强调的是,电压阈值是由幅值决定的,譬如周期表示上升沿50%到相邻上升沿50%之间的时间间隔,上升沿的50%这个电压阈值就是由幅值得来的。因此,垂直量的算法会对水平量的参数结果产生影响。

示波器的时基稳定性(示波器时钟的特性之一)和捕获时间相关。捕获时间越长,时基稳定度越差。从这个角度来说,单脉冲测量的精确度会更高一些。这就产生了矛盾:捕获时间长,轨迹直方图的统计结果更稳定,测量结果应该更准确,但捕获时间长,时基稳定度降低了。

结论:对于低速信号,上升沿不是很快的脉冲信号的测量,在采样率足够而且采样率保持不变的情况下,时基稳定度随捕获时间的影响不大,捕获更长时间,测量准确度更高。对于10GHz以上带宽的示波器,时基稳定性是个不可忽略的指标,要查看时基稳定度指标来判断捕获多长时间是合适的。另外一种方法请参考下面回答汇总中“大卫”说明的方法,可以通过捕获单个脉冲,多次测量,查看测量统计结果的方式。

数字示波器使用实验操作指导

DS1000E-EDU 数字示波器实验操作指导 一、显示和测量正弦信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1、欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 信号发生器输出一正弦信号,将通道1连接到信号发生器。 (2) 按下 示波器将自动设置使波形显示达到最佳状态。在此基础上,您可以进一步调节垂直、水平档位,直至波形的显示符合您的要求。 2. 进行自动测量 示波器可对大多数显示信号进行自动测量。欲测量信号频率和峰峰值,请按如下步骤操作 (1) 测量峰峰值 按下 Measure 按键以显示自动测量菜单。 按下1号菜单操作键以选择信源 CH1 。 按下2号菜单操作键选择测量类型: 电压测量 。 在电压测量弹出菜单中选择测量参数: 峰峰值 。 此时,您可以在屏幕左下角发现峰峰值的显示。 (2) 测量频率 按下3号菜单操作键选择测量类型: 时间测量 。 在时间测量弹出菜单中选择测量参数: 频率 。 此时,您可以在屏幕下方发现频率的显示。 3、用Cursor 光标测量功能进行手动测量 (1) 信号发生器输出一任意频率的正弦信号,将信号发生器输出端连接示波器通道1。 (2) 按下Cursor 光标测量键,选择手动测量,测量出信号的周期、频率,电压峰峰值,画出信号波形,标出周期、频率,电压峰峰值。 二、X -Y 功能的应用,观察李沙如图形 1. 将信号A 连接通道1,将信号B 连接通道2。 2. 若通道未被显示,则按下 CH1 和 CH2 菜单按钮。 3. 按下 AUTO (自动设置)按钮。 4. 调整垂直旋钮使两路信号显示的幅值大约相等。 5. 按下水平控制区域的 MENU 菜单按钮以调出水平控制菜单。 6. 按下时基菜单框按钮以选择 X -Y 。示波器将以李沙如(Lissajous )图形模式显示。 7. 调整垂直、垂直和水平旋钮使波形达到最佳效果。 8.调节信号发生器A 路信号频率为f X =50Hz ,根据频率比值关系和f X =50Hz ,算出相应的f Y 值。缓慢调节信号发生器B 路信号频率频率f Y ,分别调出 ==Y X X Y N N f f ::3:1;2:1;3:2;1:1的稳定李萨如图形,将所见稳定图形描绘在记录表格(参考下表)中并同时记录信号发生器相应的频率读数f Y 。并计算f Y 信和f Y 的相对偏差

《电子测量仪器与应用》-习题答案

答案 1.3.3任务知识点习题 4、 (1)×(2)× 11、400Hz 14、图(b),触发极性:正;触发电平:零 图(c) ,触发极性:负;触发电平:零 图(d) ,触发极性:负;触发电平:正 图(e) ,触发极性:正;触发电平:正 15、 (1)b c ; (2)a; (3)b; (4)a; (5)a c d b ; (6)a b b 16、 (1)连续扫描、触发扫描、自动扫描; (2)校准; (3)电子枪、偏转系统、荧光屏; (4)Y A、Y B、Y A±Y B、交替、断续、交替、断续 17 、 (1)√(2)√(3)√(4)×(5)√(6)√(7)× 1.3.5任务知识点习题 7、不能 2.2.2任务知识点习题 1、 图(a),周期:34μs、峰-峰值:5V 图(b),周期:38μs、峰-峰值:3.4V

图(c ),周期:44μs 、峰-峰值:44V 图(d ),周期:24μs 、峰-峰值:46V 3、 2kHz ,2V ,1.4V 4、 5MHz 5、 20MHz 6、 0.4Hz 7、 47.7 ns 8、 ??=120。 9、 X-Y 方式 、6 kHz 、4.5 kHz 2.3.2任务知识点习题 1、a 3、小 3.2.3任务知识点习题 2、 (1)4位表,无超量程能力 (2)2 1 4位表,如按2V 、20V 、200V 等分挡,没有超量程能力;若按1V 、10V 、100V 等分挡,则具有100%的超量程能力。 (3)4 3 3位表,如按5V 、50V 、500V 等分挡,则具有20%的超量程能力 4、ΔU =±0.0008V ,±2个字 5、 (1)B (2)A (3)A 6、 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)× 7、 (1)地、信号;信号、地 (2)并、串 (3)机械调零,电气调零 (4)±2 (5)随机误差、系统误差

