交流直流电压AC
AC-DC、DC-DC转换器基础指南
AC/DC、DC/DC转换器基础指南首先，我们过一下AC（交流）和DC（直流）的概念。
何谓ACAlternating Current（交流）的首字母缩写。
AC是大小和极性（方向）随时间呈周期性变化的电流。
电流极性在1秒内的变化次数被称为频率，以Hz为单位表示。
何谓DCDirect Current（直流）的首字母缩写。
DC是极性（方向）不随时间变化的电流。
①流动极性（方向）和大小皆不随时间变化的电流通常被称为DC。
②流动极性不随时间变化，但大小随时间变化的电流也是DC，通常被称为纹波电流 (Ripple current)。
一、AC/DC转换器何谓AC/DC转换器？AC/DC转换器是指将AC（交流电压）转换成DC（直流电压）的元件。
为什么需要AC/DC转换器？为什么需要AC/DC转换器？那是因为家庭住宅和楼房接收到的电压是100V或200V的AC电压。
然而大家大部分使用的电器是在5V或3.3V的DC电压下工作的。
也就是说，如果不把AC电压转换成DC电压，电器就不能工作。
其中也有电机、灯泡等可以用交流电压驱动的产品，但电机与微控制器的控制电路连在一起，灯泡也变成节能LED，因此有必要进行ACDC转换。
为什么传输的是AC电压？可能有人会认为“既然电器使用的是DC，那为什么不一开始就传输DC？”总所周知，电力来自水力发电站、火力发电站、核电站等。
这些发电站位于山区或沿海等地区，从这些地区传输到市区，AC电压更有优势。
简而言之，通过以高电压、低电流方式传输AC电压，可以减少传输损耗（能量损耗）。
然而，在实际家庭中，由于不能直接使用高电压，所以需要通过几个变电站分阶段进行变压（降压），最后转换成100V或200V后进入家庭。
这些转换也因AC更简单，所以传输的是AC电压。
全波整流和半波整流（AC/DC转换）将AC（交流电压）转换为DC（直流电压）的整流方式有全波整流和半波整流。
两种情况都利用了二极管的电流正向流通特性来进行整流。
AC-DC转换器的工作原理
AC/DC转换器的工作原理AC-AlternaTIngcurrent是交流的意思，DC-Directcurrent是直流的意思，AC/DC 变换是将交流变换为直流，AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
一：AC/DC转换器的工作原理-工作原理交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。
逆变要比整流复杂得多。
常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H 桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率好像很高，所以不少逆变器都是这种方式。
将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，组成对输出波形进行整形的电路。
一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将交流电转换为直流电。
AC/DC转换器的工作过程图整流电路，是将工频交流电转换为脉动直流电；滤波电路，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分；稳压电路，采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
1整流--即把交流调整成直流，换句话就是使交流的正玄波调整到的X轴上方。
但是现在还只是脉冲的。
主要元件是二极管。
整流方式：全波整流（桥式整流，有专门的元件或用4个二极管）、半波整流（x以下的波损失掉，电流不是连续的。
用一个二极管做）。
2滤波--把波形调整成平稳的直流（可用电容）另：根据需要的电压，可以在整流之前做变压。
一般来讲整流电路有如下几种方法：半波整流电路：半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压Vo只有半个周期可以到达负载，如下：单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管具有单向导电性。
