图1.3.3（a）与图1.3.3（b）分别是用500型万用表1mA量程电流档测量放大器直流电流Icg的连接图。图1.3.3（a）测得Ia=0.67mA；图1.3.3（b）测得Ig=0.52mA。本来Ig应略大于Ic，现在反而是Ico大于Ieg-6a6兔5.1kBo27kL27k 5. 1kT3AG49K3AG49O□2k10k10k2k01mI1(a)(b)图1.3.3测量直流放大器这个现象主要是电流表的内阻所造成的。500型万用表的电流1mA量程的内阻约700Q2，当测试点选择在集电极电路中影响甚微，而选择在发射极电路中由于存在负反馈作用使基极电流I降低了，所以Ic也降低了。因此测试该放大器静态工作电流Ic时，应将电流表串在集电极中，而不该串在发射极中。三、正确的测试电源电压和信号源电压做电子电路放大实验，总是需要外加直流电源电压和作为测试用的交流信号源电压。实验室用的直流电源均采用稳压电源，其内阻很小，接入电路测试其电压值与未接入时测其电压值误差很小，但是考虑电路的安全则应“先测后接”，以防由于输出电压档位放错、电压过高而损坏电路内的器件。实验室用的交流信号源，它的输出电阻大小不一，如XD2，不同衰减档其输出电阻大小不同，40dB档为50Q，而50dB档为15Q2，·....：。又如XD22其输出电阻均为600Q2。因此信号源开路或接入电路时测其电压值，有时误差是很大的（电路的负载作用），因此考虑到测试的准确应“先接后测”。1.4测量的基本概念一、测量方法的分类1.按测量的方法可以将测量方法分为三类（1）直接测量法直接测量一般是借助测量工具直接从测量工具上测出所需要的数据。例如用电压表测量放大电路的工作电压，用欧姆表测量电阻等。（2）间接测量间接测量法一般通过实际测量的参数与所需要的结果的函数关系，计算其结果。例如，测量电阻上的功率P=VXI=V/R，可以通过直接测量电阻上的电压降、电阻的方法，求出其功率。又例如常常求放大器放大倍数Av=Vo/Vi，其方法是利用毫伏表（或者示波器）测量其输入和输出电压，从而求出放大倍数。（3）组合测量组合测量时兼用直接与间接测量方法，即在某些测量中，被测量与几个未知量有关，需要通过建立联立求解各函数关系式来确定被测量的大小。8
8 图 1.3.3（a）与图 1.3.3（b）分别是用 500 型万用表 1mA 量程电流档测量放大器直流 电流 ICQ的连接图。图 1.3.3（a）测得 ICQ=0.67mA；图 1.3.3（b）测得 IEQ=0.52mA。本来 IEQ 应略大于 ICQ，现在反而是 ICQ大于 IEQ。 图 1.3.3 测量直流放大器 这个现象主要是电流表的内阻所造成的。500 型万用表的电流 1mA 量程的内阻约 700Ω， 当测试点选择在集电极电路中影响甚微，而选择在发射极电路中由于存在负反馈作用使基极 电流 IBQ降低了，所以 ICQ也降低了。因此测试该放大器静态工作电流 ICQ时，应将电流表串 在集电极中，而不该串在发射极中。 三、正确的测试电源电压和信号源电压 做电子电路放大实验，总是需要外加直流电源电压和作为测试用的交流信号源电压。 实验室用的直流电源均采用稳压电源，其内阻很小，接入电路测试其电压值与未接入时 测其电压值误差很小，但是考虑电路的安全则应“先测后接”，以防由于输出电压档位放错、 电压过高而损坏电路内的器件。 实验室用的交流信号源，它的输出电阻大小不一，如 XD2，不同衰减档其输出电阻大小 不同，40dB 档为 50Ω，而 50dB 档为 15Ω，.。又如 XD22 其输出电阻均为 600 Ω。因 此信号源开路或接入电路时测其电压值，有时误差是很大的（电路的负载作用），因此考虑 到测试的准确应“先接后测”。 1.4 测量的基本概念 一、测量方法的分类 1.按测量的方法可以将测量方法分为三类 （1）直接测量法 直接测量一般是借助测量工具直接从测量工具上测出所需要的数据。例如用电压表测量 放大电路的工作电压，用欧姆表测量电阻等。 （2）间接测量 间接测量法一般通过实际测量的参数与所需要的结果的函数关系，计算其结果。例如， 测量电阻上的功率 P＝V×I＝V 2/R，可以通过直接测量电阻上的电压降、电阻的方法，求出 其功率。又例如常常求放大器放大倍数 AV＝VO/Vi，其方法是利用毫伏表（或者示波器）测 量其输入和输出电压，从而求出放大倍数。 （3）组合测量 组合测量时兼用直接与间接测量方法，即在某些测量中，被测量与几个未知量有关，需 要通过建立联立求解各函数关系式来确定被测量的大小
