数字频率特性测试仪的外观和特点是什么？

数字频率特性测试仪的种类多样，键钮分布也都有所不同。但其基本结构和键钮的功能基本相似。下面以典型的数字频率特性测试仪（SUINGSA1140D型）为例，介绍其结构特点。

图14-3所示为SUING（数英）SA1140D型数字频率特性测试仪的外部结构。

图14-3 SUING（数英）SA1140D型数字频率特性测试仪的外部结构

可以看到，在数字频率特性测试仪前面板的左侧为显示屏，主要用以显示测量结果以及工作状态。

在显示屏的下方是电源开关，用于实现数字频率特性测试仪的开机/关机控制。

在显示屏的右侧是数字频率特性测试仪的操控面板，数字频率特性测试仪测量时的参数设置以及测量模式的调整选择，都是由操控面板上的键钮来实现的。

数字频率特性测试仪的测试线连接端口位于操控面板的下方，用以连接数字频率特性测试仪测试线，而位于数字频率特性测试仪背部的连接端口，则主要是为计算机等控制设备提供的外围设备连接端口。

在外围设备连接端口的右侧是数字频率特性测试仪的电源供电接口，电源供电线一端的连接插头接在供电接口上，另一端与市电相连，为数字频率特性测试仪供电，确保数字频率特性测试仪的正常工作条件。

此外，在外围设备连接端口和电源供电接口之间是数字频率特性测试仪的散热口，散热口的内部是散热风扇，为数字频率特性测试仪工作提供良好的散热，确保其正常工作。

1.显示屏

数字频率特性测试仪的显示屏是重要是人机交互界面，可以显示测量结果和当前设备的工作状态；用户在测量前或测量过程中，参数设置、测量模式或设定调整等操作也是依据显示屏实现的。数字频率特性测试仪的显示屏及显示信息如图14-4所示。

图14-4 数字频率特性测试仪的显示屏及显示信息

根据显示功能，我们大体可以将显示屏划分为五个显示功能区。

（1）主显示区

主显示区主要用于显示数字频率特性测试仪的测量结果。数字频率特性测试仪所测量的波形曲线会显示在这个区域。

（2）菜单显示区

菜单显示区位于主显示区的右侧。数字频率特性测试仪在测量前的参数及模式设定主要由该显示区和操控面板配合完成，菜单显示区会根据操作面板相应按键的功能对应显示菜单选项，供用户设定、调整。同时，在测量时，相关参数设定信息也会在菜单显示区体现。

（3）光标值显示区

光标值显示区位于整个显示屏最上方，用于显示光标位置的频率、增益、相位值。若数字频率特性测试仪光标功能未打开，则该区域不显示任何信息。

（4）频率增益值显示区

频率增益值显示区位于主显示区的下方，配合主显示区显示当前测量结果的参数信息，例如，始点频率、终点频率、每格增益值、每格相位值等。

（5）状态显示区

状态显示区位于频率增益值显示区的右方，菜单显示区的下方，用以显示当前数字频率特性测试仪的工作状态，如“调节旋钮（手轮）的状态”“鉴频功能状态”“存储调出状态”“校准状态”“扫描状态”“S参数测试功能状态”等。

2.操控面板

数字频率特性测试仪的操控面板主要完成测量指令的输入以及测量中的调整、设定等。根据功能的不同，操控面板可以划分成三个区域，如图14-5所示。

可以看到，位于最左侧的五个按键是菜单功能选择设置按键区，用以对显示屏中菜单显示区的菜单选项进行选择、设定。

位于操控面板最上方的是功能按键区。功能按键区的按键主要完成对数字频率特性测试仪工作状态和测量模式参数的选择、设置。

在功能按键区的下方是参数设置调整区。参数设置调整区配合功能按键使用，用以参数的输入和调整。

图14-5 数字频率特性测试仪的操控面板

图14-6 菜单功能选择设置键

（1）菜单功能选择设置按键区

菜单功能选择设置按键区的五个按键是菜单功能选择设置键，如图14-6所示，这五个按键从上到下依次为F1键、F2键、F3键、F4键、F5键，这五个按键与显示屏菜单显示区中的菜单选项相对应。

