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1、精选优质文档-倾情为你奉上第3章 常用电子仪器仪表的使用3.1 数字万用表3.1.1数字万用表的结构和工作原理数字万用表主要由液晶显示屏、模拟（A）/数字（D）转换器、电子计数器、转换开关等组成。其测量过程如图3-1-1。被测模拟量先由A/D转换器转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。可见，数字万用表的核心部件是A/D转换器。目前，教学、科研领域使用的数字万用表大都以ICL7106、7107大规模集成电路为主芯片。该芯片内部包含双斜积分A/D转换器、显示锁存器、七段译码器、显示驱动器等。双斜积分A/D转换器的基本工作原理是在一个测量周期内用同一个积分器进
2、行两次积分，将被测电压UX转换成与其成正比的时间间隔，在此间隔内填充标准频率的时钟脉冲，用仪器记录的脉冲个数来反UX的值。3.1.2 VC98系列数字万用表操作面板简介VC98系列数字万用表具有3（1999）位自动极性显示功能。该表以双斜积分A/D转换器为核心，采用26mm字高液晶（LCD）显示屏，可用来测量交直流电压、电流，电阻，电容，二极管，三极管，通断测试，温度及频率等参数。图3-1-2为其操作面板。1.LCD液晶显示屏：显示仪表测量的数值及单位。2.POWER（电源）开关：用于开启、关闭万用表电源。3.B/L（背光）开关：开启及关闭背光灯。按下“B/L”开关，背光灯亮，再次按下，背光取
3、消。4.旋钮开关：用于选择测量功能及量程。5.Cx（电容）测量插孔：用于放置被测电容。6.20A电流测量插孔：当被测电流大于200mA而小于20A时，应将红表笔插入此孔。7.小于200mA电流测量插孔：当被测电流小于200mA时，应将红表笔插入此孔。8.COM（公共地）：测量时插入黑表笔。9.V（电压）/（电阻）测量插孔：测量电压/电阻时插入红表笔。10.刻度盘：共8个测量功能。“”为电阻测量功能，有7个量程档位；“DCV”为直流电压测量功能，“ACV”为交流电压测量功能，各有5个量程档位；“DCA”为直流电流测量功能，“ACA”为交流电流测量功能，各有6个量程档位；“F”为电容测量功能，有6
4、个量程档位；“hFE”为三极管hFE值测量功能；“”为二极管及通断测试功能，测试二极管时，近似显示二极管的正向压降值，导通电阻70时，内置蜂鸣器响。11.hFE测试插孔：用于放置被测三极管，以测量其hFE值。12.HOLD（保持）开关：按下“HOLD”开关，当前所测量数据被保持在液晶显示屏上并出现符号H，再次按下“HOLD”开关，退出保持功能状态，符号H消失。3.1.3 VC98系列数字万用表的使用方法1.直流电压的测量（1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔；（2）将旋钮开关转至“DCV”（直流电压）相应的量程档；（3）将表笔跨接在被测电路上，其电压值和红表笔所接点电压的极性将
5、显示在显示屏。2.交流电压的测量（1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔：（2）将旋钮开关转至“ACV”（交流电压）相应的量程档；（3）将测试表笔跨接在被测电路上，被测电压值将显示在显示屏上。3.直流电流的测量（1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“200mA”或“20A”插孔；（2）将旋钮开关转至“DCA”（直流电流）相应的量程档；（3）将仪表串接在被测电路中，被测电流值及红表笔点的电流极性将显示在显示屏上。4.交流电流的测量（1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“200mA”或“20A”插孔；（2）将旋钮开关转至“ACA”（交流电流）相应的量程档；（3）将仪表串接在被
