内蒙古师范大学 - 微电子与电路基础实验指导书54 - 图文

微电子与电路基础实验指导书

内师大计算机与信息工程学院电子技术课程群

2013年4月

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第一章 万用表的使用

“万用表”是万用电表的简称，它能测量电流、电压、电阻的大小或方向，还可粗略地测量三极管的

放大倍数等，是修理电器的一个重要工具。掌握万用表正确、灵活使用方法是检修电子设备的技术基础之一。初学者，选购万用表时要选购电阻档有×1、×10、×100、×1k(×1000)、×10k(10000)，直流电压档倍增电阻为20kΩ／V，电流档可测量1～500mA范围的万用表，如市场上的MF-47、MF-30型等万用表。

一、万用表的基本测量原理

1．测量直流电流(A)的基本原理

如图2-1-1所示，通过转换开关，使万用表内的表头并联一个适当的电阻(称分流电阻)进行分流就可以扩展电流量程。例如某表头满量程是50微安，表头内阻1千欧，现在要求扩展电流量程为5毫安，分流电阻R的阻值应选择多少欧姆?如果用图2-1-1的电流表去测量5毫安的电流，电路设计就必须保证，有50微安电流流过表头时，要有4950微安电流流过电阻R。这样，若表头指针偏转满刻度，我们就知道被测电路的电流为5毫安。图2-1是简单的并联电路，根据并联电路的特点，应用欧姆定律，可求出分流电阻R为： R=

URIR

上式中，UR为分流电阻R的端电压，IR为流经电阻R的电流。因为分流电阻R的端电压UR等于表头两端电压Um，所以满量程时，表头端电压为：Um=Im·Rg

-6

上式中Im为表头满量程电流，Rg为表头内阻。将，Im=50×10 (A)，Rg=1000Ω代人上式得：

-6

Um=1000×50×10=O.05(V) 流经分流电阻的电流为：

IR=Io(总测量电流)-Im (流经表头的电流) 因为Io=5mA

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所以IR=5×10-50=4950(uA) 将UR=0.05(V)、IR=4950(uA)代人R=

UR得 IRR=

UR0.05==10.10(Ω) 图1-1万用表测量直流电流的基本工作原理 -6IR4.95?10 因此，只要用一个10．10Ω的电阻与满量程为50uA内阻为1kΩ的表头相并联即可组成最大测量范围为5mA的电流表。同理，也可组成测量范围为50mA、500mA或5A的电流表。

2．测量直流电压(V)的原理

如图2-1-2所示，通过转换开关，使万用表内的表头串接一个适当阻值的电阻(倍增电阻)进行降压，就可以扩展电压量程。例如，有一块50uA、内阻1000Ω的表头，现要使它成为最大量程为5V的电压表，问需串接一个多大阻值的电阻?

根据上述要求，用图2-1-2所示的电路组成电压表，假设测量5V电压时表头指针满刻度。根据串联

电路的特点，应用欧姆定律，有下列关系式：

5V=Ug+UR，Ig=IR=50(uA) 倍增电阻R=

UR IR-6

因为 Rg=1000Ω，Ig=50×10A

-6

所以 Ug=Rg·Ig=1000×50×10=O.05(V)

代入5V=Ug+UR得

UR=5-O.05=4.95(V) 图1-2万用表测量直流电压的基本原理

R=

UR4.95==99000 (Ω) -6IR50?10 因此，只要用一个99kΩ的电阻与表头串联连接即可组成满量程为5V的电压表。在这个例子中，将

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倍增电阻R除以倍增电阻端电压得：

R99K?==20kΩ／V UR4.95V

上式结果表明每伏倍增电阻20kΩ，这个数值说明要将表头扩展1V的量程需要串接20kΩ的电阻，根据这个道理就可以组成50V、250V不同测量范围的电压表。

3．测量交流电压(V)的原理

因为万用表表头是直流电表，所以测量交流电压时，首先得将交流电压变换为直流电压，然后再通过表头指示，如图2-1-3所示。

在图2-1-3中交流电变换为直流电是由D1和D2完成的。扩展交流电压的方法与直流电压量程扩展原理相似，这里就不重复解说。

图1-3 万用表测量交流电 图1-4 万用表测量电阻

压的基本工作原理 的基本工作原理

4．测量电阻(Ω)的原理

如图2-1-4所示，在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，电池的负极为万用表的正表笔。当用万用表的表笔去测量电阻时，流过被测电阻的电流，其大小随着被测电阻的阻值变化而改变，且与流过表头的电流成比例，因而可以测量出被测电阻的阻值。在图2-1-4中W是零欧姆调整电位器。表头内阻Rg、电位器W、R2、R1串并联后的总阻值称为表头中心等效电阻，改变表头中心等效电阻的阻值(实际只改变R1的阻值)就能改变电阻测量的量程。

如上所述，我们已经了解了万用表测量电压、电流、电阻时内部电路的基本形式，从而也了解了转换开关和表头在万用表中所处的地位。

下面我们以南京电表厂生产的MF-47型万用表为例，介绍其使用方法。 二、万用表的使用 1．测量电阻(Ω)

估计待测电阻的数值将转换开关拨到适当的电阻档，例如测百欧、千欧数量级拨×100档，测千欧以上数量级拨×1k电阻档。然后将黑(负)、红(正)表笔短接在一起，这时表的指针会向右端偏转，调整“Ω”调零旋钮，使偏转的指针恰好停留在欧姆刻度线的零欧姆处，至此，万用表该欧姆档的零欧姆核准结束。准备好待测电阻，分别将正、负表笔搭在电阻两端引线上(不要用两手同时触及电阻两端引线，以免产生测量误差)，此时在欧姆刻度线上指针所指的读数再乘以转换开关所指的数值就是被测电阻的阻值，例如用×10档测量某一电阻，在欧姆刻度线上指针指在30的位置，如图2-1-5所示，则所测量电阻的阻值为30×10=300Ω。可见，被测电阻的数值是测量时刻度盘上的读数乘以转换开关的倍率。

图1-5如何读表盘刻度

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由于欧姆刻度线左边读数较密，不容易看准，所以测量时应通过选择欧姆档，使指针停留在刻度线的

中部或右边，这样读数比较清楚准确。 2．测量直流电压(V)

首先估计一下被测量电压的大小，然后将转换开关拨至适当的直流电压量程档、将正表笔接在被测直流电压的正端(高电位端)，负表笔接在被测电压的负端(低电位端，低电位端是相对正表笔测量点而言的)。然后根据该档量程数字与标有直流符号V刻度线(第二条)上的指针所指数字来读出被测电压的大小。例如，当转换开关拨至10V档测量某电压时，其表针指示刻度如图2-1-5所示，此时被测的电压值为多少?由于转换开关置10V档的位置，说明这时万用表的最大量程为10V，即表针指示满刻度为10V，所以该电压值为4.2V。同理，若转换开关置50V档的位置，这时万用表满刻度值为50V，图2-1-5所示的电压值则为21V。 3．测量直流电流(mA)

首先估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的量程位置，再将万用表串接在电路中，如图2-1-6所示。串接时要注意万用表的红表笔要串接在靠近电源正极的测试点上，万用表的黑表笔要串接在靠近电源负极的测试点上，即在被测量电流的支路中红表笔所接的测试点的电位要比黑表笔所接的测试点电位高。在图2-1-6中，如果万用表转换开关拨至5mA档，其表针指示如图2-1-5所示，则测量的电流为2.1mA。转换开关拨至5mA档，表示万用表最大量程为5mA，即表针指示满刻度时电流为5mA。

4．测量交流电压

测量交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的只是测量交流电时万用表的表笔不分正负，读数方法与上述测量直流电压的读法一样。

三、使用万用表的注意事项

万用表是比较精密的仪表，如果使用不当，就会造成测量不准确或损坏万用表。

但是，只要掌握了万用表的使用方法和注意事项，万用表就能经久耐用。图1-6 测量流经电阻R3的电流I 1．在使用万用表进行测量之前，必须仔细检查开关钮，如量程开关是否置于适当的位置。需特别注意：切不可用电流档来测量电压，否则会把万用表烧坏。为了保证测量精度，测量之前需保证万用表指针在静止时处于表盘刻度左端零位；若不在零位，应用螺丝刀调整机械调零旋钮，使之处于零位。

2．测量直流电压和直流电流时，切不可将表笔正负极性接错，如果发现测量时表针逆时针方向旋转，应立即调换表笔，以免损坏指针和表头。

3．在测量前若不能估计被测电压或电流的大小，应先用最高电压或电流档进行测量，而后再回拨到合适的档位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。选择的档位愈靠近被测值，测量的数值就越准确。转换开关在变换档位时，切不可带电操作，以免大电流或高电压烧坏转换开关的触点。

4．测量电阻时，不要用手触及元件裸体两端或表笔的金属部分，以免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。

5．测量电阻时，每次变换电阻档的量程范围都必须进行零欧姆校准。若将两支表笔短接，“Ω”调零旋钮旋至最大，指针仍达不到零欧姆处时，则表明表内电池电压不足，应换上新电池后才能使用。

6．万用表不用时，不要把表开关置于电阻档，以防止两表笔相碰在一起，时间长后将电池电力耗尽。不用时建议将量程开关置于交流电压最大量程的档位。

7．用万用表测量高内阻电路的电压时，读数要比实际值小一些，这是因为万用表内阻较低，测量时并入电路产生分流作用而影响测量精度。

第二章 常用无线电元器件

第一节 电阻器、电容器和电感器 一、电阻器

电阻器简称电阻，以前同学们已经学习了它的符号、单位以及它并联、串联连接的特点。下面主要介绍电阻的种类、对应的代表符号、电阻的基本参数以及用万用表判别它好坏的方法。 (一)电阻常见的种类及代表符号

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1．固定电阻

在电路图中经常可以看到如图3-1-1(a)所示的符号，这是固定电阻的符号，这种电阻的阻值是固定不变的。碳膜电阻、金属膜电阻等，尽管它们在外形上、材料上、阻值上不同，但都是用这种符号表示。 2．可变电阻器

这种电阻的阻值可以手动调整，使它的阻值在一定范围内变化。微调电阻器和电位器的外形和代表符号如图3-l-1(c)和3-1-1(d)所示。图3-1-1(d)的代表符号比不带开关电位器多一条虚线和一个开关符号，它表示这类电位器带有开关，且开关的控制轴臂与电位器旋转轴臂同轴。电位器和微调电阻器同属-种可变电阻器，它们的基本工作原理一样，如图3-1-2所示，若将微调电阻器或电位器作为可变电阻器使用，其接法如下：

如图3-1-2所示，将电 位器或微调电阻器的B焊片

与任一个A、C焊片作为一个可变电阻使用，余下的一个焊片空着不用；或者把电位器B焊片与任意一个A、C焊片用导线连接起来作为一个焊片使用，则该焊片与另一个焊片就组成一个可变电阻器。电位器和微调电阻的外形多种多样，但不论外形如何，它们基本原

理是一样的，作用也是一样。

图2-1 电阻器的实物外形和电路图中的符号表示

3．热敏电阻 热敏电阻大多数是用半导体材料制成的， 阻值随环境温度的变化而变化，主要用于作温度补偿。热敏电阻的外形与符号如图3-1-1(b)所示。

(二)电阻的基本参数与使用注意事项

在家用电器中较常使用的电阻是碳膜电阻(型号RTX或RT，一般不标在电阻上)和金属膜电阻(型号RJX或RJ)。碳膜电阻的特点是稳定性较高，噪声较低，价格也低；金属膜电阻的特点是噪声低，耐高温，稳定性高，精密度高，它的价格比碳膜电阻高。目前碳膜电阻和金属膜电阻的阻值和误差一

