电子电路测量的基本方法

1 电子电路测量的基本方法 1.1静态测量和动态测量 静态测量和动态测量是根据测量过程中被测量是否随时间变化来区分的。前者是指测量时，被测电路不加输入信号或只加固定电位，如放大器静态工作点的测量；后者是指在测量时，被测电路需加上一定频率和幅度的输入信号，如放大器增益的测量。 1.2 直接测量法和间接测量法        1.直接测量法使用按已知标准定度的电子仪器，对被测量值直接进行测量，从而测得其数据的方法，称为直接测量法。例如用电压表测量交流电源电压等。需要说明的是，直接测量并不意味着就是用直读式仪器进行测量，许多比较式仪器虽然不一定能直接从仪器度盘上获得被测量之值，但因参与测量的对象就是被测量，所以这种测量仍属直接测量。一般情况下直接测量法的精确度比较高。2.间接测量法使用按照已知标准定度的电子仪器，不直接对被测量值进行测量，而对一个或几个与被测量具有某种函数关系的物理量进行直接测量，然后通过函数关系计算出被测量值，这种测量方法称为间接测量法。例如，要测量电阻的消耗功率，可以通过直接测量电压、电流或测量电流、电阻，然后根据P=UI=I2R=U2/R求出电阻的功率。     有的测量需要直接测量法和间接测量法兼用，称为组合测量法。例如将被测量和另外几个量组成联立方程，通过直接测量这几个量最后求解联立方程，从而得出被测量的大小。 1.3直读测量法与比较测量法 直读测量法是直接从仪器仪表的刻度上读出测量结果的方法。如一般用电压表测量电压；利用频率计测量信号的频率等都是直读测量法。这种方法是根据仪器仪表的读数来判断被测量的大小，这种方法简单方便，因而被广泛采用。比较测量法是在测量过程中，通过被测量与标准直接进行比较而获得测量结果的方法，电桥就是典型的例子，它是利用标准电阻（电容、电感）对被测量进行测量。 1.4测量方法的选择 采用正确的测量方法，可以得到比较精确的测量结果，否则会出现测量数据不准确或错误，甚至会出现损坏测量仪器或损坏被测设备和元件等现象。例如用万用表的 R × 1 档测量小功率三极管的发射结电阻时，由于仪表的内阻很小，使三极管基极注入的电流过大，结果晶体管尚未使用就可能会在测试过程中被损坏。在选择测量方法时，应首先考虑被测量本身的特性、所处的环境条件、所需要的精确程度以及所具有的测量设备等因素，综合考虑后正确地选择测量方法、测量设备并编制合理的测量程序，才能顺利地得到正确的测量结果。 1.5电子测量仪器的放置     在电子测量中完成一项电参量的测量，往往需要数台测量仪器及各种辅助设备。例如，要观测负反馈对单级放大器的影响，就需要低频信号发生器、示波器、电子电压表及直流稳压电源等仪器。电子测量仪器摆放位置、连接方法等是否合理都会对测量过程、测量结果及仪器自身安全产生影响。因此要注意以下两点：1．进行测量前应安排好电子测量仪器的位置放置仪器时，应尽量使仪器的指示电表或显示器与操作者的视线平行，以减少视差；对那些在测量中需频繁操作的仪器，其位置的安排应方便操作者的使用；在测量中当需要两台或多台仪器重叠放置时，应把重量轻、体积小的仪器放在上层；对散热量大的仪器还要注意它的散热条件及对邻近仪器的影响。2．电子测量仪器之间的连线电子测量仪器之间的联线除了稳压电源输出线，其它的信号线要求使用屏蔽导线，而且要尽量短，尽量做到不交叉，以免引起信号的串扰和寄生振荡。例如在图1-1所示的仪器布置中，（a）、(c)的布置和连线是正确的，（b）的连线过长，（d）连线有交叉，这两种情况都是不妥当的。  图 A-1 仪器的布置和连线 1.6电子测量仪器的接地 电子测量仪器的接地有两层意义，一是以保障操作者人身安全为目的的安全接地，二是以保证电子测量仪器正常工作为目的的技术接地。1．安全接地安全接地的“地”是指真正的大地，即实验室大地。大多数电子测量仪器一般都使用220V交流电源，而仪器内部的电源变压器的铁芯及初、次级之间的屏蔽层都直接与机壳连接，正常时，绝缘电阻一般很大（达100MΩ），人体接触机壳是安全的；当仪器受潮或电源变压器质量不佳时，绝缘电阻会明显下降，人体接触机壳就可能触电，为了消除隐患要求接地端良好接地。2．技术接地技术接地是一种防止外界信号串扰的方法。这里所说的“地”，并非大地，而是指等电位点，即测量仪器及被测电路的基准电位点。技术接地一般有一点接地和多点接地两种方式。前者适用于直流或低频电路的测量，即把测量仪器的技术接地点与被测电路的技术接地点连在一起，再与实验室的总地线（大地）相连；多点接地则应用于高频电路的测量。