頻率計(jì)測(cè)頻原理

《頻率計(jì)測(cè)頻原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、1電子計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率1.1電子計(jì)數(shù)法測(cè)頻原理1.基本原理根據(jù)頻率的定義，若某一信號(hào)在T秒時(shí)間內(nèi)重復(fù)變化了N次，則該信號(hào)的頻率為：（4.2）門電路復(fù)習(xí)：與門A1/0B1/0c1/0同理“或”門、與非、或非門等也有類似功能。A0011B0101C0001由圖可見：因此實(shí)現(xiàn)了測(cè)頻原理：“定時(shí)計(jì)數(shù)”實(shí)質(zhì)：比較法圖4.3測(cè)頻的原理與門ABT1s…………TNTxC1s重點(diǎn)掌握2．組成框圖圖4.4是計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)頻的框圖。它主要由下列四部分組成。t0BC00ttTTxDE0tTxN0AtTx時(shí)基電路計(jì)數(shù)一輸入電路分頻顯示晶振門控主門控制電路ABCDE1)時(shí)基（T）電路兩個(gè)特點(diǎn)：(1)標(biāo)準(zhǔn)性閘門時(shí)間準(zhǔn)

2、確度應(yīng)比被測(cè)頻率高一數(shù)量級(jí)以上，故通常晶振頻率穩(wěn)定度要求達(dá)10-6～10-10。（恒溫糟）(2)多值性閘門時(shí)間T不一定為1秒，應(yīng)讓用戶根據(jù)測(cè)頻精度和速度的不同要求自由選擇。例如：1kHz100Hz10Hz1Hz0.1Hz1ms10ms0.1s、1s、10s等。門控（雙穩(wěn)）電路：TT2)輸入電路由放大整形電路和主門電路組成。被測(cè)輸入周期信號(hào)（頻率為fx，周期為Tx）經(jīng)放大、整形、微分得周期Tx的窄脈沖，送主門的一個(gè)輸入端。圖4.5輸入電路工作波形圖ustttt0000A輸入(T0或Fx)放大整形微分3)計(jì)數(shù)顯示電路這部分電路的作用，簡(jiǎn)單地說，就是計(jì)數(shù)被測(cè)周期信號(hào)重復(fù)的次數(shù)，顯示被測(cè)信號(hào)的

3、頻率。它一般由計(jì)數(shù)電路、邏輯控制電路、譯碼器和顯示器組成。4)控制電路控制電路的作用是產(chǎn)生各種控制信號(hào)，去控制各電路單元的工作，使整機(jī)按一定的工作程序完成自動(dòng)測(cè)量的任務(wù)。在控制電路的統(tǒng)一指揮下，電子計(jì)數(shù)器的工作按照“復(fù)零一測(cè)量—顯示”的程序自動(dòng)地進(jìn)行，其工作流程如圖4.6所示。準(zhǔn)備期（復(fù)零，等待）顯示期（關(guān)門，停止計(jì)數(shù)）測(cè)量期（開門，計(jì)數(shù)）圖4.6電子計(jì)數(shù)器的工作流程圖1.2誤差分析計(jì)算由第二章誤差傳遞公式（2.45）可對(duì)式（4.2）求得（4.3）計(jì)數(shù)誤差時(shí)基誤差1.量化誤差——計(jì)數(shù)誤差、±1誤差在測(cè)頻時(shí)，主門的開啟時(shí)刻與計(jì)數(shù)脈沖之間的時(shí)間關(guān)系是不相關(guān)的，即是說它們?cè)跁r(shí)間軸上的相對(duì)位置

