电子电压表PPT演示文稿
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峰- 峰值检波电路利用被测电压的正半波对 C 1
充电充至电压正半波的最大值为止，然后在负半
波期间，被测电压与 C 1 电压串接后对 C 2 充电， 因此 CBaidu Nhomakorabea2 电压可充至峰 - 峰值。指示仪表指针偏转
角将与被测电压的峰 - 峰值成正比。
SI
UPP R
峰-峰值检波电路
12
二、平均值检波
1.半波平均值检波
7
2 电压-频率变换型 将不同被测电压值转换为不同频率的信号，再 通过整形转换为同频率的脉冲，进入频率计数器 进行计数显示，所显示的频率值就代表电压值。
8
3 逐次逼近比较型
将被测电压与数码开关送出的基准电压进行比较，如果 基准电压小于被测电压，则将基准电压逐次递加，直至基 准电压逼近被测电压并等于被测电压为止，这时显示器所 显示的数码寄存器基准电压就是被测电压。
阅读电子仪器电路的能力。
2
第一节 电子电压表的结构与特点
一、电子电压表的特点
1.利用检波电路提高测量的频率范围 传统的磁电系电压表只能测量直流或低频。电子电压表则通过 检波将被测电压转换为直流，使得本来只能测直流的磁电系电压 表、也可以测量高频交流。
2.利用放大电路提高仪表灵敏度和量程范围 虽然磁电系电压表的灵敏度可达到毫伏级，但通过仪表的放大 电路之后，可扩展到微伏级。
Electrical Measure
第七章 电子电压表
• 第一节 电子电压表的结构与特点 • 第二节 电子电压表的检波电路 • 第三节 模拟式电子电压表实例 • 第四节 模拟式电子电压表的使用 • 第五节 数字电压表实例 • 第六节 数字万用表实例
1
本章要点
•
本章主要介绍模拟式和数字式电子电压表。前者
3.利用放大电路提高仪表的输入阻抗 电子电压表利用电子电路提高仪表的输入阻抗，以降低表耗功
率，减少测量仪表对被测电路的影响。
4.利用各种补偿电路提高仪表的线性
3
二、模拟式电子电压表 的结构类型
1. 放大-检波式 这种方式采取放大在前， 检波在后，通过放大电路提 高仪表的灵敏度，可以用来 测量微弱电压。但因频率范 围受放大器限制，一般只用 于低频电压表。 2.检波-放大式 这种方式采取检波在前， 放大在后，由于被测电压一 开始就转换为直流，所以频 率范围不受放大器限制，可 用于测量视频、超高频电压， 但灵敏度较低。
5
4.外差式
这种方式先通过混频，将被测频率转换为固定的中 频，经中频放大后再通过检波转换为直流。既能解决 放大在前频率范围受到限制的缺点，又能解决检波在 前仪表的灵敏度不足的问题。多用于高频和超高频的 测量。
返回本章首页
6
三、数字电压表的结构类型
1 电压-时间变换型
又称斜波型，它将不同被测电压值转换为不同的时间间隔，用这 个时间间隔的起止点，控制进入计数器的脉冲个数，使显示器能 显示出不同数值。
是在传统的磁电系电压表基础上，增加了检波、放大
等电子电路，提高它的频率范围、灵敏度和输入阻抗。
后者则是从根本上改变传统仪表的读数方式，采用模
数转换和数字显示技术，完全消除了因可动部件引发
的误差，改变了制造仪表的生产工艺。
• 本章第三节和第六节介绍几种电压表的实例，希
望通过实例能进一步掌握仪表电路的分析方法，提高
返回本章首页
9
第二节 电子电压表的检波电路
电子电压表是利用检波电路把被测电压的峰值或平
均值或有效值转换为直流电压，然后用磁电系进行测量， 所以检波电路是电子电压表的核心，它有以下几种形式。
一、 峰值检波
1.开路式峰值检波 开路式检波电路是利用二极管将电容器充电至峰值，
它必须满足以下条件：
RC≥ RiC RC≥ T
特点：由于仪表可动部分的 惯性，指针偏转角将正比于 交流电压正半波平均值。
SUUcp
特点：由于交流电压正半 波由二极管形成闭路，指 针的偏转角将正比于交流 电压负半波平均值。
SUUcp
13
2.全波平均值检波 电路特点：正、负半波的电压所产生的电流， 以同一方向流过电流表P，P的指针偏转角 α 正比 于交 流电压全波平均值。（全波平均值一般是指 一个周期内，取电压瞬时值的绝对值平均所得。）
I ccp
0 .5 I ocp
0 .5 U icp R2
换成电流有效值
IC
0.5 0.9
Ui R2
可见，若开环放大倍数足够大，反馈电阻又比较准确，
输出到指示仪表的电流将正比于输入电压。
16
三、有效值检波