图2-2电位器的内部结构

般用色环来表示，我们称它为色环电阻，只有少数电阻采用十进制标称阻植，用十进制标称阻值的还有电位器和微调电

阻器。因此，初学者尤其要注意熟练掌握辨认色环、读出电 阻阻值的方法。电阻色环标称阻值的规律如图3-l-3所示。例如，某一电阻第一色环颜色为棕色，第二色环颜色为红色，第三色环颜色为橙色，第四色环颜色为银色。根据图 3-1-3，该电阻的阻值为 12000Ω，即12kΩ，

第四位色环代表电阻误差值，银色表示误差±10％，所以上述色环电阻的标称阻值为12kΩ，误差是12kΩ的±10％。 以十进制数标称阻值的电阻器或可变电阻器其误差用J、K、M表示。这三个字母表示的误差分别为±5％、±10％、±20％。例如某电阻器上标称的符号为5.1kJ，则该电阻器

的阻值是5.1kJ，误差是5.1kΩ的±10％。

在家用电器中，除特指定电阻值外，一般电阻值允许误差正、负20％，也就是说，电路图上指明10kΩ的电阻器，可以用实际阻值为8～12kΩ的电阻器。对于实际电

阻值，在业余条件下一般以万用表电阻档测量的结果为准。 图2-3 电阻色环标称阻值规律

电阻器在电路中对直流电和交流电的阻碍是一样的。当一定的电流流经电阻时，电阻就要发热，电阻发热的功率可以通过电功率的公式求得，即 P=I·U

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上式中，I为流经电阻的电流，U为电阻两端的电压。利用欧姆定律将，I=还可得到两个求电阻发热的电功率的公式，即

U或U=I·R代入上式，IUU22P=U=，P=I·R·I=IR RR若工作中电阻发热的电功率大于电阻能承受的最大功率，电阻就要被烧坏(表面烧焦变黑)。因此，在电子

线路中对某些有功率消耗要求的电阻在电路图中用特定的符号表示，如图2-4所示。

图2-4不同功率电阻的符号表示法

电阻器的额定功率一般是直接标称的，但最常用的l瓦以下额定功率的碳膜电阻和金属膜电阻，它的额定功率在电阻器上没有标出，它一般可以用电阻的长度(不包括引脚)和直径来辨认，其辨认依据参见表 2-1。

表2-1 碳膜、金属膜电阻外形尺寸与额定功率的关系

在家用电器组装或检修过程中，我们选用电阻的原则是阻值必须与电路图中给定的数值相符，电阻的功耗不能小于电路图中规定的瓦数。 二、电容器

电容器简称电容，以前同学们已经学习了它的符号和单位，以及串并联连接的特点，下面主要介绍电容器的种类及对应的代表符号和电容器的基本参数。

(一)电容器的种类和代表符号 1．固定电容器

如图2-5(a)所示，这种电容器体积小，电容量固定。根据电容器中所选用的绝缘介质不同又可分为金属膜电容(金属化纸介质)、云母电容(云母介质)、瓷介电容(陶瓷介质)、涤纶电容(有机薄膜介质)。其中云母电容、瓷介电容在高频电路中损耗小、容量稳定，广泛地应用在工作频率高的电子电路，如高频输入电路，振荡电路以及高频滤波电路中。而金属膜电容、涤纶电容通常用在工作频率较低、对电容量的稳定性要求不很高的电路中。电容器的类型一般从外形上可以辨认，如图2-5所示，或按表2-2进行辨认。例如，一个电容器标记着CCYM字母，根据表2-2可知它表示该电容器为密封圆片形瓷介电容。 2．电解电容器

电解电容器属于固定电容，其特点是电容量大，耐压低，两引脚有正、负极之分，外形与代表符号如图2-5(b)所示。在电子电路中，电解电容器主要使用在低频电路，在电路中起“耦合”、“旁路”低频信号和滤除电源的低频干扰信号。电解电容器引脚的正负极标在电解电容器外壳上，通常用“+”表示

正端，另一引脚则为负端；或用“-\表示负端，另一引脚则为正端。 图2-5 电容器的类型和符号表示

在使用中一定要将电解电容器的正端引脚接高电位(相对于负极引脚)，负端引脚接低电位(相对正极引脚)。若电解电容器引脚极性接错；则漏电流增大，其内部电解质因发热将有爆裂或击穿的危险。电解电容器的寿命约5～10年，如果电子设备长久不用，电解电容器也可能自然损坏。因此，在购买电解电容器时应该尽量选择近期产品。

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表2-2电容器上标记字母的含意

3．可变电容器

所谓可变电容器就是电容量可以手动变化的电容，它的电容量可以在一定范围内变动，其结构和电路中的符号如图2-5(d)所示。可变电容器有单连可变电容器、双连可变电容器和四连可变电容器之分。所谓单连就是可变电容器是由两组金属片组成，其中一组固定不动叫定片，另一组可以转动叫动片，动片与定片之间有绝缘介质，使用空气作介质的称空气单连可变电容器，使用聚苯乙烯薄膜作介质的通常称密封单连可变电容器。所谓双连可变电容器就是由两个单连可变电容器组成，这两个单连可变电容器动片不仅是同轴，而且还是连动。与此类推四连可变电容器也是这样组成。一般调幅收音机使用双连可变电容器，调幅调频收音机使用四连可变电容器。常用双连可变电容器的规格见表2-3。 表2-3常用双连可变电容器的规格

4．微调电容器(半可变电容)

微调电容器是一种可变电容器，只是它的容量变化范围比较小，一般从几pF到几十pF。在电子线路中常用的微调电容有瓷介质微调电容、有机薄膜介质微调电路、拉线微调电容等，其外形与代表符号如图2-5(c)所示。微调电容器与可变电容器一样也有定片与动片之分。改变电容容量时动的极板称为动片，不动的极板称为定片。在电路中若微调电容器一端需接地(电路板中的地)，接地端必须是动片。 (二)电容器的基本参数 1．电容量

它是表示电容器在一定条件下储存电能的本领。在电子线路中除部分电容的电容量直接用微法和微微法表示外，还有部分瓷介电容和涤纶电容用下列方式表示电容量。 (1)常见瓷介电容容量的表示方法 第一种表示方法：电容量的数值直接标在电容器上，其单位由这个标称数值决定，标称数值小于1的，单位是微法(uF)，大于1的，单位是微微法(pF)。例如，某一瓷介电容器上标称数值为O．02，则它的电容量为O．02uF；某一瓷介电容器上标称数值为4700，则它的电容量为4700pF。

第二种表示方法：用三位数来标称，前两位数表示电容量的前两位数。个位数的数值(必须在1～9之间)表示电容量前两位数之后零的个数，电容的单位是微微法(pF)。例如某一瓷介电容器上标称数值为472，它的个位数是2，表示2个零，所以电容量为4700pF；又如某一瓷介电容器上标称数值为103，个位数是3，表示有3个零，所以电容量为10000pF即o.01uF。 (2)常见涤纶电容容量表示方法

涤纶电容标称数值以字母n表示千微微法的单位，J、K、m表示误差5％、10％、20％，例如某一涤纶电容标称数值为22nJ，表示22千微微法即O.22uF，误差5％；又如涤纶电容标称值为3n3m表示3.3千微微法即为3300pF误差20％。于此类推15n=15000pF；4n7=4700pF。 2．工作电压

工作电压表示电容器长期安全工作的最高电压(也称电容器的耐压)，在实际电路中，若电容器两端电压超过安全工作电压就有可能使电容器中的介质损坏，即所谓“击穿”。电容器一旦击穿将永久性损坏，同时它还有可能引起电路中其它元件损坏。因此，对于初学者来说，不论是组装还是维修家用电器，都要

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有能力识别选用电容器的耐压值，以及确认电路中加到电容两端的电压值不会超过电容器的耐压。通常电容器上都标明耐压值，其耐压值都是指直流电压。用在交流电路中，则应注意所加的交流电压的最大值(峰值)不能超过电容器上标明的耐压值。瓷介电容器通常工作在电压较低的高频电路中，因此没有标明耐压值，一般它的耐压值不超过250V(除特制的耐高压瓷介电容)，可变电容器一般都工作在低电压的高频谐振电路中，所以不标明耐压值。 3．绝缘电阻

理想的电容器两极板间的电阻要无穷大，但任何介质都不是绝对的绝缘体，所以它的电阻值不可能是无穷大。通常良好的电容器其绝缘电阻(或称漏电电阻)在数百兆欧以上，良好的电解电容器其绝缘电阻在数百kΩ以上。漏电电阻越大的电容器其质量越好。 三、电感器

电感器简称电感，以前同学们已经学习了它的代表符号和基本单位，下面主要介绍电感线圈的种类和线圈的基本参数。

(一)电感线圈的种类和代表符号

在无线电技术中，电感线圈的种类很多，但在本讲义中主要介绍下列几种。 1．单层线圈

如图3-1-6(a)所示，这种线圈是用绝缘导线逐圈绕在纸筒或胶木上，我们称它空心线圈。在绕制工艺上，导线是一圈一圈靠在一起的叫密绕法，一圈一圈之间有间隔的叫间绕法。间绕的单层线圈分布电容小，具有较高的品质因数，改变线圈的间距可以微调线圈的电感量，空心间绕线圈一般多用于超短波电路，如电视机高频头的调谐线圈。 2．磁心线圈

如图3-1-6(b)所示，这种线圈与空心线圈不同的是线圈绕在铁氧体磁心上，改变线圈的电感量是通过调整磁心与线圈间的相对位置来实现的，因此调整范围大。在黑白电视机中，它用在视频同步检波和伴音检波等电路中。在这类线圈中有的在它外面还加一个金属罩，主要起信号的屏蔽作用。 3．阻流圈

在电路中起阻止交流信号通过某一部分电路的电感线圈叫做阻流圈或扼流圈。扼流圈根据其参数不同，又分为高频扼流圈和低频扼流圈，本讲义涉及到的都是高频扼流圈，这种线圈的电感量一般是微亨或毫亨数量级。由于这类扼流圈在电路中的作用是阻碍高频信号通过，因此要求分布电容和介质损耗小，所以通常是将它绕制在陶瓷或铁氧体磁心上，如图3-1-6(c)所示。

4．铜心线圈

铜心线圈就是将导线绕制在铜心上。这类线圈通常是用在超短波电路中，改变线圈的电感量是通过调整铜心与线圈的相对位置来实现的。目前黑白电视机中的高频头本振线圈基本上都是使用这类线圈，如图3-1-6(d)所示，在代表符号中斜插T字形符号表示线圈电感量可通过调整铜心来改变。 (二)电感线圈的基本参数

1．线圈的电感量 它是反映一定数量的变化电流通过线圈时，电感线圈产生感应电动势大小的能力。在家用电器中许多电感线圈的电感量是直接标称的。

2．品质因数(Q值)

线圈的Q值决定于线圈本身的电感量与相应的电阻值。通常在 图2-6 电感线圈的类型和符号

电路中电感量已是一个确定值，因此，要增大线圈的Q值只有设法减小线圈的电阻值。当线圈的Q值增大时，线圈的功率损耗必然是减小的。在电子线路中使用的电感线圈通常绕制在介质损耗小、导磁率很高的铁氧体磁心上，其目的是用较少的线圈匝数来获得一定量的电感值。线圈的磁介质损耗小了，匝数减少了(其电阻值减小)，线圈的Q值将增大。 3．允许通过最大电流

在电源供电回路中，为了防止交流信号通过电源回路进入某一部分电路，常采用扼流圈进行滤波，例如黑白电视机中采用扼流圈对中频放大电路与行输出电路的供电电源进行滤波。然而中频放大电路的工作电流仅几十mA，而行输出电路的工作电流达600～700mA，因此应根据其工作电流选用扼流圈。工作电流大的扼流圈采用截面积较大的磁心(防止大电流时磁心磁饱和)和较粗的漆包线(一般用直径O.5mm以上的漆包线)，这时扼流圈相对尺寸较大。对于小电流通过的扼流圈采用截面积较小的磁心和较细的漆包线(一般用直径O.1mm的漆包线)。对于初学者来说，可以根据扼流圈的尺寸大小和绕制线圈的漆包线线径来判断该扼流圈是否允许通过大电流，切不可将只允许小电流通过的扼流圈(尽管它的电感量是正确的)用在大电流工作的电路上，否则扼流圈将失去滤波功能，甚至导致扼流圈烧毁。 四、用万用表判别电阻器、电容器和电感器质量好坏

