交流信号几种常用参数测量概要81页PPT
交流信号有效值的测量
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。
交流电路等效参数的测量
功能设置 按下ACV/（DCV）键，测量交流/（直流）电压。
同时按下ACV和DCV键，测量AC+DC电压。
一、实验目的
1、掌握用交流数字三表（电压表、电流表和功率表） 测量交流电路的电压、电流和功率；
2、掌握单三相交流可调电源的使用； 3、掌握用交流数字仪表测定交流电路参数的方法； 4、掌握日光灯电路的接线；
厦门电大工学技术航实空验航课天程学团院队
二、原理说明
1、交流三表法测量交流电路元件参数 正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流
小结
1.了解制图标准； 2.掌握建筑施工图的阅读方法； 3.掌握计算机绘制建筑施工图
的方法和技巧。
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三、实验设备
1、 数字电参数测量仪 8902F1数字电参数测量仪是一种利用单片机技术对信
号进行分析处理的智能型仪表。可以测量电压、电 流、有功功率、频率、功率因数等。
功率、功率因数表
** ~~UU
** ~~II
交 交
UU
550000VV
55AA
流 流 电 电
((或 或VV、 、W W))
源 源
负 负 载 载
输 输
出 出
电 电
路 路
NN
图7-1-1 功率表接线示意图
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三、实验设备 1、数字电参数测量仪 2、三相交流调压输出电源 3、钳形电流表 4、GDM-8341型台式万用表 5、白炽灯、电容器、日光灯、镇流器、启辉器
实验3《交流参数的测量》
实验《交流参数的测定》一、实验目的1、 学习用交流电压表、电流表和功率表测量交流电路中的阻抗及元件参数。
2、 掌握交流调压器和功率表的使用方法。
3、 学习电抗容性、感性性质的判定。
二、实验原理介绍 1、 交流参数的三表法测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。
计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IP R =电感元件的感抗I U X L L =，电感fX L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C21fXC π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 RX arctg=ϕ其中：等效电阻 2IP R =，等效电抗22RZ X -=2、 负载性质的判定在图中被测端口并一个小电容，若电流增大，则负载性质为容性阻抗，若电流减大，则负载性质为感性阻抗。
三、实验设备1、NEEL-II 型电工电子实验装置。
四、实验内容用单项交流调压器的交流输出作为电源，电压50HZ ，如图1、2。
图1 图21、 交流调压器的交流输出150V ，负载为镇流器L 。
用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。
2、 交流调压器的交流输出180V ，负载为1uf 电容C 。
用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。
3、在负载端并联接入2.2 uf电容C1，观察并记录值，判定负载性质。
五、实验总结及思考题1、为什么负载端并小接电容可以判定负载性质？。
信号测试技术PPT课件
信号， 则系统的稳态输出必是、也只是同频率的简谐信号；即输 出y(t)唯一可能解只能是
上页 目录
重要结论
线性系统具有频率保持特性的含义是输入 信号的频率成分通过线性系统后仍保持原 有的频率成分。如果输入是很好的正弦函 数，输出却包含其他频率成分，就可以断 定其他频率成分绝不是输入引起的，它们 或由外界干扰引起，或由装置内部噪声引 起，或输入太大使装置进入非线性区，或 该装置中有明显的非线性环节。
测试装置的静态特性就是在静态测试情况下描述实际测试装置与理想定 常线性系统的接近程度。 下面来讨论一些重要的静态特性。
上页 目录
一、线性度
