交流信号的几种常用参数测量(仪器说明)

交流信号有效值的测量交流信号有效值的测量是电子工程中常见的任务之一，它在许多应用中都扮演着重要的角色。

本文将详细介绍交流信号有效值的测量原理、常用的测量方法以及相关的仪器和技术。

一、交流信号有效值的定义和意义交流信号是指在时间上周期性变化的电压或电流。

它们通常用正弦函数来描述，具有振幅、频率和相位等特征。

对于一个周期性变化的信号，其幅值可以随时间变化，因此简单地使用峰值或峰-峰值来表示信号大小并不准确。

为了更好地描述交流信号大小，引入了有效值（RMS）的概念。

有效值是指在相同功率条件下，与直流电压或电流产生相同效果的交流电压或电流大小。

对于正弦波形式的交流信号，其有效值等于其峰值幅度除以√2。

一个正弦波形瞬时幅度为10V，则其有效值为10V/√2 ≈ 7.07V。

测量交流信号有效值对于许多应用至关重要。

在家庭用电中，我们需要测量交流电源输出的有效电压和电流，以确保电器设备的正常工作和安全使用。

在音频领域，测量交流信号有效值可以帮助我们确定音频信号的强度和音质。

准确测量交流信号有效值对于保证系统性能和安全至关重要。

二、交流信号有效值的测量原理测量交流信号有效值的原理基于功率平衡定理。

根据该定理，对于一个周期性变化的电压或电流，其平均功率等于其有效值的平方除以阻抗。

通过将周期性变化的信号通过一个恒定阻抗上的负载，并测量该负载上的平均功率，可以得到信号的有效值。

具体来说，在实际测量中，我们通常采用以下两种方法来测量交流信号有效值：1. 平方平均法：该方法是最常用且最简单的方法之一。

它基于将周期性变化的信号进行采样，并对采样数据进行平方求和后再取算术平均数。

即先对信号进行采样并得到N个采样点x1, x2, ..., xn，然后计算这些采样点的平方之和：x1^2 + x2^2 + ... + xn^2，并除以N再开平方根。

这样得到的结果即为信号的有效值。

2. 峰值检测法：该方法基于测量周期性变化信号的峰值，并用峰值除以√2来估计信号的有效值。

含有直流成分的交流信号的测量一、实验目的1、进一步熟悉示波器、信号发生器的组成原理与应用2、了解含有直流成分的交流信号的测量方法3、观察波形，分析交直流之间的联系，并计算出相关数据二、实验仪器1、 函数信号发生器，型号：YB1602 指标：2Hz~2MHz 数量 1台2、 双踪示波器，型号：YB4320A 指标：20MHz 数量 1台3、 其他实验室常用仪器三、实验原理（1） 测量交流电压测量原理：Um=SHp-p/2 测量方法：垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置；接入待测信号；输入耦合开关置于AC 档；调节扫描速度使波形稳定显示；调节垂直灵敏度开关；读出被测交流电压波峰和波谷之间的距离；计算被测交流电压峰峰值。

（2） 测量直流电压测量原理：利用被测电压在屏幕上显示的直线偏离零电平线的高度与被测电压成正比的关系进行的。

（3） 测量交直流成分电压测量原理：U=U ’+Umsint ωt含有直流成分的交流信号的波形0 U(tA BT四、实验步骤（1）先将示波器和信号发生器电源开关打开，再拿出两个探头，一个探头接信号发生器输出（50Ω）接口，另一个接示波器CH1接口，然后将两探头红黑探头分别接在一起。

（2）调节信号发生器频率和Vp-p，调节示波器辉度、微调（VOLTS/DIV）、时基因素（TIME/DIV）、位移等旋钮，使示波器上显示一个波形大小适中，亮度适中的正弦波波形。

（3）按照交流电压的测量方法进行测量，记录出示波器偏转灵敏度S，波形峰峰点间距离Hp-p，求出Up-p，所以交流电压的大小（振幅值）Um=Up-p/2.（4）按下信号发生器中的电平开关，将其向左旋转至示波器显示一个大小与屏幕比例适当的波形，开始时将微调旁边的按钮调至AC档，读出波形参数。

