通过万用表了解信号如何影响测量质量

       让我们来看万用表几个不同的信号，首先是正弦波。纯正弦波的波峰因数为1.414，峰值响应仪表仅需定标Vpk值就能提供精确的有效值。如果Vpk值是500mV，我们估计有效值大约为350至357mV(此范围考虑了所用信号发生器的不精确度)。不出所料，真有效值仪表获得的信号读数为353.53mV。价格较低的平均值响应仪表得到的信号读数为351mV。

　　与纯正弦波不同，三角波拥有部分高频能量，因此波峰因数为1.732，完全在意料之内。将峰值除以波峰因数，得出预计的有效值为大约 290 mV。现在，平均响应仪表开始出现问题，其信号读数为276mV，与真有效值仪表288.68mV 的读数相比，出现4%的误差。

　　现在让我们看一下脉冲串，此处的波峰因数取决于占空比。您可以通过下列公式获得与波峰因数接近的近似值：

　　其中：

　　CF = 波峰因数

　　T = 波形周期

　　t = 此周期中有信号的部分

　　它也等于占空比倒数的平方根。因此，以图1中的脉冲串为例，其占空比为2%，波峰因数就是50的平方根或 7.071。

　　计算正弦波和三角波的有效值相当简单;有效值等于Vpk除以波峰因数。然而，计算脉冲串的交流有效值则稍为复杂：

　　使用此公式，图1中具有2%占空比的2Vpk 脉冲串的理论有效值约为280mV。即使在此例中，其有效值已经超出了指定的性能范围，但真有效值仪表读数为275.9mV。另一方面，平均响应仪表读数为73mV，误差达到74%。这是一个极端的例子，但是能够让您清楚地了解高波峰因数会给您的测量带来什么影响。

　　图 1. 测量低占空比脉冲串的有效值

　　让我们再看看另一个波形--图2中显示的包含噪声的杂乱正弦波。真有效值仪表的读数为348.9 mV，此结果接近数字示波器测量所得的345mV。平均响应仪表将该值设为273mV，误差超过20%。这一误差是由平均响应仪表有限的带宽所致。信号包含高频能量，而平均响应仪表未将其考虑在内。

　　图 2. 测量噪声正弦波的有效值

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