开关电源变压器共模电感设计方案注意事项

开关电源变压器共模电感设计注意事项 在电源变压器的设计过程中,工程师们需要严格的计算并完成共模电感设计和数值选取,这直接关系到开关电源变压器的运行精度。在今天的文章中,我们将会就开关电源变压器的共模电感设计展开简要分析,看在电源变压器共模电感设计和计算过程中,都应该注意哪些问题。 在电源变压器的设计和制作过程中,工程师所要进行的共模电感设计,其所需要的基本参数主要有三个,分别是输入电流,阻抗及频率,磁芯选取。先来看输入电流。这一参数值直接决定了绕组所需的线径。在线径的计算和选取时,电流密度通常取值为400A/cm³, 但此取值须随电感温升的变化。通常情况下,绕组使用单根导线作业,这样可削减高频噪声及趋肤效应损失。 在计算过程中,开关电源变压器共模电感的阻抗在所给的频率条件下,一般规定为最小值。串联的线性阻抗可提供一般要求的噪声衰减。但实际上,线性阻抗问题往往是最容易被人忽视的,因此设计人员经常以50W线性阻抗稳定网络仪来测试共模电感,并渐渐成为一种标准测试共模电感性能的方法。但所得的结果与实际通常有相当大的差别。实际上,共模电感在正常时角频首先会产生每八音度增加-6dB 衰减(角频是共模电感产生-3dB)的频率此角频通常很低,以便感抗能 够提供阻抗。因此,电感可以用这一公式来表达,即:Ls=Xx/2 n f

这里还有一个问题需要工程师需要注意,那就是在进行共模电感设计时须注意磁芯材料和所需的圈数问题。首先来看磁芯型号的选取问题,此时如果有规定电感空间,我们就按此空间来选取合适的磁芯型号,如没有规定,通常磁芯型号的随意选取。 在确定了电源变压器的磁芯型号之后,接下来的工作就是计算磁芯所能绕最大圈数。通常来说,共模电感有两绕组,一般为单层,且每绕组分布在磁芯的每一边,两绕组中间须隔开一定的距离。双层及堆积绕组亦有偶尔使用,但此种作法会提高绕组的分布电容及降低电感的高频性能。由于铜线的线径已由线性电流的大小所决定,内圆周长可以由磁芯的内圆半径减去铜线半径计算得来。故最大圈数的就可以铜线加绝缘的线径及每个绕组所占据的圆周来计算。

双极性运算放大器参数的测试

实验35双极性运算放大器参数的测试运算放大器(简称运放)是一种直接耦合的高效增益放大器,在外接不同反馈网络后,可具有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、积分等数学运算外,还在自动控制,测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛的应用。 为了更好的使用运算放大器,必须对它的各种参数有一个较为全面地了解。运算放大器结构十分复杂,参数很多,测试方法各异。 本实验的目的是熟悉运算放大器主要参数的测试原理,掌握这些参数的测试方法。 一、实验原理 运算放大器的符号如图,它有两个输入端,一个是反相输入端用“—”表示,另一个位同相输入端,用“+”表示。可以单端输入,也可以双端输入。若把输入信号接在“—”输入端,而“+”端接地,或通过电阻接地,则输出信号与输入信号反相,反之则同相。若两个输入端同时输入信号电压为V_和V+时,其差动输入信号为V ID=V_—V+。开环输出电压Vo=Avo V ID,Avo 为开环电压放大倍数。 运算放大器在实际使用中,为了改善电路的性能,在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。 1.开环电压增益 开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益,其值为输出电压变化量⊿Vo和输入电压变化量⊿V I之比

Avo = ⊿Vo/⊿V I () 由于Avo 很大,输入信号V I 很小,加之输入电压与输出电压之间有相位差,从而引入了较大的测试误差,实际测试中难以实现。测试开环电压增益时,都采用交流开环,直流闭环的方法。测试原理如图所示。 图 运算放大器符号 直流通过R F 实现全反馈,放大器的直流增益很小,故输入直流电平十分稳定,不需进行零点调节。取C F 足够大,以满足R F >>1/ΩC F ,使放大器的反相端交流接地,以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号和电压V S 和V O 和,就能得到 206 Avo = Vo/V I = Vo/[R1/(R+R2) Vs]=(R1+R2)/R1?(Vo/V S ) 在讯号频率固定的条件下,增加输入信号电压幅度,使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变,增加输入电压频率,当输出电压的幅值降低到低频率值的倍,此时频率为开环带宽。 2.输入偏置电流I IB 当运算放大器的输出电压为零(或规定值)是流入两个输入端偏置电流的平均值,为输入偏置电流I IB 。设两偏置电流为I IB1和I IB2,则