6、测电路中，被测电流值将显示在显示屏上。5.电阻的测量（1）黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔；（2）将旋钮开关转至“”（电阻）相应的量程档；（3）将测试表笔跨接在被测电阻上，被测电阻值将显示在显示屏上。6.电容的测量将旋钮开关转至“F”（电容）相应的量程档，被测电容插入Cx（电容）插孔，其值将显示在显示屏上。7.三极管hFE的测量（1）将旋钮开关置于hFE档；（2）根据被测三极管的类型（NPN或PNP），将发射极e、基极b、集电极c分别插入相应的插孔，被测三极管的hFE值将显示在显示屏上。8.二极管及通断测试（1）红表笔插入“V/”孔（注意：数字万用表红表笔为表内电池正极；指针万
7、用表则相反，红表笔为表内电池负极），黑表笔插入“COM”孔。（2）旋钮开关置于“”（二极管/蜂鸣）符号档，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，显示值为二极管正向压降的近似值（0.55V0.70V为硅管；0.15V0.30V为锗管）。（3）测量二极管正、反向压降时，若只有最高位均显示“1”（超量限），则二极管开路；若正、反向压降均显示“0”，则二极管击穿或短路。（4）将表笔连接到被测电路两点，如果内置蜂鸣器发声，则两点之间电阻值低于70，电路通，否则电路为断路。3.1.4 VC9801A+数字式万用表使用注意事项1、测量电压时，输入直流电压切勿超过1000V，交流电压有效值切勿超过700V。
8、2、测量电流时，切勿输入超过20A的电流。3、被测直流电压高于36V或交流电压有效值高于25V时，应仔细检查表笔是否可靠接触、连接是否正确、绝缘是否良好等，以防电击。4、测量时应选择正确的功能和量程，谨防误操作；切换功能和量程时，表笔应离开测试点；显示值的“单位”与相应量程档的“单位”一致。5、若测量前不知被测量的范围，应先将量程开关置到最高档，再根据显示值调到合适的档位。6、测量时若只有最高位显示“1”或“-1”，表示被测量超过了量程范围，应将量程开关转至较高的档位。7、在线测量电阻时，应确认被测电路所有电源已关断且所有电容都已完全放完电时，方可进行测量，即不能带电测电阻。8、用“200”量
9、程时，应先将表笔短路测引线电阻，然后在实测值中减去所测的引线电阻；用“200M”量程时，将表笔短路仪表将显示1.0M，属正常现象，不影响测量精度，实测时应减去该值。9、测电容前，应对被测电容进行充分放电；用大电容档测漏电或击穿电容时读数将不稳定；测电解电容时，应注意正、负极，切勿插错。10、显示屏显示符号时，应及时更换9V碱性电池，以减小测量误差。【思考与练习】1.简述VC98系列数字万用表操作面板上各开关和插孔的作用。2.用万用表“”档对二极管进行正、反向测试时，其显示值是什么？用“”档对二极管进行正、反向测试时，其显示值又是什么？3.能否用万用表测量频率为10kHz的正弦信号的有效值？4.
10、使用VC98系列万用表应主要哪些事项？3.2 交流毫伏表交流毫伏表是电工、电子实验中用来测量交流电压有效值的常用电子测量仪器。其优点是：测量电压范围广、频率宽、输入阻抗高、灵敏度高等。交流毫伏表种类很多，现以AS2294D型交流毫伏表为例介绍其结构特点、测量方法及使用注意事项等。3.2.1 AS2294D型交流毫伏表的结构特点及面板介绍AS2294D型双通道交流毫伏表由两组性能相同的集成电路及晶体管放大电路和表头指示电路组成,如图3-2-1。其表头采用同轴双指针式电表，可进行双路交流电压的同时测量和比较，“同步/异步”操作，使立体声双通道测量带来方便。该表测量电压范围30V300V共13档；测
11、量电压频率范围5Hz2MHz；测量电平范围-90dBV+50dBV和-90dBm+52dBm。AS2294D型双通道交流毫伏表前后面板如图3-2-2所示。1.左通道（L IN）输入插座：输入被测交流电压。2.左通道（L CHRANGE）量程调节旋钮（灰色）。3.右通道（R IN）输入插座：输入被测交流电压。4.右通道（R CHRANGE）量程调节旋钮（桔红色）。5.“同步/异步”按键：“SYNC”即桔红色灯亮，左右量程调节旋钮进入同步调整状态，旋转两个量程调节旋钮中的任意一个，另一个的量程也跟随同步改变；“ASYN”即绿灯亮，量程调节旋钮进入异步状态，转动量程调节旋钮，只改变相应通道的量程。6