线性度：输入输出保持常值比例关系的程度—校准曲线接近 拟合直线的程度。 两种拟合方法：端基直线、独立直线 线性误差=B/A*100% B为校准曲线与拟合直线的最大偏差。 A为装置的标称输出范围。
由频率保持性，简谐输入得到简谐输出，频率相同而幅
值不同，其幅值比A＝Y0/X0是频率ω的函数记为A(ω)， 定义为幅频特性；相位差也是ω的函数,记为 ，定义
为相频特性。统称系统的频率特性。
上页
目录
（一）幅频特性、相频特性和频率响应函数
定常线性系统在简谐信号的激励下，系统的频率特性： 称为频率响应函数
常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的
常数倍，即:
若
x(t) → y(t)
则
kx(t) → ky(t)
3)微分性
系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微
分，即
若
x(t) → y(t)
则
x'(t) → y'(t)
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4）积分特性 如系统的初始状态均为零，则系统对输入
常用参数测量
常用参数测量方法
浙江三维通信股份有限公司
技术部
常用参数测量
培训目的
熟悉并掌握各类参数含义 熟悉并掌握相关测量方法
常用参数测量
增益
▲增益：是指放大器在线性工作状态下对信号的放大能力。 ▲测量仪器－－频谱仪HM5014 ▲测量步骤(采用频谱仪测量)： ①估计放大器增益、功率容量，设置一扫频源，记下扫频源电平值；保证扫频 源不会使放大器饱和 ②估计放大器输出功率，适当串加衰减器后将放大器输出端连接到频谱仪输入 端，打开放大器电源，将扫频源连接到放大器输入端，读取放大器输出功率 电平值与输入扫频源电平值的差，该差值即为放大器的增益。单位是dB。 信号源 隔离器 L1(dB)
常用参数测量
1dB压缩点 1dB压缩点
▲1dB压缩点——时指增益压缩1dB时,待测品输出标准给标准输出负载的载频功率 ▲测量仪器——频谱HM5014
Pout 1dB 1dB压缩 点
PIN
1dB压缩点示意图
▲测量方法——
IN 信号发生器 衰减器A 待测品
OUT
RF IN 衰减器B 功率计或频谱分析仪
信号源(点频) f1和f2
隔离器 Lin(dB)
IN
放大器
OUT
衰减器 Lout(dB)
频谱仪
测量方框图
▲测试步骤—— ①连接如图所示 ②设置信号源两载波频率f1和f2,使f2－f1等于1MHZ,(f1+f2)/2等于放大器中心频 率 ③从频谱上显示为下图,三阶互调即为Im3=L2 －L1(dBC)
显示
HM5014
INPU T OUTPU T
B端口
A端口
C端口
常用参数测量
回波损耗测量
交流电路参数的测量
测量值
计算值
I/A
U/V
P/W
R/欧姆
R（平均）/欧姆
1（50）
0.049
50ห้องสมุดไป่ตู้
2.4
1042
1034
2（100）
0.080
81
6.4
1025
电感线圈交流电路参数测量数据
数据序号
测量值
计算值
I/A
U/V
P/W
Z/欧
RL//欧
XL//欧
L/H
XL(平均)/欧
RL(平均)/欧
Z(平均)/欧
1（50）
2）实验过程中应注意选择功率表的电压和电流量程，熟悉功率表的使用。
3）本实验中电源电压较高，要注意严格遵守操作规程，断电后才能拆接线。
0.159
81
2.8
509
111
111
0.353
106.5
106.5
507
2（100）
0.099
50
1.0
505
102
102
0.325
电容器交流电路参数测量数据
数据序号
测量值
计算值
I/A
U/V
P/W
Z/欧
Xc/欧
C/uF
Xc(平均)欧
C（平均）/uF
1(50)
0.017
50
0
2941
2941
1.1
3009
1.05
2(100)
0.026
80
0
3077
3077
1.0
四、实验结论
通过对实验数据进行分析，我们可得出：在交流电路中，元件的阻抗值，可以用交流电压表，交流电流表和功率表分别测出该元件两端电压，流过的电流和它所消耗的有功功率之后，再通过计算得出。
交流参数-资料
RB
I B1
4．失调电压和失调电流的温漂
UIOT、IIOT
RB
I B2
I C1
I C2
2IE
VEE
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模拟电子技术基础