电力电子AC——AC变换
( 2U sin t ) 2 dt U
1 [sin 2 sin(2 2 )]
负载电流有效值Io为
t 1 2U tan Io sin( t ) sin( )e d t π Z
io t 0
解方程得
2U 2U （α≤ω t≤α+θ） io sin(t ) sin e tan Z Z t 2U 2U sin e tan 为暂态分量。 sin(t ) 为稳态分量； it 其中 is Z Z
t t t t
it
io
it
t
电
力
电
子
技
术
6.2.1 相控式交流调压电路
u1 O
iG1 iG2
O
O io
iT1
O
触发脉冲的宽度< -( )= -
α < 时的工作情况（ 用窄脉冲触发） t VT1提前导通，L 被过充电，放电 时间延长， VT1 t 的导通角超过π； 触发VT2时， io尚 未过零， VT1仍 t 导通， VT2不导 通；
(b) 高压直流电源方案
电
力
电
子
技
术
6.1 概述
在一些大惯性环节中，例如温度控制有时也采用通断控制，这 种电路称交流调功电路。通断控制一般在交流电压的过零点接 通或关断，加在负载上是整数倍周期的交流电，在接通期间负 载上承受的电压与流过的电流均是正弦波，与相位控制相比， 对电网不会造成谐波污染，仅仅表现为负载通断。
（a） 阻感负载单相交流调压电路
电力电子技术课件05直流-交流(DC-AC)变换
第五章直流-交流（DC-AC）变换一、概述DC-AC变换器（无源逆变器)V1、V4和V2、V3轮流切换导通，u o为交变电压（1）电网换流 利用电网电压换流，只适合可控整流、有源逆变电路、交—交变频器（2）负载谐振式换流 利用负载回路中形成的振荡特性，使电流自动过零，只要负载 电流超前于电压时间大于t q ，即能实现换流，分串，并联。
VT 2、VT 3通后，u 0经VT 2、VT 3反向加在VT 1、VT 4上1. 晶闸管逆变电路的换流方式换流概念：直流供电时，如何使已通元件关断VT 1导通，C 充电左（-）右（+），为换流做准备； VT 2导通，C 上电压反向加至VT 1，换流，C 反向充电。
（3）强迫换流附加换流环节，任何时刻都能换流直接耦合式强迫换流2. 逆变电路的类型（1）电压源型逆变器电流源型逆变器电流源型逆变器功率流向控制（3）两类逆变器的比较比较点电流型电压型直流回路滤波环节电抗器电容器输出电压波形决定于负载，当负载为异步电动机时，近似为正弦波矩形输出电流波形矩形近似正弦波，有较大谐波分量输出动态阻抗大小续流二极管不需要需要过流及短路保护容易困难线路结构较简单较复杂适用范围适用于单机拖动，频繁加减速下运行，需经常反向的场合适用于多机供电不可逆拖动，稳速工作，快速性不高的场合二、强迫换流式逆变电路1.串联二极管式电流源型逆变器结构VT1～VT6为晶闸管C1～C6为换流电容VD1～VD6为隔离二极管2.工作过程（换流机理）（1）换流前运行阶段（2）晶闸管换流与恒流充、放电阶段（3）二极管换流阶段（4）换流后运行阶段diL dt引起三、逆变器的多重化技术及多电平化1. 多重化技术改善方波逆变的输出波形：中小容量：SPWM大容量：多重化技术思路：用阶梯波逼近正弦波（1）串联多重化特点：适合于电压源型逆变器二重化三相电压源逆变器单个三相逆变电路输出电压波形桥Ⅱ输出电压相位比桥Ⅰ滞后30º桥Ⅰ输出变压器△/Y,桥Ⅱ输出变压器△/Z变比为1变比为13二重化逆变电路输出电压比单个逆变电路输出电压台阶更多、更接近正弦。
电气ac参数
电气ac参数电气交流(AC)参数是电气工程中非常重要的一部分，它描述了交流电路中电压、电流、功率和功率因数等方面的性质。
熟悉和理解电气AC参数的概念和应用对于电气工程师来说至关重要，以下是一些关于电气AC参数的相关参考内容。
一、交流电压和电流1. 交流电压和电流的特征：交流电压和电流是随时间周期性变化的，可以用正弦函数或复数形式表示。
它们的幅值表示电压和电流的峰值，频率表示波形的周期。
