根據AC/DC變換(檢波)電路的先后順序不同,模擬式交流電壓表大致可分成以下幾種類型。
1.直接檢波式電壓袁直接檢波式電壓表,它是將被測電壓檢波后,直接由電壓表指示出被測電壓值。萬用表的交流測量就屬此類,另釙,該類型的表通常作為電子設備內部自備的指示儀表。
2.放大一檢波式電壓表放大一檢波式電壓表,被測交流電壓先經寬帶放大器放大,然后再檢波變成直流電壓,驅動電流表偏轉。由于先進行放大,可以提高輸入阻抗的靈敏度,避免了檢波電路工作在小信號時所造成的刻度非線性及直流放大器存在的漂移問題。但是測量電壓的頻率范圍因受放大器頻帶限制,一般這種電壓表的上限頻率為兆赫級,最小量程為毫伏級。
3.檢波一放大式電壓表檢波一放大式VI-242-CX電壓表。它將被測電壓經檢波器檢波變成直流電壓,經直流放大器放大后驅動直流微安表偏轉。該類電壓表放大器的頻率特性不影響整個電壓表的頻響,因此測量電壓的頻率范圍主要決定于檢波電路的頻響,其上限頻率可達1GHz,此類電壓表稱為高頻毫伏表。
由于檢波二極管導通時有一定的起始電壓,刻度有非線性,且輸入阻抗低,采用普通的直流放大器又有零點漂移,所以靈敏度不高。例如,DYC-5型電壓表就屬于此類。
4.調制式電壓表調制式電壓表。為了使被測的高頻電壓在數值很小的情況下,仍能驅動微安表產生較大偏轉,這就要求直流放大器具有較高的增益。但足一般情況下高倍直流放大器的零點漂移嚴重,所以采用調制式放大器。其工作原理是,被測的高頻電壓經過探極中的峰值檢波器變成直流電壓,送到儀器的輸入端;經過量程轉換和濾波器,再通過斬波器將直流電壓變成交流(一般為50Hz)電壓,然后進行交流放大;最后經檢波器解調,變成與輸入相對應但被放大了的直流電壓,驅動微安表指針偏轉,從而實現測量高頻的目的。DA-1高頻毫伏表就屬于此類。
從以上討論可知,不管哪一種類型的交流電壓表,它們的核心都是檢波器。一個交流電壓的大小,可用它的峰值(U,)、平均值(U)或有效值(U)來表征。根據交流電壓的3種表征,電壓表又可分為峰值電壓表、均值電壓表和有效值電壓表。但不管是哪一種檢波器做成的電壓表,其電流表的刻度,除特別情況外,一般都是按正弦波有效值來度量的。因此,在使用模擬交流電壓表時要特別注意這一點。也就是說,一般模擬交流電表只能用來測量正弦波電壓,而對于非正弦波或失真的正弦波用模擬交流電壓表測量時,其示值是沒有意義的。
5.外差式電壓表對于放大一檢波式電壓表,由于寬頻帶放大器增益和帶寬的矛盾,很難把頻率上限提得更高;而檢波一放大式電壓表的靈敏度由于非線性失真等原因受到限制。在實際測量中,常需測量那些頻率范圍寬、頻率又高而信號電平較弱的電壓,以上兩類電壓表均無法勝任,特別是在弱信號測量時受到噪聲和干擾的限制。
噪聲的頻譜很寬,而被測的正孩電壓是單頻的。因此,在一定的高頻范圍內,測量線路必須具有很好的頻率選擇性,以便于將各種不同頻率的電壓轉換成頻率固定的視頻或中頻電壓;同時,由于中頻放大器的帶通濾波器可以做得很窄,即在高增益的情況下,大大削弱內部噪聲的影響。利用以上原理組成的電壓測量線路就是外差式電壓表(又稱測量接收機)。