12、.电源开关：按下，仪器电源接通（ON）；弹起，仪器电源被切断（OFF）。7.左通道（L）量程指示灯（绿色）：绿色指示灯所亮位置对应的量程为该通道当前所选量程。8.右通道（R）量程指示灯（桔红色）：桔红色指示灯所亮位置对应的量程为该通道当前所选量程。9.电压/电平量程档：共13档，分别是：0.3mV/-70dB、1mV/-60dB、3mV/-50dB、10mV/-40dB、30mV/-30dB、100mV/-20dB、300mV/-10dB、1V/0dB、3V/+10dB、10V/+20dB、30V/+30dB、100V/+40dB、300V/+50dB。10.表刻度盘：共4条刻度线，由上到下分
13、别是01、03、-200dB、-20+2dBm。测量电压时，若所选量程是10的倍数，读数看01即第一条刻度线；若所选量程是3的倍数，读数看03即第二条刻度线。当前所选量程均指指针从0达到满刻度时的电压值，具体每一大格及每一小格所代表的电压值应根据所选量程确定。11.红色指针：指示右通道（R IN）输入交流电压的有效值。12.黑色指针：指示左通道（R IN）输入交流电压的有效值。13.FLOAT（浮置）/GND（接地）开关。14.信号输出插座。15.220V交流电源输入插座。3.2.2 AS2294D型交流毫伏表的测量方法和浮置功能的应用1.交流电压的测量AS2294D型交流毫伏表实际上是两个独
14、立的电压表，因此它可作为两个单独的电压表使用。测量时，先将被测电压正确的接入所选输入通道，然后根据所选通道的量程开关及表针指示位置读取被测电压值。2.异步状态测量当被测的两个电压值相差较大，如测量放大电路的电压放大倍数或增益时，可将仪器置于异步状态进行测量，测量方法如图3-3-3。按下同步/异步“键使”ASYN“灯亮，将被测放大电路的输入信号ui和输出信号u0分别接到左右通道的输入端，从两个不同的量程开关和表针指示的电压值或dB值，就可算出（或直接读出）放大电路的电压放大倍数（或增益）。如输入左（L IN）通道的指示值ui=10mV（-40dB），输出右（R IN）通道的指示值u0=0.5V（
15、-6dB），则电压放大倍数= u0（0.5103mV）/ui（10mV）=50倍；直接读取的电压增益dB值为：-6dB-（-40dB）=34dB。3.同步状态测量同步状态测量适合于测量立体声录放磁头的灵敏度、录放前置均衡电路及功率放大电路等。由于两路电压表的性能、量程相同，因此可直接读出两个被测声道的不平衡度。测量方法如图3-3-4。将“同步/异步”键置于同步状态即“SYNC”灯亮，分别接入L、R立体声的左右放大器，如性能相同（平衡），红黑表针应重合，如不重合，则可读出不平衡度的dB值。4.浮置功能的应用1）在测量差动放大电路双端输出电压时，电路的两个输出端都不能接地，否则会引起测量结果不准，
16、此时可将后面板上的浮置/接地开关上扳，采用浮置方式测量。2）某些需要防止地线干扰的放大器或带有直流电压输出的端子及元器件两端电压的在线测量等均可采用浮置方式测量以免公共接地带来的干扰或短路。3）在音频信号传输中，有时需要平衡传输，此时测量其电平时，应采用浮置方式测量。3.2.3 AS2294D型交流毫伏表使用注意事项1.测量时仪器应垂直放置即仪器表面应垂直于桌面。2.所测交流电压中的直流分量不得大于100V。3.测量30V以上电压时，应注意安全。4.接通电源及转换量程开关时，由于电容放电过程，指针有晃动现象，待指针稳定后方可读数。5. 测量时应根据被测量大小选择合适的量程，一般应取被测量的1.
17、22倍即使指针偏转1/2以上。在无法预知被测量大小的情况下先用大量程档，然后逐渐减小量程至合适档位。6.毫伏表属不平衡式仪表且灵敏度很高，测量时黑夹子必须牢固接被测电路的“公共地”，与其它仪器连用时还应正确“共地”，红夹子接测试点。接拆电路时注意顺序，测试时先接黑夹子，后接红夹子，测量完毕，应先拆红夹子，后拆黑夹子。7.仪器应避免剧烈振动，周围不应有高热及强磁场干扰。8.仪器面板上的开关不应剧烈、频繁扳动，以免造成人为损坏。【思考与练习】1.举例说明怎样读取毫伏表刻度盘上指示的电压值？2.试述交流毫伏表“浮置”功能的应用。3.总结交流毫伏表在使用时应注意的问题。3.3 函数信号发生器/计数器函
18、数信号发生器是用来产生不同形状、不同频率波形的仪器。实验中常用作信号源，信号的波形、频率和幅度等可通过开关和旋钮进行调节。函数信号发生器有模拟式和数字式两种。3.3.1 SP1641B型函数信号发生器/计数器1.SP1641B型函数信号发生器/计数器的组成和工作原理SP1641B型函数信号发生器/计数器属模拟式，它不仅能输出正弦波、三角波、方波等基本波形，还能输出锯齿波、脉冲波等多种非对称波形，同时对各种波形均可实现扫描功能。此外，还具有点频正弦信号、TTL电平信号及CMOS电平信号输出和外测频功能等。整机组成及原理电路框图如图3-3-1。整机电路由一片单片机CPU进行管理，其主要任务是：控制
