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1、1例如,测量得某系统的输出功率为 30dB,输入功率为 10dB,被测电路的分贝增益为 G=30dB-10dB=20dB.这时的输出功率(以 1mW为 0dB计)Po=1000mW,输入功率 Pi=10mW,功率放大.&电信号基本参数的测量方法电信号，按其波形可分为正弦波信号和非正弦波信号；按其传输形式可分为随时间连续变化的模拟信号和不连续的数字信号。不论哪种信号，其基本参量均为电压、电流和功率，其次是频率、相位和时间（周期、脉冲宽度及脉冲前后沿时间等） 。以下介绍电信号的电压、频率、周期、相位等基本参数的测量方法。一.电压的测量方法电压分为直流电压和交流电压。直流电压的大小可用直流电压表、万
2、用表的直流电压档和示波器测得。交流电压可用交流电压表和示波器测量。测量时要根据交流电压的频率范围选择测量仪器仪表，因为不同的仪器仪表有不同的工作频率范围。交流电压信号可用峰峰值 Up-p、峰值 Um、平均值 和有效值 Uo表示。对于周期性信号 u(t)，其全波整流平均值，可用下式表示，即(12)dtuT01其有效值为(13)TtU02对于峰值为 Um的正弦信号：u(t)=U msint，其全波平均值为(14)mmUd63.02sin210 其有效值为(15)mmmtdU70.2sin2102同理，可求出峰值为 Um的三角波的平均值为 Um/2， u(V)有效值为 Um/ 。由此可见，不同波形的
3、电压，尽管 103其峰值相同，但其平均值和有效值是不同的。用示波器可以测得各种波形电压的峰值 Um。根据 0 t被测电压的波形和峰值，按表 2，可求出几种波形电压 -102的平均值和有效值。 图 10例如：用示波器测得三角波峰峰值 Up-p20V，如图 10所示，则峰值 Um10V。查表 2知有效值为UU m/ 5.8V；3平均值为V52表 2几种波形电压有效值、平均值与峰值的关系波形名称 波形图 有效值 整流平均值正弦波 mUt 2mUm半波整流mUt mm1全波整流mt 2U三角波mUt 3m2m锯齿波mUtmUm方波mt mm梯形波mUtmU341m1矩形脉冲tw mUmWTtmWt3T
4、 t 用示波器测量信号电压很方便，但有误差，引起误差的主要原因是 y轴衰减器的误差，荧光线上光迹线较粗，人眼对两光迹线的分辩能力有限以及视差等，误差一般为5 左右。用 DA-16型晶体管毫伏表测量正弦波电压时，由于表盘采用有效值刻度，因此测量的电压值为有效值。二周期的测量方法周期是指一个信号的重复时间间隔，可以用具有时间测量功能的示波器或数字频率计测量。在实验教学中，使用示波器可满足要求。下面介绍用示波器测量周期的方法。将示波器 X轴扫描速度“微调”旋钮置于“校准”位置。将待测信号从“Y 轴”即“CH1”输入；将 X轴扫描速度转换开关（t/div 开关）置于适当位置，使波形幅度和显示的周期数易
5、于读取。然后，在稳定的波形上选定可以代表周期的 y两点：例如将 X轴扫描速度转换开关打在 0.5ms/cm档， 在示波器的荧光屏上显示一个完整周期的正弦波，其在 0 1 2 3 4 xX轴方向上长度为 4cm，如图 11所示，则待测信号的周 期为 4cm0.5ms/cm2ms。 图 11这种测量方法简便、直观，但测量精度较差。为了提高测量准确度，可用“多周期”法。即读出数个周期的时间间隔，然后再除以周期数即可。三频率的测量方法频率是电信号中一个重要的参数。实验中常用示波法和计数法进行测量。1.示波法用示波器测出信号的周期，根据频率与周期的互倒关系 f1/T 可计算出频率。2.计数法用数字频率计
6、直接测量频率，既方便又准确，是目前广泛采用的一种方法。一般实验室使用的函数信号发生器兼有外测频率的功能。在实验时，不必另配频率计便可利用该功能测出电路的频率。4四.相位差的测量方法相位差的测量方法有很多种，在实验教学中一般采用示波器进行测量。用示波器测量相位差的主要方法有：1.双踪测量法利用双踪示波器的特点，在屏幕上直接显示两个同频不同相的正弦信号波形，如图 12所示。(1) 从图上读出 ac（信号周期长度）和 ab（相位差长度）的长度（可直接用格数表示）则两信号的相位差为 ua b c t 2y 2ymoacb360该公式由 ac:360oab:推导而得。 (2) 由图 12读出 y和 ym