2. 交流电压和电流的描述方法：交流电压和电流可以用有效值、峰值值和相位角来描述。
有效值是交流信号在单位时间内的平均功率与直流信号产生的功率相等时的电压或电流值。
峰值值是交流信号波形的最大幅值。
相位角表示交流信号相对于参考信号的相位差。
3. 交流电压和电流的表达式：交流电压和电流可以用复数形式表示，其中实部表示振幅，虚部表示相位差。
例如，V = Vm* cos(ωt + φ) ，其中Vm表示电压的峰值，ω表示角频率，φ表示相位差。
二、交流功率和功率因数1. 交流功率的定义：交流功率是交流电路中电能转换的速率，通常以瓦特(W)表示。
瞬时功率为电压和电流的乘积。
平均功率为瞬时功率的时间平均值。
2. 有功功率和无功功率：有功功率是交流电路中转化为有用功率的能量，无功功率是交流电路中耗散的能量。
有功功率以实功率表示，无功功率以虚功率表示。
3. 功率因数的定义：功率因数是直流等效电路的相同功率对应的交流电路中的功率。
功率因数是有功功率与视在功率之间的比值，通常用cos(θ)表示，其中θ是有功功率和视在功率间的相位角差。
三、交流电阻和电抗1. 交流电阻的定义：交流电阻是在交流电路中电阻元件的电阻值。
它是电压和电流的相位差为0时的电阻。
2. 交流电感的定义：交流电感是在交流电路中感性元件的电感值。
它是电压和电流相位差为+90度时的电感。
3. 交流电容的定义：交流电容是在交流电路中电容元件的电容值。
它是电压和电流相位差为-90度时的电容。
AC和DC的基础
AC/DC的基础在此将说明AC（交流）电压转换成DC（直流）电压的基本方法，变压器方式和开关方式。
此外，也将进行变压器方式和开关方式的比较探讨总述。
首先，“为何必须AC/DC转换？”让我们先回到原点。
图1众所周知，日本的家庭或大楼的主要供电是AC的100V或200V。
然而，大多数电器通过其中的电子电路操作，几乎都是利用5V和3.3V的DC电压工作。
其中虽然有电机设备和白炽灯炮等，直接以AC电压驱动的设备，但最近电机和开关等较为单纯的设备，几乎无可避免地，都会配备电子控制电路，且全部的电子控制电路都以DC电压驱动。
此外，市场也逐渐将白炽灯炮换成LED，只是如同大家所知般，LED基本上仍是以DC驱动的。
也就是说，“从送电网传送过来的是AC，但因为相当于电子产品心脏的电子电路，是以DC驱动的，因此如果不将AC电压转换成DC电压，将无法启动电子产品”。
以上是回答。
相信大家会觉得“这样的话，一开始传送DC电源不就好了？”，但其实传送AC电源，是有其历史背景因素和理由的。
各位应该知道爱迪生在1881年时，发明了安装白炽灯泡的电灯。
其实在当时的美国境内，是以供应DC电源为标准，爱迪生为了推广白炽灯泡，开始投入推行DC 110V送电网的事业。
然而，传送DC电源时，会造成电压大幅度下降，因此传送范围无法超过1.5km，导致发电厂必须建造在街道的中。
这话现在难以置信。
尼古拉•特斯拉考察AC的发电、送电、使用方法，和爱迪生之间开始了电流战争。
最后特斯拉方以能够轻易变压，且即使电线又细又长，传送电力时也不会造成太大损耗的AC系统获得胜利，而该结果也一直延续到现在。
AC的优点∙AC电源只要使用变压器，就能轻松转换电压（升压、降压）。
∙传送电力时能保持高电压/低电流，减轻电压下降的现象（I2R损耗）。
∙能轻易将AC电源转换成DC电源，易于供应电力DC驱动设备。
其实发电厂送出数千至2万V的AC高电压后，在传送到一般住户前，再通过电线杆上的变压器，降压至100V和200V。
什么是交流电什么是直流电
什么是交流电什么是直流电
什么是交流电什么是直流电？交流电源:就是电源的电压大小和方向不断改变。
直流电源:电源的电压方向不变。
一.交流电源可分为单相或三相，三相电源由称为导线的三个导体组成，每个导体承载的交流电(AC)具有相同的频率和电压幅度，但相对相位差为120°，即周期的三分之一。
这些系统在输送大量电力方面效率最高，因此可用于将发电设施中的电力输送到全世界的家庭和企业。
二.直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。