19、函数信号发生器产生的频率；控制输出信号的波形；测量输出信号或外部输入信号的频率并显示；测量输出信号的幅度并显示。单片专用集成电路MAX038的使用，确保了能够产生多种函数信号。扫描电路由多片运算放大器组成，以满足扫描宽度、扫描速率的需要。宽频带直流功放电路确保了函数信号发生器的带负载能力。2.SP1641B型函数信号发生器/计数器操作面板简介SP1641B型函数信号发生器/计数器前操作面板如图3-3-2。（1）频率显示窗口：显示输出信号或外测频信号的频率，单位由窗口右侧所亮的指示灯确定，“kHz”或“Hz”。（2）幅度显示窗口：显示输出信号的幅度，单位由窗口右侧所亮的指示灯确定，“Vpp”或“
20、mVpp”。（3）扫描宽度调节旋钮：调节扫频输出的频率范围。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过低通开关进入测量系统。（4）扫描速率调节旋钮：调节内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过“20dB”衰减进入测量系统。（5）扫描计数输入插座：当“扫描计数”键功能选择在外扫描或外计数功能时，外扫描控制信号或外测频信号将由此端口输入。（6）点频输出端：输出l00Hz、2 Vpp的标准正弦波信号。（7）函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号，输出幅度20Vpp（1M负载），10V pp（50负载）。（8）函数信号输出幅度调节旋钮：调节范围20d
21、B。（9）函数信号输出直流电平偏移调节旋钮：调节范围：-5V+5V（50负载），-10V+10V（1M负载）。当电位器处在关闭位置（逆时针旋到底即绿灯亮）时，则为0电平。（10）函数信号输出幅度衰减按键：“20dB”、“40dB” 按键均未按下，信号不经衰减直接从插座7输出。“20dB”、“40dB”键分别按下，则可衰减20dB或40dB。“20dB”和“40dB”键同时按下时，则衰减60dB。（11）输出波形对称性调节旋钮：调节此旋钮可改变输出信号的对称性。当电位器处在关闭位置（逆时针旋到底即绿灯亮）时，则输出对称信号。（12）函数信号输出波形选择按钮：按动此键，可选择正弦波、三角波、方波三
22、种波形。（13）波形指示灯：可分别指示正弦波、三角波、方波。按压波形选择按钮12，指示灯亮，说明该波形被选定。（14）“扫描计数”按钮：可选择多种扫描方式和外测频方式。（15）扫描计数方式指示灯：显示所选择的扫描方式和外测频方式。（16）倍率选择按钮：每按一次此按钮可递减输出频率的1 个频段。（17）频率微调旋钮：调节此旋钮可微调输出信号频率，调节基数为：0.11 。（18）倍率选择按钮：每按一次此按钮可递增输出频率的1 个频段。（19）频段指示灯：共8个。指示灯亮，表明当前频段被选定。（20）整机电源开关：按下此键，机内电源接通，整机工作。按键释放整机电源关断。此外，在后面板上还有：电源插座
23、（交流市电220V输入插座，内置容量为0.5A保险丝）；TTLCMOS电平调节旋钮（调节旋纽“关”为TTL电平，打开则为CMOS电平，输出幅度可从5V调节到15V）；TTLCMOS输出插座。3.SP1641B型函数信号发生器/计数器使用方法（1）主函数信号输出方法1）将信号输出线连接到函数信号输出插座“7”。2）按倍率选择按钮“16”或“18”选定输出函数信号的频段，转动频率微调旋钮“17”调整输出信号的频率，直到所需的频率值。3）按波形选择按钮“12”选择输出函数信号的波形，可分别获得正弦波、三角波、方波。4）由输出幅度衰减按键“10”和输出幅度调节旋钮“8”选定和调节输出信号的幅度到所需值