当需要对菜单显示区中的某一个菜单选项进行调整或修改设置时，就需要按下该菜单选项所对应的菜单功能选择设置键。一旦相对应的菜单功能选择设置键被按下，其对应的菜单选项中的数值便会呈反亮的绿色显示状态，用户便可通过操控面板中的调控键钮进行设置或调整。如图14-7所示，F1～F5键分别对应菜单显示区中的五个菜单选项。

图14-7 菜单功能选择设置键与五个菜单选项的对应关系

按F1键，“始点”菜单选项下的参数值便会反亮显示状态（绿色），用户便可对频率的始点数值进行设定或调整。

按F2键，“终点”菜单选项下的参数值便会反亮显示状态（绿色），用户便可对频率的终点数值进行设定或调整。

按F3键，“中心”菜单选项下的参数值便会反亮显示状态（绿色），用户便可对频率的中心数值进行设定或调整。

按F4键，“带宽”菜单选项下的参数值便会反亮显示状态（绿色），用户便可对频率的带宽值进行设定或调整。

按F5键，“频段选择”菜单选项下的参数值便会反亮显示状态（绿色），用户便可对频段进行低频和高频切换选择。

（2）功能按键区

操控面板的功能按键区位于操作面板的上方，如图14-8所示。它由“频率”功能按键、“增益”功能按键、“光标”功能按键、“刻度”功能按键、“扫描”功能按键、“校准”功能按键、“程控”功能按键、“显示”功能按键、“系统”功能按键、“存储”功能按键和“复位”功能按键组成。

1）“频率”功能按键。“频率”功能按键用于设置数字频率特性测试仪的频率参数。按下“频率”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有五个菜单选项，依次为“始点”、“终点”、“中心”、“带宽”、“频段选择”，如图14-9所示。

图14-8 功能按键区

图14-9 “频率”功能按键下的菜单选项

①“始点”菜单选项默认值为100kHz，该数值为仪器当前扫描的始点频率值（F_s）。通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F1，可使其进入设置和调整状态。

②“终点”菜单选项默认值为30kHz，该数值为仪器当前扫描的终点频率值（F_e）。通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F2，可使其进入设置和调整状态。

③“中心”菜单选项默认值为15.05kHz，该数值为仪器当前扫描的中心频率值（F_c）。通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F3，可使其进入设置和调整状态。

④“带宽”菜单选项默认值为29.9kHz，该数值为仪器当前扫描的扫频带宽值（F_b）。通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F4，可使其进入设置和调整状态。

⑤“频段选择”菜单选项默认值为高频段，用于显示仪器当前扫描的频率范围。通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F5，可使其进入设置和调整状态。

当使用仪器时，改变上述其中某一频率值时，仪器自动计算其他频率值并相应改变。例如，将始点频率改为1MHz，仪器自动将中频频率改为15.5MHz，带宽值改为29MHz。计算公式为

终点值（F_e）=中心值（F_c）+带宽值（F_b）/2，始点值（F_s）=中心值（F_c）-带宽值（F_b）/2。

【注意】

反亮显示：菜单在正常显示时为白色字，这种状态不能修改或调整，若想对启动的参数进行设置或调整，需按相应选项对应的菜单功能选择设置键，使其显示状态变为绿字反亮显示，方可进行设置或调整。

2）“增益”功能按键。“增益”功能按键用于设置数字频率特性测试仪的增益参数。按下“增益”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有三个菜单选项，依次为“输出增益”、“输入增益”、“输入阻抗”，如图14-10所示。

图14-10 “增益”功能按键下的菜单选项

①“输出增益”菜单选项的默认值为0dB，调节范围为0～-80dB，调节步进值为1dB。通过对应的菜单功能选择设置键F1，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

②“输入增益”菜单选项的默认值为0dB，调节范围为10～-30dB，调节步进值为10dB。通过对应的菜单功能选择设置键F2，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

