实验二 电压表波形响应研究

一、实验目的 1. 分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的影响，进一步明确用不同检波 特性电压表测量各种电压波形所得测量结果的物理意义，掌握测量结果的处理 方法。

2.熟悉交流毫伏表的频率响应特性。

3.掌握三种不同检波特性交流电压表的使用方法。

二、实验仪器及设备

1.SM1030数字交流毫伏表 一台 2.HG2810数字真有效值电压表 一台 3.HFJ—8B射频毫伏表 （了解） 一台 4.DG3101A函数/任意波形发生器 一台 5.V-252通用示波器 一台

三、实验原理

设被测交流电压的瞬时值为u（t），则：

1Tu(t)dt 0T1T2utd t有效值 U0TU波形因素 KF

UU波峰因素 KPP

U全波平均值 U由于被测交流电压大多数是正弦电压，而且人们通常只希望测量其有效值，故除非特别说明，交流电压表都是以正弦波为测量对象，并按有效值定度，即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值。测量非正弦电压时，电压表的读数必须通过波形因素或波峰因素换算才能得到测量结果：

KF 对峰值电压表 UpKP~

对有效值电压表 U

四、实验内容及步骤

对均值电压表 U

1.被测电压波形对测量结果的影响。

（1）等读数测量：调节函数信号发生器输出频率为20KHZ，按下正弦波、三角波、

或方波按钮，将分别得到这三种波形输出。

a.用交流毫伏表测量正弦、三角和方波输出，调节函数信号发生器的幅度调节旋钮，使交流毫伏表对不同电压波形读数都相同。 例如：1=2=3

记录读数，用示波器观察三种波形并画出三种波形图，在图上标明被测电压的峰值。将交流毫伏表的读数及示波器的读数填入表一。 b. 用有效值电压表测量三种电压波形，方法同上。 c. 用理论计算方法求峰值检波表测量三种波形的结果。

d.根据三种特性电压表的测量结果（读数），分别计算出被测电压的平均值、峰值和有效值填入表一，并对测量结果进行分析说明。 表一： 电压表类型 波型 读数 计算 平均值检波 正弦 三角 1 2 方波 3 有效值检波 正弦 1 三角 2 方波 3 正弦 1 峰值检波 三角 2 方波 3 Up 示波器读数 U U

（2）等幅度测量

a.调节函数信号发生器，输出频率为20KHz，输出幅度为1V（用示波器监视）。分别输出正弦波、三角波和方波，用平均值电压表测量各输出波形，记录读数并填入表二中。

b.用有效值电压表测量三种电压波形，方法同上。 c.用理论计算方法求峰值检波表作以上同样测量的结果。

d.根据测量结果，计算被测电压的有效值，填入表二，并进行分析说明。 表二： 波形 均值检波电压表读数1 有效值检波电压表读数2 峰值检波电压表读数3 1换算为有效值U 2换算为有效值U 3换算为有效值U 正弦 三角 方波

2.交流毫伏表频响特性研究。

（1） 交流毫伏表频响特性：在1Hz到5MHz频率范围内取若干频率点，保证信号

源输出电压为一常数，测量被测电压表的频响特性。 （2） 把测量数据填入表三。

（3） 根据实验数据，画频率响应特性曲线，并分析说明。 （4） 所用仪器频率范围：

V-252 0 Hz—20MHz DG3101A 1μHz—100MHz 表三 频率f 读数

五、思考题

（1）在等幅度测量中，用峰值电压表测量三种波形时，读数相同吗？为什么？用

均值电压表测量时，读数相同吗？为什么？

（2）在实际测量中，对于各种非正弦信号电压，如何得到其有效值电压？ （3）什么是波形误差？如何消除这项测量误差？