24、。5）当需要输出信号携带直流电平时可转动直流偏移旋钮“9”进行调节，此旋钮若处于关闭状态，则输出信号的直流电平为0，即输出纯交流信号。6）输出波形对称调节钮“11”关闭时，输出信号为正弦波、三角波或占空比为50%的方波。转动此旋钮，可改变输出方波信号的占空比或将三角波调变为锯齿波，正弦波调变为正、负半周角频率不同的正弦波形，且可移相1800。（2）点频正弦信号输出方法1）将终端不加50匹配器的信号输出线连接到点频输出插座“6”。2）输出频率为lOOHz，幅度为2Vpp（中心电平为0）的标准正弦波信号。（3）内扫描信号输出方法1）“扫描/计数”按钮“14”选定为“内扫描”方式。2）分别调节扫描宽
25、度调节旋钮“3”和扫描速率调节旋钮“4”以获得所需的扫描信号输出。3）主函数信号输出插座“7”和TTLCMOS输出插座（位于后面板）均可输出相应的内扫描的扫频信号。（4）外扫描信号输入方法1）“扫描计数”按钮“14”选定为“外扫描”方式。2）由“扫描计数”输入插座“5”输入相应的控制信号，即可得到相应的受控扫描信号。（5）TTLCMOS电平输出方法1）转动后面板上的TTLCMOS电平调节旋纽使其处于所需位置，以获得所需的电平。2）将终端不加50匹配器的信号输出线连接到后面板TTLCMOS输出插座即可输出所需的电平。3.3.2 DDS函数信号发生器DDS函数信号发生器采用现代数字合成技术，它完全
26、没有振荡器元件，而是利用直接数字合成技术，由函数计算值产生一连串数据流，再经数模转换器输出一个预先设定的模拟信号。其优点是：输出波形精度高、失真小；信号相位和幅度连续无畸变；在输出频率范围内不需设置频段，频率扫描可无间隙的连续覆盖全部频率范围等。现以TFG2003型DDS函数信号发生器为例，说明数字函数信号发生器的使用方法。1.技术指标TFG2003型DDS函数信号发生器具有双路输出、调幅输出、门控输出、猝发计数输出、频率扫描和幅度扫描等功能。其主要技术指标如下：（1）A路输出技术指标1）波形种类：正弦波、方波。2）频率范围：30mHz3MHz；分辨率为30mHz。3）幅度范围：100mVpp
27、20Vpp（高阻）；分辨率为80mVpp；输出阻抗为50。手动衰减：衰减范围为070dB（10dB、20dB、40dB三档）；步进10 dB。4）调制特性：调制信号：内部B路4种波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波），频率100Hz3kHz。幅度调制（ASK）：载波幅度和跳变幅度任意设定。频率调制（FSK）：载波频率和跳变频率任意设定。5）扫描特性：频率或幅度线性扫描，扫描过程可随时停止并保持，可手动逐点扫描。（2）B路输出技术指标1）波形种类：正弦波、方波、三角波、锯齿波。2）频率范围：100Hz3kHz。3）幅度范围：300mVpp8Vpp（高阻）。（3）TTL输出技术指标1）波形特性：方波
28、，上升/下降时间20ns。2）频率特性：与A路输出特性相同。3）幅度特性：TTL兼容，低电平0.3V；高电平4V。2.面板键盘功能TFG2003型DDS函数信号发生器前面板如图3-3-3。共20个按键、3个幅度衰减开关、1个调节旋钮、2个输出端口和电源开关。按键都是按下释放后才有效，各按键功能如下：（1）【频率】键：频率选择键 。（2）【幅度】键：幅度选择键（3）【0】、【1】、【2】、【3】、【4】、【5】、【6】、【7】、【8】、【9】键：数字输入键。（4）【MHz】/【存储】、【kHz】/【重现】、【Hz】/【项目】/【V】/【s】、【mHz】/【选通】/【mV】/【ms】键：双功能键，
29、在数字输入之后执行单位键的功能，同时作为数字输入的结束键（即确认键），其它时候执行【项目】、【选通】、【存储】【重现】等功能。（5）【/-】/【快键】键：双功能键，输入数字时为小数点输入键，其它时候执行【快键】功能。（6）【】/【】键：双功能键，一般情况下作为光标左右移动键，只有在“扫描”功能时作为加、减步进键和手动扫描键。（7）【功能】/【校准】键：主菜单控制键，循环选择五种功能，见表3-3-1。（8）【项目】键：子菜单控制键，在每种功能下选择不同的项目，见表3-3-1。表3-3-1 【功能】、【项目】菜单显示表【功能】（主菜单）键常规扫描调幅猝发键控【项目】（子菜单）键A路频率A路频率A路
