在高頻實(shí)驗(yàn)中頻率對(duì)信號(hào)測(cè)量誤差的影響

宋國(guó)林++王小麗++陳娟

摘 要：本文以被測(cè)信號(hào)頻率對(duì)幅度測(cè)量誤差的影響為例，著重分析和論述這種誤差的影響、產(chǎn)生的原因以及減小影響的措施。

關(guān)鍵詞：頻率 誤差 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0147-01

從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)測(cè)量誤差的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這會(huì)造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，分析出現(xiàn)偏差，從而影響最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在高頻實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用儀器和導(dǎo)線對(duì)信號(hào)幅度測(cè)量。而當(dāng)信號(hào)的頻率逐漸增加或減小時(shí)，誤差會(huì)怎樣變化以及怎樣來(lái)減小這種誤差帶來(lái)的影響，下文將詳細(xì)論述。

1 誤差的概念

測(cè)量值與真值之差異稱(chēng)為誤差，實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)對(duì)物理量的測(cè)量，測(cè)量有直接的，也有間接的。由于儀器、實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境等因素的限制，測(cè)量不可能無(wú)限精確，物理量的測(cè)量值與客觀存在的真實(shí)值之間總會(huì)存在著一定的差異，這種差異就是測(cè)量誤差。

影響測(cè)量誤差的因素有很多。比如由于人為因素所造成的誤差，包括誤讀、誤算和視差等；由于量具因素所造成的誤差，包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經(jīng)校正等因素；由于測(cè)量時(shí)所使用接觸力或接觸所造成撓曲的誤差；測(cè)量時(shí)，因儀器設(shè)計(jì)或擺置不良等所造成的誤差；測(cè)量時(shí)受環(huán)境或場(chǎng)地之不同，可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機(jī)誤差為最顯著。

2 頻率對(duì)誤差的影響

頻率是單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)，是描述振動(dòng)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁程度的量。頻率也是影響測(cè)量誤差的一個(gè)重要因素，屬于系統(tǒng)誤差。頻率響應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)頻響）就是用來(lái)描述頻率對(duì)幅度放大的影響，在電子學(xué)上用來(lái)描述一臺(tái)儀器對(duì)于不同頻率信號(hào)處理能力的差異。頻響也稱(chēng)頻響曲線，是指增益隨頻率的變化曲線。任何音響設(shè)備或載體（記錄聲音信號(hào)的物體）都有其頻響曲線。理想的頻響曲線應(yīng)當(dāng)是平直的，聲音信號(hào)通過(guò)后不產(chǎn)生失真。

通常放大器有兩種失真：線性失真和非線性失真。由頻率引起的失真是一種“線性失真”，意思是說(shuō)，發(fā)生這種失真時(shí)放大器的輸出信號(hào)波形和輸入波形仍然是“相似形”，它不會(huì)使放大器對(duì)要處理的信號(hào)產(chǎn)生“形變”。一個(gè)單純的頻率失真可以看成放大器對(duì)于不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)不同，于是，我們就可以說(shuō)這臺(tái)放大器有頻率失真了。在電聲學(xué)上，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“頻響曲線的不平直”。

頻響的測(cè)量方法很簡(jiǎn)單，在放大器的輸入端接入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，這個(gè)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號(hào)，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)使得這個(gè)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化，而幅度不變。在放大器的輸出端接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的純阻性負(fù)載，并且接一個(gè)交流電壓表，通過(guò)讀取電壓表的數(shù)據(jù)，就可以測(cè)量該放大器的頻響特性了。測(cè)量時(shí)，為了保證測(cè)試結(jié)果的可靠和準(zhǔn)確，要盡量多地在測(cè)試頻率范圍內(nèi)選取不同的頻率。例如，在實(shí)驗(yàn)室用一個(gè)10倍放大器（100 Hz～100 kHz）去測(cè)試交流信號(hào)，調(diào)整好測(cè)試條件，得到的結(jié)果如下：

