一、實驗目的和要求
1． 了解交流電壓測量的基本原理。
2． 熟悉實驗所用模擬電壓表和數字電壓表的效能引數，掌握電壓表的基本測量方法。
3． 分析幾種典型電壓波形對不同檢波特性電壓表的響應，以及它們之間的換算關係。能對不同檢波特性電壓表的讀數進行解釋和修正，並對測量結果做誤差分析。
4． 認真按實驗內容的要求進行實驗，記錄有關的資料和波形，回答實驗內容中提出的有關問題，並按時提交實驗報告。
二、預習要求
1．複習好教材《電子測量與儀器》第五章電壓測量的理論知識，掌握電壓測量的基本方法。
2．參照實驗儀器使用說明書，預先了解實驗儀器的效能指標及熟悉實驗儀器各旋鈕、開關的作用。
3．詳細閱讀實驗指導書，作好測試記錄和繪製波形的準備。
三、實驗原理
乙個交流電壓的大小，可以用峰值，平均值，有效值u，以及波形因數kf，波峰因數kp等表徵，若被測電壓的瞬時值為，則
全波平均值為
有效值為
波形因數為
波峰因數為
而用來測量電壓的指標式電壓表中的檢波器有多種形式，一般來說，具有不同檢波特性的電壓表都是以正弦電壓的有效值來定度的，但是，除有效值電壓表外，電壓表的示值本身並不直接代表任意波形被測電壓的有效值。因此，如何利用不同檢波特性的電壓表的示值（即讀數）來正確求出被測電壓的均值，峰值，有效值u，這便是乙個十分值得注意的問題。
根據理論分析，不同波形的電壓加至不同檢波特性的電壓表時，要由電壓表讀數確定被測電壓的、u、，一般可根據表4－1的關係計算。
從表4－1可知，用具有有效值響應的電壓表和平均值響應的電壓表分別對各種波形的電壓測量時，就算讀數相同，要正確求出被測電壓的均值、有效值u和峰值，很多情況下還需進一步的換算。更詳細的波形引數請參見教材160頁表5.1。
表4－1
四、實驗儀器裝置
1．數字雙蹤示波器tds－1002b 一台
2．dds函式訊號發生器dg1022一台
3．交流模擬毫伏表（平均值檢波） wy2174a一台
4．交流數字毫伏表（有效值檢波） td1914c一台
5．超高頻毫伏表（峰值檢波wy2282一台
6．數字萬用表vc88e一台
五、實驗步驟
注意：1、由於毫伏表都有量程選擇，並且當量程超載時很容易損壞儀器，所以必須確認量程的選擇正確，當你無法確定被測訊號電壓的大小時，毫伏表應選擇相對較大的量程。另外，毫伏表一般要先預熱15～30分鐘才能獲得比較穩定的輸出，當你來到實驗室之後，先把實驗用到的三種毫伏表先通電預熱。
2、測量時各種儀器分開單獨與訊號源連線讀數，不要把各種儀器都接在一起之後再分別讀數。
3、為了使到數字示波器的讀數比較穩定，把示波器的取樣模式設定成16次的平均取樣。
1. 將wy2174a交流毫伏表置於1v檔位，並將輸入線短接，然後接通電源，讓儀器預熱，讓指標穩定。
2．從dg1022函式訊號發生器的ch1輸出乙個頻率為100khz，幅值為2vpp的正弦波訊號，接到wy2174a交流毫伏表的輸入端。
3．調節函式訊號發生器的幅值輸出，使wy2174a交流毫伏表的指標指示到0.7v。
4．用數字示波器讀出正弦波訊號的峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
5．將函式訊號發生器的輸出分別改為方波和三角波（鋸齒波的對稱性為50.0％時就是三角波），並調節其幅值使交流毫伏表指示均為0.7v，然後由數字示波器讀出方波和三角波訊號的峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
6．將wy2174a交流毫伏表（平均值檢波）換為td1914c交流數字毫伏表（有效值檢波），選擇1v檔位，並將其輸入線短接，然後接通電源，讓儀器預熱和自動調零。