在电子技术中对电阻器、电容器和电感器的参数有专门的仪表检测，如电桥、Q表等。对于初学者来说，要具备上述测量仪器一般是不可能的，因此，这里主要介绍在业余条件下如何使用万用表判别元件的好坏。当然这种测量是不精确的，但它对初学者完成家用电器的组装和维修很实用。 (一)电阻器和电位器好坏的判别 1．电阻

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电阻的故障是实际阻值与标称阻值不符，因此，用万用表欧姆档即可测出电阻的好坏。通常电阻的故障是开路(万用表测量电阻值无穷大)，电阻短路的故障极为少见。对于组装机，器件大部分是副品，标称阻值与实际测量阻值不符是常有的事，因此，组装前应对每一个电阻进行认真的测量。 2．电位器

电位器有带开关和不带开关两种，对于带开关的电位器其开关的故障是开不了或关不断，或时好时坏。检查电位器开关的好坏可用万用表电阻档测量电位器上开关K的两个焊片，如图3-1-1(d)所示，旋动电位器转柄，使开关接通或断开，当开关开时万用表正常读数的阻值为零欧姆，开关关断时其正常阻值为无穷大。

如图2-2所示，测量电位器最大阻值应测量A、C两端，若实际测量阻值与标称值不符，即表明电位器已坏。判别中心抽头B所连接的活动臂与电阻片是否接触良好，可用万用表电阻档测B、C焊片，将电位器轴柄逆时针方向旋到底，这时正常电阻值应为0Ω(若不为0Ω，将这电位器用于收音机，收音机将发生音量关不死现象)；再按顺时针方向旋转轴柄，阻值逐渐增大，旋至极端位置A时，万用表读数应接近标称电阻值。在旋转过程中，轴应当旋转灵活，手感良好，听不到机械杂音，同时万用表指针应平稳移动。如有跌落、跳动现象，说明电位器触点接触不良，这种电位器不能使用。如果将这种电位器用在收音机里作为音量控制电位器，调节音量时收音机就会出现“喀喀”的杂音。电位器A、B焊片的测量，其方法与上述相同，这里就不赘述了。

(二)电容器和可变电容器好坏的判别

电容器的常见故障一般可归为两类，一类是击穿(电容器两极板因某种原因造成短路)和漏电(电容器的绝缘电阻小于正常值)；另一类是开路(电容器内部引线与极板断开，这时电容器已没有容量)和失效(电容器的容量小于正常值)。凡已击穿、漏电、断路和失效的电容器均不能使用。业余条件下判别电容器故障的方法是使用万用表电阻档测量电容器是否有短路和漏电阻，并在测量过程中观察电容器的充放电现象来估计电容器的电容量，其具体测量步骤如下述。 1．电容器漏电和击穿的测量

如图2-7所示，将万用表拨置×10k档(测量电解电容器时用×1k档)，测量时万用表指针，首先向R为零的方向摆去，然后又向R为无穷大的方向退回，待表针稳定以后指示的电阻值就是电容器的绝缘电阻。对于电解电容器这时万用表的黑表笔必须接电解电容器的正极)。实验证明电解电容器的绝缘电阻一般应在几百kΩ以上，其它电容器的绝缘电阻在几十MΩ以上，若绝缘电阻值小于上述数值，即表明电容器漏电不宜使用。绝缘电阻越小，漏电越严重，绝缘电阻为零，说明电容器已被击穿。

图2-7 电容器的测量 图2-8怎样判断变压器的好坏

2．电容量的测量

测量电容器的电容量应选择适当的欧姆档，通常容量为470uF以上的电解电容器选择×10Ω档；容量为47～470uF的选择×100Ω档；容量为1～47uF的选择×1kΩ档；容量为4700pF～1uF的选择10kΩ档。对于电容量大于或等于4700pF的电解电容器，如图3-1-7所示，当表笔一搭上电容器两端的引脚时，表头指针立即向电阻为零的方向摆动(对1uF以下的电容器表针仅微动一下，应注意观察)，然后表针向电阻为无穷大的方向退回。再将两根表笔对调一下，用同样的方法测量电容器，表针又向电阻为零的方向摆动，并且摆动得更远一点，然后又向电阻为无穷大的方向退回，这就是电容器充电与反充电过程。表针摆动表明电容器具有容量。在测量过程中，表针向电阻为零的方向摆的幅度越大，表明电容量越大；反之，电容量越小。利用这个原理可以粗测电容器是否有电容量和比较两只电容器电容量的大小。若手头有正品的电容器，利用比较法还可粗测另一个电容器容量的大小。对于电容量小于4700pF的电容器、可变电容器和微调电容器，由于电容量太小，测量时观察不到电容器的充放电现象，因此就无法知道电容器是否具有电容量。对于这类电容器，万用表仅能测量它是否漏电和短路(对于可变电容器通常称碰片)。对电路中使用的电容量小于4700pF的电容器，在电路故障怀疑是该电容器失效或内部引线断路引起的时，可用一只电容量相近或相同的电容器并接在它两端来进行判断。若电容器并入时故障排除，则说明原电容器是坏的。 (三)电感器和变压器好坏的判别

电感器和变压器的故障通常为开路和短路，变压器还有绕组间短路，其短路还可分为局部短路和严重短路。发生开路、短路和绕组间短路的变压器和电感器是不能用的。在业余条件下，开路和严重短路的线圈可通过测量线圈的电阻值来判定。如图2-8所示，将万用表拨至×1或×10电阻档测量绕组①、②端，若电阻值无穷大，说明该绕组断路(开路)；若电阻值小于实际绕组线圈的电阻值，说明线圈内部有严重短路。局部短路的电感线圈或变压器，由于器件损坏后其线圈电阻值只发生微小变化，万用表电阻档测不出其变化值，因而无法判别出它的好坏。因此，检修中若怀疑电感线圈和小功率变压器(如收音机中的输入

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变压器、中频变压器，电视机中的行振荡线圈、行推动变压器等)出现短路，只能采用替换的方法来确定它的好坏。功率较大的变压器线圈在绕组局部短路时将引起变压器明显升温(如黑白电视机中的电源变压

器)和输入电流明显增大(如电视机行输出变压器)，根据这些特征即可准确判别出它们的好坏。 五 晶体二极管、三极管

二极管具有单向导电性：当二极管正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流，二极管处于导通状态；当二极管反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零，二极管处于截止状态。

二极管的符号 二极管的伏安关系

半导体三极管又称晶体三极管，或简称晶体管，是电流控制电流器件，具有电流放大作用。

NPN 型三极管结构示意图和符号，输出特性曲线

三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。三极管内部结构要求：发射区高掺杂；基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。集电结面积大。三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。晶体管的电流分配关系：

C≈IE =IC+IB IβIB

用万用电表对晶体二极管、三极管检测

用万用表可以对晶体二极管、三极管。万用表电阻档等值电路如图2-9所示，其中的R0为等效电阻，

EO为表内电池，当万用表处于R×1、R×100、R×1K档时，一般，E0＝1.5V，而处于R×10K档时，EO＝15V。测试电阻时要记住，红表笔接在表内电池负端（表笔插孔标“+”号），而黑表笔接在正端（表笔插孔标以“－”号）。

1、晶体二极管管脚极性、质量的判别

晶体二极管由一个PN结组成，具有单向导电性，其正向电阻小（一般为几百欧）而反向电阻大（一般为几十千欧至几百千欧），利用此点可进行判别。

（1）管脚极性判别

(a)观察外壳上的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号，带有三角形箭头的一端为正极，另一段为负极。

(b) 观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上，通常标有二极管极性点（白色或红色）。一般标有色点的一端为正极。还有的二极管上标有色环，带色环的一端为负极。

(c) 将万用表拨到R×100（或R×1K）的欧姆档，把二极管的两只管脚分别接到万用表的两根测试笔上，如图2-10所示。如果测出的电阻较小（约几百欧），则与万用表黑表笔相接的一端是正极，另一端就是负极。相反，如果测出的电阻较大（约百千欧），那么与万用表黑表笔相连接的一端是负极，另一端就是正极。

图2-9 万用表电阻档等值电路 图2-10 判断二极管极性

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（2）判别二极管质量的好坏

一个二极管的正、反向电阻差别越大，其性能就越好。如果双向电值都较小，说明二极管质量差，不能使用；如果双向阻值都为无穷大，则说明该二极管已经断路。如双向阻值均为零，说明二极管已被击穿。

利用数字万用表的二极管档也可判别正、负极，此时红表笔（插在“V·Ω”插孔）带正电，黑表笔（插在“COM”插孔）带负电。用两支表笔分别接触二极管两个电极，若显示值在1V以下，说明管子处于正向导通状态，红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。若显示溢出符号“1”，表明管子处于反向截止状态，黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。

2、晶体三极管管脚、质量判别

可以把晶体三极管的结构看作是两个背靠背的PN结，对NPN型来说基极是两个PN结的公共阳极，对PNP型管来说基极是两个PN结的公共阴极，分别如图2－11所示。

（a）NPN型 （b）PNP型

图2-11晶体三极管结构示意图

（1）管型与基极的判别

万用表置电阻档，量程选1K档（或R×100），将万用表任一表笔先接触某一个电极—假定的公共极，另一表笔分别接触其他两个电极，当两次测得的电阻均很小（或均很大），则前者所接电极就是基极，如两次测得的阻值一大、一小，相差很多，则前者假定的基极有错，应更换其他电极重测。

根据上述方法，可以找出公共极，该公共极就是基极Β，若公共极是阳极，该管属NPN管，反之则是PNP管。

（2）发射极与集电极的判别

为使三极管具有电流放大作用，发射结需加正偏置，集电结加反偏置。如图2-12所示。

图2-12 晶体三极管的偏置情况

当三极管基极B确定后，便可判别集电极C和发射极E，同时还可以大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数?的大小。

以PNP型管为例，若用红表笔（对应表内电池的负极）接集电极C，黑表笔接E极，（相当C、E极间电源正确接法），如图2-13所示，这时万用表指针摆动很小，它所指示的电阻值反映管子穿透电流ICEO的大小（电阻值大，表示ICEO小）。如果在C、B间跨接一只RB＝100K电阻，此时万用表指针将有较大摆动，它指示的电阻值较小，反映了集电极电流IC＝ICEO＋?IB的大小。且电阻值减小愈多表示?愈大。如果C、E极接反（相当于C-E间电源极性反接）则三极管处于倒置工作状态，此时电流放大系数很小（一般＜1）于是万用表指针摆动很小。因此，比较C-E极两种不同电源极性接法，便可判断C极和E极了。同时还可大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数β的大小，如万用表上有hFE插孔，可利用hFE来测量电流放大系数β。

图2-13 晶体三极管集电极C、发射极E的判别

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用数字万用表测三极管好坏和极性的方法 方法一:

万用表的二极管挡,用红表笔去接三极管的某一管脚;假设作为基极;,用黑笔分别接另外两个管脚,如果表的液晶屏上两次都显示有零点几伏的电压;锗管为0.3左右。硅管为0.7左右;。那么此管应为NPN管且红表笔所接的那一个管脚是基极。如果两次所显的为‘OL’那么红表笔所接的的那一个管脚便是PNP型管的基极。在判别出管子的型号和基极的基础上,可以再判别发射极和集电极。仍用二极管挡,对于NPN管 令红表笔接其‘B’极,黑表笔分别接另两个脚上,两次测得的极间电压中,电压微高的那一极为‘E’极,电压低一些的那极为‘C’极。如果是PNP管,则令黑表笔接‘B’集。