由上表可知，在測(cè)試頻率上限部分和下限部分測(cè)量誤差逐漸增大。

3 產(chǎn)生誤差的原因

對(duì)于一臺(tái)放大器來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生頻率失真的原因非常多。很多放大器的內(nèi)在特性都會(huì)影響到這個(gè)參數(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，常見(jiàn)的原因如以下幾點(diǎn)。

（1）元器件的固有頻率特性決定，這是最根本的原因，后面的一些原因?qū)嶋H上都源于這里。

（2）放大器的電路設(shè)計(jì)導(dǎo)致傳輸特性的非理想化。電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因人而異，不合理的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致誤差增加。

（3）測(cè)量方法也會(huì)產(chǎn)生誤差。這是由于測(cè)量所依據(jù)的理論公式本身的近似性，或?qū)嶒?yàn)條件不能達(dá)到理論公式所規(guī)定的要求，或者是實(shí)驗(yàn)方法本身不完善所帶來(lái)的誤差。

（4）測(cè)量?jī)x器及測(cè)試導(dǎo)線制造工藝不完善引入了誤差。儀器和導(dǎo)線的質(zhì)量好壞會(huì)明顯地影響測(cè)量精度。另外，儀器測(cè)量之前需要校準(zhǔn)，這往往被忽略。

（5）實(shí)驗(yàn)者因操作方法和熟練程度人為引入的誤差，包括誤讀、誤算、視差等。其中，在指針表的使用中誤讀經(jīng)常發(fā)生。

（6）測(cè)試環(huán)境帶來(lái)的誤差，溫度、濕度、電磁干擾等等。其中電磁干擾對(duì)高頻信號(hào)的測(cè)量影響較大。

4 減小誤差的措施

測(cè)量時(shí)，造成誤差的主要有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。而系統(tǒng)誤差有上述列舉的儀器誤差、操作誤差、實(shí)驗(yàn)方法誤差、電路設(shè)計(jì)誤差等等。系統(tǒng)誤差的大小在測(cè)量過(guò)程中是不變的，可以用計(jì)算或?qū)嶒?yàn)方法求得，即是可以預(yù)測(cè)，并且可以修正或調(diào)整使其減少。常用的方法有以下幾點(diǎn)。

（1）在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行修正。對(duì)于已知的恒指系統(tǒng)誤差，可以用修正值對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于變值系統(tǒng)誤差，設(shè)法找出誤差的變化規(guī)律，用修正公式或修正曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于未知系統(tǒng)誤差，則按隨機(jī)誤差進(jìn)行處理。

（2）消除系統(tǒng)誤差的根源。在測(cè)量之前，仔細(xì)檢查儀表并正確調(diào)整和安裝；防止外界干擾；選好觀測(cè)位置消除視差；選擇環(huán)境條件比較穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)等。

（3）在測(cè)量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施。找出系統(tǒng)誤差規(guī)律在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。

（4）實(shí)時(shí)反饋修正。由于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，可用實(shí)時(shí)反饋修正的辦法來(lái)消除復(fù)雜的變化的系統(tǒng)誤差。在測(cè)量過(guò)程中，用傳感器將這些誤差因素的變化，轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量），及時(shí)按照其函數(shù)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出影響測(cè)量結(jié)果的誤差值，并對(duì)測(cè)量結(jié)果作實(shí)時(shí)的自動(dòng)修正。

而隨機(jī)誤差其產(chǎn)生因素十分復(fù)雜，如電磁場(chǎng)的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動(dòng)，氣壓及濕度的變化，測(cè)量人員感覺(jué)器官的生理變化等，以及它們的綜合影響都可以成為產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素。雖然單次測(cè)量的隨機(jī)誤差沒(méi)有規(guī)律，但多次測(cè)量的總體卻服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，能在理論估算上起對(duì)測(cè)量結(jié)果的進(jìn)行校正。

參考文獻(xiàn)

[1] 王潤(rùn)璞.測(cè)量學(xué)[M].臺(tái)中：廣益印書(shū)局，1971.

