数字毫伏表
SP2271数字超高频毫伏表频率计使用说明书..
目录第一章概述1第二章工作特性 22.1 毫伏表 22.2 频率计 32.3 基准输出 32.4 远控功能 32.5 其它 4 第三章面板说明 53.1 前面板 53.2 后面板10 第四章使用说明114.1 测量前的工作114.2 电压输入通道测量124.3 系统设置14 第五章远程控制175.1 遥控操作前的准备工作175.2 命令格式说明185.3 命令简介195.4 命令详解20 第六章注意事项24 第七章附件清单26SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。
测量电压范围800µVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。
本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。
仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。
该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。
该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。
该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。
该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。
（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。
2.1 毫伏表2.1.1测量电压的频率范围：射频探头10kHz~1000MHz2.1.2测量电压的范围：800ｕVrms~10Vrms，50Ω负载2.1.3电压测量方式：手动或自动2.1.4电压测量量程档为：4mVrms/40mVrms/400mVrms/4Vrms/10Vrms 2.1.5测量100kHz电压的工作误差：(0~40℃)注： 1 标准电压源的频率100kHz2 波形要求：正弦波，失真度≤0.3%，幅度误差≤±0.3%；2.1.6测量电压的频率响应误差（100kHz为基准，50Ω同轴终端精密负载）2.1.7射频探头插入50Ω同轴三通（50Ω负载）10kHz~200MHz ，VSWR ≤ 1.35。
数字交流毫伏表的设计与制作
〔 北京航空航天大学出版社， 何立民 2 单片机应用文集 5 ( 6 〔 (〕 .〕 2 北京： (7742 〔 刘文武 2 真有效值电压毫伏表的设计与制作 〔 "〕 8〕 2 实验技术与管理， "##( ， (9 5 ( 6 ： !72 〔 — 输入通道器件分册 〔 北京航空航天大学出版社， 纪宗南 2 单片机外围电路器件实用手册—— 4〕 :〕 2 北京： (7792
摘
要 ：晶体管交流毫伏表只能用于正弦电压测量，使测量任意波形电压受到限制 ! 由
"#$%& 、 ’()&*+& 等组成高精度数字交流毫伏表，可以直接计算出输入交流波形的有效值 ! 关键词 ：有效值；放大器；单极性 中图分类号 ： ,-.%/ 文献标识码 ： " 文章编号 ：*++. 0 %*12 3 /++* 4 +% 0 ++/& 0 +5
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数字交流毫伏表的系统组成
数字交流毫伏表的系统流程图如图 * 所示，它由 6 */ 伏电源、整流滤波、放大电
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数字交流毫伏表系统流程图
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数字交流毫伏表安全操作及保养规程
数字交流毫伏表安全操作及保养规程引言数字交流毫伏表是一种广泛使用的仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等参数。
在正确使用和保养的情况下，可以确保安全有效地进行电气测量工作。
本文将介绍数字交流毫伏表的安全操作和保养规程，以确保正确使用和维护数字交流毫伏表。
安全操作规程检查仪器与环境在使用数字交流毫伏表之前，需要对仪器及其周围的环境进行检查。
1.检查数字交流毫伏表是否正常工作。
确保所有按键和指示灯都处于正常状态。
2.根据测量需要，选择正确的量程。
如果测量值超出量程，则可能对仪器造成损害。
3.检查电源是否正常，并确保其符合型号标识的电压和频率要求。
4.确保数字交流毫伏表在无水、无火、无腐蚀性气体和充足的通风条件下使用。
连接仪器与电路在连接数字交流毫伏表之前，请确保仪器的电源已关闭，并检查电路以及电路中的元件。
1.如果需要在高电压和高电流条件下工作，请使用适当的专业仪器进行测量。