方法二:

用数字万用表测量三极管

(1)用数字万用表的二极管档位测量三极管的类型和基极b

判断时可将三极管看成是一个背靠背的PN结,按照判断二极管的方法,可以判断出其中一极为公共正极或公共负极,此极即为基极b。对NPN型管,基极是公共正极;对PNP型管则是公共负极。因此,判断出基极是公共正极还是公共负极,即可知道被测三极管是NPN或PNP型三极管。

(2)发射极e和集电极c的判断

利用万用表测量β(HFE)值的档位,判断发射极e和集电极c。将档位旋至HFE，基极插入所对应类型的孔中,把其于管脚分别插入c、e孔观察数据,再将c、e孔中的管脚对调再看数据,数值大的说明管脚插对了。

(3)判别三极管的好坏

测试时用万用表测二极管的档位分别测试三极管发射结、集电结的正、反偏是否正常,正常的三极管是好的,否则三极管已损坏。如果在测量中找不到公共b极、该三极管也为坏管子。

六 运算放大器

运算放大器是一种有源三端元件，图5－1（a）为运放的电路符号。

（a） (b)

图5－1

它有两个输入端，一个输出端和一个对输入和输出信号的参考地线端。“＋”端称为非倒相输入端，信号从非倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线来说极性相同。“－”端称为倒相输入端，信号从倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线来说极性相反。运算放大器的输出端电压

uo?A(ub?ua) 其中A是运算放大器的开环电压放大倍数。在理想情况下，A和输入电阻Rin均为无穷大，因此有

ub?ua ib?ubu?0， ia?a?0 RinRin上述式子说明：

（1）运算放大器的“＋”端与“－”端之间等电位，通常称为“虚短路”。 （2）运算放大器的输入端电流等于零。称为“虚断路”。

此外，理想运算放大器的输出电阻为零。这些重要性质是简化分析含运算放大器电路的依据。 除了两个输入端、一个输出端和一个参考地线端外，运算放大器还有相对地线的电源正端和电源负端。运算放大器的工作特性是在接有正、负电源（工作电源）的情况下才具有的。

运算放大器的理想电路模型为一受控源。如图5－1（b）所示。在它的外部接入不同的电路元件可以实现信号的模拟运算或模拟变换，它的应用极其广泛。含有运算放大器的电路是一种有源网络。

维修中可用万用表对集成运放简单测试，以确定质量好坏。

方法一：用万用表电阻档测量集成运放各脚对负电源端及正电源端的正反向电阻，将测得的阻值和同型号的质量良好的集成电路加以比较，如差异很大，一般损坏。

方法二：将集成运放接成如图电压跟随器，变阻器取值为50千欧，万用表至于电压档，当Rp滑到电源一侧时输出电压最大，接近电源电压，滑到地，输出电压为最小接近0，则是好的。如果不变化或很小已损坏。

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第三章 双通道 函数/任意波形发生器

一 快速入门

（一）前面板总览

DG1022向用户提供简单而功能明晰的前面板，如图3-1所示，前面板上包括各种功能按键、旋钮及菜单软键，您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

图 3-1 DG1022双通道函数/任意波形发生器前面板

（二）后面板总览

（三）初步了解用户界面

图 3-2 DG1022双通道函数/任意波形发生器后面板

DG1022双通道函数/任意波形发生器提供了3种界面显示模式：单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式。这3种显示模式可通过前面板左侧的按键切换。用户可通过来切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察、比较波形。

图 3-2 单通道常规显示模式

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（四）初步了解数字输入的使用

如下图3-5所示，在前面板上有两组按键，分别是左右方向键和旋钮、数字键盘。下面的说明将逐渐引导您熟悉数字输入功能的使用。

方向键：用于切换数值的数位、任意波文件/设置文件的存储位置。 旋钮

? 改变数值大小。在0~9范围内改变某一数值大小时，顺时针转一格加1，逆时针转一格减1。 ? 用于切换内建波形种类、任意波文件/设置文件的

存储位置、文件名输入字符

数字键盘：直接输入需要的数值，改变参数大小。

（五）初步了解输出设置

如下图 3-6所示，在前面板右侧有两个按键，用于通道输出、频率计输入的控制。下面的说明将引导您逐步熟悉这些功能。

（1）方向键和旋钮 （2）数字键盘

图 3-5 前面板的数字输入

图 3-6 通道输出、频率计输入

图 3-7 通道输出控制

1. 使用 Output 按键，启用或禁用前面板的输出连接器输出信号。已按下 Output 键的通道显示“ON”且键灯被点亮。

2. 在频率计模式下，CH2对应的 Output 连接器作为频率计的信号输入端，CH2自动关闭，禁用输出。 （六）基本波形设置

如图 3-8所示，在操作面板左侧下方有一系列带有波形显示的按键，它们分别是：正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、噪声波、任意波，此外还有两个常用按键：通道选择和视图切换键。下面的练习将引导您逐步熟悉这些按键的设置。以下对波形选择的说明均在常规显示模式下进行。 （七）初步了解调制/扫描/脉冲串设置

如下图 3-9所示，在前面板右侧上方有三个按键，分别用于调制、扫描及脉冲串的设置。在本信号发生器中，这三个功能只适用于通道1。下面的说明将逐步引导您熟悉这些功能的设置。

1. 使用 Mod 按键，可输出经过调制的波形。并可以通过改变类型、内调制/外调制、深度、频率、调制波等参数，来改变输出波形。DG1022可使用AM、FM、FSK或PM调制波

形。可调制正弦波、方波、锯齿波或任意波形。 图 3-9 调制/扫描/脉冲串按键

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图 3-10 调制波形常规显示界面

2. 使用 Sweep 按键，对正弦波、方波、锯齿波或任意波形产生扫描（不允许扫描脉冲、噪声和DC）。 在扫描模式中，DG1022在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率而变化输出。

图 3-11 扫描波形常规显示界面

3. 使用 Burst 按键，可以产生正弦波、方波、锯齿波、脉冲波或任意波形的脉冲 串波形输出，噪声只能用于门控脉冲串。

图 3-12 脉冲串波形常规显示界面

脉冲串：输出具有指定循环数目的波形，称为“脉冲串”。脉冲串可持续特定数目的波形循环（N循环脉冲串），或受外部门控信号控制（为门控脉冲串）。脉冲串可适用于任何波形函数（DC除外），但是噪声只能用于门控脉冲串 二 高级操作指南 （一）设置正弦波

使用 Sine 按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示正弦波的操作菜单，左上角显示当前波形名称。通过使用正弦波的操作菜单，对正弦波的输出波形参数进行设置。设置正弦波的参数主要包括：频率/周期，幅值/高电平，偏移/低电平，相位。通过改变这些参数，得到不同的正弦波。如图 3-13示，在操作菜单中，选中 频率 ，光标位于参数显示区的频率参数位置，用户可在此位置通过数字键盘、方向键或旋钮对正弦波的频率值进行修改。

图 3-13 正弦波参数值设置显示界面

表 3-1 Sine波形的菜单说明 功能菜单 设定 说明 频率/ 周期

设置波形频率或周期

幅值/高电平 设置波形幅值或高电平 偏移/低电平 设置波形偏移量或低电平 相位 设置正弦波的起始相位

提示说明：操作菜单中的 同相位 专用于使能双通道输出时相位同步，单通道波形无需配置此项。 1设置输出频率/周期

（1） 按 Sine ? 频率/周期 ? 频率 ，设置频率参数值。

屏幕中显示的频率为上电时的默认值，或者是预先选定的频率。在更改参数时，如果当前频率值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。若要设置波形周期，则再次按 频率/周期 软键，以切换到 周期 软键（当前选项为反色显示）。 （2）输入所需的频率值。

使用数字键盘，直接输入所选参数值，然后选择频率所需单位，按下对应于所需单位的软键。也可以使用左右键选择需要修改的参数值的数位，使用旋钮改变该数位值的大小。 提示说明

??当使用数字键盘输入数值时，使用方向键的左键退位，删除前一位的输入，修改输入的数值。

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??当使用旋钮输入数值时，使用方向键选择需要修改的位数，使其反色显示，然后转动旋钮，修改此位数字，获得所需要的数值。

图 3-14 设置频率的参数值

2设置输出幅值

（1）按 Sine ? 幅值/高电平 ? 幅值 ，设置幅值参数值。

屏幕显示的幅值为上电时的默认值，或者是预先选定的幅值。在更改参数时，如果当前幅值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。若要使用高电平和低电平设置幅值，再次按 幅值/高电平 或者 偏移/低电平 软键，以切换到 高电平 和 低电平 软键（当前选项为反色显示）。（2）输入所需的幅值。 使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择幅值所需单位，按下对应于所需单位的软键。

提示说明：幅值设置中的“dBm”单位选项只有在输出阻抗设置为非高阻时才会出现。 3设置偏移电压

（1）按 Sine ? 偏移/低电平 ? 偏移 ，设置偏移电压参数值。

屏幕显示的偏移电压为上电时的默认值，或者是预先选定的偏移量。在更改参数时，如果当前偏移量对于新波形是有效的，则继续使用当前偏移值。 （2）输入所需的偏移电压。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择偏移量所需单位，按下对应于所需单位的软键。

图 2-3 设置幅值的参数值

4设置起始相位

（1）按 Sine ? 相位 ，设置起始相位参数值。

屏幕显示的初始相位为上电时的默认值，或者是预先选定的相位。在更改参数时，如果当前相位对于新波形是有效的，则继续使用当前偏移值。 （2）输入所需的相位。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择单位。

图 3-15 设置偏移量的参数值

图 3-16 设置相位参数值

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-17 图形显示模式下的波形参数

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（二）设置方波

使用 Square 按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示方波的操作菜单。通过使用方波的操作菜单，对方波的输出波形参数进行设置。

设置方波的参数主要包括：频率/周期，幅值/高电平，偏移/低电平，占空比，相位。通过改变这些参数，得到不同的方波。如图 3-18所示，在软键菜单中，选中 占空比 ，在参数显示区中，与占空比相对应的参数值反色显示，用户可在此位置对方波的占空比值进行修改。

图 3-18 方波参数值设置显示界面

表 3-2 Square波形的菜单说明

功能菜单 频率/ 周期

设定 说明

设置波形频率或周期

幅值/ 高电平 设置波形幅值或高电平 偏移/ 低电平 设置波形偏移量或低电平 占空比 设置方波的占空比 相位 设置方波的起始相位

名词解释：占空比：方波高电平期间占整个周期的百分比。

小于3MHz（包含）：20％ 到 80％；3MHz（不包含）到4MHz（包含）： 40％ 到 60％； 4MHz（不包含）到5MHz（包含）：50％。 1设置占空比

（1） 按 Square ? 占空比 ，设置占空比参数值。

屏幕中显示的占空比为上电时的默认值，或者是预先选定的数值。在更改参数时，如果当前值对于新波形是有效的，则使用当前值。 （2）输入所需的占空比。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择占空比所需单位，按下对应于所需单位的软键，信号发生器立即调整占空比，并以指定的值输出方波。

图 3-19 设置占空比参数值

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-20 图形显示模式下的波形参数

（三）设置锯齿波

图 3-21锯齿波形参数值设置显示界面

使用 Ramp 按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示锯齿波的操作菜单。通过使用锯齿波形的操作菜单，对锯齿波的输出波形参数进行设置。

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设置锯齿波的参数包括：频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、对称性、相位。通过改变这些参数得到不同的锯齿波。如图 3-21，在软键菜单中选中 对称性 ，与对称性相对应的参数值反色显示，用户可在此位置对锯齿波的对称性值进行修改。表 3-3 Ramp波形的菜单说明 功能菜单 设定 说明 频率/ 周期