[2] 熊谷文宏.電工電子測(cè)量（日）[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[3] 陸綺榮.電子測(cè)量技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[4] 張大彪，王薇.電子測(cè)量?jī)x器[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[5] 朱偉，陳輝，趙新梅.數(shù)字聲頻測(cè)量技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2008.endprint

摘 要：本文以被測(cè)信號(hào)頻率對(duì)幅度測(cè)量誤差的影響為例，著重分析和論述這種誤差的影響、產(chǎn)生的原因以及減小影響的措施。

關(guān)鍵詞：頻率 誤差 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0147-01

從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)測(cè)量誤差的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這會(huì)造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，分析出現(xiàn)偏差，從而影響最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在高頻實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用儀器和導(dǎo)線對(duì)信號(hào)幅度測(cè)量。而當(dāng)信號(hào)的頻率逐漸增加或減小時(shí)，誤差會(huì)怎樣變化以及怎樣來(lái)減小這種誤差帶來(lái)的影響，下文將詳細(xì)論述。

1 誤差的概念

測(cè)量值與真值之差異稱(chēng)為誤差，實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)對(duì)物理量的測(cè)量，測(cè)量有直接的，也有間接的。由于儀器、實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境等因素的限制，測(cè)量不可能無(wú)限精確，物理量的測(cè)量值與客觀存在的真實(shí)值之間總會(huì)存在著一定的差異，這種差異就是測(cè)量誤差。

影響測(cè)量誤差的因素有很多。比如由于人為因素所造成的誤差，包括誤讀、誤算和視差等；由于量具因素所造成的誤差，包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經(jīng)校正等因素；由于測(cè)量時(shí)所使用接觸力或接觸所造成撓曲的誤差；測(cè)量時(shí)，因儀器設(shè)計(jì)或擺置不良等所造成的誤差；測(cè)量時(shí)受環(huán)境或場(chǎng)地之不同，可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機(jī)誤差為最顯著。

2 頻率對(duì)誤差的影響

頻率是單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)，是描述振動(dòng)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁程度的量。頻率也是影響測(cè)量誤差的一個(gè)重要因素，屬于系統(tǒng)誤差。頻率響應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)頻響）就是用來(lái)描述頻率對(duì)幅度放大的影響，在電子學(xué)上用來(lái)描述一臺(tái)儀器對(duì)于不同頻率信號(hào)處理能力的差異。頻響也稱(chēng)頻響曲線，是指增益隨頻率的變化曲線。任何音響設(shè)備或載體（記錄聲音信號(hào)的物體）都有其頻響曲線。理想的頻響曲線應(yīng)當(dāng)是平直的，聲音信號(hào)通過(guò)后不產(chǎn)生失真。

通常放大器有兩種失真：線性失真和非線性失真。由頻率引起的失真是一種“線性失真”，意思是說(shuō)，發(fā)生這種失真時(shí)放大器的輸出信號(hào)波形和輸入波形仍然是“相似形”，它不會(huì)使放大器對(duì)要處理的信號(hào)產(chǎn)生“形變”。一個(gè)單純的頻率失真可以看成放大器對(duì)于不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)不同，于是，我們就可以說(shuō)這臺(tái)放大器有頻率失真了。在電聲學(xué)上，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“頻響曲線的不平直”。

頻響的測(cè)量方法很簡(jiǎn)單，在放大器的輸入端接入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，這個(gè)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號(hào)，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)使得這個(gè)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化，而幅度不變。在放大器的輸出端接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的純阻性負(fù)載，并且接一個(gè)交流電壓表，通過(guò)讀取電壓表的數(shù)據(jù)，就可以測(cè)量該放大器的頻響特性了。測(cè)量時(shí)，為了保證測(cè)試結(jié)果的可靠和準(zhǔn)確，要盡量多地在測(cè)試頻率范圍內(nèi)選取不同的頻率。例如，在實(shí)驗(yàn)室用一個(gè)10倍放大器（100 Hz～100 kHz）去測(cè)試交流信號(hào)，調(diào)整好測(cè)試條件，得到的結(jié)果如下：

