Fluke万用示波表测量技术问题

2012-11-08 11:31:06来源: 21ic
什么是示波表的波峰因数?

经常有人问到示波表的波峰因数。如果你去查一下规格,你所唯一可以找到的解释波峰因是“该读数不依赖于任何信号,即波峰因数”。这里我们将解释波峰因数是一个怎么样的数值,及该数值可以有什么用途。对于万用表而言,在非正弦波的交流电压测量的时候波峰因数应当被考虑在内。波峰因数被定义为峰值电压对有效值电压的比值。

典型的波峰因数是:
正弦波:1.414
方波: 1
25%的占空比的脉冲:2

对于万用表而言,(它可以处理很高的波峰因数),但是因为你不能够真正处理你所测量的波形的形状,因此可能由于你的信号峰值过高而使你的读数错误。峰值数值可以使电路过载,同时读数可能过低而在测量问题上又没有显示。真有效值读数的万用表可以规定其可以真正准确处理的最大的波峰因数的数值。由于真有效值转换芯片的饱和的特性,该数值通常是在完全刻度读数的最低处附近。在半刻度附近会有更好的精确度。因此在次高量程内检查你的万用表的读数,并且验证该读数是否在同一的数量级是一个很好的习惯。Fluke 87的波峰因数可以到达3。Agilent 33401A和33970A的波峰因数是在“完全的刻度附近有最大为5的波峰因数”(刻度具有额外的0.40%的误差)

对于ScopeMeter的产品而言,情况则不一样。首先,在屏幕上总有波形来指示你以告知信号是否过载。另外,ScopeMeter从取样的波形数据之中计算真有效值测量数值,只要取样的数值位于A/D转换器的量程之外,则读数不再被显示,而OL则会被指示。例如,Fluke 123在峰值大于8.5V的时候会以5V的量程显示OL。这将会导致完全刻度的波峰因数为8.5/5=1.7。虽然该数值不是很显著,但对于ScopeMeter来说这并不重要,因为该设备不显示不正确的读数。另外,当使用在自动的模式的时候,它会自动地变换到下一个较高的量程。(ScopeMeter可以同时测量峰值和有效值)

ScopeMeter因此可以不依赖波峰因数可以正确地测量信号的真有效值数值。其所受的限制是需要较高的量程来正确捕捉到峰值信号。由于该较高的量程的缘故,对于有效值数值你只有较低量程的极限数值可以准确地测量。如果信号的有效值数值太小的话,则你可以停止使用那些精确度较小的低量程的数值。对于示波表,其有用的量程是为波峰因数最大为10的量程。例如,一个具有1%的占空度的100Hz 5V的脉冲,用Fluke 87(I)测量同样的信号会给出174.1mV的读数,当手动转换到下一个较高量程的时,则会给出一个更好的测量效果:0.483mV。

确保你的测量设备可以处理你所测量的信号的形状。如果你不能够确信的话,则在较高的量程内作二次检查,或者是选择那些从来不会出现错误读数的设备。

● 为何在Fluke 123上所获得读数与Fluke 190-系列或者是其他的示波器所显示的不同?

正如你所知道的那样,我们对ScopeMeters的准确性具有性能非常优异的规格特性。但有时你会在Fluke 123 ScopeMeter和Fluke 190-系列ScopeMeter之间发现读数不一样(例如对于高频率振幅的测量)。这种差别太大,从而不可能由设备的误差来解释。最近我们发现有时Fluke 123的读数已经没有了,而Fluke 190则有很好的读数,分析其原因,是由于不同的装载电路。

Fluke 123(STL 120)的测试探头是一种1:1的探头,它以兆欧//225pF来测试电路Fluke 190-系列的探头(VPS200)是一种10:1的探头,它则以10兆欧们卸F的阻抗来测试电路。和Fluke 190-系列使用VPS200的探头所不同的是,Fluke 123 ScopeMeter使用STL 120屏蔽测试头,它会以大约20倍的频率来装载电路(比如说>1MHz)。当电路的内部电阻较小的时候,则它不会影响读数,但是当电阻较大的时候则需要注意。测试会导致在被测电路上的电压的降低,从而导致不切实际的测试结果。

以高频率使用100:1的探头

在高频率的时候(>1MHz),探头的电容性部件的电阻很大。标准的10:1探头,比如说VPS 200,其电容性电阻为14pF。而100:1的探头,比如说新的VPS 201,则具有6.5pF的电容电阻。使用100:1的探头会极大地减少测试电路的负载。
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关键字:Fluke  万用示波表  测量技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/1108/article_6283.html
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