设置波形频率或周期 设置波形幅值或高电平

设置波形偏移量或低电平 设置锯齿波的对称性

幅值/ 高电平 偏移/ 低电平 对称性

相位 设置波形的起始相位

名词解释 对称性：设置锯齿波形处于上升期间所占周期的百分比。 输入范围：0～100％ 1设置对称性

（1） 按 Ramp ? 对称性 ，设置对称性的参数值。

屏幕中显示的对称性为上电时的值，或者是预先选定的百分比。在更改参数时，如果当前值对于新波形是有效的，则使用当前值。 （2）输入所需的对称性。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择对称性所需单位，按下对应于所需单位的软键。信号发生器立即调整对称性，并以指定的值输出锯齿波。

图 3-22 设置对称性参数值

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-23 图形显示模式下的波形参数

（四）设置脉冲波

使用 Pulse 按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示脉冲波的操作菜单。通过使用脉冲的操作菜单，对脉冲波的输出波形参数进行设置。

设置脉冲波的参数主要包括：频率/周期，幅值/高电平，偏移/低电平，脉宽/占空比，延时。通过改变这些参数，得到不同的脉冲波形。如图 3-24所示，在软键菜单中，选中 脉宽 ，在参数显示区中，与脉宽相对应的参数值反色显示，用户可在此位置对脉冲波的脉宽数值进行修改。

图 3-24 脉冲波形参数值设置显示界面

表 3-4 Pulse波形的菜单说明

功能菜单 设定 说明

设置波形频率或周期 设置波形幅值或高电平 设置波形偏移量或低电平

设置脉冲波的脉冲宽度或占空比 设置脉冲的起始时间延迟

频率/ 周期 幅值/ 高电平 偏移/ 低电平 脉宽/ 占空比 延时

脉宽：从上升沿幅度的 50% 阈值处到紧接着的一个下降沿幅度的 50% 阈值处之间的时间间隔。 1设置脉冲宽度

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（1）按 Pulse ? 脉宽 ，设置脉冲宽度参数值。

屏幕中显示的脉冲宽度为上电时的默认值，或者是预先选定的脉宽值。在更改参数时，如果当前值对于新波形是有效的，则使用当前值。 （2）输入所需的脉冲宽度。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择脉冲宽度所需单位，按下对应于所需单位的软键，信号发生器立即调整脉冲宽度，并以指定的值输出脉冲波。

图 3-25 设置脉宽的参数值

要点说明： ? 脉冲宽度受最小脉冲宽度和脉冲周期的限制 最小脉冲宽度= 20ns

脉冲宽度 ≥ 最小脉冲宽度；

脉冲宽度 ≤ 脉冲周期－最小脉冲宽度； ? 脉冲占空比受最小脉冲宽度和脉冲周期的限制 脉冲占空比 ≥ 100 × 最小脉冲宽度÷脉冲周期

脉冲占空比 ≤ 100 ×（1—最小脉冲宽度÷脉冲周期） ? 脉冲宽度与占空比的设置相关

其中一个会随另一个的改变而改变，如当前周期为1ms，脉宽为500μs，占空比为50％，将脉宽设为200μs后，占空比将变为20％。 ? 占空比的设置方法请参照方波的占空比设置，这里不再赘述。 2设置脉冲延时

（1） 按 Pulse ? 延时 ，设置脉冲延时参数值。

屏幕中显示的脉冲延时为上电时的默认值，或者是预先选定的值。在更改参数时，如果当前值对于新波形是有效的，则使用当前值。 （2）输入所需的脉冲延时。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择脉冲延时所需单位，按下对应于所需单位的软键，信号发生器立即调整脉冲延时，并以指定的值输出脉冲波。

图 3-26 设置脉冲延时

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-27 图形显示模式下的波形参数

（五）设置噪声波

使用 Noise 按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示噪声波的操作菜单。通过使用噪声波形的操作菜单，对噪声波的输出波形参数进行设置。 设置噪声波的参数主要包括：幅值/高电平，偏移/低电平。通过改变这些参数，得到不同的噪声波。如图 3-28所示，在软键菜单中，选中 幅值 。光标位于参数显示区的幅值参数位置，与幅值相对应的参数值反色显示，用户可在此位置对噪声波的幅值进行修改。噪声为无规则信号，没有频率及周期性。

图 3-28 噪声波形参数值设置显示界面

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表 3-5 Noise波形的菜单说明

功能菜单 设定 说明

幅值/高电平 设置波形幅值或高电平 偏移/ 低电平 设置波形偏移量或低电平

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-29 图形显示模式下的波形参数

（六）调制波形设置

使用 Mod 按键，可输出经过调制的波形。DG1022可输出AM、FM、FSK或PM 调制波形。根据不同的调制类型，需要设置不同的调制参数。 ? 幅度调制时，可对内调制/外调制、深度、频率和调制波进行设置； ? 频率调制时，可对内调制/外调制、频偏、频率和调制波进行设置； ? 频移键控调制时，可对内调制/外调制、跳频和速率进行设置； ? 相位调制时，可对内调制/外调制、相移、频率、调制波进行设置。 以下将根据调制类型的不同，分别介绍各种调制参数的设置。 1幅度调制（AM）

已调制波形由载波和调制波形组成。在 AM（调幅）中，载波的幅度是随调制波形的瞬时电压而变化的。 幅度调制所使用的载波通过前面板上 Sine 、 Square 、 Ramp 、 Arb 功能键设置。 按 Mod ? 类型 ? AM ，进入如下所示界面。

图 3-45 幅度调制波形参数设置界面

表 3-13 设置幅度调制参数

功能菜单 设定 类型 内调制

AM 深度

说明

选择幅度调制

设置振幅变化深度（0%~120%）

频率 设置调制波频率（2mHz～20kHz）

调制波 选择内部调制信号：Sine；Square；Triangle；UpRamp；DnRamp

Noise ；Arb

外调制 选择外调制时，调制信号通过后面板[Modulation In] 端输入。 此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-46 图形显示模式下AM波形参数

调制深度：设置幅度变化的范围（也称“百分比调制”）。调制深度可以从0％到120％之间变化。 ??在0％调制时，输出幅度是指定值的一半。 ??在100％调制时，输出幅度等于指定值。 ??在大于100％调制时，仪器的输出不会超过20VPP。

??对于外部源，AM深度由[Modulation In]连接器上的信号电平控制。100%的内调制与+5V的外接信号源对应。 2频率调制（FM）

已调制波形由载波和调制波组成。在 FM（调频）中，载波的频率是随调制波形的瞬时电压而变化的。 频率调制所使用的载波通过前面板上 Sine 、 Square 、 Ramp 、 Arb 功能键设置。 按 Mod ? 类型 ? FM ，进入如下所示菜单。

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图 3-47 频率调制波形参数值设置界面

表 3-14 设置频率调制参数

功能菜单 设定 类型 内调制

FM 频偏 频率 调制波

说明

选择频率调制

设置调制波形的频率相对于载波频率的偏差。 设置调制波形的频率（2mHz～20kHz）

选择内部调制信号：Sine；Square；Triangle；UpRamp；DnRamp

Noise ；Arb

外调制 频偏 选择外调制时，调制信号通过后面板[Modulation In] 端输入。此

时只需设置“频偏”参数。

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-48 图形显示模式下的FM波形参数

频率偏移 ??偏移量必须小于或等于载波频率； ??偏移量和载波频率的和必须小于或等于所选函数的最大频率加上1kHz；

??对于外部源，偏移量由 [Modulation In] 连接器上的±5V电平控制。+5V加上所选偏移量，较低的外部信号电平产生较少的偏移，负信号电平将频率降低到载波频率之下。 3频移键控（FSK）

使用 FSK 调制，是在两个预置频率（“载波频率”和“跳跃频率”）值间移动其输出频率。输出频率在载波频率和跳跃频率之间移动的频率称为 FSK 速率。该输出以何种频率在两个预置频率间移动，是由内部频率发生器或后面板 [Ext Trig] 连接器上的信号电平所决定的。 ? 在选择内调制时，输出频率在载波频率和跳跃频率之间移动的频率是由指定的 FSK速率决定的。 ? 在选定外调制时，FSK 速率不可调节，输出频率由后面板 [Ext Trig] 连接器上的信号电平决定。在输出逻辑低电平时，输出载波频率；在出现逻辑高电平时，输出跳跃频率。

频移键控调制所使用的载波通过前面板上 Sine 、 Square 、 Ramp 、 Arb 功能键设置。 按 Mod ? 类型 ? FSK ，进入下面所示菜单。

图 3-49 频移键控波形参数值设置界面

表 3-15 设置频移键控参数 功能菜单 设定 说明 类型 内调制

FSK 选择频移键控

跳频 内调制时，调制信号为50%占空比的方波。设置跳跃频率范围

（不超过载波的频率范围）

速率 设置输出频率在“载波频率”和“跳跃频率”之间交替的频率（2mHz～50kHz）

外调制 跳频 外调制时，调制信号通过后面板的[Ext Trig]端输入，此时只需设置“跳频”参数 此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

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图 3-50 图形显示模式下的FSK波形参数

4相位调制（PM）

已调制波形由载波和调制波形组成。在 PM（调相）中，载波的相位是随调制波形的瞬时电压而变化的。 相位调制所使用的载波通过前面板上 Sine 、 Square 、 Ramp 、 Arb 功能键设置。 按 Mod ? 类型 ? PM ，进入下图所示界面。

图 3-51 相位调制波形参数设置界面

表 3-16 设置相位调制参数

功能菜单 设定 类型 内调制

说明

选择相位调制 PM

相移 设置相位的偏移量（0o～360o）

频率 设置调制波形的频率（2mHz～20kHz）

调制波 选择内部调制信号：Sine；Square；Triangle；UpRamp；DnRamp

Noise ；Arb

外调制 相移 选择外调制时，调制信号通过后面板[Modulation In] 端输入。此时只需

设置“相移”参数。

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-52 图形显示模式下的PM波形参数

（七）设置扫频波形

在扫描模式中，DG1022在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率变化输出。可使用正弦、方波、锯齿波或任意波形产生扫频波形（不允许扫描脉冲、噪声和DC）。

使用 Sweep 按键，系统显示如下图所示的操作菜单。通过使用扫描操作菜单，对扫描模式的输出波形参数进行设置。

图 3-53 扫描波形参数值设置显示界面

表 3-17 波形扫描参数设置

功能菜单 设定 线性 对数 开始 中心

说明

设置扫描期间输出频率线性变化 设置扫描期间输出频率对数变化

设置扫描的开始频率 设置扫描的中心频率

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终止 范围 时间 触发

设置扫描的终止频率

设置扫描的频率范围

设置从开始频率到终止频率所需的秒数。

触发源 内部：选择内部信号源

外部：选择外部信号源，使用后面板[Ext Trig] 连接器 手动：选择手动触发，每按一次 手动 都会启动一次扫描，继续按该键，将再次触发信号发生器

输出 设置在信号的上升边沿触发

设置在信号的下降边沿触发 关闭：关闭触发设置

触发设置完成

扫描频率设置 ? 要在频率上向上扫描，设置开始频率 < 终止频率，或设置一个正的频率间隔。 ? 要在频率上向下扫描，设置开始频率 > 终止频率，或设置一个负的频率间隔。 提示说明：大范围扫频时，输出信号的幅度特性可能会有变化。 （八）设置脉冲串波形

脉冲串按键可为用户提供多种波形函数的脉冲串输出，可持续特定数目的波形循环（N循环脉冲串），或应用外部门信号时（为门控脉冲串），可使用任何波形函数，但是噪声只能用于门控脉冲串。 使用 Burst 按键，系统显示如下图所示的操作菜单。通过使用脉冲串操作菜单，对脉 冲串模式的输出波形参数进行设置。