电子测量仪器及应用练习题与答案

《电子测量仪器及应用》练习题与答案 一、填空 1.数字的舍入规则是:大于5时 ;小于5时 ;恰好等于5时,采用 的原则。入 ; 舍 ; 奇进偶不进 2.被测量在特定时间和环境下的真实数值叫作 。真值 3. 是低频信号发生器的核心,其作用是产生频率范围连续可调 、稳定的低频正弦波信号。主振电路 4.模拟式电压表是以 的形式来指示出被测电压的数值。 指示器显示 5.若测量值为196,而实际值为200,则测量的绝对误差 为 ,实际相对误差为 -4 , -2% 6.使用偏转因数div /m 10V 的示波器测量某一正弦信号,探极开关置于“×10”位置,从屏幕上测得波形高度为div 14,可知该信号的峰值为 ,若用电压表测量该信号,其指示值为 。 , 7.若设被测量的给出值为X ,真值为0X ,则绝对误差 X ?= ;相对误差ν= 。0X X X ?=- 00100%X X X ν-=?或者 0X X ν?= 8.所示为一定的触发“极性”(正或负)和“电平”(正或负)时示波器上显示的正弦波形,可判断触发 类型为 极性、 电平触发。正 正 9.在晶体管特性图示仪中电流的读取是通 过将电流加在 电阻上转换 成 ,然后再加到示波管的偏转板上 的。取样 电压 10.电子计数式频率计的测频准确度受频率计的 误差和 误差的影响。时基频率 1±量化 11.在交流电子电压表中,按检波器响应特性的不同,可将电 压表分为 均 值电压表, 峰 值电压表和 有效 值电压表。

12.若要在荧光屏上观测正弦波,应将电压加到垂直偏转板上,并将电压加到水平偏转板上。正弦波(或被测电压) 扫描 13.被测量的测量结果量值含义有两方面,即__数值______和用于比较的____单位___名称。 14.通用示波器结构上包括__水平通道(Y轴系统)__、__X通道(X轴系统)_和__Z通道(主机部分)_三个部分。 15.用模拟万用表电阻挡交换表笔测量二极管电阻两次,其中电阻小的一次黑表笔接的是二极管的___正(阳)__极。 16.数字万用表表笔与模拟万用表表笔的带电极性不同。对数字万用表红表笔接万用表内部电池的____正____极。 17.对以下数据进行四舍五入处理,要求小数点后只保留2位。 =;=。 18.相对误差定义为绝对误差与真值的比值,通常用百分数表示。 19.电子测量按测量的方法分类为直接测量、间接测量和组合测量三种。 20.为保证在测量80V电压时,误差≤±1%,应选用等于或优于级的100V量程的电压表。 21.示波器为保证输入信号波形不失真,在Y轴输入衰减器中采用__RC分压_ 电路。 22.电子示波器的心脏是阴极射线示波管,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 23.没有信号输入时,仍有水平扫描线,这时示波器工作在__连续扫描__状态,若工作在_触发扫描_状态,则无信号输入时就没有扫描线。 24.峰值电压表的基本组成形式为__检波-放大__式。 25.电子计数器的测周原理与测频相反,即由被测输入信号控制主门开通,而用晶体振荡器信号脉冲进行计数。26.某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中,测得其平均值为 20000 转 / 分钟(假定测试次数足够多)。其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟,则此次测量的绝对误差△x = __2转/分钟__ ,实际相对误差= %____ 27.指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______ 测量。模拟,数字 28.在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。

共模电感的设计

EMI滤波共模电感设计 正常工作的开关类电源(SMPS)会产生有害的高频噪声,它能影响连接到相同电源线上的电子设备像计算机、仪器和马达控制。用一个EMI滤波器插入电源线和SMPS之间能消除这类干扰(图1)。一个差模噪声滤波器和一个共模噪声滤波器能够串联或在许多情况下 单独使用共模噪声滤波器。 图1 EMI滤波器的插入 在一个共模滤波器内,电感的每一个绕阻和电源输入线中的任一根导线相串联。(对于电源的输入 线来讲)电感绕组的接法和相位是这样的,第一个绕组产生的磁通会与第二个绕组产生的磁通相削. 于是,除了泄漏阻抗的小损耗和绕组的直流电阻以外,电感至电源输入线的插入阻抗为零。由于磁 通的阻碍,SMPS的输入电流需要功率,因此将通过滤波器,滤波器应没有任何明显的损耗。 共模噪声的定义是出现在电源输入线的一根或二根导线上的有害电流通过电感的地返回噪声源的噪声。 此电流要视共模电感的任何一个或二个绕组的全部阻抗,因为它不能被返回的电流所抵消。共模噪声电压是电感绕组上的衰减,应从有害噪声中保持电源输入线的畅通。 1.1、选择电感材料 开关电源正常工作频率20KHz以上,而电源产生的有害噪声比20KHz高,往往在100KHz~50MHz之间。 对于电感来讲,大多数选择适当和高效率比的铁氧体,因为在有害频带内能提供最高的阻抗。当看到公共参数如磁导率和损耗系数就去识别材料是困难的。图2给出铁氧体磁环J-42206-TC绕10匝后的阻抗ZS和频率的关系曲线。 图2铁氧体磁环的阻抗和频率的关系