4.4.3 简化低频等效电路
(+d+ rO
uO
-
(-)
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6．最大差模输入电压UIDM
7．最大共模输入电压UICM 8．最大输出电流IOM 9．输出电压峰 —— 峰值Uopp
上页 下页
t
返回
模拟电子技术基础
4.4.2 直流参数
1．输入失调电压UIO UIOUBE 1 UBE2
2．输入偏置电流IIB
IIB
IB1IB 2
2
3．输入失调电流IIO
IIOIB1IB2
模拟电子技术基础
4.4 运放的主要参数及简化低频等效电路
4.4.1 交流参数 1．开环差模电压增益Aud
2．开环带宽（–3dB带宽）fH
3．单位增益带宽fBWG 4．单位增益上升速率SR
SR
duo dt
m
(VμS)
ax
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模拟电子技术基础
5．建立时间Tset
uO
Uom 2
0.1Uom Tset
交流电路基本测量PPT教案
I/A
U /V
P/W
rL / Ω
L/H
0.5
0.75
1.0
第23页/共50页
4. 复阻抗的测定 将任务1—3的负载（电阻器、电容器和电感器）
串联后作为复阻抗，调节调压器的输出电压，使电流 表的读数分别为0.50A、0.75A、1.0A，测量复阻抗的 总功率、总电压、电阻器电压、电容器电压和电感器 电压。
第2页/共50页
A
L
220V
a
A V
N
X
x
图 测定二端元件参数电路
W
待 测 元 件
第3页/共50页
纯电阻器和电容器的测量电路见图。相比较而 言，由于电感线圈是可以等效成电感与电阻的串联。 因此，其参数的测量稍有不同。
在正弦稳态时，电阻的电压与电流同相位，关 系为：U RI
电阻器吸收的平均功率为：P UI RI 2 根据上述电压、电流与功率的关系，通过图的实验 电路，可测定电阻器的阻值。
内阻：13.8 /Ω 电感：0.386H
八、实验结果分析
1．复阻抗性质判断：因为电容的容抗大于电感感抗 所以电阻、电容和电感串联后复阻抗呈容性。
2．用三电表法和三电压表法测得的电感内阻和电感 的电感量基本一致。为了减小误差，测量时应保 持电感内铁芯的位置不变。
I / A P / W U / V UR / V UC / V UL / V Z=R+jX 0.5 0.75 1.0
5. 用三电压表法测量电感器的电感量 按图接线（电感器内的铁芯位置与任务3一
致），调节调压器使电流表的读数分别为0.5A、
0.75A、1.0A时测量调压器输出电压U、电阻器电压
交流电路参数的测量交流电路参数的测量
交流电路参数的测量一、 实验目的（1） 掌握交流电路中R 、L 、C 参数的基本测试方法。
（2） 熟悉正确使用调压器、交流电压表，交流电流表、功率表的接线方法。
二、 实验原理交流电路参数的测试方法很多，基本上可分为两大类： a 、 元件参数仪器测试法，如用我要把测电阻，阻抗电桥测电感、电容以及使用各种专用参数仪器进行测量。
b 、元件参数“实际”测试法，即元件加上实际工作时的电压或电流通过计算得到等效参数，这种方法具有实际意义，对线性和非线性元件都适用，例如测试变压器的等效参数必须在额定电压和额定电流情况下进行，测试铁心线圈参数也应该在实际工作电压或电流下进行，因为这些参数都与电压或电流大小有关。
（1） 采用电压表。
电流表法和仅用电压表法来实验含有电感、电阻及电容组成的电路的等值参数，这种方法相应地称为“二表法”或“一表法”。
实验线路如图6-1所示。
Z 为某一待测的两端网络，R 为一外加电阻，其阻值大小与精度与测量结果误差无关。
用电压表分别测量出1U ,R U 及2U ，用电流表读出I 即可按比例画出电路向量图，若Z 为电感元件则向量图如图6-2所示。
取电流为参数向量，1U ，R U 及2U 组成一个闭合三角形△OAB ，而且有 ...12R U U U =+ 由余弦定律可求出cos φ为2221121cos ()/(2)RR U U U U U φ=+− ...2RL L U U U =+且构成一个直角三角形△ABC, RL U 为电感线圈内部电阻上的电压降分量。
