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【仪器分析】FACTs-幅度

news 来源：原创 2025/5/14 17:59:24

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当然，这回是一篇没有插图的文章，但是有足够多的描述可以用来想象。
我拿这个系列当作前传试试水

引言。正弦信号可能会发生怎样的变化？

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近日学FACTs，险些成为传函丁真，

如果从仪器角度考察正弦信号的测量，可能会有多个参数，这里给出了不同的测量办法：

幅度

幅值变化-电压变化-真有效值测量

如果使用震荡式信号发生器产生一个低失真度的正弦信号，
（1，2，3.惠普的第一台仪器200a是这样的振荡器并且巧妙的利用灯泡作为热敏电阻进行修正，参见是德科技发展史，当然这是特曼教授给出的办法，当然在两个人的帝国这本书中也提到了这个奇思妙想，注意！那是1965年的遥远时期，虽然听起来不可思议，虽然我找不到威廉的论文，但是我记得那只有4页），
并且功率足够的话，这样可以被看作是电压源，处于C。V模式（大学总是会教几类放大器的失真，但是当时我没有体会到，其实那些失真将会摧毁正弦波，并得到其他的频率4.常见的大功率输出会有交越失真，这很难通过后期修正回来5.削顶失真在某些情况下是偷工减料的简便方法，例如要做一个高频伪方波，也就是钟形波）
那么输出的幅值一般会降低（无源网络），对于二端口网络来说某一个电压将会是毫无价值的，确切的需要的是他们的比值，这将是一个标量，作为实分析里的标准内容，（例如标网或者扫频仪就是将这个比值对应给了每个频率6.这里有一个很棒的小册子，推荐彩色打印挂到墙上，是频谱分析的）
那么常见的比率单位就是分贝，db=20lg（x/y），电路原理有很容易被忽略掉的这一章节，不去读一遍会对分贝这个印象十分模糊7.
假定所有的条件都完美的达成，测量这个正弦波当然可以通过示波器的办法，但是如果仅对幅值测量呢，需要定量分析，模拟示波器就会变得束手束脚，遵循着模拟优先的办法，急需另外一种设备去测量，（也许一样是大学听到的谣言，说是有某种很沉的指针表）这就是交流毫伏表，对于网络输出端口的测量，应该尽可能的减小探针对原电路的影响，而驱动表头，又应该做一个倍增，这就是阻抗变换，虽然用变压器的阻抗变换是足够带宽，足够预期的，但对于磁学问题，基本没几个人研究的明白（我曾经做一个大电流变压器，尖锐的噪音让我的朋友们难以忍受，估计是工作在千周的频率）另外一个把阻抗变换真正做到极致的器件就是运算放大器，fet输入的运放可以达到1兆兆欧姆到5欧姆的变换。
有了运放作为毫伏表的输入隔离，后边输出的应该进行整流才能给直流电压表头使用，除非你水平很高如同几年前的我，做了个磁路整流的完全交流表头（虽然频响很差），所以整流桥是必要的，然而pn结的愚蠢压降会导致这一塌糊涂，怎么直接产生了百分之几的误差，桥式整流将会摧毁一切！（显然一个二极管的压降一定要小很多，对于桥来说，除非你用电子管进行整流）
于是应该把额外的整流放到灵魂外边，用自然法则去驱动，那就是用运放的反馈回路做一个整流器，这通常叫精密整流器，当然是半波的（实际上的毫伏表探头是点接触二极管，在运放前就整流了）
这时就体会到干净的正弦波带来的好处。她很美。半波乘以二就行了，这时如果不先取对数就没办法体会到分贝计算的优点，所以对应的东西应该叫对数检波器！！而不是rms！！8.
对于对数而言，真数相除等于假数相加减，这样不用买昂贵的乘法器就能做到对应的工作（除法，确切的是需要四象限乘法才能完成），两个对数输出后的假数再用运放加在一块就是比值，可以输出给电压表之类的玩意。。

…

亲爱的旅行者，网页如果无法打开，记得是2025年一月，使用时光机回到这个时间看看

  1. 《两个人的帝国》ISBN: 9787508612607
  2. 200a振荡器手册 https://www.keysight.com.cn/cn/zh/assets/9018-61216/user-manuals/9018-61216.pdf
  3. 灯泡的修正 http://www.tronola.com/moorepage/Lamps.html
  4. 德州仪器论坛上的典型案例https://e2echina.ti.com/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/233049/opa847
  5. 晶振厂商对于此种特殊波形的介绍 https://www.genuway.com/1763.html
  6. 频谱分析指南 https://www.keysight.com.cn/cn/zh/assets/7018-06714/application-notes/5952-0292.pdf
  7. 电路原理 ISBN: 9787111687597
  8. 两种检波器的不同https://www.analog.com/media/cn/faq/rfif/Detector_FAQ_v1.0.pdf

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