当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。
三.扩展资料：开关电源可以分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts （易产生干扰）。
其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电)，如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。
直流开关电源的核心是DC/DC转换器。
三相逆变器ac电压和dc电压关系
三相逆变器ac电压和dc电压关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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ac是什么意思
AC就是交流电，指电流大小和方向随时间作周期性变化的电流，在一个周期内的运行平均值为零。
交流电通常波形为正弦曲线。
交流电可以有效传输电力。
但实际上还有应用其他的波形，例如三角形波、正方形波。
生活中使用的市电就是具有正弦波形的交流电。
AC：交流电，DC：直流电。
绝大多少家用电器上的AC接口用于接市电，普通照明用电电源;而DC则是接由“直流电源”输出的符合电压要求的电源。
AC/DC电源就是输入为交流，输出为直流的电源变换器。
例如我们常用的手机充电器、笔记本、平板电脑的电源适配器都是这种电源。
AC一般是指交流电220~250V之间的电源的进入电压，一般只用做家用电器的进入线，还有工业生产常用的380V（伏特）DC是指直流电源，一般常用的有30V，6.0V，90V，12V等几个常见电压，电池和充电器最典型不过了，一般充电器输出为45V左右，万能充的压值更广！
交流电有两个方向，流出去再流回来，大小在不断变化（照明电变化规律为正弦）用频率可以表示交流电方向改变的快慢，用相位可以表示交流电输电起始时间。
所以电学中把幅度、频率、相位称做交流电三要素。
dq轴电压与直流侧电压关系
dq轴电压与直流侧电压关系直流（Direct Current，简称DC）电压是指电流方向不变的电压信号。
它是通过在一个电源中产生直流电流，并在电路中保持恒定的电压。
在直流电压源的引导下，产生出的电流在电路中向一个方向流动。
与直流电流相对，交流（Alternating Current，简称AC）电压是指电流方向周期性变化的电压信号。
交流电压是由发电机、变压器等电源产生的，其电流按照一定的频率无规律地在正负方向之间来回变化。
在工程实践中，有时需要将交流电压转化为直流电压以供电路中的某些元器件使用。
为此，我们需要使用交流与直流之间的电力转换方式。
其中，一种常用的转换方式是使用电力电子器件实现直流电压的获取和整流。
使用电力电子器件来实现直流电压的获取，其中最常见的方式是使用直流电压源与交流电源相连接，通过电器设备将交流电源经过整流、滤波和调整电压等处理步骤得到直流电压。
电力电子器件常用的有整流二极管、整流桥、磁阻器、电容器等。
对于由直流电压源提供的直流电压，其电压幅值是恒定的，不随时间变化。
而对于由交流电压源产生的交流电压，其幅值大小和信号的频率有关。
在实际应用中，为了满足电路的需要，可能需要对直流电压进行调节或变换。
这时，可以使用变压器、稳压二极管、开关电源等电器设备对直流电压进行调整。
变压器是一种常用的电力转换设备，在电路中用来改变电压的大小。
它通过改变绕组的匝数比例来改变输入和输出的电压。
变压器能够使电压升高或降低，但频率不会变化。
稳压二极管也是一种常用的电子设备，可以将输入的直流电压稳定在一定的范围内。
开关电源是一种将交流电转换成直流电的高效率电源。
它通过开关电子器件的转换来实现电能的转化和调整。
开关电源可以根据需要，通过控制开关器件的开合来调整输出电压的大小。
总之，在电路中，直流电压与直流电源、交流电压与交流电源之间存在一定的关系。
直流电压可以通过交流电压转换而来，而交流电压也可以通过相应的设备转换成直流电压。
acdc转换器工作原理
acdc转换器工作原理
AC/DC转换器，也称为AC至DC转换器，是一种用于将交流电源转换为直流电源的电器设备。
