Fluke萬用示波表測量技術問題
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經(jīng)常有人問到示波表的波峰因數(shù)。如果你去查一下規(guī)格，你所唯一可以找到的解釋波峰因是“該讀數(shù)不依賴于任何信號，即波峰因數(shù)”。這里我們將解釋波峰因數(shù)是一個怎么樣的數(shù)值，及該數(shù)值可以有什么用途。對于萬用表而言，在非正弦波的交流電壓測量的時候波峰因數(shù)應當被考慮在內(nèi)。波峰因數(shù)被定義為峰值電壓對有效值電壓的比值。
典型的波峰因數(shù)是：
正弦波：1.414
方波： 1
25％的占空比的脈沖：2
對于萬用表而言，(它可以處理很高的波峰因數(shù))，但是因為你不能夠真正處理你所測量的波形的形狀，因此可能由于你的信號峰值過高而使你的讀數(shù)錯誤。峰值數(shù)值可以使電路過載，同時讀數(shù)可能過低而在測量問題上又沒有顯示。真有效值讀數(shù)的萬用表可以規(guī)定其可以真正準確處理的最大的波峰因數(shù)的數(shù)值。由于真有效值轉換芯片的飽和的特性，該數(shù)值通常是在完全刻度讀數(shù)的最低處附近。在半刻度附近會有更好的精確度。因此在次高量程內(nèi)檢查你的萬用表的讀數(shù)，并且驗證該讀數(shù)是否在同一的數(shù)量級是一個很好的習慣。Fluke 87的波峰因數(shù)可以到達3。Agilent 33401A和33970A的波峰因數(shù)是在“完全的刻度附近有最大為5的波峰因數(shù)”(刻度具有額外的0.40％的誤差)
對于ScopeMeter的產(chǎn)品而言，情況則不一樣。首先，在屏幕上總有波形來指示你以告知信號是否過載。另外，ScopeMeter從取樣的波形數(shù)據(jù)之中計算真有效值測量數(shù)值，只要取樣的數(shù)值位于A/D轉換器的量程之外，則讀數(shù)不再被顯示，而OL則會被指示。例如，Fluke 123在峰值大于8.5V的時候會以5V的量程顯示OL。這將會導致完全刻度的波峰因數(shù)為8.5/5=1.7。雖然該數(shù)值不是很顯著，但對于ScopeMeter來說這并不重要，因為該設備不顯示不正確的讀數(shù)。另外，當使用在自動的模式的時候，它會自動地變換到下一個較高的量程。(ScopeMeter可以同時測量峰值和有效值)
ScopeMeter因此可以不依賴波峰因數(shù)可以正確地測量信號的真有效值數(shù)值。其所受的限制是需要較高的量程來正確捕捉到峰值信號。由于該較高的量程的緣故，對于有效值數(shù)值你只有較低量程的極限數(shù)值可以準確地測量。如果信號的有效值數(shù)值太小的話，則你可以停止使用那些精確度較小的低量程的數(shù)值。對于示波表，其有用的量程是為波峰因數(shù)最大為10的量程。例如，一個具有1％的占空度的100Hz 5V的脈沖，用Fluke 87(I)測量同樣的信號會給出174.1mV的讀數(shù)，當手動轉換到下一個較高量程的時，則會給出一個更好的測量效果：0.483mV。
確保你的測量設備可以處理你所測量的信號的形狀。如果你不能夠確信的話，則在較高的量程內(nèi)作二次檢查，或者是選擇那些從來不會出現(xiàn)錯誤讀數(shù)的設備。
正如你所知道的那樣，我們對ScopeMeters的準確性具有性能非常優(yōu)異的規(guī)格特性。但有時你會在Fluke 123 ScopeMeter和Fluke 190-系列ScopeMeter之間發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不一樣(例如對于高頻率振幅的測量)。這種差別太大，從而不可能由設備的誤差來解釋。最近我們發(fā)現(xiàn)有時Fluke 123的讀數(shù)已經(jīng)沒有了，而Fluke 190則有很好的讀數(shù)，分析其原因，是由于不同的裝載電路。
Fluke 123(STL 120)的測試探頭是一種1:1的探頭，它以兆歐//225pF來測試電路Fluke 190-系列的探頭(VPS200)是一種10:1的探頭，它則以10兆歐們卸F的阻抗來測試電路。和Fluke 190-系列使用VPS200的探頭所不同的是，F(xiàn)luke 123 ScopeMeter使用STL 120屏蔽測試頭，它會以大約20倍的頻率來裝載電路(比如說>1MHz)。當電路的內(nèi)部電阻較小的時候，則它不會影響讀數(shù)，但是當電阻較大的時候則需要注意。測試會導致在被測電路上的電壓的降低，從而導致不切實際的測試結果。
以高頻率使用100:1的探頭
在高頻率的時候(>1MHz)，探頭的電容性部件的電阻很大。標準的10:1探頭，比如說VPS 200，其電容性電阻為14pF。而100:1的探頭，比如說新的VPS 201，則具有6.5pF的電容電阻。使用100:1的探頭會極大地減少測試電路的負載。
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