由上表可知，在測(cè)試頻率上限部分和下限部分測(cè)量誤差逐漸增大。

3 產(chǎn)生誤差的原因

對(duì)于一臺(tái)放大器來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生頻率失真的原因非常多。很多放大器的內(nèi)在特性都會(huì)影響到這個(gè)參數(shù)。總的來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的原因如以下幾點(diǎn)。

（1）元器件的固有頻率特性決定，這是最根本的原因，后面的一些原因?qū)嶋H上都源于這里。

（2）放大器的電路設(shè)計(jì)導(dǎo)致傳輸特性的非理想化。電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因人而異，不合理的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致誤差增加。

（3）測(cè)量方法也會(huì)產(chǎn)生誤差。這是由于測(cè)量所依據(jù)的理論公式本身的近似性，或?qū)嶒?yàn)條件不能達(dá)到理論公式所規(guī)定的要求，或者是實(shí)驗(yàn)方法本身不完善所帶來(lái)的誤差。

（4）測(cè)量?jī)x器及測(cè)試導(dǎo)線制造工藝不完善引入了誤差。儀器和導(dǎo)線的質(zhì)量好壞會(huì)明顯地影響測(cè)量精度。另外，儀器測(cè)量之前需要校準(zhǔn)，這往往被忽略。

（5）實(shí)驗(yàn)者因操作方法和熟練程度人為引入的誤差，包括誤讀、誤算、視差等。其中，在指針表的使用中誤讀經(jīng)常發(fā)生。

（6）測(cè)試環(huán)境帶來(lái)的誤差，溫度、濕度、電磁干擾等等。其中電磁干擾對(duì)高頻信號(hào)的測(cè)量影響較大。

4 減小誤差的措施

測(cè)量時(shí)，造成誤差的主要有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。而系統(tǒng)誤差有上述列舉的儀器誤差、操作誤差、實(shí)驗(yàn)方法誤差、電路設(shè)計(jì)誤差等等。系統(tǒng)誤差的大小在測(cè)量過(guò)程中是不變的，可以用計(jì)算或?qū)嶒?yàn)方法求得，即是可以預(yù)測(cè)，并且可以修正或調(diào)整使其減少。常用的方法有以下幾點(diǎn)。

（1）在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行修正。對(duì)于已知的恒指系統(tǒng)誤差，可以用修正值對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于變值系統(tǒng)誤差，設(shè)法找出誤差的變化規(guī)律，用修正公式或修正曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于未知系統(tǒng)誤差，則按隨機(jī)誤差進(jìn)行處理。

（2）消除系統(tǒng)誤差的根源。在測(cè)量之前，仔細(xì)檢查儀表并正確調(diào)整和安裝；防止外界干擾；選好觀測(cè)位置消除視差；選擇環(huán)境條件比較穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)等。

（3）在測(cè)量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施。找出系統(tǒng)誤差規(guī)律在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。

（4）實(shí)時(shí)反饋修正。由于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，可用實(shí)時(shí)反饋修正的辦法來(lái)消除復(fù)雜的變化的系統(tǒng)誤差。在測(cè)量過(guò)程中，用傳感器將這些誤差因素的變化，轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量），及時(shí)按照其函數(shù)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出影響測(cè)量結(jié)果的誤差值，并對(duì)測(cè)量結(jié)果作實(shí)時(shí)的自動(dòng)修正。

而隨機(jī)誤差其產(chǎn)生因素十分復(fù)雜，如電磁場(chǎng)的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動(dòng)，氣壓及濕度的變化，測(cè)量人員感覺(jué)器官的生理變化等，以及它們的綜合影響都可以成為產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素。雖然單次測(cè)量的隨機(jī)誤差沒(méi)有規(guī)律，但多次測(cè)量的總體卻服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，能在理論估算上起對(duì)測(cè)量結(jié)果的進(jìn)行校正。

參考文獻(xiàn)

[1] 王潤(rùn)璞.測(cè)量學(xué)[M].臺(tái)中：廣益印書(shū)局，1971.