AC/DC转换器的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 输入端：将交流（AC）电源连接到输入端。
2. 整流桥：通过一个整流桥器将交流电源转换为半波或全波的直流电压。
整流桥由四个二极管构成，可以让电流只能向一个方向流动。
3. 滤波电容：将整流后的脉动直流电压通过滤波电容进行平滑，减小电压的纹波。
4. 稳压电路：添加稳压电路（如稳压二极管或稳压器等）以确保输出电压的稳定性，不受输入电压的波动影响。
5. 输出端：通过输出端提供稳定的直流（DC）电压。
AC/DC转换器的工作原理基于交流电经过整流和滤波之后转换为直流电。
整流桥将交流电源转换为具有脉动的半波或全波直流电压，然后通过滤波电容平滑电压波动。
稳压电路确保输出电压稳定，不受输入电压的变化影响。
最终，输出端提供稳定的直流电压用于供电。
ac是直流还是交流电
ac是直流还是交流电
AC指的是交流电，这是由于交流电的英缩写便是“ac”。
交流电是一种有效的传输电力，电流的方向将会随着时间的变化而进行改变，且在一个周期的运行平均值是为“0”，如形成三角波形，正方波形、正弦波形等，若是使用于生活中的交流电，一般是以正弦波形的交流电。
怎么辨别交流电和直流电：
一般情况下，交流电的导线是存在三相的，换句话说，导线等于3的倍数，那么导线就是交流电，如3根线、或6根线，或12根线等。
而直流电的导线等于2的倍数。
因此，可以从导线的数量来区分是交流电还是直流电。
2、再就是可以根据铁塔的形状对电流进行划分，要是直流电的话，那么铁塔是形成“T”型或者“干”型。
而交流电的话，铁塔形状比较多，如猫头、酒杯型、上字形等等。
3、还可以通过万用表做测量来分辨。
如果是直流电的话，那么显示为一根直线，且电流的方向是不会改变的。
而要是交流电，则是呈现波浪线，且方向和大小都会随着时间的改变而改变。
4、或者是使用电笔进行测量。
若是直流电，其电压值是比较小的，且电笔不会发亮，而要是交流电的话，电笔是会发亮的。
注意，并不是所有的交流档所测出的数值都说交流电，也有可能是直流电。
DC与AC的区别是什么
DC与AC的区别是什么你知道直流电与交流电的区别是什么吗?下面就跟着一起来看看吧。
DC与AC的区别○1交流电有两个方向，流出去再流回来，大小在不断变化(照明电变化规律为正弦)用频率可以表示交流电方向改变的快慢，用相位可以表示交流电输电起始时间。
所以电学中把幅度、频率、相位称做交流电三要素，说的真好，只有三个都说上了，才能说清一个交流电的特征。
○2直流电只有一个方向，即：电流只能从正极流向负极。
它的大小是稳定的。
因为大小方向不变化也就没有频率和相位之说了。
看来直流电比较简单哟，呵呵。
电压是交直流都有的特征，直流电不一定就是低电压，例如高压直流送电系统。
我们所用的电交流电和直流电1、从字面上理解其方向：交流：想一想我们人是怎么交流的呢?一个人说话，众人听那不叫交流，那是演讲，两人或两人以上相互间有问有答，有来有往才叫作交流。
交流电就是如此，流出去再流回来有来有往，所以交流电有两个方向，且没有正负之分(其实是无法分辩，也只能在瞬时说出其极性来)直流：一直，径直的流，永不回头。
直流电只从正极流向负极,所以直流电只有一个方向。
2、从比喻中理解其幅度初学电子知识，会感到电过于抽象，所以我们可以把电与熟知的东西进行比喻，因为电流与水流极其相似，因此我们可以把“电”当做“水”，“电路”就等于“水路”。
当然我们也可以用其它东西来比喻。
(详见下文)回想一下渠水在流动的时候，我们站在渠的某处，水流过这里时水量的多少是不是随时间不断变化呀?一会儿多，一会儿少，其实电在流动过程中也是这样。
交流电的大小(幅度)在不断的变化，而直流电(比如干电池)的大小基本不变。
电子技术专业里一般把幅度变化的电称为交流电，我们常提到的信号(比如声音信号、图像信号、温度信号等等)就是交流电,。
而把幅度和方向不变化的电称为直流电，它的用途是为电路提供能源(即供电)。