图 3-54 脉冲串波形参数值设置界面

1设置N循环脉冲串

按 Burst ? N循环 ，设置N循环脉冲串，进入下图所示界面。

图 3-55 N循环脉冲串设置界面

表 3-18 N循环脉冲串参数设置 功能菜单 设定 N循环 门控 循环数 无限 相位 周期 延迟 触发

说明

设置N循环方式脉冲串 设置门控方式脉冲串

设置每个N循环脉冲串循环数目 设置每个N循环脉冲串循环数目为无限个 设置脉冲串的起始相位 设置脉冲串的周期

设置脉冲串开始的延迟时间

外部：选择外部信号源，使用后面板[Ext Trig] 连接器

手动：选择手动触发，按一次 手动 输出一个脉冲串。继续按该键，将再次触发信号发生器

输出

： 设置在信号的上升边沿触发 ： 设置在信号的下降边沿触发 关闭：关闭触发设置

触发设置完成

触发源 内部：选择内部信号源

N循环/门控：N循环脉冲串包含特定数目的波形循环，每个脉冲串都是由一个触发事件启动的。门脉冲串

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使用外部门信号控制波形脉冲串波形何时活动。循环数：设置每个N循环脉冲串要输出的波形循环数目（1到50，000或无限）。 选择 无限 将输出一个连续的波形。 ? 如有必要，脉冲串周期将增加以适应指定数量的循环。

? 对于无限计数脉冲串，需要外部或手动触发源启动脉冲串。对于手动触发，首次按下 手动 产生一次触发，再次按下停止触发。

相位 ：定义波形中脉冲串开始和停止的点。可设置相位从-180°到+180°，默认值为0°。对于任意波形，0°是第一个波形点。周期 ：设置从一个N循环脉冲串开始到下一个脉冲串开始的时间。如果必须的话，脉冲串的周期将增加以允许每个脉冲串的指定数量的循环。 脉冲串周期 > 周期 × 脉冲串个数。

延迟：设置触发接收和N循环脉冲串波形开始之间的时间延迟。延迟时间大于等于0，小于脉冲串周期。 此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如图所示。

图 3-56 图形显示模式下的波形参数

2设置门控脉冲串

按 Burst ? 门控 ，设置门控脉冲串，进入下图所示界面。

图 3-57 门控脉冲串设置界面 表 3-19 门控脉冲串参数设置

功能菜单 设定 说明

N循环/门控 设置为门控脉冲串模式 极性 正/负

设置门控信号的极性 相位

设置脉冲串的起始相位

此时按 View 键切换为图形显示模式，查看波形参数，如下图所示。

图 3-58 图形显示模式下的波形参数

(十)通道设置

下面以通道1为例介绍通道的相关设置。

按 Utility ? 通道1 ，进入下图所示界面。

图 3-64 通道1的基本设置

表 3-23 输出设置菜单

功能菜单 设定 说明 负载 设置连接到 Output 连接器的负载值 高阻 设置连接到 Output 连接器的是高阻 常规

波形常规输出

反相

波形倒置输出（偏移电压不变）

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1. 设置输出的负载值

对于前面板 [Output] 连接器，信号发生器具有一个50欧姆的固定串联输出阻抗。如果实际负载阻抗与指定的值不同，则显示的幅度和偏移电平是不正确的。所提供的负载阻抗设置只是为了方便用户将显示电压与期望负载相匹配。 负载值的设置操作如下： (1) 按 Utility ? 通道1 ? 高阻/负载 ? 负载，进入下图所示界面。

图 3-66 负载值设置界面

屏幕中显示的负载参数值为上电时的默认值，或者是预先选定的负载值。在更改参数时，如果当前值对于新输出是有效的，则使用当前负载值。 (2) 输入所需的负载值。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，按下所需单位Ω 或kΩ对应的软键。

图 3-67 设置输出负载值

2. 设置反相波形

按 Utility ? 通道1 ? 正常/反相 ? 反相 ，设置波形倒置输出。

当波形倒置后，任何偏移电压都不变。在图形显示模式时，将显示一个反相的视图。注意，此时同步输出信号是不反相的。

图 3-68 常规波形

图 3-69 反相波形

（十一）耦合设置

按 Utility ? 耦合，进入下图所示界面。

图 3-70 通道耦合设置界面

表 3-24 通道耦合设置菜单

功能菜单 设定 开关 基准源 频率差 相位差

说明

耦合开 打开或关闭耦合功能。 耦合关

通道1 选择CH1或者CH2为耦合基准源。 通道2

频率差耦合：设置基准通道与另一通道频率间的关系。

相位差耦合：设置基准通道与另一通道相位间的关系。

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复制

12 21

将通道1的波形参数复制到通道2。 将通道2的波形参数复制到通道1。 耦合开时，此菜单隐藏。 保存设置，返回上层菜单。

1. 通道耦合 (1) 耦合只针对频率和相位而言，如下图所示，耦合基准源在相位或频率菜单下，显示屏中会显示一个“*”标记，表明当前通道1的相位参数有耦合。

图 3-71 通道耦合标记

(2) 每次只能耦合频率或相位，默认耦合的是当前选中的是 相位差 或 频率差 。 2. 通道复制 (1) 通道复制时仅复制参数，复制时不耦合，因此耦合打开时， 复制 菜单隐藏。 (2) 通道复制时会受到参数验证的限制。 ? 频率限制：不同波形频率上下限不一样，当两个通道波形不一样时，能复制的最高频率取频率较低的波形频率。比如5MHz的正弦波不能复制到锯齿波（频率上限为150kHz）。 ? 幅度、输出阻抗设置的限制：不同通道不同模式下，幅度上下限不一样。复制时双通道的输出阻抗设置必须一致。以通道1为例，设置方法： Utility ? 通道1 ? 负载/高阻，设置负载值或使用“高阻”，用同样方法设置通道2。 ? 通道反相的限制 ：如果其中一个通道设置为“反相”，进行通道复制的时候，即使相位参数已经复制，双通道输出波形仍存在180°的相位差。

第四章 双通道数字示波器使用

第一节 简单了解 1. 前面板

DS1000D系列为双通道输入加一个外部触发输入通道以及十六路数字输入通道的数字示波器。向用户提供简单而功能明晰的前面板，以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列5个灰色按键为菜单操作键（自上而下定义为1号至5号），可以设置当前菜单的不同选项；其它按键为功能键，可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

图 4-1 DS1000E, DS1000D系列前面板使用说明图

图 4-2 DS1000E, DS1000D系列后面板使用说明图

3. 显示界面

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图4－3 显示界面说明图（仅模拟通道打开）

图 4-4 显示界面说明图（模拟和数字通道同时打开）

请按照如下步骤接入信号：

图 4-5 探头补偿连接

① 用示波器探头将信号接入通道1（CH1）：

将探头连接器上的插槽对准CH1同轴电缆插接件（BNC）上的插口并插入，然后向右旋转以拧紧探头，完成探头与通道的连接后，将数字探头上的开关设定为10X。

② 示波器需要输入探头衰减系数。此衰减系数将改变仪器的垂直档位比例，以使得测 量结果正确反映被测信号的电平（默认的探头菜单衰减系数设定值为1X）。

设置探头衰减系数的方法如下：按 CH1 功能键显示通道1的操作菜单，应用与探头项目平行的3号菜单操作键，选择与您使用的探头同比例的衰减系数。如下图所示，此时设定的衰减系数为10X。

③ 把探头端部和接地夹接到探头补偿器的连接器上。按 AUTO （自动设置）按钮。

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几秒钟内，可见到方波显示。

④ 以同样的方法检查通道2（CH2）。按 OFF 功能按钮或再次按下 CH1 功能按 钮以关闭通道1，按 CH2 功能按钮以打开通道2，重复步骤2和步骤3。 4．波形显示的自动设置

DS1000E, DS1000D系列数字示波器具有自动设置的功能。根据输入的信号，可自动调整电压倍率、时基以及触发方式，使波形显示达到最佳状态。应用自动设置要求被测信号的频率大于或等于50Hz，占空比大于1％。使用自动设置：（1） 将被测信号连接到信号输入通道；（2） 按下 AUTO 按键。示波器将自动设置垂直、水平和触发控制。如需要，可手动调整这些控制使波形显示达到最佳。 5. 初步了解垂直系统

如下图所示，在垂直控制区（VERTICAL）有一系列的按键、旋钮（其中，仅DS1000D系列有LA按键）。下面的练习逐步引导您熟悉垂直设置的使用。

图4-8 垂直控制区

（1）使用垂直旋钮控制信号的垂直显示位置。当转动垂直旋钮，指示通道地（GROUND）的标识跟随波形而上下移动。 测量技巧：

如果通道耦合方式为DC，您可以通过观察波形与信号地之间的差距来快速测量信号的直流分量。

如果耦合方式为AC，信号里面的直流分量被滤除。这种方式方便您用更高的灵敏度显示信号的交流分量。 旋动垂直旋钮不但可以改变通道的垂直显示位置，更可以通过按下该旋钮作为设置通道垂直显示位置恢复到零点的快捷键。

（2）改变垂直设置，并观察因此导致的状态信息变化。

您可以通过波形窗口下方的状态栏显示的信息，确定任何垂直档位的变化。转动垂直旋钮改变“Volt/div（伏/格）”垂直档位，可以发现状态栏对应通道的档位显示发生了相应的变化。 按 CH1 、 CH2 、 MATH 、 REF 、 LA （仅DS1000D系列），屏幕显示对应通道的操作菜单、标志、波形和档位状态信息。按 OFF 键关闭当前选择的通道。 Coarse/Fine（粗调/微调）快捷键：可通过按下垂直旋钮作为设置输入通道的粗调/微调状态的快捷键，调节该旋钮即可粗调/微调垂直档位。 6 初步了解水平系统

如下图所示，在水平控制区（HORIZONTAL）有一个按键、两个旋钮。下面的练习逐渐引导您熟悉水平时基的设置。

图4-9 水平控制区

（1）使用水平旋钮改变水平档位设置，并观察因此导致的状态信息变化。 转动水平旋钮改变“s/div（秒/格）”水平档位，可以发现状态栏对应通道的档位显示发生了相应的变化。水平扫描速度从2ns* 至50s，以1－2－5的形式步进。 Delayed（延迟扫描）快捷键

水平旋钮不但可以通过转动调整“s/div（秒/格）”，更可以按下此按钮切换到延迟扫描状态。 *注：示波器型号不同，其水平扫描速度也有差别。 （2）使用水平旋钮调整信号在波形窗口的水平位置。 当转动水平旋钮调节触发位移时，可以观察到波形随旋钮而水平移动。 触发点位移恢复到水平零点快捷键

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水平旋钮不但可以通过转动调整信号在波形窗口的水平位置，更可以按下该键使触发位移（或延迟扫描位移）恢复到水平零点处。

（3）按 MENU 按键，显示TIME菜单。

在此菜单下，可以开启/关闭延迟扫描或切换Y－T、X－Y和ROLL模式，还可以将水平触发位移复位。 触发位移：指实际触发点相对于存储器中点的位置。转动水平旋钮，可水平移动触发点。 7 初步了解触发系统

如下图所示，在触发控制区（TRIGGER）有一个旋钮、三个按键。下面的练习逐渐引导您熟悉触发系统的设置。

图 4-10 触发控制区

（1）使用旋钮改变触发电平设置。 转动旋钮，可以发现屏幕上出现一条桔红色的触发线以及触发标志，随旋钮转动而上下移动。停止转动旋钮，此触发线和触发标志会在约5秒后消失。在移动触发线的同时，可以观察到在屏幕上触发电平的数值发生了变化。 旋动垂直旋钮不但可以改变触发电平值，更可以通过按下该旋钮作为设置触发电平恢复到零点的快捷键。

（2）使用 MENU 调出触发操作菜单（见下图），改变触发的设置，观察由此造成的状态变化。

注：改变前三项的设置会导致屏幕右上角状态栏的变化。

3． 按 50% 按键，设定触发电平在触发信号幅值的垂直中点。

4． 按 FORCE 按键：强制产生一个触发信号，主要应用于触发方式中的“普通”和“单次”模式。

第二节 高级操作指南

本章将围绕以下几个方面为您介绍：

?