7．從dg1022函式訊號發生器的ch1輸出乙個頻率為100khz，幅值為2vpp的正弦波訊號，接到td1914c交流數字毫伏表的輸入端。調節函式訊號發生器的輸出幅值，使交流數字毫伏表的讀數顯示為0.7v，並從數字示波器上讀出正弦波訊號的峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
8．將函式訊號發生器的輸出分別改為方波和三角波，並調節其幅值使交流數字毫伏表指示均為0.7v，然後由數字示波器讀出方波和三角波訊號峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
9．將td1914c交流數字毫伏錶換為wy2282超高頻數顯毫伏表（峰值檢波），選擇4v檔位，然後接通電源，讓儀器預熱和自動調零（如果存在細小的零點誤差是正常的）。
10．從dg1022函式訊號發生器的ch1輸出乙個頻率為100khz，幅值為2vpp的正弦波訊號，接到超高頻數顯毫伏表的輸入端。調節函式訊號發生器的輸出幅值，使超高頻毫伏表的顯示為0.7v，並從數字示波器上讀出正弦波訊號峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
11．將函式訊號發生器的輸出分別改為方波和三角波，並調節其幅值使超高頻毫伏表指示均為0.7v，然後由數字示波器讀出方波和三角波訊號峰值（最大值）和有效值（均方根值），填入表4－2。
12．根據三種毫伏表的讀數並參照表4－1及教材表5.1各種波形引數的關係計算出三種波形的峰值和有效值u，然後和由數字示波器直接讀出的峰值和有效值相比較，計算它們的絕對誤差和相對誤差（假設數字示波器的讀數是準確的），並進行誤差分析。
表4－2
13．從dg1022函式訊號發生器的ch1輸出乙個頻率為100khz的正弦波訊號，並調節其輸出電壓幅值，使數字示波器的峰值讀數為1v，接著用wy2174a表、td1914c表和wy2282表進行測量，把讀數填入表4－3。
14．將函式訊號發生器的輸出分別改為方波和三角波，並調節其輸出電壓幅值，使數字示波器的峰值讀數為1v，接著用wy2174a表、td1914c表和wy2282表進行測量，把讀數填入表4－3。
表4－3
注意：當用td1914c表測量方波時如讀數超過1.1v需切換成10v量程檔！
15．根據表4－3三種毫伏表各自所測得的資料，分別計算正弦波、方波及三角波的平均值、有效值和峰值，要求自己設計**，把計算結果填在**裡，並根據三種不同波形由測量值所計算出的峰值，求出計算峰值與示波器讀數峰值之間的相對誤差，並進行誤差分析。
16．先將wy2174a交流毫伏表置於300mv檔位，vc88e數字萬用表設定在交流電壓位置，然後從dg1022函式訊號發生器的ch1輸出乙個頻率為200hz，幅值為200mvrms的正弦波，分別接到wy2174a交流毫伏表和vc88e數字萬用表上，記錄兩個電表的電壓讀數。
17．接著保持低頻訊號發生器的輸出電壓不變，輸出頻率則逐漸提高為300hz、400hz、500hz、600hz、800hz、1khz、1.5khz、2khz、5khz、10khz，在每乙個頻率點上，都分別記錄下兩個電表的電壓讀數。從對比這兩個電表所測得的兩組資料，你發現了什麼問題？
六、思考題
1．我們經常使用的萬用表也有測量交流電壓的功能，能否用以代替毫伏表測量交流訊號的電壓？為什麼？請根據實驗結果並查閱有關資料作答。
2．查閱教材和其它相關資料，總結數字電壓表都有哪些主要的工作特性（效能指標）？
3．查閱相關資料，回答超高頻毫伏表輸入探頭的功用及輸入端所接三通頭的作用？
七、實驗報告的要求
1．寫明實驗目的。
2．簡單概括實驗原理。
3．寫明實驗所用儀器裝置。
4．整理實驗資料和波形，回答實驗內容中提出的有關問題，分析實驗結果。
5．完成思考題。
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