例如为了测量电阻的温度系数，可利用一下公式R = R2o +α(t-20)+ β(t-20)2(1. 1)式中α、β为电阻的温度系数。R2为电阻在20℃时电阻值。t为测试温度。当Reo、α、β都为未知时，需要用组合测量方法。改变测试温度，分别在t、t2、t3三种温度下测出对应的电阻值Rt1、Rt2、Rr3，然后代入式（1.1）并列一组联立方程：R, =R +α(tl-20)+β(tl-20)2R, = R2o +α(t2-20)+β(t2-20)R, = R2o +α(t3-20)+β(t3-20)3解此联立方程式后，便可得α、β、R2o。上述三种方法中，各种方法各有自已的优缺点。直接测量法的优点是简单快捷，在工程上应用比较广泛。间接测量比较费时，但在缺乏直接测量仪器，不便于直接测量或直接测量误差较大时采用。组合测量复杂而且更费时，适合于不能单独用直接测量或间接测量解决问题的地方。2.按被测量的性质分类可分为：（1）时域测量时域测量被测量是以时间为函数，例如电流和电压等，它们有稳态量和瞬态量，对于瞬态量可以用示波器观察其波形，以便显示其波形的变化规律。而稳态量则用仪表测量其有效值。（2）频域测量频域测量被测量的量是以频率为函数的量。例如测量线性系统的频率特性和相位特性等。（3）数据域测量数据域测量对数据进行测量时，一般是利用逻辑分析仪对数字量进行测量的方法。例如微处理器的地址线、数据线、控制线等上的信号可以利用逻辑分析仪对其进行分析，得出其数据。（4）随机测量随机测量主要是对各类干扰信号、噪声的测量和利用噪声信号源等进行的动态测量。二、测量误差在实际测量中往往会出现误差，这是不可避免的，它主要是受测量的精度、测量方法、环境条件或人的因素等限制，测量值与真实值之间不可避免地存在差别，这种差别称为测量误差。在测量的要求内，就必须研究和分析测量可能产生误差的原因、性质，以合理选择测量仪器和测量方法，力求减小测量误差。按测量误差出现的规律可以分为三类：（1）系统误差9
9 例如 为了测量电阻的温度系数，可利用一下公式： 2 20 R R (t 20) (t 20) A (1.1) 式中、 为电阻的温度系数。 R20为电阻在 20℃时电阻值。 t 为测试温度。 当 R20、、 都为未知时，需要用组合测量方法。改变测试温度，分别在 t1、t2、t3 三种温度下测出对应的电阻值 Rt1、Rt2、Rt3，然后代入式（1.1）并列一组联立方程： 2 1 20 R R (t1 20) (t1 20) t 2 2 20 R R (t2 20) (t2 20) t 2 3 20 R R (t3 20) (t3 20) t 解此联立方程式后，便可得α、β、R20。 上述三种方法中，各种方法各有自己的优缺点。直接测量法的优点是简单快捷，在工程 上应用比较广泛。间接测量比较费时，但在缺乏直接测量仪器，不便于直接测量或直接测量 误差较大时采用。组合测量复杂而且更费时，适合于不能单独用直接测量或间接测量解决问 题的地方。 2.按被测量的性质分类可分为： （1）时域测量 时域测量被测量是以时间为函数，例如电流和电压等，它们有稳态量和瞬态量，对于瞬 态量可以用示波器观察其波形，以便显示其波形的变化规律。而稳态量则用仪表测量其有效 值。 （2）频域测量 频域测量被测量的量是以频率为函数的量。例如测量线性系统的频率特性和相位特性等。 （3）数据域测量 数据域测量对数据进行测量时，一般是利用逻辑分析仪对数字量进行测量的方法。例如 微处理器的地址线、数据线、控制线等上的信号可以利用逻辑分析仪对其进行分析，得出其 数据。 （4）随机测量 随机测量主要是对各类干扰信号、噪声的测量和利用噪声信号源等进行的动态测量。 二、测量误差 在实际测量中往往会出现误差，这是不可避免的，它主要是受测量的精度、测量方法、 环境条件或人的因素等限制，测量值与真实值之间不可避免地存在差别，这种差别称为测量 误差。 在测量的要求内，就必须研究和分析测量可能产生误差的原因、性质，以合理选择测量 仪器和测量方法，力求减小测量误差。 按测量误差出现的规律可以分为三类： （1）系统误差