在1~10MHz之间绕组到达最大阻抗,串联感抗XS和串联电阻RS(材料磁导率和损耗系数的函数)共同产生总阻抗Zt。 图3所示为图2中铁氧体材料的磁导率和损耗系数与频率的函数关系。由于感抗引起的下降,导致磁导率在750KHz以上的下降;由于电阻取决高频的源阻抗所以损耗系数随频率而增加。 铁氧体磁环的磁导率、损耗系数和频率的关系 图3 图4给出三种不同材料的总阻抗和频率的关系 J材料在超过1~20MHz范围内具有高的总阻抗,它最广泛地应用于共模滤波器的扼流圈。在1MHz,W材料阻抗比J材料高20-50%,当低频噪声是主要问题时经常应用J材料;K材料可用于2MHz以上,因为在此频率范围内它产生的阻抗比J材料高直至100%。在2MHz 以上或以下,对于滤波器所要求的规范,J或W是优先的。图4三种不同材料的阻抗和频率的关系。 1.2、磁芯的形状 对于共模噪声滤波器环形磁芯是最普及的,他们不贵、泄漏磁通也低。环形磁芯必须 用手绕制(或在独特的环形绕线机上绕制)。正常情况要用一个非金属的分隔板放置在两 个绕组之间,以及为了和PC板连接,这个绕制器件还需环氧化在印制板的头部。具有附件

场效应管放大器实验报告

实验六场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、信号发生器 三、实验原理 实验电路如下图所示:

图6-1 场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N 沟道结 图6-2 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 型场效应管3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线。 其直流参数主要有饱和漏极电流I DSS ,夹断电压U P 等;交流参数主要有低频跨导 常数U △U △I g DS GS D m == 表6-1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。

表6-1 2、场效应管放大器性能分析 图6-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V =-g m R L '=-g m R D // R L 输入电阻 R i =R G +R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得,或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意,计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法,与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量, S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=

电子测量与仪器课后习题答案

电子测量与仪器课后习题答案清华大学出版出版 简述计量与测量之间的联系和区别。 1.答:测量是用被测未知量和同类已知的标准单位量比较,这时认为被测量的真实数值是存在的,测量误差是由测量仪器和测量方法等引起的。计量是用法定标准的已知量与同类的未知量(如受检仪器)比较,这时标准量是准确的、法定的,而认为测量误差是由受检仪器引起的。 由于测量发展的客观需要才出现了计量,测量数据的准确可靠,需要计量予以保证,计量是测量的基础和依据,没有计量,也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径,可以说没有测量,计量也将失去价值。计量和测量相互配合,才能在国民经济中发挥重要作用。 量值传递的准则是什么 2.答:量值的传递的准则是:高一级计量器具检定低一级计量器具的精确度,同级计量器具的精确度只能通过比对来鉴别。 简述高频信号发生器的基本组成及各组成部分的功能。 1.答:高频信号发生器主要由主振级、调制级、内调制振荡器、输出级、监视器和电源等六部分组成。各部分的功能是:(1)主振级。其作用是产生高频等幅载波信号,也叫高频振荡器。(2)调制级。将主振级产生的高频等幅载波信号与调制信号发生器产生的音频调制信号(400Hz或1KHz)同时送到调制级后,从调制级输出的就是载有音频信号的已调波了。(3)内调制振荡器。其作用是产生内调制信号的,也叫内调制振荡器,一般的高频信号发生器产生的内调制信号有400Hz和1kHz两种。(4)输出级。其作用主要是对已调信号进行放大和滤波,然后在此基础上通过衰减器对输出电平进行较大范围的调节和输出阻抗的变换,以适应各种不同的需要。(5)监视器。监视器主要用来测量输出信号的载波的电平和调幅系数,显示输出信号的频率、幅度、波形等,对输出信号进行监视。(6)电源。电源供给各部分所需的直流电压。 频率合成的实现方法有那几种各有何优缺点 3.答:频率合成的方法一般有两种:直接合成法与间接合成法。直接合成法的优点是频率的稳定度高,频率转换速度快,频谱纯度高,频率间隔小,可以做到以下。缺点是它需要大量的混频器、滤波器、分频器及倍频器等,电路单元多,设备复杂,体积大而显得笨重,造价贵。间接合成法也称为锁相合成法,它通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除(即完成频率的合成)。锁相环具有滤波作用,其通频带可以做得很窄,且中心频率易调,又能自动跟踪输入频率,因而可以省去直接合成法中所使用的大量滤波器、混频器及分频器等,有利于简化结构,降低成本,易于集成。 基本锁相环有哪几个组成部分各起什么作用为什么可以把锁相环看成是一个以输入频率为中心的窄带滤波器 4.答:锁相环路是间接合成法的基本电路,它是完成两个电信号相位同步的自动控制系统。基本锁相环由鉴相器(PD)、环路低通滤波器(LPF)和电压控制振荡器(VCO)等三部分组成。其工作原理是:将输出信号U o中的一部分反馈回来与输入信号U i共同加到鉴相器PD上进行相位比较,其输出端的误差电压UФ同两个信号的瞬时相位差成比例。误差电压UФ经环路低通滤波器LPF滤掉其中的噪音以后,用来控制压控振荡器VCO,使其振荡频率向其输入频率靠拢,直至锁定。此时,两信号的相位差保持某一恒定值,因而,鉴相器的输出电压也为一直流电压,振荡器就在此频率上稳定下来。也就是说,锁相环路的最终输出信号频率就是其输入信号频率,因而可以把锁相环看成是一个以输入频率为中心的窄带滤波器。 试述脉冲信号发生器的工作原理。