3、从思考中理解交流电的频率既然交流电方向在不断的变化(流出去又流回来)，那么你知道它一秒钟要流回来几次呢?每秒(单位时间)多少次就是频率(天下人都知道)，电学中用Hz(赫兹)来表示，比如我国照明用电规定为50Hz，它的意思是导线中的交流电每秒要流出再流回50次。
中国光伏发电出力电压标准
中国光伏发电出力电压标准
中国光伏发电出力电压标准通常遵循国家或行业标准，其中包括以下几个方面：
1.电压等级：光伏发电系统的电压等级通常包括直流（DC）和交
流（AC）两种。
在中国，常见的直流电压等级包括12V、24V、48V 等，而交流电压等级则根据具体的接入网格而定，常见的包括
220V、380V等。
2.额定电压：光伏发电系统的组件（如太阳能电池板、逆变器等）
会有其额定的电压值，这通常是指在标准测试条件下的额定电压。
在中国，太阳能电池板的额定电压常见的包括12V、24V、36V等，而逆变器的额定输出电压通常是220V、380V等。
3.电压容许范围：中国的光伏发电系统在运行过程中，其输出电压
需要在一定的容许范围内，以确保稳定运行并符合电网的要求。
这个容许范围通常由国家或地方标准规定，需要根据具体情况进行遵守和调整。
4.电压波动要求：除了电压容许范围外，中国的光伏发电系统通常
还需满足一定的电压波动要求，以确保对电网的影响最小化。
这些标准和要求可能会根据不同的地区、用途和项目而有所不同，因此在设计、安装和运行光伏发电系统时，需要仔细遵循当地的标准
和规定，以确保系统的安全性、可靠性和合规性。
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2. 齐纳管电压标准
原理 利用齐纳二极管的稳压特性制作的电子式电压标准（也称 为固态电压标准）。
齐纳管的稳压特性仍然存在受温度漂移的影响，采用高稳 定电源和内部恒温控制电路可使其温度系数非常小 。
将齐纳管与恒温控制电路集成在一起的精密电压基准源， 如LM199/299/399、REF系列。
5.2 电压标准
5.2.1 直流电压标准
电压和电阻是电磁学中的两个基本量。 电压基准和电阻基准——〉其他电磁量基准。 电压标准有：
1)标准电池（实物基准， 10-7）； 2)齐纳管电压标准 （固态标准， 10-6）； 3)约瑟夫森量子电压基准 （量子化自然基准，10-10）。 电阻标准有： 1)精密线绕电阻（实物标准）； 2)霍尔电阻基准（量子化自然基准，10-9）。
6
5.1.2 电压测量的方法和分类
4）基于采样的交流电压测量方法
交流电压--〉A/D转换器--〉瞬时采样值u(k) --〉计算， 如有效值
V
1
N
u2 (k )
N k 1
式中，N为u(t)的一个周期内的采样点数。
5）示波测量方法
交流电压--〉模拟或数字示波器--〉显示波形--〉读出结 果
7
The End
1
二、电压测量的特点
1.频率范围广：零频（直流）～109Hz 低频：1MHz以下；高频（射频）：1MHz以上。
2.测量范围宽 微弱信号:心电医学信号、地震波等,纳伏级（10-9V）； 超高压信号：电力系统中，数百千伏。
3.电压波形的多样化 电压信号波形是被测量信息的载体。 各种波形：纯正弦波、失真的正弦波，方波，三角波，梯 形波；随机噪声。
13
5.2.2 高频电压标准
原理
由直流电压标准建立。因而，需经过交流-直流变换。
测热电阻桥式高频电压标准
基本原理：将高频电压通过一电阻（称为测热电阻， 如热敏电阻），该电阻由于吸收高频电压功率，其阻 值将发生变化，再将一标准直流电压同样施加于该电 阻，若引起的阻值变化相等，则高频电压的有效值就 等于该直流电压。
双测热电阻电桥：见课本p185，图5-1。
➢ 电压测量方法的分类 按对象：直流电压测量；交流电压测量 按技术：模拟测量；数字测量
1）交流电压的模拟测量方法 表征交流电压的三个基本参量：有效值、峰值和平均值。 以有效值测量为主。 方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电流-〉驱动表头--〉指示 如：有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。抗匹配 在多级系统中，输出级阻抗对下一输入级有影响。
