电子计数器测周 (2)

1、2.3.3 序言序言信号的频率和周期互为倒数，既然电子计数器能相当准信号的频率和周期互为倒数，既然电子计数器能相当准确地测出信号的频率，则信号周期的测量似乎没有必要。确地测出信号的频率，则信号周期的测量似乎没有必要。但是正如前述，当被测信号的频率较低时，测频的误差但是正如前述，当被测信号的频率较低时，测频的误差很大。但是低频信号的周期长，因此，若能测出其周期，很大。但是低频信号的周期长，因此，若能测出其周期，而且测得比较准确，反过来求频率，则可实现较准确的而且测得比较准确，反过来求频率，则可实现较准确的频率测量。这就是测周的意义。频率测量。这就是测周的意义。本节讨论的内容如下：本节讨论的内容如

2、下：2.3.3 电子计数器测周方法电子计数器测周方法 计数器测周原理计数器测周原理 测周误差分析测周误差分析要求：掌握计数器测周的基本原理和误差计要求：掌握计数器测周的基本原理和误差计算方法算方法 计数器测周原理计数器测周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 电路电路脉冲形脉冲形成电路成电路k1TxTxB 通通 道道Ts计数器测周时计数器测周时的原理方框图的原理方框图如图所示如图所示被测信号从被测信号从B B通道输入端输入，经脉冲形成电路变成方波，加到门控通道输入端输入，经脉冲形成电路变成方波，加到门控电路，形成门控方波脉冲，控制闸门开通时间。电路，形成门控方

3、波脉冲，控制闸门开通时间。门控方波的的高电平门控方波的的高电平持续时间就是输入信号的周期。比如持续时间就是输入信号的周期。比如Tx=10msTx=10ms，则主门打开，则主门打开10ms10ms。由石英晶体振荡器及其分频器产生的时标信号加到主门输入端，作由石英晶体振荡器及其分频器产生的时标信号加到主门输入端，作为输入脉冲。则在闸门开通期间对时标脉冲计数，为输入脉冲。则在闸门开通期间对时标脉冲计数，若在若在TxTx期间通过期间通过了了N N个时标脉冲，即计数值为个时标脉冲，即计数值为N N，时标脉冲周期为，时标脉冲周期为TsTs，则被测信号的，则被测信号的周期为周期为Tx = NTs特点：用被测

4、信号周期形成的门控脉冲控制闸门，对特点：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。时标信号进行计数。可见，计数器测周的基本原理刚好与测频相反，即由可见，计数器测周的基本原理刚好与测频相反，即由被测信号控制主门的开关，而对时标脉冲进行计数，被测信号控制主门的开关，而对时标脉冲进行计数，实质上也是比较测量方法。实质上也是比较测量方法。 测周误差分析测周误差分析对上式，根据误差传递公式，测周误差为对上式，根据误差传递公式，测周误差为ssxxTTNNTT N/N 仍是仍是由二由二十进计数器产生的计数器计数误差，即十进计数器产生的计数器计数误差，即 N = 1，而，而ccssffTT T

5、s/Ts是是时标信号误差，仍由石英晶体振荡器的频率准确时标信号误差，仍由石英晶体振荡器的频率准确度决定，即度决定，即Tx = NTssxsxfTTTN所以所以sxfTNN1因此，测周误差可用绝对值合成法表示为因此，测周误差可用绝对值合成法表示为此式与测频误差形式相似，只是前项不同，此式与测频误差形式相似，只是前项不同，测频误差与被测频误差与被测频率和时标周期成反比，而测周误差正好相反，与被测测频率和时标周期成反比，而测周误差正好相反，与被测信号周期和时标频率成反比。信号周期和时标频率成反比。ccsxxxfffTTT1ccxsxxfffTff1 Tx/Tx与与fx及及 fc/fc的关系如下图所示

6、。的关系如下图所示。T x10Tx 100Tx 9105ccffxxTTxf1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010它也是以标准频它也是以标准频率误差为下限，率误差为下限，但与被测频率但与被测频率fx的成正比，被测的成正比，被测频率频率fx越低，越低，测测周误差越小。周误差越小。另另外，测周误差也外，测周误差也和闸门时间有关，和闸门时间有关，不过，这里闸门不过，这里闸门时间由被测信号时间由被测信号的周期所控制，的周期所控制，如果闸门开启时间为多个信号周期，则可有效地减小测周误差，这就是如果闸门开启时间为多个信号周期，则可有效地减小测周误差，这就是在计数器中采用的