标签: 峰值因子

Vpk 与Vrms的比值通常称为波峰因子。它对有效值测量精度的影响很大。波峰因子越高，就越难以进行精确的测量。原因主要有两个：一是输入范围。设想一个由非常低占空比、但峰值因子相对较高的脉冲串，这样的信号要求万用表同时测量高的峰值和非常低的有效值。 这有可能在高端出现过载，而低端出现分辨率不足的问题。 二是信号中的高频分量。通常高波峰因子表明有更高的谐波， 而即使高性能的万用表带宽限制也不超过1MHz 。廉价万用表要精确测量这种信号几乎是不可能的    利用不同方法实现真有效值测量的万用表对峰值因子有不同的适应范围。例如，安捷伦的34401A是利用一个专用的IC芯片来实现均方根值的计算， 在其说明书中就有这样的注释：     从中我们可以看到，34401A 指标保证的峰值因子为5:1. 随着峰值因子的上升，其误差也随之增大。   但34410A 由于采用的是直接数字采样法，它可以适应更高的峰值因子。 从34410A的说明书中可以看到：     因此，即使信号的峰值因子在10：1， 34410A 测量的时候也不会有附加的误差    如果测量的信号是一个三角波，如下图所示。 峰值为500mV, 从数学计算上可以得出，有效值应该是288.68mV, 峰值因子应该是1.732. 我们用34401A和34410A测量， 得到的读数都288.68mV. 但如果使用廉价的数字表用，利用一个系数乘峰值或平均值， 得到的有效值将是276mV, 存在约4%的误差     我们在举一个极端的例子，即脉冲串。峰值为2V, 占空比是2%。 如下图所示：   利用理论公式来计算该信号的均方根值，可以得出该信号的有效值Vrms=280mV。 波峰因子大约为7:1    对于这个信号，如果利用34401A测量，可以得到Vrms 为275.9mV的读数，误差大约为1.5%。 这是由于该信号的峰值因子已经超出了34401A保证的峰值因子为5:1，但误差也不算大。如果利用34410A测量，可以得到读数约为279.2mv的Vrms， 误差要小得多。要是使用廉价的数字表，就很难想象是什么读数了    总之，万用表测量交流有效值时，测量精度与信号的峰值因子有着密切的关系。先进的数字表可以适应的更高的峰值因子信号高精度的测量。   有一点要说明的是，数字万用表通常有300KHz的信号带宽限制。如果要测得更高带宽信号的有效值，例如开关电源高频纹波和噪声的有效值，其要求信号带宽可能要到10MHz，这时就要考虑使用示波器或高速数字化仪这些高带宽仪器了   本系列文章列表：   高精度数字表揭秘系列（一）：数字万用表的工作原理  高精度数字万用表揭秘系列（二）：接地回路对测量精度的影响 高精度数字表揭秘系列（三）：正确的接地方法和注意事项 高精度数字表揭秘系列（四）：分辨率和DC测量误差分析 高精度数字表揭秘系列（五）：AC真有效值的测量方法 高精度数字表揭秘系列（六）：信号峰值因子对AC真有效值测量精度的影响 高精度数字表揭秘系列（七）：AC有效值测量的注意事项和技巧