实验三 电压表测量
一、 实验目的
1．掌握典型电压波形对不同检波方式电压表的影响，学会正确解读和修正测试数据
2．学习用电压表测量噪声电压的方法
二、 实验条件
1、数字合成函数信号发生器DFG30一台
2、超高频数字毫伏表TH2270一台
3、均值表ESCORT97/EDM89S 一台
4、6 位数字电压表 一台
5、模拟数字示波器HM1507-3一台
三、 实验原理
1．交流电压表的波形响应
一交流电压UX 的大小，可用该电压的峰值、平均值和有效值表征。

交流电压的峰值：是指任意周期性交变电压u (t)在一周期内，电压所能达到的最大值。

交流电压的平均值：指交流电压经过理想检波器后的平均值，实际中，不特别注明，是指全波平均值。

数学表达为：
dt t u T V T ⎰=0
)(1 交流电压的有效值：指电压通过某纯组负载所产生的热量与一个支流电压在同一负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。

数学表示为：
⎰=T dt t u T
V 02)(1 电压表的示值除另有说明外，均按正弦有效值刻度，读数用α表示。

根据交流电压的三种特征，可用峰值、平均值和有效值检波电路将测试电压变成直流，按直流电压进行刻度，分别构成峰值平均值和有效值电压表。

由检波方式的不同，要正确解读表的显示值，需加以换算。

交流电压的波峰因数KF 定义为该电压的有效值与平均值之比：
V
V K f = 交流电压的波峰因数KP 定义为电压的波峰值与有效值之比：
V
V K p ˆ= 2．测试按图3-1进行
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峰值表的检波探头如图3-2：
用这种探头可检测10KHz 以上的交流电压。

四、 实验内容
1．用峰值表TH2270测电压
置信号源输出2V ，频率100KHz ，占空比50%，偏置为零的正弦、三角和方波，有效值即DFG30所显示峰值的换算数值，或由数字电压表测得，作
2．用均值表测电压
3．测试信号的波形，波峰因数
4．数字电压表检测电压
使信号输出幅值2V，偏置1V，频率10KHz，占空比50%的信号，用
注：求相对误差时，以VDC+AC为参考值。

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五．分析说明:
由于峰值表与均值表工作原理不同:虽然峰值表与均值表都将被测电压波形当做正弦波处理,但是峰值表实际测得的是被测电压的峰值.将其除以2,以有效
值形式显示;均值表测得的实际是被测电压的均值.乘以正弦波波形因数.以有效值形式显示.所以当被测电压是正弦波时,峰值表与均值表所测值相似.当被测电压为三角波时,三角波与正弦波峰值相同,所以峰值表所显示的有效值相似,但由于三角波的均值低于正弦波,所以均值表所显示的有效值低于峰值表显示的有效值.当被测电压为方波时,理论上利用峰值表所测得有效值应该与正弦波相似.但是实验数据却比理论值高出许多.目前我们认为是信号源的输出问题.方波的均值要高于正弦波,所以均值表测得的有效值要高于峰值测得的有效值.
在调整占空比之后,方波的波峰与均值没有明显的改变,由于方波的峰值与正弦波的峰值相同,所以波峰因数KP,与理论值没有很大的差别,但是由于正弦波的均值低于方波的均值,所以由均值表的数值所计算得到的波形因数KF 要低于理论值.
六．思考题.
1． 判断一未知电压的表检测方式，判断过程自己设计。

答：用这块表测量两个均值相同的不同波形，若这两块表显示的示数相同，则这块表为均值表。

测量两个峰值相同的不同波形，若显示的示数相同，则这块表为峰值表。

用这块表测量两个有效值相同的不同波形，若显示的示数相同，则这块表为有效值表。

2． 测试电压为白噪声，用三种检波方式的电压表如何进行测试。

推导噪声信号
的波形因数，噪声信号有波峰因数吗？
答：对于白噪声有效值的测量最好用有效值表，用均值表测量也可以，
无法用峰值表测量。

噪声信号的波形因数：.因为
V V K f .白噪声是期望为零，功率谱为一常数的随机过程，而波峰因数定义中只对周期函数有意义，所以白噪声没有波峰因数。