一种高性能交流弱信号测量仪的工作原理性能及应用的详细资料说明

　　本文介绍了仪器的工作原理、性能及应用。 能测量含有直流分量的交流电压信号。 该仪器在硬、软件设计和工艺上 ，均有其特色。 从而对微伏级交直流电压信号可进行有效值准确测量。 该仪器在红外探测器的标定中发挥了很好的作用 ，同时在电测精密测量领域也是一种高性能数字化、智能化仪器

　　红外探测器信号测试仪是测量交流弱信号真有效值 （ RMS）电压的数字化、智能化的精密测量仪器。 其特点是低噪声、低漂移、宽频带。能测量含有直流分量的交流电压信号。仪器的稳定性高、线性度好。 从而对微伏级交流或直流信号测量可达到较高的技术指标。 该仪器在硬、软件设计和工艺上均有其特色。充分发挥了硬软件的特长和相互配合。并设有 IEEE488（ GPIB）接口 ，可与其它仪器组成自动检测系统。

　　仪器原理框图见图 1。 含有直流分量的交流电压 ui经前置放大器放大或衰减后 ，通过射随器变为适应于有效值变换器输入的电压信号。 再经有效值变换器后变为直流电压信号 U。 直流电压经 V /F变换器后 ，变换成脉冲信号 ，经光电耦合器隔离 ，进入微计算机系统进行数据处理 ，最终实现有效值电压的数字显示 ，也可以从 IEEE488（ GPIB）接口输出信息。

　　放大器为组合式多通道放大器 ，放大倍数分别为 1000、 100、 10、 1、 0. 1倍共分 5档。 放大器按工作电压性质、工作方式分为两种： 1） DC工作方式： 放大器为第 20卷第 5期 仪 器 仪 表 学 报 1999年 10月 本文于 1998年 1月收到。 DOI： 10. 19650 /j 。 cnki 。 cjsi 。 1999. 05. 019 图 2 放大器、 RM S转换器、 V /F变换器简化原理图图 3 微机系统原理框图直接耦合放大器、能测直流和交直流叠加电压。 2） AC工作方式： 能测纯交流电压 （即电容耦合方式 ）

　　放大器线路设计原理简化后示于图 2。 放大器分为 4个通 道 ， 第 一 通 道 放 大 倍 数 为 1000、 100倍 ，专为 0. 2mV、 2mV、 20mV量程设计的并联二级组合式放大器。 选用的运放组件为低漂移集成运放 ICL7650、低噪声宽频带运放 LM357。由于线路采取特殊设计 ［1～ 3 ］ ，第 1通道放大器达到了低漂移、低噪声、宽频带的特性。 解决了检测微弱信号的功能。 第 2通道放大倍数为 10 倍 ，专为 200mV量程设计的二级放大器 ，采用的集成运放组件为 LM356和 LM357。第 3通道放大器为 1∶ 1的射随器 ，专为 2V量程用。 第 4通道为比例衰减放大器 ，衰减系数为 0. 1，专为 20V 量程用。 关键电阻均采用微型金属箔膜电阻。结构上采取严密措施： 如双层电磁屏蔽 ，隔离电源 ，组件合理布局和正确接地等等。