电子测量技术第五章 数字式频率计ppt课件

1、第5章 数字式频率计 5.1 概述 5.1.1 数字式频率计的类型与频率丈量范围 低端从10 Hz开场，其高端依不同的类型而定。按测频范围来分，数字式频率计可分为低速、中速、高速三大类。 5.1.2 数字式频率计的技术目的 测试功能 频率范围 输入特性 A.输入灵敏度 B.最大输入电压 C.输入阻抗输入 丈量准确度 石英晶体的频率稳定度 闸门时间和时标 显示方式 输出 5.2 数字式频率计的根本任务原理 5.2.1 数字式频率计的组成图5.1 数字式频率计的根本组成图5.2 输入通道构造框图 (1)输入通道 (2)闸门 (3)时间基准T产生电路 (4)逻辑控制电路 (5)计数显示电路 5.2.

2、2 数字式频率计测频原理图5.3 任务启程图图5.4 频率丈量框图 假设某一信号在T秒时间内反复变化了N次，那么根据频率的定义，可知该信号的频率fx为 5.2.3 测频误差分析 (1)量化误差(1误差)图5.5 脉冲计数误差表示图 (2)闸门时间误差(规范频率误差) (3)结论 提高晶振频率的准确度和稳定度，以减小闸门时间误差。 扩展闸门时间T或倍频被测信号频率，以减小1误差。 被测信号频率较低时，采用测周期的方法丈量。 5.2.4 数字式频率计的其他根本丈量功能 (1)丈量周期 类似丈量频率时的分析，可以证明丈量周期的最大相对误差为图5.6 丈量周期框图 (2)结论 提高晶振频率的准确度和稳

3、定度。 倍频晶振频率或对被测信号分频(即扩展闸门时间)以减小1误差。 被丈量信号周期较低时，采用测频方法丈量。 (3)丈量频率比 (4)丈量时间间隔 (5)自校 5.2.5 单片ICM7226B通用计数器 (1)ICM7226B内部逻辑框图图5.7 频率比丈量框图图5.8 时间间隔丈量框图图5.9 自校方框图图5.10 ICM7226B内部逻辑框图 1)测频率 2)测周期 3)测频率比 4)测时间间隔 (2)ICM7226B的引脚 5.3 HWS3342多功能计数器 5.3.1 主要技术目的 频率丈量 周期丈量：范围0.5 s1 s；分辨力0.001 s；误差为时基精度触发误差。 计数：计数容

4、量108，两信号的时间间隔大于0.1 s。 灵敏度：50 MHz以下为50 mV；50 MHz以上为100 mV。 输入阻抗：1 M。 最大输入：10100 MHz为50 V；400 Hz100 kHz为20 V；100 kHz100 MHz为5 V。 时基：频率为10 MHz，精度为510-6，日频率稳定度为510-6。 显示：七位七段LED显示，具有溢出指示，闸门指示及前位零消隐。 5.3.2 整机框图 5.3.3 整机电路任务原理 (1)输入信号通道图5.11 HWS3342多功能计数器整机框图图5.12 HWS3342数字频率计输入信号通道 (2)非常频和信号控制 (3)数字部分 (4

5、)运用 本仪器外部可调部件较少，运用简单，只需留意以下几点： 输入信号的幅度最好在0.13 V之间，过小灵敏度低，丈量不稳定，出现跳字；过大那么容易使阻抗变换器过载。图5.13 HWS3342数字频率计数字部分图5.14 HWS3342数字频率计数字部分 为了提高丈量精度，当被测频率较低时，应尽量选用长的闸门时间；当被测频率很低时，要采用测周期法。 当被测信号的信噪比较差时，应在输入端加低通滤波器。 为了保证机内晶体稳定，应防止温度有大的动摇和机械振动，防止强的工业磁电干扰，仪器的接地应良好。 5.4 其他丈量频率的方法 5.4.1 电桥法测频 电桥法测频即是利用电桥的平衡条件和被测信号频率有关这一特性来测频。 PA为指示电平平衡的检流计，该电桥的复平衡条件为图5.15 文氏桥原理电路 令上式左端实部等于R3/R4，虚部等于零，得该电桥平衡的两个实平衡条件，即 由式(5.20)得 假设R1=R2=R，C1=C2=C，那么有 5.4.2 谐振法测频 谐振法测频就是利用电感、电容、电阻串联、并联谐振回路