4、是隨機(jī)的。這樣，既便在相同的主門開啟時(shí)間T，計(jì)數(shù)器所計(jì)得的數(shù)卻不一定相同?？赡芏?個(gè)或少1個(gè)的±1誤差，這是頻率量化時(shí)帶來的誤差故稱量化誤差，又稱脈沖計(jì)數(shù)誤差或±1誤差。ΔN=±1N=fxT圖4.7量化誤差3467521834675218T(a)(1)(2)黑門進(jìn)8個(gè)脈沖紅門進(jìn)7個(gè)脈沖誤差合成定理2.閘門時(shí)間誤差（時(shí)基誤差、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間誤差）閘門時(shí)間不準(zhǔn)，造成主門啟閉時(shí)間或長(zhǎng)或短，顯然要產(chǎn)生測(cè)頻誤差。閘門信號(hào)T是由晶振信號(hào)分頻而得。設(shè)晶振頻率為fc（周期為Tc），則有=1×10-7~1×10-10石英晶體性能和切割方式----生產(chǎn)廠石英振蕩器的輸出頻率準(zhǔn)確度決定溫度的影響---單、雙層恒溫

5、糟振蕩電路的質(zhì)量----電路優(yōu)化設(shè)計(jì)1.3結(jié)論1.計(jì)數(shù)器直接測(cè)頻的誤差主要有兩項(xiàng)即±1誤差和標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差一般總誤差可采用分項(xiàng)誤差絕對(duì)值合成，即（4.9）2.測(cè)量低頻時(shí)，由于±1誤差產(chǎn)生的測(cè)頻誤差大得驚人例如，fx=10Hz，T=1s，則由±1誤差引起的測(cè)頻誤差可達(dá)10％，所以，測(cè)量低頻時(shí)不宜采用直接測(cè)頻方法。2電子計(jì)數(shù)法測(cè)量時(shí)間本節(jié)介紹時(shí)間量的測(cè)量主要是指與頻率對(duì)應(yīng)的周期、相位及時(shí)間間隔等時(shí)間參數(shù)，重點(diǎn)討論周期的測(cè)量。2.1電子計(jì)數(shù)法測(cè)量周期的原理t0BC00ttTxTxDE0tTcTcNTxTx由右圖可得輸入電路A分頻門控主門倍頻晶振輸入電路BTxuxBCDE2.2電子計(jì)數(shù)器測(cè)量周期

6、的誤差分析1.量化誤差和基準(zhǔn)頻率誤差與分析電子計(jì)數(shù)器測(cè)頻時(shí)的誤差類似，這里，根據(jù)誤差傳遞公式可得（4.11）根據(jù)圖4.10所示的測(cè)周原理，由式（4.10）可得而ΔN=±1（4.12）2.觸發(fā)轉(zhuǎn)換誤差測(cè)周時(shí)，還有一項(xiàng)觸發(fā)轉(zhuǎn)換誤差必須考慮。3中界頻率研究量化誤差（±1誤差）對(duì)測(cè)頻和測(cè)周的影響。測(cè)頻、測(cè)周誤差相等的頻率稱為中界頻率。將兩個(gè)量化誤差表達(dá)式聯(lián)立可得式中，為中界頻率，為標(biāo)準(zhǔn)頻率，T為閘門時(shí)間。令則因故圖4.14中給出了不同閘門時(shí)間：0.1s、1s、10s和不同標(biāo)準(zhǔn)頻率：10MHz、100MHz、1000MHz三種情況的交叉曲線?，F(xiàn)以T=1s，=100MHz為例，可查知=10kHz。

7、100MHz圖4.14測(cè)頻量化誤差與測(cè)周量化誤差1Hz1KHz1MHz10-810-710-610-510-410-310-210-1110ST=1S0.1Sfc=10MHzfc=1GHzfc=100MHz測(cè)頻的量化誤差測(cè)周的量化誤差f100MHz因此，當(dāng)宜測(cè)頻；當(dāng)，宜測(cè)周。這給使用帶來不便，要查知所用狀態(tài)下的中界頻率，是當(dāng)前通用計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)，下面將介紹采用雙路計(jì)數(shù)器的方法，對(duì)測(cè)頻或測(cè)周都能實(shí)現(xiàn)等精度測(cè)量。4多周期同步測(cè)頻（智能計(jì)數(shù)器）看發(fā)給大