7、的格数，则 两信号的相位差为： 图 12 122yarctg注意，用此方法测量相位差时，应分别调节 yA(CH1)和 yB(CH2)两路的 v/div开关和微调旋钮，使屏幕上显示的两个波形幅度相等。 u y2.椭圆截距法（x-y 测量法）将两个同频待测信号分别输入到示波器的 X 2y 2ym轴(CH1)和 Y轴(CH2)，适当调节输入信号幅度或 u xX轴(CH1)、Y 轴(CH2)灵敏度旋钮，使屏幕上显示的李沙育图形约占屏幕有效面积的 1/3左右，如图 13所示。 图 13两信号的相位差为：122yarctgm测量相位差时，为了减少误差，可按 2ym、2y 计算。误差来源一是视差，二是 X轴
8、与Y轴通道本身相频特性存在差异。为了消除后一种误差来源，可将同一信号分两路输入 X轴和 Y轴，这时如果李沙育图形成 45o斜线，说明 X轴通道与 Y轴通道相频特性一致；如果李沙育图形成一个 X轴截距很小的椭圆，则说明 X轴通道与 Y通道相频特性不一致，存在附加相移，这时可按上述计算方法，求出附加相位差 ，实验时应在实验结果中减去附加相5位差。阻抗的测量方法一.输入阻抗的测量方法输入阻抗常用的测量方法有两种，测量时，应根据输入阻抗的大小选用。1.当被测电路的输入阻抗不太高时，可以采用如图 14 (a) 所示电路进行测量。在信号发生器与被测电路的输入端之间串联一个已知阻值的电阻 R，用毫伏表分别测
9、量 A点和 B点的信号电压 Us和 Ui的值，则输入阻抗为：(16)URisi注意：测量时，应尽量选 R与 Ri为同一数量级，若 R过大易引起干扰，如果 R过小将使测量误差增大。A B信 R 放 信 R w 放号 U s Ui Ri 大 号 Us Ui Ri 大 Uo 源 器 源 器(a) (b)图 14测量输入阻抗电路图2当被测电路的输入阻抗比较大时，应采用如图 14 (b) 所示电路进行测量，由于毫伏表的内阻与被测电路的内阻 Ri相当，所以不能用第一种方法测量。此时在信号发生器与被测电路的输入端之间串联一个与 Ri同数量级的电位器 Rw。保持输入信号 Us不变，调节Rw使输出电压下降到未接
10、 Rw前的一半，即 UoU o/2，然后取出 Rw，测量其阻值，这个阻值就是放大器的输入电阻 Ri。二输出阻抗的测量方法输出阻抗的测量方法有两种。一般情况下，电路输出阻抗不大，故以下两种方法都可采用，测量时可根据实验条件确定。1测量框图如图 15（a）所示。测量时保持被测电路的输入电压不变，在未接负载时，用毫伏表测量电路的输出电压 Uo，然后在被测电路的输出端并接一个与输出阻抗 Ro的数量6级相当的负载 RL，如图 15（b）所示，用毫伏表测量其输出电压 UoL，则输出阻抗为：(17)LoRU12测量框图如图 15（c）所示，测量时保持被测电路的输入电压保持不变，在被测电路的输出端并联一个数量
11、级与被测电路输出电阻 Ro相当的电位器 Rw，调节 Rw使被测电路的输出电压下降到未接 Rw时的输出电压的一半，即 ，取出 Rw，测量其阻值，这个2阻值就是被测电路的输出阻抗 Ro。放 R o 放 R o 放 R o RwUs 大 Uo Us 大 UoL RL Us 大 Uo 器 Uo 器 Uo 器 Uo(a) (b) (c) 图 157幅频特性与通频带的测量一. 幅频特性的测量仪器设备或电路的幅频特性是指输 毫伏表 毫伏表入信号的幅度保持不变时，输出信号的幅度相对于频率的关系。在实验中测量 正弦信号幅频特性的一般方法是逐点法，其测试 发生器 U i 被测电路 U o框图如图 16所示。测量时
12、用一个频率可调的正弦信号 图 16用逐点法测试幅频特性的框图发生器，保持其输出电压的幅度恒定，将 A u 中频区其信号作为被测设备或电路的输入信号。 A uo每改变一次信号发生器的频率，用毫伏表 或双踪示波器测量被测设备或电路的输出 0.707A uo电压值（在改变信号发生器的频率时，应 保持信号发生器的输出电压幅度不变） 。 BW测量时应根据对电路幅频特性测量的要求 来选择频率点数的多少。测量后，将所测各点的测量值连接成曲线，就是被测仪器 0 fL fH f设备或电路的幅频特性。如图 17所示。 图 17放大器的幅频特性二.通频带的测量通频带是表征仪器设备或电路频率特性的一项技术指标。对不同的仪器设备或电路，其通频带是不同的。如在电声设备中，一般只需 20Hz到 20kHz的通频带。通频带又称为带宽，用符号 BW表示。工程上规定，当放大倍数下降到中频区放大倍数的 0.707倍时，相对应的低频频率和高频频率分别称为下限频率 fL和上限频率 fH，则通频带 BWf Hf L。因为一般有 fH fL，所以 BWf H。通频带的大小可在被测仪器设备或电路的频率特性曲线上获得，如图