一 设置垂直系统 （一）通道设置

DS1000E, DS1000D系列提供双通道输入。每个通道都有独立的垂直菜单。按 CH1 或 CH2 功能键，

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系统将显示CH1或CH2通道的操作菜单，说明见下表（以CH1为例）。

1． 设置通道耦合，以CH1通道为例，被测信号是一含有直流偏置的正弦信号。

按 CH1 ? 耦合 ? 交流 ，设置交流耦合，被测信号含有的直流分量被阻隔，波形显示如下图所示。

图 4-11 交流耦合设置

按 CH1 ? 耦合 ? 直流 ，设置直流耦合，被测信号含有的直流分量和交流分量都可以通过，波形显示如下图所示。

图 4-12 直流耦合设置

按 CH1 ? 耦合 ? 接地 ，设置为接地方式，信号含有的直流分量和交流分量都被阻隔，波形显示如下图所示。

图 4-13 接地耦合设置

2．设置通道带宽限制

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以CH1通道为例，被测信号是一含有高频振荡的脉冲信号。按 CH1 ? 带宽限制 ? 关闭 ，设置带宽限制为关闭状态，被测信号含有的高频分量可以通过，波形显示如下图所示。

按 CH1 ? 带宽限制 ? 打开 ，设置带宽限制为打开状态，被测信号含有的大于20MHz的高频分量被阻隔，波形显示如下图所示。

3． 调节探头比例

为了配合探头的衰减系数，需要在通道操作菜单中调整相应的探头衰减比例系数。如探头衰减系数为10:1，示波器输入通道的比例也应设置成10X ，以避免显示的档位信息和测量的数据发生错误。下图所示为应用1000:1探头时的设置及垂直档位的显示。

图 4-16 设置探头衰减系数

4. 数字滤波设置

DS1000E, DS1000D系列提供4种实用的数字滤波器（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器）。通过设定带宽范围，能够滤除信号中特定的波段频率，从而达到很好的滤波效果。按 CH1 ? 数字滤波 ，系统将显示FILTER数字滤波功能菜单，旋动多功能旋钮（）选择数字滤波类型和频率上限、下限值，设置合适的带宽范围，如下图所示。

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图 4-17 关闭数字滤波

图 4-18 打开数字滤波

5. 档位调节设置

垂直档位调节分为粗调和微调两种模式。垂直灵敏度的范围是2mV/div至10V/div（探头比例设置为1X）。

粗调是以1－2－5步进序列调整垂直档位，即以2mV/div、5mV/div、10mV/div、20mV/div……10V/div方式步进。微调是指在粗调设置范围之内以更小的增量进一步调整垂直档位。如果输入的波形幅度在当前档位略大于满刻度，而应用下一档位波形显示幅度稍低，可以应用微调改善波形显示幅度，以利于观察信号细节。操作技巧：切换粗调/微调不但可以通过此菜单操作，更可以通过按下垂直旋钮作为设置输入通道的粗调/微调状态的快捷键。 6．波形反相的设置

波形反相设置，可将信号相对地电位翻转180度后再显示。

（二）数学运算

数学运算（MATH）功能可显示CH1、CH2通道波形相加、相减、相乘以及FFT运算的结果。数学运算

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的结果可通过栅格或游标进行测量。

按 MATH 功能键，系统将进入数学运算界面，如下图所示。

图 4-21 数学运算界面

1. FFT频谱分析

使用FFT（快速傅立叶变换）数学运算可将Y—T方式下的时域信号转换成频域信号，其中，水平轴代表频率，垂直轴代表dBVrms 或Vrms。使用FFT函数可以发现串扰问题和由于放大器非线性造成的模拟波形失真问题，也可用于调节模拟滤波器。 该运算可观察的信号类型有如下几种： ? 测量系统中谐波含量和失真 ? 表现直流电源中的噪声特性 ? 分析振动

按 MATH ? 操作 ? FFT ，进入下面所示菜单。

FFT操作技巧

具有直流成分或偏差的信号会导致FFT波形成分的错误或偏差。为减少直流成分可以选择交流耦合方式。为减少重复或单次脉冲事件的随机噪声以及混叠频率成分，可设置示波器的获取模式为平均获取方式。如果在一个大的动态范围内显示FFT波形，建议使用dBVrms垂直刻度。dB刻度应用对数方式显示垂直幅度大小。

2. 选择FFT窗口

在假设Y—T波形是不断重复的条件下，示波器对有限长度的时间记录并进行FFT变换。这样当周期为整数时，Y—T波形在开始和结束处波形的幅值相同，波形就不会产生中断。但是，如果Y—T波形的周期为非整数时，就会引起波形开始和结束处的波形幅值不同，从而使连接处产生高频瞬态中断。在频域中，这种效应称为泄漏。因此为避免泄漏的产生，需要在原波形上乘以一个窗函数，强制开始和结束处的值为0。 FFT分辨率：定义为采样率与运算点的商。在运算点数固定时，采样率越低FFT 分辨率就越好。

奈奎斯特频率：对最高频率量为F的波形，必须使用至少2F的采样率才能重建原波形。它也被称为奈奎斯特判则，这里F是奈奎斯特频率，而2F是奈奎斯特率。

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（三）REF功能

在实际测试过程中，用DS1000E, DS1000D系列数字示波器测量观察有关组件的波形，可以把波形和参考波形样板进行比较，从而判断故障原因。此法在具有详尽电路工作点参考波形条件下尤为适用。 按 REF 功能键，系统将显示REF功能的操作菜单，说明见下表。

1. 导入/导出操作

按 REF ? 导入/导出 ，进入下面所示菜单。

2. 导出操作

按 REF ? 导入/导出 ? 导出 ，进入下面所示菜单。

3. 保存

按 REF ? 保存 ，进入下面所示菜单。

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4.新建文件（或新建目录）操作

按 REF ? 保存 ? 新建文件 （或 新建目录 ），进入下面所示菜单。

5. 导入文件操作

按 REF ? 导入 ，进入下面所示菜单。

6. 参考波形显示

操作说明 1． 按下 REF 菜单按钮，显示参考波形菜单。 2． 按1号菜单操作键选择参考波形的 CH1 、 CH2 、 MATH 、 FFT 或 LA （仅DS1000D系列）通道。 3． 旋转垂直和垂直旋钮调整参考波形的垂直位置和档位至适合的位置。 4． 按2号菜单操作键选择波形参考的存储位置。

5． 按3号菜单操作键保存当前屏幕波形到内部或外部存储区作为波形参考。 注意：参考波形不适用于X—Y方式存储。 （四）选择和关闭通道

DS1000E, DS1000D系列的CH1、CH2以及LA（仅DS1000D系列）为信号输入通道。此外，对于数学运算

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（MATH）和（REF）的显示和操作也是按通道等同处理。即在处理MATH和REF时，也可以理解为是在处理相对独立的通道。

欲打开或选择某一通道时，只需按下相应的通道按键，按键灯亮说明该通道已被激活。若希望关闭某个通道，再次按下相应的通道按键或按下 OFF 即可，按键灯灭即说明该通道已被关闭。

各通道的显示状态会在屏幕的左下角标记出来，可快速判断出各通道的当前状态，说明见下表。

（五）垂直位移和垂直档位旋钮的应用

1. 垂直旋钮可调整所有通道（包括数学运算，REF和LA）波形的垂直位置（DS1000E和DS1000D系列均适用）。按下该旋钮，可使选中通道的位移立即回归零（DS1000E和DS1000D系列均适用，但不包括数字通道）。 2. 垂直旋钮调整所有通道（包括数学运算和REF，不包括LA）波形的垂直分辨率。粗调是以1－2－5方式确定垂直档位灵敏度的。顺时针增大，逆时针减小垂直灵敏度。微调是在当前档位范围内进一步调节波形显示幅度。顺时针增大，逆时针减小显示幅度。粗调、微调可通过按垂直旋钮切换。 3. 需要调整的通道（包括数学运算，LA和REF）只有处于选中的状态（见上节所述），垂直和垂直旋钮才能调节该通道。REF（参考波形）的垂直档位调整对应其存储位置的波形设置。 4. 调整通道波形的垂直位置时，屏幕左下角将会显示垂直位置信息。例如： POS: 32.4mV ，显示的文字颜色与通道波形的颜色相同，以“V”（伏）为单位。 二 设置水平系统

水平系统设置可改变仪器的水平刻度、主时基或延迟扫描（Delayed）时基；调整触发在内存中的水平位置及通道波形（包括数学运算）的水平位置；也可显示仪器的采样率。

按水平系统的 MENU 功能键，系统将显示水平系统的操作菜单，说明见下表。

在水平系统设置过程中，各参数的当前状态在屏幕中会被标记出来，方便用户观察和判断，如下图所示。

标志说明：

① 表示当前的波形视窗在内存中的位置。② 表示触发点在内存中的位置。③ 表示触发点在当前波形视窗中的位置。④ 水平时基（主时基）显示，即“秒/格”（s/div）。⑤ 触发位置相对于视窗中点的水平距离。 名词解释 ：Y－T 方式：此方式下Y轴表示电压量，X轴表示时间量。X－Y 方式：此方式下X轴表示通道1电压量，Y轴表示通道2电压量。滚动方式：当仪器进入滚动模式，波形自右向左滚动刷新显示。在滚动

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模式中，波形水平位移和触发控制不起作用。一旦设置滚动模式，时基控制设定必须在500ms/div或更慢时基下工作。慢扫描模式：当水平时基控制设定在50 ms/div或更慢，仪器进入慢扫描采样方式。在此方式下，示波器先采集触发点左侧的数据，然后等待触发，在触发发生后继续完成触发点右侧波形。应用慢扫描模式观察低频信号时，建议将通道耦合设置为 直流耦合。秒/格（s/div）：水平刻度（时基）单位。如波形采样被停止（使用 RUN/STOP 键），时基控制可扩张或压缩波形。 （一）延迟扫描

延迟扫描用来放大一段波形，以便查看图像细节。延迟扫描时基设定不能慢于主时基的设定。按水平系统的 MENU ? 延迟扫描 ，如下图所示。

延迟扫描操作进行时，屏幕将分为上下两个显示区域，其中：上半部分显示的是原波形。未被半透明蓝色覆盖的区域是期望被水平扩展的波形部分。此区域可以通过转动水平旋钮左右移动，或转动水平旋钮扩大和减小选择区域。下半部分是选定的原波形区域经过水平扩展后的波形。值得注意的是，延迟时基相对于主时基提高了分辨率（如上图所示）。由于整个下半部分显示的波形对应于上半部分选定的区域，因此转动水平旋钮减小选择区域可以提高延迟时基，即可提高波形的水平扩展倍数。

操作技巧：进入延迟扫描不但可以通过水平区域的 MENU 菜单操作，也可以直接按下此区域的水平旋钮作为延迟扫描快捷键，切换到延迟扫描状态。 （二）X－Y方式

此方式只适用于通道1和通道2同时被选择的情况下。选择X－Y显示方式以后，水平轴上显示通道1电压，垂直轴上显示通道2电压。

按水平系统的 MENU ? 时基 ? X—Y，如下图所示。

2-40 X－Y显示方式

注意：示波器在正常Y－T方式下可应用任意采样速率捕获波形。在X－Y方式下同样 可以调整采样率和通道的垂直档位。X－Y方式缺省的采样率是100MSa/s。一般情况 下，将采样率适当降低，可以得到较好显示效果的李沙育图形。

