第4章 时间频率测量00

1、电子测量原理电子测量原理 第1页 电子测量原理电子测量原理 第2页 电子测量原理电子测量原理 第3页 电子测量原理电子测量原理 第4页 电子测量原理电子测量原理 第5页 差频法 拍频法 示波法 电桥法 谐振法 比较法 直读法 李沙育图形法 测周期法 模拟法 频率测量方法 数字法 电容充放电法 电子计数器法 电子测量原理电子测量原理 第6页 电子测量原理电子测量原理 第7页 电子测量原理电子测量原理 第8页 电子测量原理电子测量原理 第9页 电子测量原理电子测量原理 第10页 电子测量原理电子测量原理 第11页 电子测量原理电子测量原理 第12页 电子测量原理电子测量原理 第13页 电子测量原理

2、电子测量原理 第14页 电子测量原理电子测量原理 第15页 电子测量原理电子测量原理 第16页 电子测量原理电子测量原理 第17页 电子测量原理电子测量原理 第18页 A AG GC C放放大大器器 温温度度控控制制 隔隔离离放放大大器器 加加热热器器 传传感感器器 输输 出出 频频率率调调整整 晶晶体体电电路路 绝绝热热层层 电子测量原理电子测量原理 第19页 电子测量原理电子测量原理 第20页 电子测量原理电子测量原理 第21页 f f x x M M L L I I C C 0 1 2 x ff L C 0 1 2 x ff LC 电子测量原理电子测量原理 第22页 R R3 3 R R

3、4 4 R R1 1 R R2 2 C C1 1 C C2 2 f fx x 1 2 1 2 1 22 x x f RRCC x1 x2 j j C C 143 2 11 （R +）R （）R 1 R 电子测量原理电子测量原理 第23页 312 214 RRC RCR 1x2 2x1 1 0RC RC 1212 1 22 x x f R R C C 1 2 x f RC 电子测量原理电子测量原理 第24页 xs fN f 电子测量原理电子测量原理 第25页 电子测量原理电子测量原理 第26页 与与 门门 T TA A T TB B T TA A T TB B A A B B C C 电子测量原

4、理电子测量原理 第27页 电子测量原理电子测量原理 第28页 电子测量原理电子测量原理 第29页 电子测量原理电子测量原理 第30页 数字显示器 寄存器 十进制 计数器 A通道(放 大、整形) B 通 道 ( 放 大、整形) 主 门 功能开关 闸门选择、周期倍乘 10 10 10 10 10s(104) 1s(103) 100ms (102) 10ms(10) 1ms(1) 时标选择 1 2 3 4 5 33 2 1 1 2 4 4 5 时基部分 10 10 10 10 10 1ms 0.1ms 10us 1us 0.1us 10ns 控制时序电路 开门 锁存 复位 控制时序电路波形 电子测量

5、原理电子测量原理 第31页 电子测量原理电子测量原理 第32页 序 号 计数端信号控制端信号测试功能计数结果 1内时钟（T0）内时钟（T）自检N=T/T0 2被测信号（fx）内时钟（T）测量频率（A）fxN/T 3内时钟（T0）被测周期（Tx）测量周期（B）TxNT0 4被测信号（fA）被测信号（fB）测量频率比（A/B）fA/fB=N 5内时钟（T0）被测信号相应间隔tB- C 测量时间间隔（A-B）tB-C=NT0 6外输入（TA）被测信号相应间隔tB- C 测量外控时间间隔B-CtB-C=NTA 7外待测信号（Nx）手控或遥控累加计数（A）NxN 8内时钟（秒信号）手控或遥控计时 N（秒

6、） 电子测量原理电子测量原理 第33页 与与 门门 T TA A T TB B T TA A T TB B A A B B C C 电子测量原理电子测量原理 第34页 电子测量原理电子测量原理 第35页 电子测量原理电子测量原理 第36页 电子测量原理电子测量原理 第37页 电子测量原理电子测量原理 第38页 准备期准备期 （ 复零，等待）复零，等待） 测量期测量期 （开门，计数）（开门，计数） 显示期显示期 （关门，停止计数）（关门，停止计数） 电子测量原理电子测量原理 第39页 T N f xs s N fNf T xs x s f .T T T N 电子测量原理电子测量原理 第40页 T

7、 B 放大、整形放大、整形 闸闸 门门 门控电路门控电路 计数计数 显示显示 A fx 分频电路分频电路 时基时基Ts 电子测量原理电子测量原理 第41页 BA AB Tf N Tf 电子测量原理电子测量原理 第42页 1 0 A B fN f 10 10 BA AB Tf N Tf 电子测量原理电子测量原理 第43页 0 x TNT 电子测量原理电子测量原理 第44页 电子测量原理电子测量原理 第45页 电子测量原理电子测量原理 第46页 电子测量原理电子测量原理 第47页 VB Vc 起始起始 停止停止 开门时间开门时间 C (50%) B (50%) 起始起始 停止停止 开门时间开门时间