对同一个量重复进行多次测量时，其误差的大小保持不变或者按一定的规律出现。这种误差主要是由测量设备、环境条件、人的因素等造成，通过分析研究可以将其误差消除。（2）随机误差随机误差一般是不确定的、随机出现的，具有偶然性，其发生时无规律可循。从统计学观点来看，这种误差的出现是符合正态分布。所以这种误差是不可消除的。（3）粗心误差这种误差主要是由于操作者操作不当引起的，所以这种误差完全可以避免，而且完全可以消除。三、误差的表示方法1.绝对误差用Ar来表示Ax = x- Ao式中x一一测量值即仪表值；A表示被测真实值（简称真值）。真值是客观存在，但无法求得。所以通常将高一级的仪器测量的数据作为标准值即所谓真值A，则有Ax= x-A其次在测量中还给出一个修正值的概念，用C来表示，即：C=-△r=A-x这个修正值是通过高一级标准给出受验仪器的，利用修正值可求出该仪器的真实值。则A=C+x2.相对误差相对误差是绝对误差与真值之比的百分数，即通常用Ax×100%r=1A而被测量的真值往往用实际代替，所以，实际相对误差为Axx100%r=4A3.引用误差引用误差是绝对误差与仪器的量程比Ax=x100%rn=Xm式中r,引用相对误差；xm为仪器的量程；△x为绝对误差。最大引用误差为：Axm×100%romaxSx从上式可知："0mar×xAxmax100%所以最大可能的相对误差为：XmI'max = romaxx10
10 对同一个量重复进行多次测量时，其误差的大小保持不变或者按一定的规律出现。这种 误差主要是由测量设备、环境条件、人的因素等造成，通过分析研究可以将其误差消除。 （2）随机误差 随机误差一般是不确定的、随机出现的，具有偶然性，其发生时无规律可循。从统计学 观点来看，这种误差的出现是符合正态分布。所以这种误差是不可消除的。 （3）粗心误差 这种误差主要是由于操作者操作不当引起的，所以这种误差完全可以避免，而且完全可 以消除。 三、误差的表示方法 1.绝对误差 用x 来表示 A0 x x 式中 x ——测量值即仪表值；A0表示被测真实值（简称真值）。真值是客观存在，但 无法求得。所以通常将高一级的仪器测量的数据作为标准值即所谓真值 A，则有 x x A 其次在测量中还给出一个修正值的概念，用 C 来表示，即： C x A x 这个修正值是通过高一级标准给出受验仪器的，利用修正值可求出该仪器的真实值。则 A C x 2．相对误差 相对误差是绝对误差与真值之比的百分数，即通常用 100% 0 A x r 而被测量的真值往往用实际代替，所以，实际相对误差为 100% A x r 3.引用误差 引用误差是绝对误差与仪器的量程比 100% m n x x r 式中 nr 引用相对误差； mx 为仪器的量程； x 为绝对误差。 最大引用误差为： 0 max 100% x x r m 从上式可知： 100% 0max max r x x 所以最大可能的相对误差为： x x r r m max 0max
所以最大相对误差不仅与仪表的准确度等级S有关，而且与满度值m和指示值x的比值有关，当仪表选定之后，X越接近时，×越小，测量就越准确。因此，我们在使用指针仪表时，尽量使被测的数值接近仪表满刻度的三分之二以上。1.5电压测量方法在电压测量中，要根据被测电压的性质、工作频率、波形、被测电路阻抗、测量精度等，来选择测量仪表。交、直流电压的测量方法有直接测量法和比较测量法。一、直接测量法用数字万用表可直接测量交、直流电压的各主要参数。测量时尽可能使电压表的量程与被测量的电压接近，以提高数据的有效位数。如果用毫伏表测信号电压时，应尽量使被测电压的指示值与选择适合的量程使指示值超过满刻度的三分之二，这样以便减小测量误差。用示波器测量交流电压时，通道灵敏度尽可能地高，以便测出的数更接近于真值。二、比较测量法（1）示波器测直流电压将示波器的通道灵敏度的微调至校准位置，同时将输入耦合方式AC-GND-DC开关置GND，并将时基线与屏幕的某刻度线重合作为参考零电压值，然后将开关至于DC，这时时基线即上移或下移，根据偏离值就可算出直流电压值，即直流电压值=偏离值（cm）×伏/div式中伏/div为示波器面板上通道灵敏度的值。时基线上移测出的电压为正，否则为负电压值。（2）示波器测交流电压将示波器的微调置校准位置，这是屏幕上出现如图1.5.1的波形，这是其被测电压的幅值为：被测电压的幅值=通道灵敏度×垂直距离×10（探头衰减在×10位置时）20m个图1.5.1示波器测交流电压1.6阻抗测量一、输入阻抗测量方法11