③“输入阻抗”菜单选项的默认值为50Ω，可选择50Ω和500kΩ两者之一。通过对应的菜单功能选择设置键F3，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

3）“光标”功能按键。“光标”功能按键用于设置数字频率特性测试仪的光标状态、光标移动，并借此来准确测量特性曲线的频率、增益值、相位值。按下“光标”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有5个菜单选项，依次为“光标常态”、“光标差值”、“光标选择12 345”、“光标1开/关”、“更多”，如图14-11所示。

图14-11 “光标”功能按键下的菜单选项

①“光标常态”菜单选项用于显示光标值显示区显示的频率、增益、相位，值为绝对值。通过对应的菜单功能选择设置键F1，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

②“光标差值”菜单选项用于显示光标值显示区显示的频率、增益、相位，值为相对值，此时光标值显示区的显示值为两光标的频率和增益值、相位值之差。光标值显示区会有一个小三角，表示当前为差值状态。转动调整旋钮，主显示区出现一可移动光标，频率值显示区显示移动光标与原位置光标的频率、增益值、相位值之差。

通过对应的菜单功能选择设置键F2，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

【注意】

“光标常态”和“光标差值”功能只适用于第一个光标和第二个光标。当设置常态功能时，仪器会强制打开第一个光标，关闭第二个光标，当设置差值功能时，仪器会强制打开这两个光标，并且把第一个光标设置为活动光标。

③“光标选择12345”菜单选项用于显示当前活动的光标，仪器有五个光标可以显示，但是在光标值显示区只显示当前活动光标的值。五个光标用不同的颜色显示，光标号下面的一横线表示该光标处于活动状态。

通过对应的菜单功能选择设置键F3，可使该菜单选项的数值进入设置和调整状态。

【注意】

只有活动的光标才可以设置和移动，活动的光标有两种状态：打开状态和关闭状态。处于关闭状态并不影响光标处于活动状态。

④“光标1开/关”菜单选项中，第一个光标默认为“开”，其余默认为“关”。通过对应的菜单功能选择设置键F4，可使该菜单选项进入设置和调整状态。

⑤“更多”菜单选项中包含更多的菜单选项，按下对应的右侧菜单功能选择设置键后，翻至下一页，显示“光标最大值”、“光标最小值”、“光标自动居中”、“形状三角直线”等选项。

4）“刻度”功能按键。“刻度”功能按键用于设置数字频率特性测试仪显示屏主显示区y轴的刻度和显示状态。按下“刻度”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有五个菜单选项，依次为“增益类型（线性/对数）”“增益基准”“增益”“相位基准”“相位”，如图14-12所示。

图14-12 “刻度”功能按键下的菜单选项

①“增益线性/对数”菜单选项的默认选项为“对数”，用于设置显示区y轴增益的状态，可通过右侧对应的菜单功能选择设置键F1，切换该菜单选项的设定值状态。

当“线性”反亮显示时，y轴显示状态为线性，此时增益的零位在显示区的最下端；当“对数”反亮显示时，y轴显示状态为对数，此时增益的零位在显示区的最上端。

②“增益基准”菜单选项用于显示幅频特性曲线的零位在y轴上的位置。可通过右侧对应的菜单功能选择设置键F2，切换该菜单选项的设定值状态。

当y轴增益设置为对数时默认为0dB，调节范围为-60～60dB；当y轴增益设置为线性时默认为0dB，调节范围为0dB～-100dB。

改变增益基准值，幅频特性曲线会在y轴方向上移动，但不会影响被测网络的幅频特性。显示区左侧的红色三角标记指示当前的增益基准零位。

【注意】

当需要幅频特性曲线在显示区中向下移动时，应输入正的增益基准值，反之输入负的增益基准值；当y轴设置为线性时，没有正的增益基准值。

③“增益”菜单选项用于设置主显示区的每格增益值。当y轴设置为对数时，默认为10dB/div，调节范围为0.1～10dB/div；当y轴设置为线性时，默认为1.0dB/div，调节范围为0.1～100dB/div。