数字交流毫伏表应该只在低电压和低电流条件下工作。
2.确保电路没有漏电或短路，并且与数字交流毫伏表连接正确。
3.如果需要，使用正确的夹具或插头来连接电路和数字交流毫伏表，以确保安全可靠。
启动仪器与测量在连接仪器与电路之后，请按照以下步骤启动数字交流毫伏表并进行测量。
1.打开数字交流毫伏表的电源，并确保电源指示灯亮起。
2.按照仪器操作说明进行测量。
请注意，不要用手直接触摸被测电路或电路元件，以免触电危险或烧伤。
3.测量完成后，请关闭数字交流毫伏表的电源，以及具有电源的被测电路的电源。
停止与维护仪器保养和保持数字交流毫伏表的正常运行，可以最大限度地延长使用寿命并确保准确性。
在停止使用数字交流毫伏表之前，请按以下步骤执行维护操作。
1.将数字交流毫伏表的电源关闭，并拔掉电源线。
2.用干净柔软的布擦拭仪器表面，去除污垢和油脂。
3.将数字交流毫伏表存放在干燥通风的地方，并远离高温、潮湿和阳光直射。
保养规程数字交流毫伏表是一种灵敏的电气检测仪器，需要正确的保养操作才能确保其正常工作。
简易数字显示交流毫伏表的设计
3.2.1自动量程转换程序
有效值测量部分的待测电压范围宽，为保证精度，必须设定多个不同的量程。我们分别选择此两个增益调节范围为“交流毫伏档”和“交流伏特档”。前者把电压范围为10mV到2.82V的搬移到2V，后者能把1V到282V的电压搬移到2V。我们通过D/A转换器微调程控放大器的增益，使输入电压搬移到2V附近，然后经A/D转换器得到较为准确的结果电压（接近2V）。通过D/A给出的增益值和A/D得到的结果电压可以运算出待测电压的有效值。
2.系统的硬件设计与实现
2.1系统硬件的基本组成概述
本系统由电源、保护电路、分压跟随、信号放大、信号真有效值转换、A/D、D/A、CPLD频率测试、算法控制器、键盘、显示、语音播报、打印、电源等十几个模块组成。各部分紧密联系，形成了一套完善的测量系统。
2.2有效值测量单元电路的设计
2.2.1有效值转换电路总揽
4.2 指标测试...................................................6
4.2.1真有效值测试..............................................6
4.2.2频率测试..................................................7
1.001V
0.1%
5
100kHz
1.000V
1.007V
0.2%
6
1MHz
1.000V
0.997V
-0.3%
7
2MHz
1.000V
0.996V
-0.4%
幅值响应测试：
序号
频率
输入电压
测量结果
项目十二-数字毫伏表制作
MC14433是双积分A／D 转换器，采用电压—时间 间隔（V／T）转换方式。
（2）基准电源 输入5V电压，为A/D转换 器提供2V的基准电压
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任务2 数字毫伏表制作
（3）七段显示译码器 将MC14433输出的三位半8421BCD码译成a～g七段信号
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任务2 数字毫伏表制作
数字毫伏表测量精度高、读数清晰、使用方 便，是精确测量电压的实用仪表。
数字毫伏表由MC14433三位半A/D 转换器、 CD4511显示译码器、能隙基准电源 MC1403和共阴极三位半LED数码管组成。
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任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）
知识链接1 认识数模转换（D/A）
数字量到模拟量的转换称为数模转换，简称D/A转换。
学一学 DAC的主要技术指标
1. 转换精度 DAC的精度通常用分辨率表示。
n位DAC的分辨率即为n。
2. 转换速度 当DAC输入数字量发生变化时，输出模拟量需 要一段时间才能达到对应的量值。 3. 温度系数 输入数字量不变的情况下，输出模拟电压随温 度变化的变化量。
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任务1 认识模数转换（A/D） 和数模转换（D/A）
（4）显示驱动器 三极管V1～V4接 MC14433的DS1～ DS4端输出选通脉 冲， 产生千、百、 十和个位的负向驱 动脉冲
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任务2 数字毫伏表制作
扫描工作频率 DS1～DS4选通脉冲宽度18TCP，间隔2TCP 扫描周期约：T=（18+2）×5TCP 扫描工作频率 1 1 fCP 6k6H 6z6 H0z
位和千位输出端
20～23脚：Q0～Q3是A／D 转换数据BCD8421码 的4位输出端