真正的有效值检波，需要采用能直接反映有效值的传 感器，例如热电偶等，才能用来测量任意波形的有效值。 而利用正弦波有效值与平均值或峰值的关系，按有效值 刻度的平均值或峰值电压表，其刻度只能用于正弦波。
4
3.调制式
检波在前的电压表灵敏度不高，是由于检波后已将信 号转换为直流，只能使用直流放大器，而直流放大器的 放大倍数因漂移受到很大限制。调制式则利用斩波器先 把直流转换为低频交流，然后用低频交流放大器进行放 大，放大后再通过解调恢复为直流，这种方式既能采用 检波在前，又能避免使用直流放大器而影响灵敏度。
SUUcp
14
3.具有负反馈的线性放大器
负反馈的线性平 波均 由值 负检 反馈线性 与放 均大 值器 检波电路
成。设负反馈线性放 路大 的器 反电 馈系，数通为过反馈R电 2 的阻 电流i为 f，并等于通 R1的过输出电 io，流 可求得
R2
当开环R1放 R大 2 倍
数i足 0 ，够if从大 uuRo f2
K(ui
uf )和uf
uo可推得
K 1
uo
K
1 K
ui
1
ui
io
uf R2
uo
R2
ui R2
换成平均值
Iocp
Uicp R2
也就是输出电流平均值，与输入电压平均
值成线性的正比关系。
15
4.具有负反馈的线性平均值检波电路
在线性放大器的基础上将 R 1 换成接有指示仪表的全波
均值检波，即组成具有负反馈的线性平均值检波电路。在 该电路中通过指示仪表的电流等于输出电流的一半，若将 它化为平均值。可得
满足该条件，其指示仪表的
指针偏转角将与被测电压峰值成
正比。
SI
Icp
SUM R
10
2.闭路式峰值检波
闭路式检波电路如果满足以 下条件：
RC≥ R iC RC≥ T 则其指示仪表指针的偏转角 将与被测电压交流峰值成正比。
交流分量正向峰值
SI
R
或
交流分量负向峰值
SI
R
闭路式峰值检波电路
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3.峰-峰值检波
充电充至电压正半波的最大值为止，然后在负半
波期间，被测电压与 C 1 电压串接后对 C 2 充电， 因此 CBaidu Nhomakorabea2 电压可充至峰 - 峰值。指示仪表指针偏转
角将与被测电压的峰 - 峰值成正比。
SI
UPP R
峰-峰值检波电路
12
二、平均值检波
1.半波平均值检波
7
2 电压-频率变换型 将不同被测电压值转换为不同频率的信号，再 通过整形转换为同频率的脉冲，进入频率计数器 进行计数显示，所显示的频率值就代表电压值。
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3 逐次逼近比较型
将被测电压与数码开关送出的基准电压进行比较，如果 基准电压小于被测电压，则将基准电压逐次递加，直至基 准电压逼近被测电压并等于被测电压为止，这时显示器所 显示的数码寄存器基准电压就是被测电压。
阅读电子仪器电路的能力。
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第一节 电子电压表的结构与特点
一、电子电压表的特点
1.利用检波电路提高测量的频率范围 传统的磁电系电压表只能测量直流或低频。电子电压表则通过 检波将被测电压转换为直流，使得本来只能测直流的磁电系电压 表、也可以测量高频交流。
2.利用放大电路提高仪表灵敏度和量程范围 虽然磁电系电压表的灵敏度可达到毫伏级，但通过仪表的放大 电路之后，可扩展到微伏级。
Electrical Measure
第七章 电子电压表
• 第一节 电子电压表的结构与特点 • 第二节 电子电压表的检波电路 • 第三节 模拟式电子电压表实例 • 第四节 模拟式电子电压表的使用 • 第五节 数字电压表实例 • 第六节 数字万用表实例
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本章要点
•
本章主要介绍模拟式和数字式电子电压表。前者
3.利用放大电路提高仪表的输入阻抗 电子电压表利用电子电路提高仪表的输入阻抗，以降低表耗功
率，减少测量仪表对被测电路的影响。
4.利用各种补偿电路提高仪表的线性
3
二、模拟式电子电压表 的结构类型
1. 放大-检波式 这种方式采取放大在前， 检波在后，通过放大电路提 高仪表的灵敏度，可以用来 测量微弱电压。但因频率范 围受放大器限制，一般只用 于低频电压表。 2.检波-放大式 这种方式采取检波在前， 放大在后，由于被测电压一 开始就转换为直流，所以频 率范围不受放大器限制，可 用于测量视频、超高频电压， 但灵敏度较低。