改变每格增益值，幅频特性曲线会在y轴方向上压缩伸展，但不会影响被测网络的幅频特性。

④“相位基准”菜单选项用于设置相频特性曲线的零位在y轴上的位置，默认为0°，调整范围为-180°～+180°。默认的相位零位在显示区的中间，当相位基准设置值改变时，相位零位也随之改变。改变相位基准，相频特性曲线会在显示区上下移动，但是不会影响被测网络的相频特性。

【注意】(www.xing528.com)

当需要相频特性曲线在显示区中向下移动时，应输入正的相位基准值；反之输入负的相位基准值。

⑤“相位”菜单选项的默认为45°/div，范围为1°～45°，用于设置主显示区每格相位值。改变每格相位值，相频特性曲线会在y轴方向上压缩伸展，但不会影响被测网络的相频特性。

5）“扫描”功能按键。“扫描”功能按键用于设置数字频率特性测试仪扫描的方式和状态。按下“扫描”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有三个菜单选项，依次为“扫描类型”“扫描模式”“扫描时间”，如图14-13所示。

图14-13 “扫描”功能按键下的菜单选项

①“扫描类型”菜单选项默认为“线性”，可设置选项有“线性”和“对数”。通过右侧对应的菜单功能选择设置键F1，可对选项状态进行切换。

“线性”表示仪器的扫描频率按线性规律变化；“对数”表示仪器的扫描频率按对数规律变化。

②“扫描模式”菜单选项默认为“连续”，可设置选项有“连续”“单次”和“点频”，用于设置数字频率特性测试仪的扫描模式。

“连续”表示仪器扫描为不间断扫描，扫描完成一次后又重新扫描；“单次”表示仪器仅扫描一次，扫描完成后停止扫描，此时状态显示区显示“Single”标志；“点频”表示仪器处于手动扫描状态，扫描频率为手动输入，此时状态显示区显示“Tone”标志。

③“扫描时间”菜单选项默认值为2倍，用于设置数字频率特性测试仪的扫描速度。扫描时间倍数越大，扫描速度越慢；倍数越小，扫描速度越快。

【资料】

在“扫描”功能按键模式下，将其中的菜单选项中的“扫描模式”设为“点频”，然后按下“频率”键，进入“点频”频率菜单。当仪器处于“点频”状态时，“频率”菜单选项中只有一个“频率”子菜单，此时频率值不能用数字键输入，只能用调整旋钮（手轮）调节，调节范围从仪器当前的始点频率到终点频率。

6）“校准”功能按键。“校准”功能按键对数字频率特性测试仪进行校准。按下“校准”功能按键，进入校准菜单模式，显示屏的菜单显示区自上而下显示“确定”、“取消”选项，如图14-14所示。

图14-14 “校准”功能按键下的菜单选项

按“确定”菜单选项右侧对应的菜单功能选择设置键F4，仪器开始校准，校准时间需要2～4s；按“取消”菜单选项右侧对应的菜单功能选择设置键F5，仪器退出校准菜单，同时恢复到未校准状态。

仪器校准后在状态显示区显示“CAL.”标志。由于仪器的扫频范围较宽，输入通道对不同频率输入信号的响应会不尽相同，校准可以将这种不同抵消，将幅频、相频、鉴频特性曲线校准到零位。

7）“程控”功能按键。“程控”功能按键在将仪器与计算机通过程控接口（仪器后面板上的USB接口或RS-232接口）、数据线连接后有效。如果仪器未选择程控接口，此键将不起作用。

8）“显示”功能按键。“显示”功能按键用于设置数字频率特性测试仪主显示区特性曲线的显示状态，在该按键控制下，可在主显示区同时显示幅频特性曲线和相频特性曲线，也可以分别显示。

按下“显示”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有两个菜单选项，依次为“幅频开/关”“相频开/关”，如图14-15所示。

