电子计数器原理及测量小结

1、2.3 2.3 电子计数器小结电子计数器小结电子计数器是按照频率的原始定义进行测频的，即：电子计数器是按照频率的原始定义进行测频的，即：TNf 把被测信号先进行整形，用时标信号产生的门控脉冲控制闸门把被测信号先进行整形，用时标信号产生的门控脉冲控制闸门，对被测信号形成的脉冲计数。，对被测信号形成的脉冲计数。1. 电子计数器测频原理电子计数器测频原理脉冲脉冲形成电路形成电路电子电子计数器计数器时基信号时基信号 发生器发生器时间时间 闸门闸门门控门控 电路电路A通道通道2. 测频误差分析测频误差分析 计数器计数误差计数器计数误差用用 N或者或者 N/N表示。表示。由计数器产生的计数由计数器产生的计

2、数误差误差，原因是门控脉，原因是门控脉冲与被测信号形成的冲与被测信号形成的计数脉冲在时间上不计数脉冲在时间上不相关。常称为相关。常称为1误误差。由于差。由于 N = 1，此式说明，此式说明，1误差的大小与误差的大小与闸门时间和被测频率成反比闸门时间和被测频率成反比。闸。闸门时间越短，门时间越短，被测频率越低，被测频率越低，1误差越大。误差越大。计数误差是计数计数误差是计数器测频时的主要误差。器测频时的主要误差。TNf 由由可得可得TTNNffxxN=6N=7xTfNNN11则则？ 闸门时间误差闸门时间误差闸门时间误差主要由时标信号产生电路的石英晶体闸门时间误差主要由时标信号产生电路的石英晶体振

3、荡器的频率准确度决定，用振荡器的频率准确度决定，用 T/T表示。表示。ccffTT一般，一般， T/T的值远小于的值远小于 N/N的值。的值。综上所叙，计数器测频时的主要误差有两项，即计数综上所叙，计数器测频时的主要误差有两项，即计数误差和闸门时间误差（标准频率误差），可用绝对值误差和闸门时间误差（标准频率误差），可用绝对值合成法表示如下：合成法表示如下：ccxxxffTfff1 fx/fx 与与T、fx以及以及 fc/fc 的关系如下图所示。的关系如下图所示。1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010T = 0.

4、1sT = 1sT = 10s9105ccffxxffxf由图可见，它以标准频率误差为下限，主要由闸门时由图可见，它以标准频率误差为下限，主要由闸门时间间误差决定，即与误差决定，即与闸门时间闸门时间T和被测频率和被测频率fx成反比成反比。3. 计数器测周原理计数器测周原理用被测信号周期形成的门控脉冲控制闸门，对时标用被测信号周期形成的门控脉冲控制闸门，对时标信号进行计数。信号进行计数。被测信号的周期为：被测信号的周期为：Tx = NTs电子电子计数器计数器石英石英振荡器振荡器时间时间 闸门闸门门控门控 电路电路脉冲形脉冲形成电路成电路k1TxTxB 通通 道道Ts？T x10Tx 100Tx

5、9105ccffxxTTxf1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010它也是以标准频率误差为下限，但与被测频率它也是以标准频率误差为下限，但与被测频率fx成正成正比比。另外采用多周期测量和小时标可有效地减小测周。另外采用多周期测量和小时标可有效地减小测周误差。误差。ccsxxxfffTTT14. 测周误差分析测周误差分析与测周类似，被测信号加到与测周类似，被测信号加到B、C两通道，两通道，整形以后共同控制门控电路和时间闸门，整形以后共同控制门控电路和时间闸门，在闸门开通期间，对时标信号进行计数，在闸门开通期间，对时

6、标信号进行计数，测出的时间间隔可表示为测出的时间间隔可表示为 sNTT 5. 计数器测量时间间隔原理计数器测量时间间隔原理电子电子 计数器计数器石英石英 振荡器振荡器时间时间 闸门闸门门控门控 电路电路B通道通道时基分频器时基分频器倍乘器倍乘器 比较比较 整形整形倍乘器倍乘器 比较比较 整形整形1 s 10 s10sC通道通道C输入输入B输入输入+ + S触发电平触发电平触发电平触发电平触发沿选择触发沿选择K1K2 测量方法测量方法 测量两个信号之间的时间间隔（基本模式）测量两个信号之间的时间间隔（基本模式）例如测量两个同频信号之间的相位差所对应的时间例如测量两个同频信号之间的相位差所对应的时

7、间t1。这。这时应把开关时应把开关S断开，把断开，把B、C两通道的两通道的触发电平调到零触发电平调到零，触发极性均放在触发极性均放在“+”或者均放在或者均放在“”，放在放在“+”时，测时，测出的是图中的出的是图中的t1，放在，放在“- -”时，测出的是图中的时，测出的是图中的t2。如图。如图所示。所示。1t1v2v2tt 测量同一信号某两点之间的时间间隔测量同一信号某两点之间的时间间隔输入信号输入信号触发器输出触发器输出起始脉冲起始脉冲终止脉冲终止脉冲门控信号门控信号100%50%这时应把开关这时应把开关S接通。以测量脉宽为例，接通。以测量脉宽为例，对对B通道，应把通道，应把K1接接“+”，触发电平置于触发电平置于50%，对，对C通道，应把通道，应把K2接接“- -”，触发电平也置于，触发电平