第五章频率和时间的测量技术

第五章频率和时间的测量技术第1页，课件共17页，创作于2023年2月§5.1电子计数法测量频率一、测频原理:被测信号T秒时间内重复变化了N次第2页，课件共17页，创作于2023年2月(一)时基T(闸门时间T)产生电路:作用:提供准确的计数时间T(二)计数脉冲形成电路:作用:把被测的周期信号转换为可计数的窄脉冲(三)计数显示电路:作用:计数被测周期信号重复的次数,并显示被测信号的频率测频原理的实质:以比较法为基础,把被测信号频率与已知信号的频率相比,将比较的结果以数字的形式显示出来.第3页，课件共17页，创作于2023年2月二、误差分析1、误差来源:(1)时基T是否准确(2)计数值N是否准确2、量化误差--±1误差结论:(1)不论N值为多少,其最大误差总是±1个计数单位,故称“±1误差”(2)脉冲计数相对误差与被测信号频率成反比,与闸门时间成反比.第4页，课件共17页，创作于2023年2月第5页，课件共17页，创作于2023年2月第6页，课件共17页，创作于2023年2月

3、闸门时间误差(标准时间误差):结论：闸门时间相对误差在数值上等于晶振频率的相对误差

4、测频总误差:三、提高测频准确度应采取以下措施:（1）提高晶振的准确度和稳定度，以减小闸门时间误差（2）扩大闸门时间或倍频被测信号，以减小±1误差（3）当频率较小时，应采用测周法。第7页，课件共17页，创作于2023年2月第8页，课件共17页，创作于2023年2月§5.2电子计数法测量周期一、测周的必要性及原理1、必要性2、基本原理第9页，课件共17页，创作于2023年2月第10页，课件共17页，创作于2023年2月二、误差分析:1、例1、某计数式频率计,若晶振的相对误差为2*10-7.在测量周期时,取晶振的周期为1μs,则当被测信号周期分别为1s、1ms、10μs时,引起的测量误差分别是多少?结论：测周时，测量误差主要取决于量化误差，Tx越大，误差越小。2、提高测量准确度措施（1）减小TC，但受到计数器速度的限制（2）周期倍乘，但受到显示位数和测量时间的限制第11页，课件共17页，创作于2023年2月3、触发误差结论：（1）触发误差与信噪比成反比（2）门控信号周期扩大K倍，由随机噪声引起的相对误差可降为：（3）在相同条件下，触发器灵敏度高，则引起的触发误差大。4、总误差：第12页，课件共17页，创作于2023年2月三、中界频率

1、定义：对某信号使用测频法和测周法测量频率，两者引起的误差相等，则该信号的频率定义为~。 2、若测频时扩大闸门时间n倍，测周时周期倍乘k倍：例2、某频率计若可取的最大的T、fc值分别为10s、100MHZ，并取k=104，n=102，试确定该仪器可选择的中界频率。第13页，课件共17页，创作于2023年2月§5.3电子计数法测量时间间隔一、时间间隔测量原理：1、功能：(1)倍乘(衰减)器:将被测信号调节到触发电平允许的范围.(2)触发电路:将输入信号与触发电平相比较,以产生启动和停止脉冲.(3)门电路:选择触发电平的斜率.第14页，课件共17页，创作于2023年2月2、测量类型(1)当开关K→1时,测量同一信号波形上的任意两点的时间间隔.(2)当当开关K→2时,测量两信号间的时间间隔.二、误差分析1、表达式：2、减少测量误差应采取的措施：(1)选用频率稳定性好的标准频率源,以减小标准频率误差.(2)提高信噪比以减小触发误差.(3)提高频率fc,以减小量化误差,不能采用被测时间TX扩大K倍法.第15页，课件共17页，创作于2023年2月例3、某频率计最高标准频率为10MHz,若忽略标准频率误差与触发误差,当被测时间间隔为50μs和5μs时,其测量误差多大?若最高标准频率一定,且给定最大相对误差时,则仅考虑量化误差所决定的最小可测量时间间隔可由下式给出:例4某频率计fcmax=10MHz,