噪声电压测量技巧与方法

1.交流电压表测量噪声电压

在电子测量中,习惯上把信号电压以外的电压统称为噪声。从这个意义上说,噪声包括外界干扰和内部噪声两大部分。电路内部噪声主要有热噪声、散弹噪声和闪烁噪声等,闪烁噪声又称为1/f噪声,主要对低频有影响,又称为低频噪声。热噪声和散弹噪声在线性频率范围内能量分布是均匀的,因而被称为白噪声。

噪声电压一般指有效值(均方值),因此用真有效值电压表测量噪声电压有效值是很方便的。而使用平均值电压表(如放大-检波式交流毫伏表)进行噪声电压的测量时,则需要一定的换算。指针式平均值电压表的指针偏转角与被测电压的平均值成正比,但表盘刻度则是按正弦波电压有效值刻度的,因此用这种电压表测量非正弦的噪声电压时,其表针指示数没有直接意义,必须经过换算才能得到被测噪声电压的有效值。换算的原则是无论被测电压是何种波形,只要平均值相等,表盘指针示数就是相同的。

用平均值电压表进行噪声电压测量时,设表针指示值为Uα,先将Uα换算成噪声的平均值,根据平均值相等示数相同的原则, 应等于用此平均值电压表测量正弦波电压示数为Uα时正弦波的平均值,即:

式中,KF～为正弦波的波形因数:

而噪声电压的有效值U为(www.xing528.com)

式中,KF为噪声电压的波形因数:

则噪声电压有效值与表针指示值的关系为

也就是说,用平均值电压表测量噪声电压时,表针示数乘以1.13就是噪声电压的有效值。

2.示波器测量噪声电压

频带很宽的示波器可以方便地用来测量噪声电压,尤其适用于噪声电压峰峰值的测量。测量时,使用1∶1探头并避免过长的接地线,输入耦合方式选择AC,将噪声信号送入示波器的垂直通道。调示波器的垂直灵敏度至合适挡位,当扫描速度置较低挡时,显示屏上即可看到一条水平移动的垂直亮线,这条亮线垂直方向的长度乘以示波器相应的电压灵敏度就是被测噪声电压的峰峰值UPP,而噪声电压的有效值为。如果是数字示波器测量,除上述测量外,还可以使用均方根测量得到噪声信号的有效值。