实验5 集成运算放大器参数测试

实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤调零端; 图 5.1 741引脚 ②反相输入端; ③同相输入端; ④电源负极; ⑥输出端; ⑦电源正极; ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集

成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2, 使电阻R B短接,测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压,则输入失调电压 图5.2 U IO,I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正,也可能为负,高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意: ①要求电阻R1和R2,R3和R F的阻值精确配对。 2.输入失调电流I IO 当输入信号为的零时,运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流,记为I IO(有的资料中使用符号I OS)。 式中:I B1,I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度,由于I B1,I B2本身的数值已很小(μA或nA级),因此它们的差值通常不是直接测量的,测试电路如图5.2所示,测试分两步进行:1)闭合开关K1及K2,将两个R B短路。在低输入电阻下,测出输出

共模电感的参数选择

开关电源EMI滤波器的设计 要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性,设计与开关电源共模、差模噪声等效电路端接的EMI滤波器时,就要分别设计抗共模干扰滤波器和抗差模干扰滤波器才能收到满意的效果。 1.抗共模干扰的电感器的设计 电感器是在同一磁环上由两个绕向与匝数都相同的绕组构成。当信号电流在两个绕组流过对,产生的磁场恰好抵消,它可几乎无损耗地传输信号。因此,共模电流可以认为是地线的等效干扰电压Ug所引起的干扰电流。当它流经两个绕组时,产生的磁场同相叠加,电感器对干扰电流呈现出较大的感抗,由此起到了抑制地线干扰的作用。电路如图1所示。 信号源至负载RL连接线的电阻为Rcl、Rc2,电感器自感为L1、L2,互感为M,设两绕组为紧耦合,则得到L1=L2=M。由于Rc1和RL串联且Rc1<<RL,则可以不考虑Vg,Vg 被短路可以不考虑Vg的影响。其中(Is是信号电流,Ig是经地线流回信号源的电流。由基尔霍夫定律可写出:

式(2)表明负载上的信号电压近似等于信号源电压,即共模电感传输有用信号时几乎不引入衰减。由(1)式得知,共模千扰电流Ig随f:fc的比值增大而减小。当f:fc的比值趋于无穷时,Ig=0,即干扰信号电流只在电感器的两个绕组中流过而不经过地线,这样就达到了抑制共模干扰的作用。所以,可以根据需要抑制的干扰电压频率来设置电感器截止频率。一般来说,当干扰电压频率f≥5fc时,即Vn:Vg≤0.197,就可认为达到有效抑制地线中心干扰的目的。 2.抗差模干扰的滤波器设计 差模干扰的滤波器可以设计成Π型低通滤波器,电路如图2所示。这种低通滤波器主要是设置电路截止频率人的值达到有效地抑制差模传导干扰的目的。

实验5-集成运算放大器参数测试

实验5-集成运算放大器参数测试

实验五集成运算放大器参数测试 一、实验目的: 1.通过对集成运算放大器741参数的测试,了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2.掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理: 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件,和其它电子器件一样,其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性,通过大量的测试,为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试(“运算放大器性能参数测试仪”),也可以根据参数的定义,采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪 36

37 表,对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741,其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件,其引脚定义如下: ①、⑤ 调零端; ② 反相输入端; ③ 同相输入端; ④ 电源负极; ⑥ 输出端; ⑦ 电源正极; ⑧ 空脚。 以下为主要参数的测试方法: 1.输入失调电压: 理想运算放大器,当输入信号为零时其输出 图 5.1 -V +V Uo 123 4 5 678UA741(顶视) . .