直流测量中，输入阻抗与被测信号源等效内阻形成分压， 使测量结果偏小。
如：采用电压表与电流表测量电阻， 当测量小电阻时，应采用电压表并联方案； 当测量大电阻时，应采用电流表串联方案。 交流测量中，输入阻抗的不匹配引起信号反射。
3
二、电压测量的特点
5.测量精度的要求差异很大 10-1至10-9。
6.测量速度的要求差异很大 静态测量：直流（慢变化信号）,几次/秒; 动态测量：高速瞬变信号,数亿次/秒（几百MHz） 精度与速度存在矛盾，应根据需要而定。
7.抗干扰性能 工业现场测试中，存在较大的干扰。
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5.1.2 电压测量的方法和分类
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3. 约瑟夫森量子电压基准
约瑟夫森效应
即：电压V—〉约瑟夫森结—〉超导电流。
超导交变电流的频率为：f
2e V h
KJV
式中：e为电子电荷，h为普朗克常数，因而KJ为一常数。 当电压V为mV量级时，频率f相当于厘米波。
逆效应：若将约瑟夫森结置于微波场中（即用微波辐 射到处于超导状态下的约瑟夫森结上）时，将在约瑟 夫森结上得到量子化阶梯电压Vn。
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5.1.2 电压测量的方法和分类
2）数字化直流电压测量方法 模拟直流电压--〉A/D转换器--〉数字量--〉数字显示 （直观） ——数字电压表（DVM），数字多用表（DMM）。
3）交流电压的数字化测量 交流电压（有效值、峰值和平均值）--〉直流电压--〉 A/D转换器--〉数字量--〉数字显示 ——DVM（DMM）的扩展功能。
即：微波（频率f）—〉约瑟夫森结—〉量子化阶梯电
压Vn（第n个阶梯）。
Vn
n
f KJ
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3. 约瑟夫森量子电压基准
❖ 约瑟夫森电压基准 根据约瑟夫森效应： 由稳定的频率（f）—〉确定电压V。 即：通过时间（频率）单位得到量子化电压基准。 量子化电压基准的准确度可接近时间（频率）准确度。 国际计量委员会的建议： 从1990年1月1日开始，在世界范围内同时启用了约 瑟夫森电压量子基准（JJAVS，10-10）。并给出 KJ-90=483597.9GHz/V。
5.1 概述
5.1.1 电压测量的意义、特点
一、电压测量的重要性
◆电压测量是电测量与非电量测量的基础； ◆电测量中，许多电量的测量可以转化为电压测量：
表征电信号能量的三个基本参数：电压、电流、功率 其中：电流、功率——〉电压，再进行测量 电路工作状态： 饱和与截止，线性度、失真度——〉电压表征 ◆非电测量中，物理量——〉电压信号，再进行测量 如：温度、压力、振动、（加）速度
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5.2.1 直流电压标准
1. 标准电池
原理：利用化学反应产生稳定可靠的电动势 （1.01860V）。有饱和型和不饱和型两种类型。
饱和型特点：电动势非常稳定（年稳定性可小于0.5μV， 相当于5×10-7），但温度系数较大（约－40μV/℃）。 用于计量部门恒温条件下的电压标准器。 不饱和型特点：温度系数很小（约－4μV/℃），但稳定 性较差。用于一般工作量具，如实验室中常用的便携式电 位差计。
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3. 约瑟夫森量子电压基准
原理 基于约瑟夫森（Josephson）效应的量子电压基准
约瑟夫森效应 约瑟夫森隧道结：在两块相互隔开（约10埃的绝缘层） 的超导体之间，由于量子隧道效应，超导电流（约mA 量级）可以穿透该绝缘层，使两块超导体之间存在微 弱耦合，这种超导体-绝缘体-超导体（SIS）结构称为 约瑟夫森隧道结。 约瑟夫森效应：当在约瑟夫森结两边加上电压V时，将 得到穿透绝缘层的超导电流，这是一种交变电流，这 种现象称为交流约瑟夫森效应。