11 所以最大相对误差不仅与仪表的准确度等级 S 有关，而且与满度值 mx 和指示值 x 的比 值有关，当仪表选定之后， x 越接近 mx 时， mx 越小，测量就越准确。因此，我们在使用指 针仪表时，尽量使被测的数值接近仪表满刻度的三分之二以上。 1.5 电压测量方法 在电压测量中，要根据被测电压的性质、工作频率、波形、被测电路阻抗、测量精度等， 来选择测量仪表。交、直流电压的测量方法有直接测量法和比较测量法。 一、直接测量法 用数字万用表可直接测量交、直流电压的各主要参数。测量时尽可能使电压表的量程与 被测量的电压接近，以提高数据的有效位数。 如果用毫伏表测信号电压时，应尽量使被测电压的指示值与选择适合的量程使指示值超 过满刻度的三分之二，这样以便减小测量误差。 用示波器测量交流电压时，通道灵敏度尽可能地高，以便测出的数更接近于真值。 二、比较测量法 （1）示波器测直流电压 将示波器的通道灵敏度的微调至校准位置，同时将输入耦合方式 AC-GND-DC 开关置 GND， 并将时基线与屏幕的某刻度线重合作为参考零电压值，然后将开关至于 DC，这时时基线即 上移或下移，根据偏离值就可算出直流电压值，即 直流电压值＝偏离值（cm）×伏/div 式中伏/div 为示波器面板上通道灵敏度的值。时基线上移测出的电压为正，否则为负 电压值。 （2）示波器测交流电压 将示波器的微调置校准位置，这是屏幕上出现如图 1.5.1 的波形，这是其被测电压的幅 值为： 被测电压的幅值＝通道灵敏度×垂直距离×10 （探头衰减在×10 位置时） 图 1.5.1 示波器测交流电压 1.6 阻抗测量 一、输入阻抗测量方法
1.换算法（1）当被测量的电路的输入阻抗不太高时，可以采用如图1.6.1所示的电路进行测量即在信号发生器与放大器的输入端之间接入一已知的串联电阻R，只要用毫伏表分别测量A点和B点的信号电压V、V的值，则R, = R/(V,/V.-1)注意选R与R为同一数量级，若过大易引起干扰，如果过小测量误差将增大。（2）当被测电路的输入阻抗比较大时，其测量电路如图1.6.2所示，由于毫伏表的内阻与放大器的内阻R相当，所以不能用上面的方法测量，而是在输入端串一个已知的与R数量级相当的电阻R。由于R的接入，在放大器的输出端引起输出电压V的变化，这时用毫伏表分别测量当K合上和K断开时的输出电压Vo和V2，则Vo2-RR =Voi-Vo2RRBAVa个个放R放RsV大R:大R:器器~T图1.6.1换算法测输入阻抗图1.6.2换算法测输入阻抗二、输出阻抗测量方法同样用换算法进行测量。当放大器电路没有接负载时，用毫伏表测量其输出电压V。，当放大电路接上负载R时，用毫伏表测量其输出电压V，然后计算Vo-D RLRo =-VoL1.7频率、时间和相位的测量一、频率的测量1.李萨如图形法测量频率12
12 1.换算法 （1）当被测量的电路的输入阻抗不太高时，可以采用如图 1.6.1 所示的电路进行测量， 即在信号发生器与放大器的输入端之间接入一已知的串联电阻 R，只要用毫伏表分别测量 A 点和 B 点的信号电压Vs 、Vi 的值，则 /( / 1) Ri R Vs Vi 注意选 R 与 Ri 为同一数量级，若过大易引起干扰，如果过小测量误差将增大。 （2）当被测电路的输入阻抗比较大时，其测量电路如图 1.6.2 所示，由于毫伏表的内阻 与放大器的内阻 Ri 相当，所以不能用上面的方法测量，而是在输入端串一个已知的与 Ri 数 量级相当的电阻 R。由于 R 的接入，在放大器的输出端引起输出电压 V0的变化，这时用毫伏 表分别测量当 K 合上和 K 断开时的输出电压 V01和 V02，则 R V V V Ri 01 02 02 图 1.6.1 换算法测输入阻抗 图 1.6.2 换算法测输入阻抗 二、输出阻抗测量方法 同样用换算法进行测量。 当放大器电路没有接负载时，用毫伏表测量其输出电压 V0，当放大电路接上负载 RL时， 用毫伏表测量其输出电压 VL，然后计算 L L R V V R （ 1） 0 0 0 1.7 频率、时间和相位的测量 一、频率的测量 1.李萨如图形法测量频率