图14-15 “显示”功能按键下的菜单选项

①“幅频开/关”菜单选项用于设置显示区幅频特性曲线的状态。通过右侧对应的菜单功能选择设置键F1，可在“开”与“关”两种状态下切换。

当“开”反亮显示时，显示幅频特性曲线；当“关”反亮显示时，不显示幅频特性曲线。

②“相频开/关”菜单选项用于设置显示区相频特性曲线的状态。通过右侧对应的菜单功能选择设置键F2，可在“开”与“关”两种状态下切换。

当“开”反亮显示时，显示相频特性曲线；当“关”反亮显示时，不显示相频特性曲线。

提问

请问，这里说所测波形为电路中的幅频和相频特性曲线，那么到底什么是幅频特性？什么是相频特性？

回答

放大电路的电压放大倍数与频率变化的关系称为幅频特性；输出信号与输入信号的相位差与频率变化的关系称为相频特性。两者统称频率特性。

9）“系统”功能按键。“系统”功能按键用于设置数字频率特性测试仪菜单，设置系统的工作状态。按下“系统”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有四个菜单选项，依次为“声音开/关”“Language”“开机状态”“鉴频功能”，如图14-16所示。

图14-16 “系统”功能按键下的菜单选项

①“声音开/关”菜单选项的默认状态为“关”。可通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F1，对该选项进行“开”/“关”两种状态的切换设置。

②“Language”菜单选项的默认状态为“中文”，用于设置仪器的界面语言，可通过其右侧对应的菜单功能选择设置键F2，在“中文”/“English”两种模式下切换。

③“开机状态”菜单选项的默认开机状态为“默认”，用于设置仪器的上电或复位时的状态。

当设置为“默认”时，仪器上电或复位后的状态为出厂时的默认状态，即开机进入“频率”菜单。当设置为“关机前”时，仪器上电或复位后的状态为仪器关机前的状态，进入关机前的菜单。

④“鉴频功能”菜单选项的默认状态为“关”，用于设置仪器的鉴频功能。当鉴频功能打开后，状态显示区显示“F-dect”标志，且此时“刻度”菜单和“显示”菜单将不可用。

【资料】

在“系统”功能按键设置模式下，在其“鉴频功能开/关”菜单选项中选择“开”状态时，再按下“增益”功能按键，进入鉴频功能菜单，此时菜单显示区显示的菜单选项与之前直接按下“增益”功能按键时有所不同，如图14-17所示。此时菜单显示区显示四个菜单选项，自上而下依次为“输出增益”“输入增益”“电压”“直流偏置”。

此外，当仪器设置为“鉴频功能”时，仪器的输入信号从CHBINPUT输入。

图14-17 鉴频功能下的增益菜单选项

①“输出增益”菜单选项与仪器默认功能时的定义相同。

②“输入增益”菜单选项用于设置仪器鉴频通道的输入增益值，共分为三档：×0.25、×1和×4，默认值为×1。

当输入增益设置为×1时，仪器能够正常测量的输入信号范围为±1.5V；当输入增益设置为×0.25，仪器能够正常测量的输入信号的范围为-3.5～+6.5V；当输入增益设置为×4时，仪器能够正常测量的输入信号的范围为±0.3V。

当仪器的输入信号超过±1.5V时，可将输入增益设置为×0.25，当仪器的输入信号较小时，可将输入增益设置为×4，此时可获得较好的测量准确度。

③“电压”菜单选项默认值为0.5V/div，调整范围为0.1～5V/div，用于设置仪器主显示区每一大格代表的电压值。

④“直流偏置”菜单选项的默认值为0.0V，用于设置仪器鉴频通道的直流偏置电压值。

当输入增益处于×1档，此值范围为±1.5V；当输入增益处于×0.25档，此值范围为±4V，当输入增益处于×4档，此值范围为±0.4V。

当仪器的输入信号中有较大的直流分量，使仪器得不到正确的测量结果时，需要设置仪器输入通道的直流偏置电平来抵消输入信号的直流分量。

10）“存储”功能按键。数字频率特性测试仪具有存储功能，存储内容是仪器的当前设置（“频率”菜单设置、“增益”菜单设置、“显示”菜单设置等）和当前的测量数据。

按下“存储”功能按键，在显示屏的菜单显示区会自上而下有4个菜单选项，依次为“存储波形设置”“存储位置”“存储”“调出”，如图14-18所示。

图14-18 “存储”功能按键下的菜单选项

①“存储波形设置”菜单选项用于设置仪器的存储项目。可以选择存储“当前波形”和“当前设置”。当选择存储波形时，仪器也将当前的设置存储；当选择存储设置时，仪器仅将当前的设置存储。