30、频率A路频率A路频率B路频率始点频率B路频率计数始点频率终点频率间隔终点频率步长频率单次间隔间隔方式（9）【选通】键：双功能键，在“常规”功能时可以切换频率和周期，幅度峰峰值和有效值，在“扫描”、“猝发”和“键控”功能时作为启动键。（10）【快键】：按【快键】后(显示屏上出现“Q”标志)，再按【0】/【1】/【2】/【3】键，可以直接选择对应的4种不同波形输出；按【快键】后再按【4】键，可以直接进行A路和B路输出转换。按【快键】后按【5】键，可以调整方波的占空比。（11）调节旋钮：调节输入的数据。3.使用方法按下电源开关，电源接通。显示屏先显示“欢迎使用”及一串数字，然后进入默认的“常规”功能
31、输出状态，显示出当前A路输出波形为“正弦”，频率为“1000.00Hz”。（1）数据输入方式：该仪器的数据输入方式有三种。1）数字键输入：用09十个数字键及小数点键向显示区写入数据。数据写入后应按相应的单位键（【MHz】、【kHz】、【Hz】或【mHz】）予以确认。此时数据开始生效，信号发生器按照新写入的参数输出信号。如设置A路正弦波频率为2.7kHz，其按键顺序是：【2】【.】【7】【kHz】。数字键输入法可使输入数据一次到位，因而适合于输入已知的数据。2）步进键输入：实际使用中有时需要得到一组几个或几十个等间隔的频率值或幅度值，如果用数字键输入法，就必须反复使用数字键和单位键。为了简化操作
32、，可以使用步进键输入方法，将【功能】键选择为“扫描”，把频率间隔设定为步长频率值，此后每按一次【】键，频率增加一个步长值，每按一次【】键，频率减小一个步长值，且数据改变后即可生效，不需再按单位键。如设置间隔为12.84kHz的一系列频率值，其按键顺序是：先按【功能】键选“扫描” ，再按【项目】键选“步长频率”，依次按【1】、【2】、【.】、【8】、【4】、【kHz】，此后连续按【】或【】键，就可得到一系列间隔为12.84kHz的递增或递减频率值。注意：步进键输入法只能在项目选择为“频率”或“幅度”时使用。步进键输入法适合于一系列等间隔数据的输入。3）调节旋钮输入：按位移键【】或【】，使三角形光
33、标左移或右移并指向显示屏上的某一数字，向右或左转动调节旋钮，光标指示位数字连续加1或减1，并能向高位进位或借位。调节旋钮输入时，数字改变后即刻生效。当不需要使用调节旋钮输入时，按位移键【】或【】使光标消失，转动调节旋钮就不再生效。调节旋钮输入法适合于对已输入数据进行局部修改或需要输入连续变化的数据进行搜索观测。（2）“常规”功能的使用仪器开机后为“常规”功能，显示A路波形（正弦或方波），否则可按【功能】键选择“常规”，仪器便进入“常规”状态。1）频率/周期的设定：按【频率】键可以进行频率设定。在“A路频率”时用数字键或调节旋钮输入频率值，此时在“输出A”端口即有该频率的信号输出。例如：设定频率
34、值为3.5kHZ，按键顺序为：【频率】【3】【.】【5】【kHZ】。频率也可用周期值进行显示和输入。若当前显示为频率，按【选通】键，即可显示出当前周期值，用数字键或调节旋钮输入周期值。例如：设定周期值25ms，按键顺序是：【频率】【选通】【2】【5】【ms】。2）幅度的设定：按【幅度】键可以进行幅度设定。在“A路幅度”时用数字键或调节旋钮输入幅度值，此时在“输出A”端口即有该幅度的信号输出。例如：设定幅度为3.2V，按键顺序是：【幅度】【3】【.】【2】【V】。幅度的输入和显示可以使用有效值（VRMS）或峰峰值（VPP），当项目选择为幅度时，按【选通】键可对两种显示格式进行循环转换。3）输出波
35、形选择：如果当前选择为A路，按【快键】【0】，输出为正弦波；按【快键】【1】，输出为方波。方波占空比设定：若当前显示为A路方波，可按【快键】【5】，显示出方波占空比的百分数，用数字键或调节旋钮输入占空比值，“输出A”端口即有该占空比的方波信号输出。（3）“扫描”功能的使用1）“频率”扫描按【功能】键选择“扫描”，如果当前显示为频率，则进入“频率”扫描状态，可设置扫描参数，并进行扫描。a.设定扫描始点/终点频率：按【项目】键，选“始点频率”， 用数字键或调节旋钮设定始点频率值；按【项目】键，选“终点频率”，用数字键或调节旋钮设定终点频率值。注意：终点频率值必须大于始点频率值。b.设定扫描步长：按
36、【项目】键，选“步长频率”，用数字键或调节旋钮设定步长频率值。扫描步长小，扫描点多，测量精细，反之则测量粗糙。c.设定扫描间隔时间：按【项目】键，选“间隔”，用数字键或调节旋钮设定间隔时间值。d.设定扫描方式：按【项目】键，选“方式”， 有以下4种扫描方式可供选择。按【0】，选择为“正扫描方式”（扫描从始点频率开始，每步增加一个步长值，到达终点频率后，再返回始点频率重复扫描过程）；按【1】，选择为“逆扫描方式” （扫描从终点频率开始，每步减小一个步长值，到达始点频率后，再返回终点频率重复扫描过程）；按【2】，选择为“单次正扫描方式”（扫描从始点频率开始，每步增加一个步长值，到达终点频率后，扫描
