电子测量仪器第5章--电子计数器课件

1、第5章 电子计数器5.1 概述5.2 通用电子计数器5.3 电子计数器的基本测量功能5.4 电子计数器的使用本章小结5.1 概述电子计数器是利用电子计数法，在一定的时间间隔内对输入的脉冲信号进行计数，从而实现测量频率、周期及累加计数等。通常把具有多种测量功能的电子计数器称为通用电子计数器，而把主要用于频率测量的电子计数器称为数字频率计。 周期和频率在电子测量技术中，频率和时间是最基本的参量，因此频率、周期和时间间隔的测量是非常重要的。周期是指周期信号变化一次所需要的时间，用T表示，单位是秒（s）。频率是周期信号在单位时间内的变化次数，用表示，单位为（Hz）。频率与周期互为倒数关系，只要测量出其

2、中一个，就可以得出另一个。用电子计数器测量信号的周期、频率和时间等参数，具有准确度高，测量范围大，速度快等优点，因此它已成为测量周期、频率和时间等参数的主要仪器。 5.2 通用电子计数器1. 通用电子计数器的基本组成通用电子计数器的整机一般是由输入通道、计数电路、显示电路、时基电路、控制电路以及电源电路组成，如图所示。输入通道输入通道工作方式选择电路时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路时基选择分频电路晶振电路电 源电 路A输入B输入（1）输入通道。输入通道由衰减器、放大器和整形电路组成。由于电子计数器对被测量信号有一定的幅度和极性要求，所以大于仪器要求的信号要进行衰减处理；小于仪器要求的信

3、号要进行放大处理。整形电路是将各种信号变换成统一的脉冲信号，再送入计数器进行计数，整形电路通常为施密特触发器。（2）计数电路。计数电路是由计数器、锁存器和时间闸门组成。当时间闸门打开时，计数器对输入的脉冲信号进行累加计数、锁存并送入显示电路显示。计数电路一般采用十进制计数器，位数既是仪器的显示位数。（3）显示电路。显示电路是由译码器、锁存器和显示器组成。计数器输出的是BCD码，需要进行译码后才能送入显示器显示。现在使用的显示器一般为发光二极管（LED）和液晶显示（LCD）。（4）时基电路。时基电路电路是由石英晶体振荡器、分频器和时基选择电路组成。振荡器产生的基准频率信号经分频器变换成一系列不同

4、的标准时间信号，由时基选择开关来选择不同的时基信号。（5）控制电路。电子计数器的控制中心，主要完成测量功能的转换、控制时间闸门的开启和关闭、计数器的归零、显示值的更新和保持等。（6）电源电路。为整机提供各种工作电压，保证仪器正常工作。2. 通用电子计数器的主要技术指标通用电子计数器的主要技术指标有以下几项：测量功能。电子计数器的所有测量功能，包括频率测量、时间间隔测量、频率比、周期、累加计数以及仪器自校准等。测量范围。不同测量功能的有效值测量范围，一般用上、下限值表示。仪器使用时，不应该超出它的测量范围。输入特性。主要包括输入灵敏度、最大输入电压、输入耦合方式以及输入阻抗等。闸门时间与时标。仪

5、器内部可以提供的闸门时间信号和时标信号，通常是以10为系数的系列时间基准信号。显示位数。仪器能够显示的位数，显示位数越多分辨率越高，通常为610位。输出信号。仪器能够直接输出的各种信号，主要包括时标信号、闸门时间和测量结果等。5.3 电子计数器的基本测量功能5.3.1 累加计数5.3.2 频率测量5.3.3 频率比测量时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路输入通道输入通道A输入B输入分频电路时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路时基选择分频电路晶振电路输入通道输入时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路输入通道输入通道A输入B输入5.3.4 周期测量5.3.5 时间间隔测量5.3.6 自校

6、准时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路分频电路分频电路晶振电路时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路分频电路输入通道A输入晶振电路B输入时间闸门计数电路显示电路逻辑电路门控电路分频电路输入通道B输入分频电路晶振电路5.4 电子计数器的使用虽然电子计数器的种类和型号很多，但使用方法基本相同。下面以E-312A型通用电子计数器为例，介绍其结构组成、技术指标和使用方法。 5.4.1 E-312A型通用电子计数器的电路组成E-312A型通用电子计数器有两个输入通道，它的计数与逻辑控制部分由大规模集成电路ICM7226B组成，数码显示部分采用了八位LED显示器，标准信号源采用ED441C型5MHZ

7、插入式小型恒温石英晶体振荡器和倍频电路，具有闸门时间输出、内频标输出和外频标输入。全部测量功能包括计数、频率测量、频率比测量、周期测量、时间间隔测量。可以对正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号的测量。 显示电路晶振电路输入通道输入通道A输入B输入计数、译码与逻辑控制电路电源电路5.4.2 E-312A型通用电子计数器的主要技术指标（1）频率测量（A通道）测量范围：1HZ10MHZ，可扩展为10HZ100MHZ；输入电压范围：30mV3V；输入阻抗：电阻500k，电容30pF；闸门时间：10ms，0.1s，1s，10s。（2）周期测量（A通道）测量范围：0.4s10s；周期倍乘：1，10，100，

8、1K；时标信号：0.1s；输入特性：与频率测量相同。（3）频率比测量（A/B通道）测量范围：A通道与频率测量相同，B通道为1HZ2.5MHZ；比值倍乘：1，10，100，1K；输入特性：与频率测量相同。（4）时间间隔测量测量范围：0.25s（107-1）s；脉冲宽度：0.5s；时标信号：0.1s；输入特性：与频率测量相同。（5）累加计数（A通道）最大计数范围：108-1；输入特性：与频率测量相同。（6）石英晶体稳定度标称频率：5MHZ；频率准确度：510-8；频率稳定度：10-8/日（预热1小时）。（7）显示时间：0.2s+测量时间。5.4.3 E-312A型通用电子计数器的仪器面板布置前面板

9、 后面板 5.4.4 测量使用方法测量前的准备1通电预热。插上电源插头面板晶振指示灯亮，表示晶振电源接通，恒温槽开始加热，若要准确测量，仪器应预热一小时。然后再打开电源开关，数码显示器亮，表明整机电源接通。2自校检查。每次测试前应先对仪器进行自校检查，将自校-保持开关置于“自校”处，切换闸门时间键，数码显示器计数应符合要求。5.4.5 应用实例1. 行同步范围的测量行同步范围是指电视机能维持同步状态的行频可调范围，测量过程如下：将仪器置于频率测量方式，闸门时间10s，把行振荡输出信号接入A输入端口，调节行振荡线圈，使仪器显示标准行频（15 625Hz），同时电视机上出现稳定的图像。先调节行振荡

10、线圈，使行频缓慢升高，直至屏幕上的图像出现失步，计下此时的频率读数。再调节行振荡线圈，使行频缓慢降低，直至屏幕上的图像又出现失步，计下此时的频率读数，则行同步范围，一般要求行同步范围大于500Hz。2. 行振荡脉宽的测量将仪器置于时间测量方式，使A输入信号为上升沿触发，触发选择置于“+”，使B输入信号为下降沿触发，触发选择置于“-”，把行振荡输出信号同接入A端口和B端口，此时显示的读数即为行振荡脉冲宽度，正常脉冲宽度应为（1820）s 。3. 场振荡周期的测量将仪器置于周期测量方式，选择周期倍乘100，把场振荡输出信号接入A输入端口，调节A通道的触发电平，使其指示灯均匀闪亮，此时显示的读数即为场振荡周期，标准场振荡