[2] 熊谷文宏.電工電子測(cè)量（日）[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[3] 陸綺榮.電子測(cè)量技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[4] 張大彪，王薇.電子測(cè)量?jī)x器[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[5] 朱偉，陳輝，趙新梅.數(shù)字聲頻測(cè)量技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2008.endprint

摘 要：本文以被測(cè)信號(hào)頻率對(duì)幅度測(cè)量誤差的影響為例，著重分析和論述這種誤差的影響、產(chǎn)生的原因以及減小影響的措施。

關(guān)鍵詞：頻率 誤差 措施

中圖分類(lèi)號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0147-01

從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)多年，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)測(cè)量誤差的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這會(huì)造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，分析出現(xiàn)偏差，從而影響最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在高頻實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用儀器和導(dǎo)線對(duì)信號(hào)幅度測(cè)量。而當(dāng)信號(hào)的頻率逐漸增加或減小時(shí)，誤差會(huì)怎樣變化以及怎樣來(lái)減小這種誤差帶來(lái)的影響，下文將詳細(xì)論述。

1 誤差的概念

測(cè)量值與真值之差異稱(chēng)為誤差，實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)對(duì)物理量的測(cè)量，測(cè)量有直接的，也有間接的。由于儀器、實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境等因素的限制，測(cè)量不可能無(wú)限精確，物理量的測(cè)量值與客觀存在的真實(shí)值之間總會(huì)存在著一定的差異，這種差異就是測(cè)量誤差。

影響測(cè)量誤差的因素有很多。比如由于人為因素所造成的誤差，包括誤讀、誤算和視差等；由于量具因素所造成的誤差，包括刻度誤差、磨耗誤差及使用前未經(jīng)校正等因素；由于測(cè)量時(shí)所使用接觸力或接觸所造成撓曲的誤差；測(cè)量時(shí)，因儀器設(shè)計(jì)或擺置不良等所造成的誤差；測(cè)量時(shí)受環(huán)境或場(chǎng)地之不同，可能造成的誤差有熱變形誤差和隨機(jī)誤差為最顯著。

2 頻率對(duì)誤差的影響

頻率是單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)，是描述振動(dòng)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁程度的量。頻率也是影響測(cè)量誤差的一個(gè)重要因素，屬于系統(tǒng)誤差。頻率響應(yīng)（簡(jiǎn)稱(chēng)頻響）就是用來(lái)描述頻率對(duì)幅度放大的影響，在電子學(xué)上用來(lái)描述一臺(tái)儀器對(duì)于不同頻率信號(hào)處理能力的差異。頻響也稱(chēng)頻響曲線，是指增益隨頻率的變化曲線。任何音響設(shè)備或載體（記錄聲音信號(hào)的物體）都有其頻響曲線。理想的頻響曲線應(yīng)當(dāng)是平直的，聲音信號(hào)通過(guò)后不產(chǎn)生失真。

通常放大器有兩種失真：線性失真和非線性失真。由頻率引起的失真是一種“線性失真”，意思是說(shuō)，發(fā)生這種失真時(shí)放大器的輸出信號(hào)波形和輸入波形仍然是“相似形”，它不會(huì)使放大器對(duì)要處理的信號(hào)產(chǎn)生“形變”。一個(gè)單純的頻率失真可以看成放大器對(duì)于不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)不同，于是，我們就可以說(shuō)這臺(tái)放大器有頻率失真了。在電聲學(xué)上，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“頻響曲線的不平直”。

頻響的測(cè)量方法很簡(jiǎn)單，在放大器的輸入端接入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器，這個(gè)信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號(hào)，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)使得這個(gè)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化，而幅度不變。在放大器的輸出端接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的純阻性負(fù)載，并且接一個(gè)交流電壓表，通過(guò)讀取電壓表的數(shù)據(jù)，就可以測(cè)量該放大器的頻響特性了。測(cè)量時(shí)，為了保證測(cè)試結(jié)果的可靠和準(zhǔn)確，要盡量多地在測(cè)試頻率范圍內(nèi)選取不同的頻率。例如，在實(shí)驗(yàn)室用一個(gè)10倍放大器（100 Hz～100 kHz）去測(cè)試交流信號(hào)，調(diào)整好測(cè)試條件，得到的結(jié)果如下：

