峰值电压的测量方法

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电视机的视频、同步分离和扫描等部分工作于脉冲状态,其输入、输出的电平都以峰—峰值来表示,通常用示波器来观察波形和测量幅度的大小。但是,在没有示波器的情况下,如何来测量峰—峰值呢?下面我们介绍两种用万用表的交流电压档来测量的方法。

图1
图1 🔍原图 (845×308)
图2
图2 🔍原图 (524×201)

一种是用交流电压档直接测量的方法:当所测量的部位同时存在有直流电位时,应在表笔上串接一个0.047~0.1微法的电容来隔去直流。大家知道,交流电压档所测示的数值为正弦波的有效值,用它来测量峰值电压时,电表所指示的数值并不等于被测波的峰—峰值。但是,有效值和峰值之间有一定的比例关系,而且随着波形的不同,比例关系也不同。从图1所示的几种波形可以看出,虽然它们的峰—峰值是相等的,但是测量的数值却不同,显然图a>图b>图c。这是由于各种波形(除了对称的波形外),在失去直流成分后,就被箝定在某一电平上。但是,电表实际所指示的数值却是沿零电平两侧所包络面积的平均值。因此在测量中,必须按照所测波的形状来决定它们之间的比值,通常锯齿波可按U\(_{平均}\)=\(\frac{1}{4}\)~1;5Upp来取;行逆程脉冲可按U\(_{平均}\)=\(\frac{1}{5}\)Upp来取。对于视频信号来说,则可按图象内容来大致估计,图2是两种亮暗不同的视频信号,所以它们的平均值也不同,近似等于1;2~15U\(_{pp}\)。可见,用交流电压档直接测量峰值电压误差较大,需要积累一定的经验,才能提高准确性。

图3
图3 🔍原图 (881×254)

再一种是用检波式峰值电压表的测量方法:这种测量方法的电路如图3所示,是由两只检波二极管和两个电容器及电压表组成。其测量原理是将所测信号经过二极管检波后,再对电容进行充电,使电容器两端达到信号的峰值电压来实现的。例如从A点输入一个正弦波,在正半周时,D\(_{1}\)导通,使C1充电至峰值电压U\(_{1}\);在负半周时,D1截止,D\(_{2}\)导通,使C2反向充电至峰值电压U\(_{2}\)。由于电压表是联接在B、D两点,所以,电压表所指示的数值是U1、U\(_{2}\)之和。只要C1、C\(_{2}\)的容量足够大,它们和电压表内阻组成的时间常数远远大于输入信号的周期,就可使C1、C\(_{2}\)两端的电压基本保持不变,使峰值检波的效率接近100%。为了提高测量的准确性,要求检波二极管的耐压要足够高、反向穿透电流要小、开关特性要好。可以选用硅整流二极管或者工作频率较高的硅开关管,如2CP和2CK等。同时,还要求电容器的耐压也足够高,漏电流要小。

对于实际测量的峰—峰值电压U\(_{pp}\),可按下式求出:即Upp=U+0.02U+2×0.65,由于有检波管、电容和电压表内阻等引起的损耗,峰值检波效率不可能达到100%,所以需要增加约2%的损耗量。同时也必须加上两个检波管的压降(硅管取0.65伏。锗管取0.2伏,此时上式第三项应改乘0.2)。从实际测量的结果来看,只要电压表的误差较小,采用此种测量方法测量的准确性还是比较高的,通常误差在±5%以内。

检波式峰值电压表可以用来测量电视机中场幅、行幅和视频电压,还可以用来观察伴音中放、通道的中频电压幅度。这种测量方法的原理与视频或高频电压表等仪器输入探头的原理一样,所不同的只是这种测量方法没有放大作用。量程的范围最低值取决于检波管导通的门限电压。

图4
图4 🔍原图 (891×627)

为了便于应用,表中列出了在不同频率和电压下,选用电容和二极管的数据和型号,供读者参考。(诗卫)