37、停止。每按一次【选通】键，扫描过程进行一次）；按【3】，选择为“往返扫描方式”（扫描从始点频率开始，每步增加一个步长值，到达终点频率后，改为每步减小一个步长值扫描至始点频率，如此往返重复扫描过程）。e.扫描启动和停止：扫描参数设定后，按【选通】键，显示出“F SWEEP”表示频率扫描功能已启动，按任意键可使扫描停止。扫描停止后，输出信号便保持在停止时的状态不再改变。无论扫描过程是否正在进行，按【选通】键都可使扫描过程重新启动。f.手动扫描：扫描过程停止后，可用步进键进行手动扫描，每按1次【】键，频率增加一个步长值，每按1次【】键，频率减小一个步长值，这样可逐点观察扫描过程的细节变化。2）“幅度
38、”扫描在“扫描”功能下按【幅度】键，显示出当前幅度值。设定幅度扫描参数（如始点幅度，终点幅度，步长幅度，间隔时间，扫描方式等），其方法与频率扫描类同。按【选通】键，显示出“A SWEEP”表示幅度扫描功能已启动。按任意键可使扫描过程停止。（4）“调幅”功能的使用按【功能】键，选择“调幅”，“输出A”端口即有幅度调制信号输出。A路为载波信号，B路为调制信号。1）设定调制信号的频率：按【项目】键选择“B路频率”，显示出B路调制信号的频率，用数字键或调节旋钮可设定调制信号的频率。调制信号的频率应与载波信号频率相适应，一般，调制信号的频率应是载波信号频率的十分之一。2）设定调制信号的幅度：按【项目】键
39、选择“B路幅度”，显示出B路调制信号的幅度，用数字键或调节旋钮设定调制信号的幅度。调制信号的幅度越大，幅度调制深度就越大。（注意：调制深度还与载波信号的幅度有关，载波信号的幅度越大，调制深度就越小，因此，可通过改变载波信号的幅度来调整调制深度）。3）外部调制信号的输入：从仪器后面板“调制输入”端口可引入外部调制信号。外部调制信号的幅度应根据调制深度的要求来调整。使用外部调制信号时，应将“B路频率”设定为0，以关闭内部调制信号。（5）“猝发”功能的使用按【功能】键，选择“猝发”，仪器即进入猝发输出状态，可输出一定周期数的脉冲串或对输出信号进行门控。1）设定波形周期数：按【项目】键，选择“计数”，
40、显示出当前输出波形的周期数，用数字键或调节旋钮可设定每组输出的波形周期数。2）设定间隔时间：按【项目】键，选择“间隔”，显示猝发信号的间隔时间值，用数字键或调节旋钮可设定各组输出之间的间隔时间。3）猝发信号的启动和停止：设定好猝发信号的频率、幅度、计数和间隔时间后，按【选通】键，显示出“BURST”，猝发信号开始输出，达到设定的周期数后输出暂停，经设定的时间间隔后又开始输出。如此循环，输出一系列脉冲串波形。按任意键可停止猝发输出。4）门控输出：若“计数”值设定为0，则为无限多个周期输出。猝发输出启动后，信号便连续输出，直到按任意键输出停止。这样可通过按键对输出信号进行闸门控制。5）单次猝发输出
41、：按【项目】键，选择“单次”，可以输出单次猝发信号，每按一次【选通】键，输出一次设定数目的脉冲串波形。（6）键控功能的使用在数字通讯或遥控遥测系统中，对数字信号的传输通常采用频移键控（FSK）或幅移键控（ASK）方式，对载波信号的频率或幅度进行编码调制，在接收端经过解调器再还原成原来的数字信号。1）频移键控（FSK）输出：按【功能】键选择“键控”，若当前显示为频率值，仪器则进入FSK输出方式，可按【频率】键，设定FSK输出参数。按【项目】键，选择“始点频率”，设定载波频率值；按【项目】键，选择“终点频率”，设定跳变频率值；按【项目】键，选择“间隔”，设定两个频率的交替时间间隔。然后按【选通】键
42、，启动FSK输出，此时显示出“FSK”。按任意键可使输出停止。2）幅移键控（ASK）输出：在【功能】选择为“键控”方式下，按【幅度】键，显示出当前幅度值，仪器进入ASK输出方式。各项参数设定方法和输出启动方式与FSK类同，不再复述。（7）B路输出的使用B路输出有4种波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波），频率和幅度连续可调，但精度不高，也不能显示准确的数值，主要用作幅度调制信号以及定性的观测实验。1）频率设定：按【项目】键选择“B路频率”，显示出一个频率调整数字（不是实际频率值），用数字键或调节旋钮改变此数字即可改变“输出B”信号的频率。2）幅度设定：按【项目】键选择“B路幅度”，显示出一个幅度