5
4.外差式
这种方式先通过混频，将被测频率转换为固定的中 频，经中频放大后再通过检波转换为直流。既能解决 放大在前频率范围受到限制的缺点，又能解决检波在 前仪表的灵敏度不足的问题。多用于高频和超高频的 测量。
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6
三、数字电压表的结构类型
1 电压-时间变换型
又称斜波型，它将不同被测电压值转换为不同的时间间隔，用这 个时间间隔的起止点，控制进入计数器的脉冲个数，使显示器能 显示出不同数值。
是在传统的磁电系电压表基础上，增加了检波、放大
等电子电路，提高它的频率范围、灵敏度和输入阻抗。
后者则是从根本上改变传统仪表的读数方式，采用模
数转换和数字显示技术，完全消除了因可动部件引发
的误差，改变了制造仪表的生产工艺。
• 本章第三节和第六节介绍几种电压表的实例，希
望通过实例能进一步掌握仪表电路的分析方法，提高
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9
第二节 电子电压表的检波电路
电子电压表是利用检波电路把被测电压的峰值或平
均值或有效值转换为直流电压，然后用磁电系进行测量， 所以检波电路是电子电压表的核心，它有以下几种形式。
一、 峰值检波
1.开路式峰值检波 开路式检波电路是利用二极管将电容器充电至峰值，
它必须满足以下条件：
RC≥ RiC RC≥ T
特点：由于仪表可动部分的 惯性，指针偏转角将正比于 交流电压正半波平均值。
SUUcp
特点：由于交流电压正半 波由二极管形成闭路，指 针的偏转角将正比于交流 电压负半波平均值。
SUUcp
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2.全波平均值检波 电路特点：正、负半波的电压所产生的电流， 以同一方向流过电流表P，P的指针偏转角 α 正比 于交 流电压全波平均值。（全波平均值一般是指 一个周期内，取电压瞬时值的绝对值平均所得。）
I ccp
0 .5 I ocp
0 .5 U icp R2
换成电流有效值
IC
0.5 0.9
Ui R2
可见，若开环放大倍数足够大，反馈电阻又比较准确，
输出到指示仪表的电流将正比于输入电压。
16
三、有效值检波
真正的有效值检波，需要采用能直接反映有效值的传 感器，例如热电偶等，才能用来测量任意波形的有效值。 而利用正弦波有效值与平均值或峰值的关系，按有效值 刻度的平均值或峰值电压表，其刻度只能用于正弦波。
4
3.调制式
检波在前的电压表灵敏度不高，是由于检波后已将信 号转换为直流，只能使用直流放大器，而直流放大器的 放大倍数因漂移受到很大限制。调制式则利用斩波器先 把直流转换为低频交流，然后用低频交流放大器进行放 大，放大后再通过解调恢复为直流，这种方式既能采用 检波在前，又能避免使用直流放大器而影响灵敏度。
SUUcp
14
3.具有负反馈的线性放大器
负反馈的线性平 波均 由值 负检 反馈线性 与放 均大 值器 检波电路
成。设负反馈线性放 路大 的器 反电 馈系，数通为过反馈R电 2 的阻 电流i为 f，并等于通 R1的过输出电 io，流 可求得
R2
当开环R1放 R大 2 倍
数i足 0 ，够if从大 uuRo f2
K(ui
uf )和uf
uo可推得
K 1
uo
K
1 K
ui
1
ui
io
uf R2
uo
R2
ui R2
换成平均值
Iocp
Uicp R2
也就是输出电流平均值，与输入电压平均
值成线性的正比关系。
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4.具有负反馈的线性平均值检波电路
在线性放大器的基础上将 R 1 换成接有指示仪表的全波
均值检波，即组成具有负反馈的线性平均值检波电路。在 该电路中通过指示仪表的电流等于输出电流的一半，若将 它化为平均值。可得
满足该条件，其指示仪表的
指针偏转角将与被测电压峰值成
正比。
SI
Icp
SUM R
10
2.闭路式峰值检波
闭路式检波电路如果满足以 下条件：
RC≥ R iC RC≥ T 则其指示仪表指针的偏转角 将与被测电压交流峰值成正比。
交流分量正向峰值
SI
R
或
交流分量负向峰值
SI
R
闭路式峰值检波电路
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3.峰-峰值检波