8、 VB Vc B(50%) C- (50%) (50%) B B + (50%) C + (50%) (50%) C(90%) 闸门信号闸门信号 关门信号关门信号 开门信号开门信号 B (10%) 电子测量原理电子测量原理 第48页 2 21 tt 电子测量原理电子测量原理 第49页 放 大 、放 大 、 整形整形 晶振晶振 放 大 、放 大 、 整形整形 闸闸 门门 计数器计数器 显示显示门控电路门控电路 分频电路分频电路 T0 Tx 0 s T N T 电子测量原理电子测量原理 第50页 电子测量原理电子测量原理 第51页 电子测量原理电子测量原理 第52页 12 x s N f Ttt

9、12 , sxxx TNTTttT 12 (1)(1) xsx NTTttNT 12 11 s x Ttt NN T 12 tt、 12 tt 电子测量原理电子测量原理 第53页 电子测量原理电子测量原理 第54页 电子测量原理电子测量原理 第55页 xs xs ffN fNf N1N sc sc ff ff s sx x T NT f T 1 xc xsxc ff fT ff 电子测量原理电子测量原理 第56页 电子测量原理电子测量原理 第57页 1 xc xsxc ff fT ff xs fTNN N11 电子测量原理电子测量原理 第58页 6 6 101 1011 1 x x f f 电

10、子测量原理电子测量原理 第59页 0 0 T T N N T T x x xc Nk NT f 0 x TN T cc xxccxcc TfTkk TT fTT ff 1N NN 0 0 T T 0c TkT 0 0 cc cc TTf TTf 0 xxxc c TTT f N TkTk 电子测量原理电子测量原理 第60页 cc xxccxcc TfTkk TT fTT ff 电子测量原理电子测量原理 第61页 s x T N T 0 x T N T 0 sm m TT TT 0ms TTT 0 1 m s f TT 电子测量原理电子测量原理 第62页 电子测量原理电子测量原理 第63页 1

11、T xx TTT sin xmx vVt tan xB x vV dv dt tan n V T tan 电子测量原理电子测量原理 第64页 22 )(1 2 sin1 2 cos m B x m Bxm x Bxmx vv x V V T V tV T tV dt dv tg Bx tan2 nxn m VTV T V Bm VV 12 TT、 22 12 2 xn n m TV TTT V 电子测量原理电子测量原理 第65页 电子测量原理电子测量原理 第66页 电子测量原理电子测量原理 第67页 N Tx Ts=10nTc Tc Nf fx fc/N fc 101 10 n n sc f

12、xc TT N TNTN 电子测量原理电子测量原理 第68页 101 10 n n sc f xc TT N TNTN 1 f N N 1 c c f NTN 触触发发器器 主主门门 I I 时时钟钟f fc c 计计数数器器I I 定定标标器器 计计数数器器 I II I 主主门门 I II I 门门I II II I 时时基基分分频频器器 C T x T x c T N T 预预置置到到1 10 05 5N N c f N 10 n c T 电子测量原理电子测量原理 第69页 电子测量原理电子测量原理 第70页 0 000 xxx x s NNN ff TN TN 电子测量原理电子测量原理

13、 第71页 12 TT、 12 TT、 12 TT、 12 TT、 电子测量原理电子测量原理 第72页 10Tx T1 T2 10Tx Tx1 Tx10 T2 Tx A1 A1 Vn A2 A2 A9 A9 A10 A10 1 2 xnc xxcmc TVfk TmT fVfm 电子测量原理电子测量原理 第73页 输输入入信信号号 起起始始 终终止止 时时钟钟脉脉冲冲 x T 1 T 0 T 2 T 电子测量原理电子测量原理 第74页 0 12 01200 x NN TTTTN k 000 TN 0 /k 电子测量原理电子测量原理 第75页 整整形形、门门控控 C C 恒恒流流源源 1 kT

14、1 T 起起始始 控控制制信信号号 电子测量原理电子测量原理 第76页 10 1 1 0 0 0 N T 20 2 1000 N T T 20 2 1 0 0 0 N T 12 x00 ) 1000 NN TN （ 0 0 电子测量原理电子测量原理 第77页 电子测量原理电子测量原理 第78页 起起始始脉脉冲冲停停止止脉脉冲冲 输输入入信信号号 开开门门脉脉冲冲（Q Q1 1） ( (R R- -S S触触发发器器) ) 开开门门脉脉冲冲（Q Q2 2） ( (D D触触发发器器) ) 主主时时钟钟（F F0 01 1） 游游标标脉脉冲冲1 1（F F0 02 2） 游游标标脉脉冲冲2 2（F