43、调整数字（不是实际幅度值），用数字键或调节旋钮改变此数字即可改变“输出B”信号的幅度。3）波形选择：若当前输出为B路，按【快键】、【0】，B路输出正弦波；按【快键】、【1】，B路输出方波；按【快键】、【2】，B路输出三角波；按【快键】、【3】，B路输出锯齿波。（8）出错显示功能由于各种原因使得仪器不能正常运行时，显示屏将会有出错显示：EOP*或EOU*等。EOP*为操作方法错误显示，例如显示EOP1，提示您只有在频率和幅度时才能使用【】、【】键；EOP3，提示您在正弦波时不能输入脉宽；EOP5，提示您“扫描”、“键控”方式只能在频率和幅度时才能触发启动等。EOU*为超限出错显示，即输入的数据超
44、过了仪器所允许的范围，如显示EOU1，提示您扫描始点值不能大于终点值；EOU2，提示您频率或周期为0不能互换；EOU3，输入数据中含有非数字字符或输入数据超过允许值范围等。【思考与练习】1.说明SP1641B型函数信号发生器操作面板上各按键、旋钮和插座的作用。2.调节SP1641B型函数信号发生器，使其输出频率为1kHz、有效值分别为100mV、60mV、18mV、6mV的正弦波。3.通常情况下，扫描宽度、扫描速率、波形对称、直流偏移调节旋钮应处于什么位置？4.怎样用数字键输入法设置幅度为320mVpp的正弦波信号？怎样将其转换为有效值？转换后的数值是多少？5. 怎样用步进键输入法设置间隔为1
45、.3kHz的正弦波信号？频率为6.9kHz转换为周期是多少？6.怎样用调节旋钮输入法输入频率连续变化5Hz的搜索数据流？7.将A路输出正弦波快速切换为方波的按键顺序是什么？8.怎样将A路输出峰峰值为2V的方波的占空比设置为30%？3.4模拟示波器示波器是一种综合性电信号显示和测量仪器，它不但可以直接显示出电信号随时间变化的波形及其变化过程，测量出信号的幅度、频率、脉宽、相位差等，还能观察信号的非线形失真，测量调制信号的参数等。配合各种传感器，示波器还可以进行各种非电量参数的测量。3.4.1 模拟示波器的组成和工作原理模拟示波器的基本结构框图如图3-4-1所示。它由垂直系统（Y轴信号通道）、水平
46、系统（X轴信号通道）、示波管及其电路、电源等组成。1.示波管的结构和工作原理（1）示波管的结构示波管是用以将被测电信号转变为光信号而显示出来的一个光电转换器件，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图3-4-2所示。1）电子枪 电子枪由灯丝F、阴极K、栅极G1、前加速极G2、第一阳极A1和第二阳极A2组成。阴极K是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，灯丝F装在圆筒内部，灯丝通电后加热阴极，使其发热并发射电子，经栅极G1顶端的小孔、前加速极G2圆筒内的金属限制膜片、第一阳极A1、第二阳极A2汇聚成可控的电子束冲击荧光屏使之发光。栅极G1套在阴极外面，其电位比阴极低，对阴极发射出的电子起控制作用
47、。调节栅极电位可以控制射向荧光屏的电子流密度。栅极电位较高时，绝大多数初速度较大的电子通过栅极顶端的小孔奔向荧光屏，只有少量初速度较小的电子返回阴极，电子流密度大，荧光屏上显示的波形较亮；反之，电子流密度小，荧光屏上显示的波形较暗。当栅极电位足够低时，电子会全部返回阴极，荧光屏上不显示光点。调节电阻Rp1即“辉度”调节旋钮，就可改变栅极电位，也即改变显示波形的亮度。第一阳极A1的电位远高于阴极，第二阳极A2的电位高于A1，前加速极G2位于栅极G1与第一阳极A1之间，且与第二阳极A2相连。G1、G2、A1、A2构成电子束控制系统。调节Rp2（“聚焦”调节旋钮）和Rp3（“辅助聚焦”调节旋钮），即第一、第二阳极的电位，可使发射出来的电子形成一条高速且聚集成细束的射线，冲击到荧光屏上会聚成细小的亮点，以保证显示波形的清晰度。2）偏转系统 偏转系统由水平（X轴）偏转板和垂直（Y轴）偏转板组成。两对偏转板相互垂直，每对偏转板相互平行，其上加有偏转电压，形成各自的电场。电子束从电子枪射出之后，依次从两对偏转板之间穿过，受电场