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借题发挥,谈谈如何测量脉冲信号的有效值

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发表于 2017-6-19 16:29:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 老兵1234 于 2017-6-19 21:22 编辑

论坛中网友发现,用指针表和不同的数字表,测量电视机显像管的灯丝电压,得到了非常不同的测量结果,甚至没有结果,并且为此纠结。

之所以会出现这种情况,是因为电视机显像管的灯丝大多是高频脉冲信号,并不是正弦交流信号。

无论是指针式的还是数字式的万用表,用来测量非正弦交流电信号都得不到准确结果,所谓的真有效值电压表也是如此。(采用热电偶检测信号的真有效值电压表,测量大信号比较好用,小信号时就力不从心了)

常见的显像管的灯丝电压是6.3V,无论你是直流还是交流,都必须满足这个条件。高了会缩短显像管寿命,低了会造成亮度不足或聚焦不良,时间长了,引起阴极中毒,管子就废了。

大多数电视机,显像管灯丝供电由逆程变压器(俗称高压包)的灯丝绕组提供,是一个频率为15.625KHz的脉冲波形,峰值幅度在15--18V左右。


因为每种型号机器的行输出波形不同,用MF47电表测,3.5-5V都算正常。调换一下表笔的正负极,测出的结果往往也都不一样。

如果用数字表,偏差就更大了,甚至测不出来,一点也不奇怪。

指针表仅仅是对输入的信号进行整流和滤波,然后驱动惯性很大的指针系统。有直流电流流过,指针就会偏转,大概的显示出信号的幅度。

数字表就不同了,又是积分,又是取样,折腾一溜够,也搞不准输入的到底是个什么东东。胡乱显示个结果,让你丈二的和尚摸不着头脑。

所以,没有金刚钻别揽瓷器活。要想研究灯丝电压等类似的脉冲波形的参数,还是需要用示波器来观察。

示波器显示的有效值与万用表的测量结果有很大差别的,即便是用比较好的数字表测量结果也是如此。

例如,对一个频率10KHz,幅度+2V,脉冲宽度10us秒的信号,用 KEITHLEY 2000 测量的结果是:

AA.jpg

用 TDS 754A 测量的结果是:

754A.jpg

你信哪一个?

根据电工学的理论,正脉冲电压的有效值为:

U=√(t/T)▪ Um

算式中:U 正脉冲电压的有效值,Um 正脉冲电压的最大值,t 脉冲宽度,T 脉冲周期

将信号幅度 Um=2V,脉冲宽度 t=10us,秒冲周期 T=100us代入

U=√(10/100)▪ 2=√0.1 ▪ 2≈ 0.632V

由此可见,还是示波器测量的结果,离计算值更接近,完全可以满足一般工程的需要。

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发表于 2017-6-19 16:35:12 | 显示全部楼层
首席支持!涨姿势了
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发表于 2017-6-19 16:44:29 | 显示全部楼层
顶一个
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发表于 2017-6-19 17:21:11 | 显示全部楼层
学习了,顶一个!!
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发表于 2017-6-19 18:14:25 | 显示全部楼层
通俗易懂,顶!
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发表于 2017-6-19 20:00:44 | 显示全部楼层
学习,顶一下!
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发表于 2017-6-19 20:16:35 | 显示全部楼层
'数字表就不同了,又是积分,又是取样,折腾一溜够,也搞不准输入的到底是个什么东东。'风趣幽默!
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发表于 2017-6-19 20:34:50 | 显示全部楼层
图文并茂,通俗易懂。顶!
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发表于 2017-6-19 20:42:39 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享!
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发表于 2017-6-19 21:21:17 38hot手机频道 | 显示全部楼层
这个普及得好,
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