38 也为零。但在真实的集成电路器件中,由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象(由晶体管组成的差动输入级,不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等),使得输入为零时,输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便,人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象,看成是由于外部存在一个误差电压而造成,这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”,记作U IO 或V OS 。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数: od OO IO A U U 式中:U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数

最新安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

安捷伦电子测量仪器使用及维护建议 版本. 03.08 Agilent Technologies Co. SSU 蔡宏编辑

-----------Be Professional , Be Expert------- 目录 静电的危害及防护 (3) 微波接头的使用及养护常识 (12) 电子测量仪器及其系统的环境要求 (16) 仪器硬件故障的最终确认 (21) 附录一:部分种类仪器的用户检验步骤及注意事项 (23) 附录二:Agilent仪器常见故障现象及可能原因分析 (27) 附录三:参考资料 (29)

静电的危害及防护 引言. 我们在确定自己的研究课题或找到解决方案时,下一步往往就是准备好完成课题或解决方案所需的软硬件手段.而测量仪器是人们必备的硬件设施.在得到仪器后,如何高效地使用仪器,或如何避免仪器的人为损坏,能够更长时间地为我们服务,就自然而然地成为我们必须关心的环节了. 静电的危害 那么哪些因素可以影响或威胁到仪器的正常使用呢?了解电子测量仪器或微电子的工程师所想到的第一个词,我想必定是”静电放电”(ESD).的确,静电是我们再熟悉不过的一种现象了,除了偶而轻微电击或讨厌的静电吸附外,对我们大多数人来讲,静电似乎并不是什么了不起的问题.过去,许多从事电子工业的人也并不认为静电放电是使电子元件乃至整个电子设备损坏的一个主要原因.许多人不相信静电放电的严重性,甚至怀疑是否真正存在.这也难怪,因为要判断或检查ESD(静电放电简称-Electrostatic Discharge)所引起的失效比较困难,有些元

集成运放的主要参数以及测试方法

集成运放的性能主要参数及国标测试方法 集成运放的性能可用一些参数来表示。 集成运放的主要参数: 1.开环特性参数 (1)开环电压放大倍数Ao。在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时,所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值,称为开环电压 放大倍数。Ao越高越稳定,所构成运算放大电路的运算精度也越高。 (2)差分输入电阻Ri。差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。它是指:开环运算放大器在室温下,加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。一般为10k~3M,高的可达1000M以上。 在大多数情况下,总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。 (3)输出电阻Ro。在没有外加反馈的情况下,集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻,其大小反映 了放大器带负载的能力,Ro通常越小越好,典型值一般在几十到几百欧。 (4)共模输入电阻Ric。开环状态下,两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻,称为共模输入电阻。 (5)开环频率特性。开环频率特性是指:在开环状态下,输出电压下降3dB所对应的通频带宽,也称为开环-3dB带宽。 2.输入失调特性 由于运算放大器输入回路的不对称性,将产生一定的输入误差信号,从而限制里运算放大器的信号灵敏度。通常用以下参数表示。 (1)输入失调电压Vos。在室温及标称电源电压下,当输入电压为零时,集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值,即: Vos=Vo0/Ao 失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。当集成运放的输入端外接电阻比较小时。失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。Vos一般在mV级,显然它越小越好。 (2)输入失调电流Ios。在常温下,当输入信号为零时,放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。即: Ios=Ib- — Ib+ 式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。Ios一般在零点几微安到零点零几微安数量级,其值越小越好。失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管B值的失配程度,当集成运放的输入端外接电阻比较大时,失调电流及其漂移将是运算误差的主要原因。(3)输入失调电流温漂dIos。温度波动对运算放大器的参数是有影响的。如温度变化时,不仅能使集成运放两输入晶体管的基极偏置电流Ib-、Ib+发生变化,而且两者的变化率也不相同。也就是输入失调电流Ios将随温度而变化,不能保持为常数。一般 常用的集成运放的dIos指标如下: ●通用I型低增益运放。在+25℃~+85℃范围约为5~20nA/℃,-40℃~+25℃范围约为 20~50nA/℃。 ●通用Ⅱ型中增益运放。dIos约为5~20nA/℃。 ●低漂移运放。dIos约为100PA/℃ (4)输入失调电压温漂dVos。在规定的工作温度范围内,Vos随温度的平均变化率,即:dVos=△Vos/△T一般为1~50uV/℃,高质量的低于0.5uV。由于该指标不像Vos可

《电子测量仪器及应用》题库

《电子测量仪器及应用》题库 一、填空 1.数字的舍入规则是:大于5时 入 ;小于5时舍;恰好等于5时, 采用 奇进偶不进 的原则。 2.被测量在特定时间和环境下的真实数值叫作 真值 。 3. 主振电路 是低频信号发生器的核心,其作用是产生频率范围连续 可调 、稳定的低频正弦波信号。 4.模拟式电压表是以 指示器显示 的形式来指示出被测电压的数值。 5.若测量值为196,而实际值为200,则测量的绝对误差为 -4 , 实际相对误差为 -2% 。 6.使用偏转因数div /m 10V 的示波器测量某一正弦信号,探极开关置于 “×10”位置,从屏幕上测得波形高度为div 14,可知该信号的峰值为 0 .7V ,若用电压表测量该信号,其指示值为 。 7.若设被测量的给出值为X ,真值为0X ,则绝对误差 X ?=0X X X ?=- ;相对误差00100%X X X ν-=?或者0 X X ν?=。 ' 8.所示为一定的触发“极性”(正或负)和“电平”(正或负)时示波器 上显示的正弦波形,可判断触发类型为 正 极性、正 电平触发。 9. 在晶体管特性图示仪中电流的读取是通过将电流加在 电阻上转换成取样,然后再加到示波管的偏转板 电压 上的。