②“存储位置”菜单选项用于设置仪器的存储位置。当选择存储仪器“当前波形”时，有两个存储位置可供选择，分别是A、B。当选择存储仪器“当前设置”时，有四个存储位置可供选择：1、2、3、4。

③“存储”菜单选项用于将选定的存储项目存储到选定的存储位置。当存储成功时，会提示“存储成功”；当存储失败时，会提示“存储失败”。

④“调出”菜单选项可以将选定的存储位置中的存储数据调出。按调出的数据将“频率”“增益”“显示”等菜单重新设置。当选择调出存储波形时，则显示存储的特性曲线。当调出数据成功后，会有提示“读入成功”；当调出数据不成功时，会有提示“读入失败”。

11）“复位”功能按键。“复位”功能按键主要用于将仪器复位到默认状态或关机状态。

（3）参数设置调整区

如图14-19所示，参数设置调整区的左侧为16个数字按键，用来直接输入频率值、增益值、相位值、倍数等参数的数值。

【资料】

数字按键中的“dB”“Hz”两个单位功能按键除了“dB”“Hz”的单位功能外，还复合有其他的单位功能。在“dB”功能按键上复合有“V”“N”两种单位功能；在“Hz”功能按键上复合有“°”（度）单位功能。

图14-19 数字频率特性测试仪的数字按键区

如图14-20所示，参数设置调整区的右侧为一个圆形调节旋钮和两个按键，用来对光标位置或参数数值进行调整。

图14-20 数字频率特性测试仪的调节按键区

调节时，当按下“光标”键后，调节旋钮调节的对象是光标，此时在显示屏的状态显示区显示“Knob-Marker”标志；当按下“参数”键后，调节旋钮调节的对象是参数，此时在显示屏的状态显示区显示“Knob-Entry”标志。

值得注意的是，当主菜单处于光标菜单时，按下“参数”键后，调节旋钮调节的对象仍是光标。

3.电源开关

电源开关位于数字频率特性测试仪的左下角，用于启动或关闭数字频率特性测试仪，如图14-21所示。

图14-21 数字频率特性测试仪的电源开关

4.测试线连接端口

在数字频率特性测试仪操控面板的下方是该仪器的测试线连接端口，共包含三个输入输出接口，如图14-22所示。

图14-22 数字频率特性测试仪的连接

可以看到，数字频率特性测试仪三个输入输出接口分别为，扫频信号输出接口（OUTPUT）、扫频信号输入接口（CHAINPUT）和其他信号输入接口（CHBINPUT）。

其中，扫频信号的输入与输出主要通过扫频信号输出接口（OUTPUT）、扫频信号输入接口（CHAINPUT）来实现；而其他类型的信号，需要通过其他信号输入接口（CHBINPUT）输入。

【资料】

数字频率特性测试仪的输入输出接口采用BNC端子，用于与测试线配合使用和连接。图14-23所示为数字频率特性测试仪测试线的实物外形。

图14-23 数字频率特性测试仪测试线的实物外形

5.外围设备连接端口

在数字频率特性测试仪的后面板上，设有外部设备连接端口，即USB接口、RS-232接口。

（1）USB接口

USB接口是目前常见的通信接口，可借助USB数据线与计算机的USB接口进行连接，如图14-24所示，实现程控通信功能。

图14-24 数字频率特性测试仪通过USB接口与计算机连接

（2）RS-232接口

RS-232接口是一种串行同步通信接口，具有传输距离远、传输线少和接口简单的特点，可借助RS-232线缆与计算机的串行接口连接，实现程控通信功能。