由图可知RL U 及L U 为11cos RL R U U U φ=− 11sin L U U φ=于是可得 /L RL R U I =1/()/(2.)L L U I U f I π==ω同理，如果被测元件为一个电容或R 、L 、C 组成的一端口网络，也一样可求出他们的等值参数。
负载元件的功率因数为 2cos /RL U U φ=由图6-2所示向量关系中可求得cos φ,也可以直接由1U ,2U ，R U 计算得到222212cos(180)2R RU U U U U φ+−−=o222122cos 2RRU U U U U φ−−=由图6-1中如果外加串联电阻R 的阻值预先已知，则图中电流表可省略，线路电流可直接由欧姆定律I =R U /R 求出，其余计算方法与二值表相同。
交流信号的几种常用参数测量(仪器说明)
按 FORCE 按钮，强制产生一 触发信号，主要应用于触发方 式中的“普通”和“单次”模 式。
24
主菜单按键
自动测量
采样设置
存储设置
光标测量 显示设置
系统功能设置
25
主菜单-采样设置
使用主菜单 ACQUIRE 按钮，弹出 右表所示采 样设置菜单。 通过屏幕旁 菜单操作键 调整采样方 式。
频 率 调 节
频段选择
幅度调节
波形选择 幅度衰减
50Ω输出
8
函数信号输出（50Ω输出）
需要时由直流偏移钮调节信号所携带的直流电平， 否则应置“关”的位置；
波形对称调节器改变输出信号占空比。输出波形 为三角波时可使三角波调变为锯齿波。正弦波输 出时应置“关”的位置。
占空比调节
直流 偏置 9
TTL脉冲信号输出
取方式。 希望避免波形混淆，打开混淆抑制。
27
主菜单-显示设置（表1）
使用 DISPLAY 按钮弹出下图所示设置菜单。 通过菜单操作按钮调整显示方式。
28
主菜单-显示设置（表2）
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主菜单-存储设置
使用 STORAGE 按钮弹出下图存储设置菜 单。通过菜单操作按钮设置存储/调出波形。
30
主菜单-系统功能设置（表1）
转动垂直 SCALE 旋钮 改变“Volt/div（伏/格）” 垂直档位，波形窗口下方 的状态栏中对应通道的档 位显示发生了相应的变化。 通过按下垂直 SCALE 旋钮作为设置输入通道的 粗调/细调状态的快捷键。
17
通道切换键
按 CH1 、 CH2 、 MATH 、 REF ，屏幕显示对应通道的 操作菜单、标志、波形和档 位状态信息。按 OFF 按键关 闭当前选择的通道。 OFF 按键具备关闭菜单的 功能。当菜单未隐藏时，按 OFF 按键可快速关闭菜单。 如果在按 CH1、CH2后立即 按 OFF ，则同时关闭菜单和 相应通道。
第三章 交流信号
复数（相量）
正误判断
U 50 e
j15 °
50 2 sin( t 15 ) ？
复数
瞬时值
3-3 3-5
3.2.4 基尔霍夫定律的相量形式
基尔霍夫定律不仅适用于直流电路，对于随时 间变化的电压与电流，在任何瞬间都是适用的。 基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律的一般形 式为
i
波形图
Im
T
u U m sin t
U
t
瞬时值
相量图
I
j
相量
U a jb U e U
符号说明
瞬时值 --- 小写 有效值 --- 大写 最大值 --- 大写+下标
u、i
U、I
Um
复数、相量 --- 大写 + “.”
U
正误判断
u 100 sin t U ？
U -3 j4
U -3 - j 4
u 5 2 sin( t - 53 1 )
u 5 2 sin( t 126 9 )
u 5 2 sin( t - 126 9 )
例1: 已知瞬时值，求相量。
已知:
i 141 .4 sin 314 t A 6 u 311 .1sin 314 t - V 3
求：
i
、u 的相量
解：
I
141 .4 30 100 30 86 .6 j 50 2
A
311.1 - 60 220 - 60 110 - j 190.5 V U 2
例2：已知相量，求瞬时值。
已知两个频率都为 1000 Hz 的正弦电流其相量形 式为：
第6章电信号基本参量的常用测量方法-PPT课件
U(f)u(t)ej2ftdt
数字信号处理技术需要对 u (t ) 按一定的时间间隔 t 做数字化 采样处理，u (t ) 转换成 u ( n t ) u n( t n t ,n 0 1 2 , , ,N ,)， 采用离散付里叶变换（高速付里叶变换）方式进行处理。