由上表可知，在測(cè)試頻率上限部分和下限部分測(cè)量誤差逐漸增大。

3 產(chǎn)生誤差的原因

對(duì)于一臺(tái)放大器來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生頻率失真的原因非常多。很多放大器的內(nèi)在特性都會(huì)影響到這個(gè)參數(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，常見(jiàn)的原因如以下幾點(diǎn)。

（1）元器件的固有頻率特性決定，這是最根本的原因，后面的一些原因?qū)嶋H上都源于這里。

（2）放大器的電路設(shè)計(jì)導(dǎo)致傳輸特性的非理想化。電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因人而異，不合理的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致誤差增加。

（3）測(cè)量方法也會(huì)產(chǎn)生誤差。這是由于測(cè)量所依據(jù)的理論公式本身的近似性，或?qū)嶒?yàn)條件不能達(dá)到理論公式所規(guī)定的要求，或者是實(shí)驗(yàn)方法本身不完善所帶來(lái)的誤差。

（4）測(cè)量?jī)x器及測(cè)試導(dǎo)線制造工藝不完善引入了誤差。儀器和導(dǎo)線的質(zhì)量好壞會(huì)明顯地影響測(cè)量精度。另外，儀器測(cè)量之前需要校準(zhǔn)，這往往被忽略。

（5）實(shí)驗(yàn)者因操作方法和熟練程度人為引入的誤差，包括誤讀、誤算、視差等。其中，在指針表的使用中誤讀經(jīng)常發(fā)生。

（6）測(cè)試環(huán)境帶來(lái)的誤差，溫度、濕度、電磁干擾等等。其中電磁干擾對(duì)高頻信號(hào)的測(cè)量影響較大。

4 減小誤差的措施

測(cè)量時(shí)，造成誤差的主要有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。而系統(tǒng)誤差有上述列舉的儀器誤差、操作誤差、實(shí)驗(yàn)方法誤差、電路設(shè)計(jì)誤差等等。系統(tǒng)誤差的大小在測(cè)量過(guò)程中是不變的，可以用計(jì)算或?qū)嶒?yàn)方法求得，即是可以預(yù)測(cè)，并且可以修正或調(diào)整使其減少。常用的方法有以下幾點(diǎn)。

（1）在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行修正。對(duì)于已知的恒指系統(tǒng)誤差，可以用修正值對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于變值系統(tǒng)誤差，設(shè)法找出誤差的變化規(guī)律，用修正公式或修正曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于未知系統(tǒng)誤差，則按隨機(jī)誤差進(jìn)行處理。

（2）消除系統(tǒng)誤差的根源。在測(cè)量之前，仔細(xì)檢查儀表并正確調(diào)整和安裝；防止外界干擾；選好觀測(cè)位置消除視差；選擇環(huán)境條件比較穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)等。

（3）在測(cè)量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施。找出系統(tǒng)誤差規(guī)律在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。

（4）實(shí)時(shí)反饋修正。由于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，可用實(shí)時(shí)反饋修正的辦法來(lái)消除復(fù)雜的變化的系統(tǒng)誤差。在測(cè)量過(guò)程中，用傳感器將這些誤差因素的變化，轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量），及時(shí)按照其函數(shù)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出影響測(cè)量結(jié)果的誤差值，并對(duì)測(cè)量結(jié)果作實(shí)時(shí)的自動(dòng)修正。

而隨機(jī)誤差其產(chǎn)生因素十分復(fù)雜，如電磁場(chǎng)的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動(dòng)，氣壓及濕度的變化，測(cè)量人員感覺(jué)器官的生理變化等，以及它們的綜合影響都可以成為產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素。雖然單次測(cè)量的隨機(jī)誤差沒(méi)有規(guī)律，但多次測(cè)量的總體卻服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，能在理論估算上起對(duì)測(cè)量結(jié)果的進(jìn)行校正。

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