（5）选正弦波的正峰点（或负峰点）作为零电平的假定位置，然后保持偏转灵敏度S及其微调旋钮不变，将按钮打到GND档，调上下位移，让荧光屏中直线到正峰点的位置。

电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用实验报告课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：常用电子仪器的使用一、实验目的1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。

2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。

二、主要仪器设备1.XJ4318 型双踪示波器。

2.DF2172B 型交流电压表。

3.XJ1631 数字函数信号发生器。

4.HY3003D-3 型可调式直流稳压稳流电源。

5.10kΩ 电阻和0.01μ F 电容各一个。

三、实验内容1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。

开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。

将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y 通道(CH1 或CH2)，将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”，调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。

从示波器显示屏的坐标刻度上读得X 轴(水平)方向和Y 轴(与X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。

校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 0.2V 4div 0.05V/div 0.2V 频率f 1000Hz 5div 0.2ms/div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时，屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。

交流信号的几种常用参数测量一、引言本文将介绍几种常用的交流信号参数测量仪器，包括示波器、频谱仪和信号发生器。

二、示波器示波器是测量交流信号常用的仪器之一、示波器通过显示电压随时间变化的波形来分析其特性。

示波器通常包括一个探头用于连接被测信号源，一个显示屏用于显示波形，以及一些控制按钮用于调整测量参数。

1.幅度测量：示波器能够准确地测量交流信号的幅度。

通过调整示波器的垂直量程和增益等参数，可以将信号的幅度显示在屏幕上。

2.频率测量：示波器也能够测量交流信号的频率。

通过调整示波器的水平量程和观察屏幕上的周期数，可以计算信号的频率。

3.相位测量：示波器可以通过测量不同信号的相位差来计算交流信号的相位。

通过在示波器上同时显示两个信号源的波形，可以直观地比较它们的相位差。

三、频谱仪频谱仪是另一种常用的交流信号参数测量仪器。

频谱仪可以将信号分解成它们的频谱成分，并显示在频谱图上。

频谱仪通常包括一个输入端口用于连接被测信号源，一个显示屏用于显示频谱图，以及一些控制按钮用于调整测量参数。

1.频谱分析：频谱仪可以将复杂的交流信号分解成它们的频谱成分。

通过调整频谱仪的分辨率和带宽等参数，可以得到更准确的频谱图。

2.噪声测量：频谱仪可以测量交流信号中的噪声水平。

通过分析频谱图上的噪声特征，可以评估信号的噪声水平和噪声分布。

3.杂散分析：频谱仪可以分析交流信号中的杂散成分。

通过分析频谱图上的杂散特征，可以评估信号品质和杂散水平。

四、信号发生器信号发生器是一种用于产生标准信号的仪器。

它能够产生稳定、精确的交流信号，并且可以调整信号的幅度、频率和相位等参数。

信号发生器通常包括一个输出端口用于连接被测设备，一个显示屏用于显示信号参数，以及一些控制按钮用于调整信号参数。

1.幅度设置：信号发生器可以准确地设置交流信号的幅度。

通过调整信号发生器的幅度参数，可以产生所需的信号幅度。

2.频率设置：信号发生器可以准确地设置交流信号的频率。

常用电子仪器的使用实验一、实验目的1．熟悉示波器的工作原理及面板功能，掌握使用示波器测量信号幅值、频率及相位的基本方法；2．掌握电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、交流毫伏表等正确使用方法。

二、实验类型验证性实验三、预习要求1．阅读第一章有关函数信号发生器、毫伏表和示波器部分内容，并回答下列问题。

（1）测量毫伏级正弦交流电压信号的有效值时，应当使用数字万用表的交流电压挡还是使用交流毫伏表？为什么？答：（2）交流毫伏表可以用来测量非正弦波电压吗？交流毫伏表的读数是被测信号的什么值？答：（3）当示波器显示屏上的波形高度超出显示屏时应如何调整哪个旋钮？当显示屏上的波形不在屏幕中央时应如何调节？答：（4）如何调节函数信号发生器得到频率为1kHz、有效值为10mV的正弦信号？答：2．如图4.3所示RC移相电路，试分别用理论计算和Multisim软件仿真分析的方法求解阻抗角θ，已知C＝0.01μF，R＝10kΩ。