最大量化误差 ΔN。1 脉 冲
即计数法的最大方法量化误
图 6-1-4 计 数 法 量 化 误 差 示 意 图
差为末尾正负一个字。
应该指出，ΔN1仅仅是方法误差，而实际的测量误差还应包
含闸门时间 T0 的误差和闸门开、关时延不同等方面应起的误差。 1．2．1 噪声干扰引起的触发误差
被测信号脉冲的形成通常采用施密特触发器。在不存在噪声干
前文已述，采用计数法测量较低的频率时，应选择较长的闸门
时间，当被测信号的频率太低时，闸门时间（测量时间）将会长到
测量者无法忍受的程度。例如，测量1Hz左右的信号频率，位数需 达到6位，则闸门时间至少应为105s（约1个月），这显然是不可行 的。因而，对于较低频率信号宜采取先测量其周期T，然后再根据
这种信号的正负峰值是对称的（相等）。如果交流电信号的正负峰
值不对称的（不相等），可以用UP+、UP--来分别表示信号的正负峰 值。
1．2平均值 U 周期性交流电信号 u (t ) 的平均值 U
被定义为
U
1 T
0Tu(t)
dt
T为信号的周期。显然，正弦信号的平均值为零。 在电子测量中，经常要测量交流信号检波（整流）后的平均值。
触发窗口
宽施密特触发器 触发窗口
的触发窗口；正
确选择触发窗口
相对被测信号的
电磁测量课件-第六章交流参数的测量
2．有源电桥的分析 通常不采用经典电桥的分析 方法，而采用两端口网络转移 参数来进行分析，即把电桥电 路看成是由若干两端口网络的 串联或并联组成。
有源电桥的电路
以上图为例，首先从电源电压入手，把R2作为无源转移导 纳单元Y2，把R3和C3的并联及运算放大器作为有源转移阻抗单 元ZD ，把R4作为无源转移导纳单元Y4 ，然后到指零仪，再把 Rx和Lx的串联作为无源转移导纳Yx ，最后又回到电源电压，该 过程可由下面的框图表示。
rA RA
z
采用电压表前接、电流表后 接的电路，反之采用电压表 后接、电流表前接的电路。
电压表前接、电流表后接的电路 电压表后接、电流表前接的电路
根据 R P I2
可以求出负载的等值电阻，再根据
z U R2 X 2 I
可以求负载的阻抗值，从而可以求出负载的电抗为
X z 2 R2 (U )2 ( P )2 1 U 2 ( P)2
第三节 互感的测量
一、伏安法
如图电路，用电流表和电压表分别测出一次侧电流的有
效值和二次侧电压的有效值，
根据
＋
A
M **
u
U 2πfMI －
V
R
可以计算出被测互感。
伏安法测量互感的电路
二、冲击法
当开关S倒向将一次侧电流改变方向时，在二次侧产生感
应电流，二次侧回路电压方程为
I
M
dI dt
L2
di2 dt
虚积电桥的电路
Z2 和 Z3一个为容性，
Z2 和 Z3都应是容性
另一个必为感性。
阻抗。
（3）实比电桥
R1
Z2
D
R3
Z4
u ＋－ 实比电桥的电路
交流电路参数的测量
2
2
相量图：几个同频率的正弦量在复平面上画出其相 量对应的图形，只需作出t=0时正弦量幅值的相量。
利用相量图分析交流电路，能够清晰地反映出各正 弦量的大小和相互间的相位关系。
设 u1 2U1(t)1 u2 2U2 (t2)
注意：
（1）相量只是表示正弦量，而不等于正弦量，二
者不能用等号表示相等关系，可用双箭头
i Im sin(ti u Um sin(tu)
相)位差为 (ti) (tu)
i u
若φ>0，表明电压u超前电 流i一个角度φ，或电流i滞 u i
后电压u一个角度φ。
t
u
若φ=0，表明电压u和电 流i同相位。
i
t
ui
若φ=π，表明电压u和电
流i反相
t
若
2
，表明电压u
ui
和电流i正交
t
（二）正弦量的相量表示法 瞬时值表达式（三角函数表达式）
单位为Hz。
角频率ω：正弦交流电在单位时间内变化的弧度数，
单位是弧度/秒（rad/s）。
角频率与频率、周期之间的关系为：
f 1 2/ T 2f T
我国和大多数国家都采用50 Hz作为电力标准频率，简 称工频。美国、日本等国家采用60 Hz的频率。
2.振幅、瞬时值、有效值
瞬时值：正弦交流电在任一瞬间的值，用小 写字母表示，如i、u、e，
V 角频率为
314rad / s
频率为 Hz 周期为
f 50 2
T 1 0.02S f
初相位为 60
电压相量为 U 220ej60 22060
V
（三）单一元件的交流电路
1.纯电阻电路
i
1）电压与电流的关系 设 u Um sin(t )