15、 F0 02 2） x 0 1 12 2 3 34 45 56 67 78 89 9 6 6 N N2 2= =6 6 N N0 0= =8 8 N N1 1= =4 4 T T0 01 1 T T0 02 2 T T0 02 2符符合合点点2 2 符符合合点点1 1 1 12 23 34 45 5 1 12 23 34 45 5 1 2 游标法示意图 12 、 11 011 02 N TN T 11020110 ()N TTNT 电子测量原理电子测量原理 第79页 22020120 ()N TTNT 012001120 () x N TNNT 0101 00201 TT K TTT 0201

16、 1 1TT K 0020101 1 TTTT K 0112 00112001 ()() x TNN N TNNNT KK 01 012 () T N KNN K 电子测量原理电子测量原理 第80页 电子测量原理电子测量原理 第81页 12 1111 . n NNNN 12 1111 . n NNNN 11 xx xx Tf TfNn 1 1 n i i NN n 1/n 电子测量原理电子测量原理 第82页 电子测量原理电子测量原理 第83页 基基准准 振振荡荡器器 倍倍频频器器 1 10 0M MH Hz z 具具有有变变容容调调相相器器 的的1 10 0M MH Hz z回回路路 K K

17、A AG GC C 放放大大器器 E E 齐齐纳纳 噪噪声声源源 5 50 00 0M MH Hz z 已已调调制制时时基基脉脉冲冲 5 50 0 电子测量原理电子测量原理 第84页 电子测量原理电子测量原理 第85页 电子测量原理电子测量原理 第86页 xsI fN ff 混频器混频器差频放大器差频放大器电子计数器电子计数器 谐波滤波器谐波滤波器谐波发生器谐波发生器 输入输入 f fx x f fI I f fs s 电子测量原理电子测量原理 第87页 混频器 差频放大器 电子计数器 谐波滤波器 （YIG电调 滤波器） 谐波发生器 （阶跃恢复 二极管） 输入 fx fI 输入 fs 输出 N

18、fs 扫描捕 获电路 检波器 fI （fx-Nfs） 电子测量原理电子测量原理 第88页 电子测量原理电子测量原理 第89页 电子测量原理电子测量原理 第90页 混频器 压控振荡器电 子 计 数 器 鉴相器 fx-NfL fs fLNfL xLs fNff 电子测量原理电子测量原理 第91页 电子测量原理电子测量原理 第92页 电子测量原理电子测量原理 第93页 电子测量原理电子测量原理 第94页 0 0 , x f fff f 电子测量原理电子测量原理 第95页 电子测量原理电子测量原理 第96页 201021 00000 21 ffffffff K fffff 电子测量原理电子测量原理 第

19、97页 ft 0 K f 电子测量原理电子测量原理 第98页 1 2 1 () () () n ii i n i i fftt tt 11 111 ,12. nn ii ii ffttn nnn f f1 1 f f2 2 1 1天天 t f 21 0 ff K f f fm mi in n f fm ma ax x 1 1天天 t f maxmin 0 ff S f a图b图 电子测量原理电子测量原理 第99页 m a xm in 0 ff S f 电子测量原理电子测量原理 第100页 0 0 , x f fff f 00 ( )sin2( )v tAf tt ( ) t 0 ( )( )

20、( ),( ) 2 tdt f tffft dt 00 ( )/2ft ff 电子测量原理电子测量原理 第101页 00 ( )/2ft ff 0 00 ( ) ( ) f tff f t ff 2 2 1 00 1 1 n i i fn f f ffn 1 1 n i i ff n f 电子测量原理电子测量原理 第102页 2 1 0 1 2 m ii i a ff fm 电子测量原理电子测量原理 第103页 00 ( )/2 ( ) ft y t ff 2 0 ( )( ) jft Y fy t edt 电子测量原理电子测量原理 第104页 计计 数数 器器 （ 1 1 ） 门门 控控 2 2 B B 计计 数数 器器 （ 2 2 ） A A 通通 道道 闸闸 门门 时时 间间 晶晶 振振 时时 标标 B B 通通 道道 门门 控控 1 1 A A a a b b K K 1 1 a a b b K K 2 2 1 12 2 3 3 4 4 电子测量原理电子测量原理 第105页 电子测量原理电子测量原理 第106页 电子测量原理电子测量原理 第107页 电子测量原理电子测量原理 第108页 电子测量原理电子测量原理 第109页 电子测量原理电子测量原理 第11