简易数字显示交流毫伏表(最终定稿)
简易数字显示交流毫伏表摘要：本系统由高级模拟器件、CPLD，可实现具有自动量程转换功能的真有效值测量、交流频率测量和标准幅度可控的正弦波输出等功能。
测量部分具有高输入阻抗（R ≥2M,C<2.5pF），宽频带范围（10 HZ-5M HZ）,宽电压范围（1mV-250V）,高精度（有效值≤１％，频率<10-6）的优越性能。
可满足多方位的需要。
关键词：静电计频率计高频放大真有效值1.系统方案选择与论证1.1设计要求设计并制作一个简易数字显示的交流毫伏表，示意图如图-1所示。
图-1 简易数字显示交流毫伏表示意图1.1.1基本要求（1）电压测量a、测量电压的频率范围100Hz～500KHz。
b、测量电压范围100mV～100V（可分多档量程）。
c、要求被测电压数字显示。
d、电压测量误差±5%±2个字。
e、输入阻抗≥1MΩ，输入电容≤50pF（本项可不做测试，在电路设计中给予保证）f、具有超量程自动闪烁功能。
（2）设计并制作该仪表所需要的直流稳压电源。
1.1.2发挥部分（1）将测量电压的频率范围扩展为10Hz～1MHz。
（2）将测量电压的范围扩展到10mV～200V。
（3）交流毫伏表具有自动量程转换功能。
（5）其他。
1.2系统基本方案及框图根据题目要求及适当的发挥，我们的硬件电路主要包括输入信号的有效值测量、输入信号的频率测量。
其中前两者构成一个测量系统。
测量系统包括：信号调理模块、A/D，D/A模块、信号真有效值转换模块、CPLD频率测试模块、算法控制器模块、键盘显示模块、语音播报及打印模块、电源模块等。
图-3所示。
为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证，我们选取了较好的方案实现。
图-3 测量系统框图1.2.1各模块方案选择和论证（1）有效值测量部分：方案一：用分立元件搭焊高频放大电路，用精密整流电路测量输入信号的真有效值。
这种方案成本较低。
但是这种电路结构复杂，调试困难，精度低，温漂大，稳定度低。
数字毫伏表的使用方法
交流毫伏表常用的单通道晶体管毫伏表,具有测量交流电压、电平测试、监视输出等三大功能。
交流测量范围是100nV~300V、5Hz~2MHz,共分1、3、10、3 0、100、300mV,1、3、10、30、100、300V共12档;电平dB刻度范围是-60~+50dB。
一.工作原理晶体管毫伏表由输入保护电路、前置放大器、衰减放大器、放大器、表头指示放大电路、整流器、监视输出及电源组成。
输入保护电路用来保护该电路的场效应管。
衰减控制器用来控制各档衰减的接通,使仪器在整个量程均能高精度地工作。
整流器是将放大了的交流信号进行整流,整流后的直流电流再送到表头。
监视输出功能主要是来检测仪器本身的技术指标是否符合出厂时的要求,同时也可作放大器使用。
二、使用方法(1)开机前的准备工作:①将通道输入端测试探头上的红、黑色鳄鱼夹短接;②将量程开关选最高量程(300V)。
(2)操作步骤:①接通220V电源,按下电源开关,电源指示灯亮,仪器立刻工作。
为了保证仪器稳定性,需预热10分钟后使用,开机后10分钟内指针无规则摆动属正常;②将输入测试探头上的红、黑鳄鱼夹断开后与被测电路并联(红鳄鱼夹接被测电路的正端,黑鳄鱼夹接地端),观察表头指针在刻度盘上所指的位置,若指针在起始点位置基本没动,说明被测电路中的电压甚小,且毫伏表量程选得过高,此时用递减法由高量程向低量程变换,直到表头指针指到满刻度的2 /3左右即可;③准确读数。
表头刻度盘上共刻有四条刻度。
第一条刻度和第二条刻度为测量交流电压有效值的专用刻度,第三条和第四条为测量分贝值的刻度。
当量程开关分别选1mV、10mV、100mV、1V、10V、100V档时,就从第一条刻度读数;当量程开关分别选3mV、30mV、300mV、3V、30V、300V时,应从第二条刻度读数(逢1就从第一条刻度读数,逢3从第二刻度读数)。
例如:将量程开关置“1V”档,就从第一条刻度读数。
若指针指的数字是在第一条刻度的0.7”处,其实际测量值为0.7V;若量程开关置“3V”档,就从第二条刻度读数。
数字万用表-函数发生器-交流毫伏表-使用方法
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行两次积分，将被测电压U X 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U X 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321（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，背光取消。
4.旋钮开关：用于选择测量功能及量程。
5.C x （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。