以下功能在X—Y显示方式中不起作用。

? LA功能（仅DS1000D系列）? 自动测量模式 ? 光标测量模式? 参考或数学运算波形? 延迟扫描（Delayed）? 矢量显示类型 ? 水平旋钮 ? 触发控制 （三）水平控制旋钮的应用

使用水平控制钮可改变水平刻度（时基）、触发在内存中的水平位置（触发位移）。屏幕水平方向上的中点是波形的时间参考点。改变水平刻度会导致波形相对屏幕中心扩张或收缩。水平位置改变波形相对于触发点的位置。 1. 水平：调整通道波形（包括数学运算）的水平位置。按此旋钮使触发位置立即回到屏幕中心。 2. 水平：

调整主时基或延迟扫描（Delayed）时基，即秒/格（s/div）。当延迟扫描被打开时，将通过改变水平

旋钮改变延迟扫描时基而改变窗口宽度。详情请参看延迟扫描（Delayed）的介绍。

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三 设置触发系统

触发决定了示波器何时开始采集数据和显示波形。示波器在开始采集数据时，先收集足够的数据用来在触发点的左方画出波形，在等待触发条件发生的同时连续地采集数据，当检测到触发后，示波器连续地采集足够的数据以在触发点的右方画出波形。触发控制区包含如下四个按键。

LEVEL：触发电平设定触发点对应的信号电压，按下此旋钮使触发电平立即回零； 50% ：将触发电平设定在触发信号幅值的垂直中点；

FORCE ：强制产生一触发信号，主要应用于触发方式中的“普通”和“单次”模式；

MENU ：触发设置菜单按键。按 MENU 功能键，系统将进入触发系统设置界面，如下图所示。

图 2-41 触发系统设置界面

四 设置采样系统

如下图所示，在MENU控制区中， Acquire 为采样系统的功能按键

使用 Acquire 按键，弹出下图所示采样设置菜单。通过菜单控制按钮可调整波形采样方式。

功能菜单 设定 平均次数 2 ~256 存储深度 长存储/普通 说明 在2 ~256范围内以2的N次幂步进设置平均采样次数 设置存储深度为512kpts或1Mpts /设置存储深度为8kpts或16kpts 选择Sinx/x插值方式 /选择线性插值方式 获取方式 普通/平均/峰值检测 打开普通采样方式/设置平均采样方式/打开峰值检测方式 采样方式 实时采样/等效采样 设置采样方式为实时采样/ 设置采样方式为等效采样

打开/关闭 Sinx/x 选取不同的获取方式和采样方式，可得到不同的波形显示效果： ? 期望减少所显示信号中的随机噪声，请选用平均采样方式； ? 期望观察信号的包络，避免混淆，请选用峰值检测方式； ? 观察单次信号请选用实时采样方式；

? 观察高频周期性信号请选用等效采样方式。

通过改变获取方式的设置，观察因此造成的波形显示变化，如下图所示。

图 2-69 选用普通采样方式，信号包含噪声 图 2-70 选用平均采样方式，去除噪声

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图 2-71选用普通方式 图 2-72 选用峰值检测方式，显示信号包络 名词解释

实时采样：在一次触发事件里即可获得所有的波形采样，适于捕获重复信号、非重复信号和单次信号。实时采样率最高可达1GSa/s。在50ns或更快的设置下，示波器将自动进行插值算法（在采样点之间插入光点）。 等效采样：即重复采样方式，有利于细致观察重复的周期性信号。使用等效采样方式可得到比实时采样高得多的40ps的水平分辨率，其等效采样率可达25GSa/s。

普通获取方式：示波器按相等的时间间隔对信号采样以重建波形。

平均获取方式：在实时采样或等效采样方式下采样数值后，将多次采样的波形平均计算。应用平均值获取方式可减少所显示信号中的随机或无关噪音。

峰值检测方式：通过采集采样间隔信号的最大值和最小值，获取信号的包络或可能丢失的窄脉冲。应用峰值检测方式可以避免信号的混淆，但显示的噪声比较大。 五 设置显示系统

如下图所示，在MENU控制区中， Display 为显示系统的功能按键。

图 2-73 显示功能按键

使用 Display 按键，弹出下图所示显示系统设置菜单。通过菜单控制按键可调整波形显示方式。

要点说明：

1. 显示类型：显示类型包含“矢量”和“点”显示。矢量显示模式下，示波器将采用线性或sin(x)/x数字内插方式连接采样点。其中，sin(x)/x内插方式适用实时采样方式，并且在50ns或更快时基下有效。

2. 刷新率：刷新率是数字示波器的一项重要指标，它是指示波器每秒钟刷新屏幕波形的次数。刷新率的快慢将影响示波器快速观察信号动态变化的能力。

六 设置辅助系统

使用 Utility 按键弹出辅助系统功能设置菜单。

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七 自动测量

按 Measure 自动测量功能键，系统将显示自动测量操作菜单。

系列示波器提供22种自动测量的波形参数，包括10种电压参数和12种时间参数：峰峰值、最大值、最小值、顶端值、底端值、幅值、平均值、均方根值、过冲、预冲、频率、周期、上升时间、下降时间、正占空比、负占空比、延迟 1 ? 2、延迟1 ? 2、相位 1 ? 2、相位1 ? 2、正脉宽和负脉宽。

（一）10种电压测量参数

（二）10种时间测量参数

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操作说明：

①．选择被测信号通道：

根据信号输入通道不同，选择CH1或CH2。

按钮操作顺序为： Measure ? 信源选择 ? CH1 或 CH2 。 ②．获得全部测量数值： 如下图菜单所示，按5号菜单操作键，设置“全部测量”项状态为 打开 。18种测量参数（不包括“延迟1 ? 2”和“延迟1 ? 2”参数）值显示于屏幕下方。 ③．选择参数测量：

按2号或3号菜单操作键选则测量类型，查找感兴趣的参数所在的分页。按钮操作顺序为： Measure ? 电压测量 、 时间测量 ? 最大值 、 最小值 …… ④．获得测量数值： 应用2、3、4、5号菜单操作键选择参数类型，并在屏幕下方直接读取显示的数据。若显示的数据为“*****”，表明在当前的设置下，此参数不可测。 ⑤．清除测量数值：

如下图菜单所示，按4号菜单操作键选择 清除测量 。此时，所有屏幕下端的自动测量参数（不包括“全部测量”参数）从屏幕消失。 （三）电压参数的自动测量

图 2-131 电压参数示意图

峰峰值（Vpp）：波形最高点至最低点的电压值。

最大值（Vmax）：波形最高点至GND（地）的电压值。 最小值（Vmin）：波形最低点至GND（地）的电压值。 幅值（Vamp）：波形顶端至底端的电压值。

顶端值（Vtop）：波形平顶至GND（地）的电压值。 底端值（Vbase）：波形平底至GND（地）的电压值。

过冲（Overshoot）：波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲（Preshoot）：波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值（Average）：单位时间内信号的平均幅值。

均方根值（Vrms）：即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量，对 应于产生等值能量的直流电压，即均方根值。 （四）时间参数的自动测量

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图 2-132时间参数示意图

上升时间（RiseTime）：波形幅度从10%上升至90%所经历的时间。 下降时间（FallTime）：波形幅度从90%下降至10%所经历的时间。 正脉宽（+Width）：正脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。 负脉宽（-Width）：负脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。 延迟1?2（Delay1?2）：通道1、2相对于上升沿的延时。 延迟1?2（Delay1?2）：通道1、2相对于下降沿的延时。 相位1?2（Delay1?2）：通道1、2相对于上升沿的相位差。 相位1?2（Delay1?2）：通道1、2相对于下降沿的相位差。 正占空比（+Duty）：正脉宽与周期的比值。 负占空比（-Duty）：负脉宽与周期的比值。 八 光标测量

在MENU控制区中， Cursor 为光标测量功能按键。光标模式允许用户通过移动光标进行测量，使用前请首先将信号源设定成您所要测量的波形。光标测量分为3种模式：

1. 手动模式：出现水平调整或垂直调整的光标线。通过旋动多功能旋钮（）手动调整光标的位置，示波器同时显示光标点对应的测量值。

按 Cursor ? 光标模式 ? 手动，进入下面所示菜单。

选择X光标类型时，屏幕上将出现一对垂直光标CurA和CurB，可测量对应波形处的 时间值及二者之间的时间差值。通过旋动多功能旋钮（）改变光标的位置，将获得 相应波形处的时间值及差值，如下图所示。

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图 2-135 手动模式光标测量

选择Y光标类型时，屏幕上将出现一对水平光标CurA和CurB，可测量对应波形处的电压值及二者之间的电压差值。通过旋动多功能旋钮（）改变光标的位置，将获得相应波形处的电压值及差值。 操作步骤如下：

①．选择手动测量模式：按键操作顺序为：Cursor ? 光标模式 ? 手动。

②．选择被测信号通道：根据被测信号的输入通道不同，选择CH1或CH2。按键操作顺序为：信源选择 ? CH1 、 CH2 、 FFT 或 LA。

③．选择光标类型：根据需要测量的参数分别选择X或Y光标。按键操作顺序为：光标类型 ? X 或 Y。 ④．移动光标以调整光标间的增量：（见下表）

⑤．获得测量数值：

光标1位置（时间以触发偏移位置为基准，电压以通道接地点为基准） 光标2位置（时间以触发偏移位置为基准，电压以通道接地点为基准） 光标1、2的水平间距（△X）：即光标间的时间值。 光标1、2水平间距的倒数（1/△X）。

光标1、2的垂直间距（△Y）：即光标间的电压值。

2. 追踪模式：水平与垂直光标交叉构成十字光标。十字光标自动定位在波形上，通过旋动多功能旋钮（）可以调整十字光标在波形上的水平位置。示波器同时显示光标点的坐标。 按 Cursor ? 光标模式 ? 追踪，进入下面所示菜单。

光标追踪测量模式是在被测波形上显示十字光标，通过移动光标的水平位置，光标自动在波形上定位，并显示当前定位点的水平、垂直坐标和两光标间水平、垂直的增量。其中，水平坐标以时间值显示，垂直坐标以电压值显示，如下图所示。

图 2-137 追踪模式光标测量

操作步骤如下：

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①．选择光标追踪测量模式：按键操作顺序为： Cursor ? 光标模式 ? 追踪 。

②．选择光标A、B的信源：根据被测信号的输入通道不同，选择 CH1或 CH2 。若不希望显示此光标，则选择 无光标 。

按键操作顺序为： 光标A 或 光标B ? CH1 、 CH2 或 无光标 。 ③．移动光标在波形上的水平位置：（见下表）

④．获得测量数值：

光标1位置（时间以触发偏移位置为基准，电压以通道接地点为基准） 光标2位置（时间以触发偏移位置为基准，电压以通道接地点为基准） 光标1、2的水平间距（△X）：即光标间的时间值。（以“秒”为单位） 光标1、2水平间距的倒数（1/△X）。（以“赫兹”为单位）

光标1、2的垂直间距（△Y）：即光标间的电压值。（以“伏”为单位）

3. 自动测量模式：通过此设定，在自动测量模式下，系统会显示对应的电压或时间光标，以揭示测量的物理意义。系统根据信号的变化，自动调整光标位置，并计算相应的参数值。此种方式在未选择任何自动测量参数时无效。

使用自动测量模式时，您首先要通过 Measure 菜单选定需要测量的参数。选定后，屏幕上将显示与该测量参数对应的光标，否则，没有光标显示。

图 2-139 频率自动测量光标示意图

九 使用执行按键

执行按键包括 AUTO （自动设置）和 RUN/STOP （运行/停止）

AUTO（自动设置）：自动设定仪器各项控制值，以产生适宜观察的波形显示。按 AUTO （自动设置）键，快速设置和测量信号。按 AUTO 后，菜单显示如下：

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自动设定功能项目

RUN/STOP（运行/停止）：运行和停止波形采样。

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