（1）理论分析：（2）仿真分析：○1建立仿真电路（2）利用仿真结果测量相位差由图可知R u 和i u 两波形在X 轴方向的时间差21T T T ∆=-= ，则相位差为 。

四、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等。

它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图4.1所示。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应接在一起，称为共地。

信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图4.1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1．示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。

交流信号有效值的测量在现代通信领域中，交流信号的有效值是一个非常重要的参数。

有效值可以用来描述交流信号的振幅大小，从而评估信号的强弱或是稳定性。

本文将介绍交流信号有效值的测量方法和相关概念，以帮助读者更好地理解和应用有效值测量。

我们需要了解什么是交流信号。

交流信号是指在一定时间内，信号的电压或电流大小呈现周期性变化的情况。

例如，交流电压的波形通常为正弦波或方波。

而直流信号则是一种恒定电压或电流大小的信号。

交流信号与直流信号的主要区别在于交流信号具有周期性变化的特点。

在测量交流信号有效值时，我们通常使用均方根值来表示。

均方根值是指信号的平方平均值再开根号。

它可以反映交流信号的振幅大小，不受信号波形的影响。

例如，对于一个正弦波信号，其均方根值等于其峰值的一半。

均方根值的单位与信号的单位相同，通常为伏特（V）或安培（A）。

测量交流信号有效值的方法有多种，下面我们将介绍两种常用的方法。

第一种方法是使用示波器进行测量。

示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器。

通过连接示波器的探头到信号源上，我们可以在示波器的屏幕上观察到信号的波形。

示波器通常可以直接测量信号的有效值，并显示在屏幕上。

这种方法简单直观，适用于频率较低的信号测量。

第二种方法是使用电压表或电流表进行测量。

这种方法适用于频率较高的信号测量，例如无线电频率或高速数字信号。

我们可以将电压表或电流表连接到信号源上，通过选择交流测量模式，仪器会自动测量信号的有效值并显示出来。

这种方法比较灵活方便，适用于各种交流信号的测量。

除了示波器和电压表、电流表，还有其他一些专用的仪器可以用于交流信号有效值的测量，例如频谱分析仪、多用途测试仪等。

这些仪器在不同的应用场景下具有不同的优势和适用性。

在实际应用中，交流信号有效值的测量非常重要。

它可以用于评估信号的强弱、稳定性和质量。

例如，在电力系统中，有效值的测量可以用于评估电压或电流的稳定性，以保证电力系统的正常运行。

在通信系统中，有效值的测量可以用于评估信号的强度和质量，以保证通信的可靠性和稳定性。

实验一 基本放大电路实验测试方法及常用仪器使用一、实验目的⑴ 学会常用电子仪器的操作和使用。

⑵ 掌握用示波器测量交流电压和脉冲信号有关参数的方法。

⑶ 学习测量模拟电子电路性能参数的基本方法。

⑷ 熟悉模拟电路实验箱的使用。

二、预习要求⑴ 复习常用电子仪器的操作和使用方法，阅读仪器的使用说明，初步认识本实验室基本仪器的功能、接线方法、换挡开关的操作。

⑵ 预习本实验的思考题。

准备画仪器面板图的纸笔，以备实验课上使用。

三、实验原理与说明在电子技术实验里，测试和定量分析电流的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：示波器、信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、数字式（或指针式）万用表等，如图1-1所示。

信号发生器实验电路示波器直流稳压电源万用表毫伏表实验信号输出波形静态测试动态测试图1—1（1）直流稳压电源 为电路提供能源。

（2）信号发生器 为电路提供各种频率和幅度的输入信号。

信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压和毫伏级到伏级范围内连续调节。

信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

（3）交流毫伏表 用于测量电路的输入、输出信号的有效值。

交流毫估表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。

为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。

（4）数字式（或指针式）万用表 用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。

也可测量工作频率较低时电路的交流电压、交流电流的有效值及测量电路的阻值。

（5）示波器 电子示波器是一种常用的电子测量仪器，它能直接观测和真实显示被测信号的波形。

它不仅能观测电路的动态过程，还可以测量电信号的幅度、频率、周期、相位、脉冲宽度、上升和下降时间等参数。

示波器的操作方法简介：1）寻找扫描光迹。

将示波器Y 轴显示方式置“CH1”或“CH2”，输入耦合方式置“GND ”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线。