频率和相位的测量

1、第四章第四章 频率和相位的测量频率和相位的测量重点重点：（1）数字法测频率和相位的方法。数字法测频率和相位的方法。（2）量化误差的概念及计算。）量化误差的概念及计算。第二节第二节 频率的测量方法频率的测量方法(数字法测频率数字法测频率)一、数字频率计原理图一、数字频率计原理图1、既可测频率，又可测周期。、既可测频率，又可测周期。2、计数器可能溢出。、计数器可能溢出。二、数字法测频率的原理二、数字法测频率的原理/fNt适于测量高频。适于测量高频。三、数字法测周期的原理三、数字法测周期的原理0NTT 适于测量低频。适于测量低频。四、计数器的量化误差：四、计数器的量化误差：1 1个字个字因为闸门开启

2、时刻和计数脉冲到达时刻没有同步关系，因为闸门开启时刻和计数脉冲到达时刻没有同步关系，所以会有所以会有1 1个字的个字的量化误差。可见，延长开门时间，计量化误差。可见，延长开门时间，计数的脉冲数越多，量化误差的影响越小。数的脉冲数越多，量化误差的影响越小。五、计算由量化误差引起的相对误差五、计算由量化误差引起的相对误差1、测频率、测频率xcTTN 闸门时间闸门时间待测信号待测信号周期周期计数值计数值1 1个数引起的相对误差：个数引起的相对误差：xcffN 1适于测适于测高频高频2、测周期、测周期cxTTN 1 1个数引起的相对误差：个数引起的相对误差：cxffN 1适于测适于测低频低频练习：练习

3、： 某交流信号的频率为某交流信号的频率为100Hz，若用数字频率计测量周，若用数字频率计测量周期时，所选时标脉冲的频率为期时，所选时标脉冲的频率为1MHz。用数字频率计测量。用数字频率计测量频率时，所选闸门时间为频率时，所选闸门时间为10s。只考虑量化误差的影响，。只考虑量化误差的影响，问：测频率和测周期时的相对误差分别为多大？哪种方法问：测频率和测周期时的相对误差分别为多大？哪种方法更准确？更准确？解：解：46101001. 0TN4101TN31001. 010fN3101fN应选择测周期。应选择测周期。频率仪的频率准确度是频率仪的频率准确度是 ，表示计数，表示计数n 个脉冲，有一个字的个

4、脉冲，有一个字的误差。不同量限的准确度不同。本例中，频率准确度为误差。不同量限的准确度不同。本例中，频率准确度为n17102表明在该量限下，测量表明在该量限下，测量 个脉冲，有一个字个脉冲，有一个字6105的误差。的误差。一、用示波器测量频率一、用示波器测量频率1、扫描法、扫描法例如：扫描速率旋钮所在位置为例如：扫描速率旋钮所在位置为5ms/cm，而显，而显示的一个波形所占水平距离为示的一个波形所占水平距离为4cm，则则被测信号被测信号周期为周期为20ms，频率为，频率为50Hz。2、李沙育图形（、李沙育图形（X-Y法）法）频率频率可调可调频率的测量方法（补充内容）频率的测量方法（补充内容）由

5、于两个电压的频率、振幅、相由于两个电压的频率、振幅、相位的不同，在荧光屏上所显示出位的不同，在荧光屏上所显示出的波形也各有不同。的波形也各有不同。李沙育图形李沙育图形当频率成整数倍时，出现的李沙当频率成整数倍时，出现的李沙育图形是静止的。育图形是静止的。分别对图形作水平线和垂直线，分别对图形作水平线和垂直线，注意所作的线不应通过图形的交注意所作的线不应通过图形的交叉点或与其相切。叉点或与其相切。垂直交点垂直交点水平交点水平交点水平输入信号频率水平输入信号频率垂直输入信号频率垂直输入信号频率 电压相位差的电压相位差的不同会影响图不同会影响图形的形状，但形的形状，但不影响频率比不影响频率比李沙育图

6、形的测量准确度取决于标准信号频率的准确度。李沙育图形的测量准确度取决于标准信号频率的准确度。二、用频率电桥测量频率二、用频率电桥测量频率原理：交流电桥，并且平原理：交流电桥，并且平衡条件与频率有关。衡条件与频率有关。缺点：缺点：对高次谐波敏感。当被测频率的对高次谐波敏感。当被测频率的电压不是正弦波时，由于存在高电压不是正弦波时，由于存在高次谐波，使指零仪表不能精确调次谐波，使指零仪表不能精确调到零。到零。第四节第四节 相位的测量方法相位的测量方法一、一、 将相位差转换为时间进行测量。将相位差转换为时间进行测量。360T t0NTt 二、了解：软件计算相位差。二、了解：软件计算相位差。A/DFF

7、T取基波计算相位差取基波计算相位差三、相位和功率因数的间接测量三、相位和功率因数的间接测量cosPUIQtgP单相电路单相电路对称三相电路对称三相电路cos3LLPU I不对称三相电路不对称三相电路21cos1()PSQP某段时间三相平均功率因数某段时间三相平均功率因数21cos1()QPWW四、用示波器测量相位四、用示波器测量相位（1）双迹法）双迹法oacab360 （2）X-Y法（李沙育图形法）法（李沙育图形法）1122sin()sin()mmyuUtxuUt李沙育图形的李沙育图形的形成过程形成过程不同相位差时的李沙育图形不同相位差时的李沙育图形 sinU)0(u1m11m1U)0(usin 2BK 2AK sinBA不能判断超前、滞后。不能判断超前、滞后。频率相同相位不同时的李沙育图形：频率相同相位不同时的李沙育图形：本章小结：本章小结：1、掌握数字法测量频率、周期、相位的原理。