图1 10.电子计数式频率计的测频准确度受频率计的时基频率误差和 1 量化误差的影响。 11.在交流电子电压表中,按检波器响应特性的不同,可将电压表分 为电压表,值电压表和值电压表。 12.若要在荧光屏上观测正弦波,应将正弦波(或被测电压) 电压加到垂直偏转板上,并将扫描电压加到水平偏转板上。 13.被测量的测量结果量值含义有两方面,即_数值_和用于比较的_单位_名称。 ] 14.通用示波器结构上包括__水平通道(Y轴系统)__、_垂直通道 (X轴系统)_和_ Z通道(主机部分)_三个部分。 15.用模拟万用表电阻挡交换表笔测量二极管电阻两次,其中电阻小的一次黑表笔接的是二极管的_正(阳)_极。 16.数字万用表表笔与模拟万用表表笔的带电极性不同。对数字万用表红表笔接万用表内部电池的__正_极。 17.对以下数据进行四舍五入处理,要求小数点后只保留2位。 =__ _; =___________。 18.相对误差定义为绝对误差与真值的比值,通常用百分数表示。 19.电子测量按测量的方法分类为直接测量、间接测量和组合测量三种。

共模电感的设计实例讲解

共模电感的设计实例讲解 很多设计师对于共模电感的设计大多有一种感觉,那就是总觉得共模电感的设计看起来十分简单,但实际操作起来上,又有点复杂。的确共模电感的设计要考虑温度及应力等等因素。下面我就对于共模电感的设计过程与案例结合起来简单讲讲 一、设计过程: ① 选择磁芯材料(镍锌系和锰锌系) 铁氧体是一个较好的具有成本优势的材料。 ② 设定电感的阻 对于一个给定的要求衰减的频率,定义此频率下共模电感的感抗为50~100Ω,即至少50%的衰减,因此有:Z =ωL

③ 选择磁芯的形状的和尺寸 成本低漏感小的环形磁芯非常适合于共模电感,但是这种形状不容易实现机械化绕制,一般用手工绕制。磁环尺寸的大小选取有一定的随意性,通常基于PCB的尺寸选取合适的磁芯。为了减小共模电感的寄生电容,共模电感通常只用单层的线圈。若单层绕制时磁芯无法容纳所有的线圈,则选用大一号尺寸的磁环。当然也可以基于磁芯的数据手册由LI的乘积选取。 ④ 计算线圈的匝数 由磁芯的电感系数AL计算共模电感的圈数:( 106 )0.5 L N = L × A ⑤ 计算导线的线径 导线允许通过的电流密度选取为:400~800A/cm2,由此可以得到要求的线径。 二、设计案例: 在工作频率为10KHz,输入线性电流为3A(RMS)时,阻抗为100 欧的共模电感。 1)选取线径 铜线截面积=3A/400A/cm2=0.0075cm2 铜线线径 =0.98mm

取铜线线为1.0mm 2)计算最小电感值 3)假如无指定空间,任取一磁芯 内径(ID)=13.72+/-0.38=13.34mm MIN 4)计算内圆周长和最大可绕圈数 内圆周长=3.14×(13.34-1.08)=38.5mm 最大圈数=(160/360)×38.5/1.08=15.8TS或16TS 5)计算磁芯的AL值,并选取材质 磁芯的AL最小值=1.59/162=6211nH/TS2MIN 因此种磁芯AL值变化范围一般为+/-30%故磁芯的AL值取9000nH/TS2,以上述条件,即可选取一合适磁芯。

数字示波器使用方法总结

数字示波器使用小方法 前言 本文的结构逐条编排,目的是使内容成为开放性和可添加型的,欢迎有经验的同事增加新的内容。 对本文中用到按键符号作如下规定: TRIGGER MENU→Type(main)→Edge(pop-up)→Coupling(main)→DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键,再按显示屏下方的T ype键,重复按这个钮直到Edge高亮显示,再按显示屏下方的Coupling,再按显示屏右侧的DC键。 注:main代表显示屏下方的键,Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键,直到项目高亮显示。 目录 一.安全问题 (1) 二.使用探头 (2) 三.触发方式 (11) 四.测试方法 (15) 五.小常识、小经验 (23)

一.安全问题 结论一示波器电源线要用三相插头良好接地(即接实验室的地线)说明为了避免电冲击对示波器造成损伤,输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。 结论二探头地线只能接电路板上的地线,不可以搭接在电路板的正、负电源端说明交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上,就会造成此点和电源地短路,轻者使电路板工作不正常,重者会烧坏电路板或探头,造成严重后果。 尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。 结论三不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。 说明避免对示波器和探头造成损伤,尤其是有源探头。厂家说明。 结论四信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,以免造成损坏说明信号幅度超过±40V时,用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的,要留心探头及示波器上的说明文字。