（公共地）：测量时插入黑表笔。
9.V （电压）/Ω（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。
“Ω”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个量程档位；“hFE ”为三极管hFE 值测量功能；123459图3-1-2 VC98系列数字万用表操作面板似显示二极管的正向压降值，导通电阻＜70Ω时，内置蜂鸣器响。
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数字毫伏表
数字毫伏表，常用的单通道晶体管毫伏表，具有测量交流电压、电平测试、监视输出等三大功能。
交流测量范围是100nV～300V、5Hz～2MHz，共分1、3、10、30、100、300mV，1、3、10、30、100、300V共12档；电平dB刻度范围是—60～+50dB。
目录工作原理使用方法注意事项
工作原理
晶体管毫伏表由输入保护电路、前置放大器、衰减放大器、放大器、表头指示放大电路、整流器、监视输出及电源构成。
输入保护电路用来保护该电路的场效应管。
衰减掌控器用来掌控各档衰减的接通，使仪器在整个量程均能高精度地工作。
整流器是将放大了的交流信号进行整流，整流后的直流电流再送到表头。
监视输出功能重要是来检测仪器本身的技术指标是否符合出厂时的要求，同时也可作放大器使用。
数字毫伏表的电路经过多年来的优化和进步，现在多采纳专用集成电路和模块来实现功能，减小了体积和重量，提高了精度和牢靠性，并能很便利与其它电参数测量集成在一起
使用方法
（1）开机前的准备工作：
①将通道输入端测摸索头上的红、黑色鳄鱼夹短接；
②将量程开关选量程（300V）。
（2）操作步骤：
①接通220V电源，按下电源开关，电源指示灯亮，仪器立刻工作。
为了保证仪器稳定性，需预热10秒钟后使用，开机后10秒钟内指针无
规定摇摆属正常；
②将输入测摸索头上的红、黑鳄鱼夹断开后与被测电路并联（红
鳄鱼夹接被测电路的正端，黑鳄鱼夹接地端），察看表头指针在刻度盘
上所指的位置，若指针在起始点位置基本没动，说明被测电路中的电压
甚小，且毫伏表量程选得过高，此时用递减法由高量程向低量程变换，
直到表头指针指到满刻度的2/3左右即可；
③精准读数。
表头刻度盘上共刻有四条刻度。
条刻度和第二条刻
度为测量交流电压有效值的专用刻度，第三条和第四条为测量分贝值的
刻度。
当量程开关分别选1mV、10mV、100mV、1V、10V、100V档时，就
从条刻度读数；当量程开关分别选3mV、30mV、300mV、3V、30V、300V 时，应从第二条刻度读数（逢1就从条刻度读数，逢3从第二刻度读数）。
例如：将量程开关置“1V”档，就从条刻度读数。
若指针指的数
字是在条刻度的0.7”处，其实际测量值为0.7V；若量程开关置“3V”档，就从第二条刻度读数。
若指针指在第二条刻度的“2”处，其实际
测量值为2V。
以上举例说明，当量程开关选在哪个档位，比如，1V档位，此时毫伏表可以测量外电路中电压的范围是0～1V，满刻度的值也
就是1V。
当用该仪表去测量外电路中的电平值时，就从第三、四条刻度读数，读数方法是，量程数加上
指针指示值，等于实际测量值。
注意事项
（1）仪器在通电之前，肯定要将输入电缆的红黑鳄鱼夹相互短接。
防止仪器在通电时因外界干扰信号通过输入电缆进入电路放大后，再进
入表头将表针打弯。
（2）当不知被测电路中电压值大小时，必需首先将毫伏表的量程
开关置量程，然后依据表针所指的范围，采纳递减法合理选档。
（3）若要测量高电压，输入端黑色鳄鱼夹必需接在“地”端
（4）测量前应短路调零。
打开电源开关，将测试线（也称开路电缆）的红黑夹子夹在一起，将量程旋钮旋到1mv量程，指针应指在零位（有的毫伏表可通过面板上的调零电位器进行调零，凡面板无调零电位器的，内部设置的调零电位器已调好）。
若指针不指在零位，应检查测试线是否断路或接触不良，应更换测试线。
（5）交流毫伏表灵敏度较高，打开电源后，在较低量程时由于干扰信号（感应信号）的作用，指针会发生偏转，称为自起现象。
所以在不测试信号时应将量程旋钮旋到较高量程档，以防打弯指针。
（6）交流毫伏表接入被测电路时，其地端（黑夹子）应始终接在电路的地上（成为公共接地），以防干扰。
（7）交流毫伏表表盘刻度分为0—1和0—3两种刻度，量程旋钮切换量程分为逢一量程（1mv、10mv、0.1v……）和逢三量程（3mv、30mv、0.3v……），凡逢一的量程直接在0—1刻度线上读取数据，凡逢三的量程直接在0—3刻度线上读取数据，单位为该量程的单位，无需换算。
（8）使用前应先检查量程旋钮与量程标记是否一致，若错位会产生读数错误。
（9）交流毫伏表只能用来测量正弦交流信号的有效值，若测量非正弦交流信号要经过换算
（10）注意：不可用万用表的交流电压档代替交流毫伏表测量交流电压（万用表内阻较低，用于测量50Hz左右的工频电压）。