测量放大电路的基本要求

一,测量放大电路的基本要求与类型: 1模拟式测量电路的基本组成 增量码数字式测量电路的基本组成: 测量电路的要求: 1. 精度高:低噪声和高抗干扰能力,低漂移,高稳定性,线性与保证度好 2. 动态性能好:响应快,动态失真小 3. 高的识别和分辨能力 4. 转换灵活:信号的处理与运算量程变化,电量参数转换,模数与数模转换 5. 有合适的输入和输出阻抗 6. 可靠性高 7. 经济性好 隔离放大电路:1.抗干扰 2防止漏电,确保安全 3保护低电压测量电路 低漂移集成运算放大电路:1.输出稳定。两个放大器轮换工作,总有一个进行放大输出。优于由通用运放组成的电路 2.共模抑制能力不强 (减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移) 高共模抑制比放大电路:(用来抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。 )1来自传感器的信号通常伴有较大的共模电压2采用差动输入的方法可以抑制共模信号 3一般运放的共模抑制比为80db 左右,4采用若干个运放可以构成具有更高的共模抑制比的放大电路 传感器 量程切换电 路 放大器 解调器 信号分离电路 运算电路 模数转换电路 计算机 显示执行机构 振荡器 电源 电路 传 感 器 显示执行机构 计 算 机 锁 存 器 计 数 器 变换电路 脉冲当量 放 大 器 整形电路 细分电路 辨向电路 指令传感器 电路 手动采样 锁 存 指 令

高输入阻抗电路:某些传感器的输出阻抗很高,如电容式、压电式,达到108Ω。 自举式组合高输入阻抗电路:Ri=(R 1R)/(R - R 1)(当R=R1时输入阻抗无穷大) U O = - R 2/R 1(U i ) 电桥放大电路:由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路 应用场合:应用于电参量式传感器,如电感式、电阻应变式、电容式传感器等,经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号,并用运算放大器作进一步放大,或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路,输出放大了的电压信号。 特点:1.增益与桥臂电阻无关2.增益比较稳定3,电源要浮置 4.只有当δ<<1时,uo 才与δ近似呈线形关系 线形电桥放大电路: 特点:1.输出电压uo 与δ呈线形关系 2.共模抑止能力较强 3.量程大 4.灵敏度较低 四.什么是信号调制? 调制就是用一个信号(称为调制信号)去控制另一个做为载体的信号(称为载波信号),让后者的某一特征参数按前者变化。 解调 在将测量信号调制,并将它和噪声分离,放大等处理后,还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号,这一过程称为解调。 调制的功用:在测控系统中,进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外,还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱,将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声,往往给测量信号赋予一定特征,这就是调制的主要功用。 测控系统中常用的信号调制的方法:在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数,可以对这三个参数进行调制,分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制,最常用的是对脉冲的宽度进行调制,称为脉冲调宽 u R R R R u o 3 12 3 +-=

(完整版)电子测量仪器的分类及应用

电子测量仪器的分类及应用 电子测量仪器按其工作原理与用途,大致划为以下几类。 1.多用电表 模拟式电压表、模拟多用表(即指针式万用表VOM)、数字电压表、数字多用表(即数字万用表DMM)都属此类。这是经常使用仪表。它可以用来测量交流/直流电压、交流/直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、晶体管NPN或PNP电流放大倍数β值等。 2.示波器 示波器是一种测量电压波形的电子仪器,它可以把被测电压信号随时间变化的规律,用图形显示出来。使用示波器不仅可以直观而形象地观察被测物理量的变化全貌,而且可以通过它显示的波形,测量电压和电流,进行频率和相位的比较,以及描绘特性曲线等。 3.信号发生器 信号发生器(包括函数发生器)为检修、调试电子设备和仪器时提供信号源。它是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器。例如:产生正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脉冲波等。 4.晶体管特性图示仪 晶体管特性图示仪是一种专用示波器,它能直接观察各种晶体管特性曲线及曲性簇。例如:晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性及反馈特性;二极管的正向、反向特性;稳压管的稳压或齐纳特性;它可以测量晶体管的击穿电压、饱和电流、自或a参数等。 5.兆欧表 兆欧表(俗称摇表)是一种检查电气设备、测量高电阻的简便直读式仪表,通常用来测量电路、电机绕组、电缆等绝缘电阻。兆欧表大多采用手摇发电机供电,故称摇表。由于它的刻度是以兆欧(MΩ)为单位,故称兆欧表。 6.红外测试仪 红外测试仪是一种非接触式测温仪器,它包括光学系统、电子线路,在将信息进行调制、线性化处理后达到指示、显示及控制的目的。目前已应用的红外测温仪有光子测温和热测温仪两种,主要用于电热炉、农作物、铁路钢轨、深埋地下超高压电缆接头、消防、气体分析、激光接收等温度测量及控制场合。 7.集成电路测试仪 该类仪器可对TI1、PM0S、CM0S数字集成电路功能和参数测试,还可判断抹去字的芯片型号及对集成电路在线功能测试、在线状态测试。

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