任务4：电子计数器测试时间频率参数.ppt

4.1 接受任务 三、 频率测量的基本方法 1．直接法——利用电路的某种频率特性响应来测量频率的方法。例如：电桥法、谐振法 基本原理：利用数学模型先求出频率表达式，然后利用频率与其他已知量的关系测量频率。例如：谐振法，当电路谐振时， 有点里参数L、C确定被测量频率。 石英晶体振荡器产生高稳定度的振荡信号，经分频产生准确的时间间隔TS，去控制主门的开启时间。被测信号经放大整形后，变成方波脉冲，在主门开启的时间TS内，由计数器对通过主门的方波脉冲的个数进行计数，如果在时间 TS内计数值为N，则测量信号的频率 由译码电路显示测量结果。 3、单元电路的工作原理： 1）输入单元电路：作用是将被测信号，进行放大整形，然后送往主闸门。 2）时基产生电路 由石英晶体振荡器、分频器和时基选择组成。 作用：产生频率为 fc(周期为Tc)的正谐波信号，经分频、整形的得到周期为Ts=KTc的窄脉冲，去触发门控电路，得到门控信号。 注意：分频后得到的时间基准都是10的幂次方，例如1ms、10ms、0.1s、10s等，当改变主门开启时间时，显示器上小数点也随之改变。 特点：准确度高，电路简单， 3）主门控电路 通常由一个与门组成，进行时间与频率的量化比较，完成时间或频率的数字转化。 4）计数显示电路 它的任务是对来自闸门的脉冲进行计数，并将计数结果以数字形式显示出来。 5) 逻辑控制电路 由门电路和触发电路组成时序逻辑电路，产生各种控制信号，控制整机各单元电路的工作，使整机按一定的工作程序完成测量任务。 二、测频方法的误差分析 电子计数器测频是由f=N／Ts计算出频率。根据误差合成理论，可求得测频的相对误差为 结论： 1)主门的开启时间一定，频率越高，测量越准确。 2）频率一定，主门的开启时间越长，测量结果的量化误差越小。 3）提高被测信号的频率，或增大主门开启时间，都可以降低量化误差的影响。 3、测频的相对误差： 量化误差+主门开启时间的相对误差 4、测频计数误差——在测量频率时，由于被测信号受到噪声的干扰，使输入信号经触发器整形后，形成计数脉冲发生错误而产生误差。如图6---3所示 结论减小的措施： 1）选择准确度和稳定度的晶振作为时基发生器，以减小主门开启时间误差。 2）在不使计数器产生溢出的前提下，加大分频器的分频系数k，扩大主门的开启时间Ts，较小量化误差。 3）当被测信号的频率较低时，用测频法测得的误差较大，应选用其它方法测量。 4）对于随机的计数误差，可以通过提高信噪比或调小通道的增益来减小计数误差的影响。 一、 电子计数法测量周期 二、 测量周期方法的误差分析 1．相对误差： 1)产生的原因：与测量频率类似，即量化误差和时标信号相对误差， 2、触发误差——系统受到噪声干扰产生的随机误差， 被测信号在整形过程中，由于整形电路本身触发电平的抖动或者被测信号叠加有噪声和各种干扰信号等原因，使得整形后的脉冲周期不等于被测信号的周期，而产生的时间相对误差。 1、由电子计数器的测量误差主要系统固有误差和噪声干扰误差。 2、测高频信号的频率时，用测频的方法直接读取被测信号的频率。 3、测低频信号的频率时，先通过测周期的方法测出被测信号的周期，再换算成频率。 4、高、低频信号可以采用中界频率划分。 5、中界频率的定义为：采用直接测频法和测周测频法的误差相等，则该信号的频率为中界频率f0。 输入回路设有衰减器（X1、X20）和AC/DC 耦合转换器。整机性能稳定, 功能齐全，是一种高性能，低价位的理想智能数字化仪器。 本仪器测量频率范围极宽，可从 0.01Hz 到2.4GHz。闸门时间从100ms 到10s 连续可调。 使用本机前请仔细阅读本仪器的资料和操作方法，以便取得最好的使用 ②闸门时间连续可调： 可调范围：100ms—10s ③精度:基准时间误差×频率±1 个字。 3.周期测量： 可从 A、B 两端口中的任何一个端口输入，其中A 端口测量范围为 0.2us—10s， B 端口测量范围为0.2us—0.5ns。 2.显示 8 位LED 高亮度显示并带有频率、周期、kHz、MHz、ms、s 等显示以及各档位的LED 显示。 3. 电源: AC 220V/110V±10% ； 50Hz/60Hz±10% 。 三、 操作说明 1、板面说明 1）A 端口（0.01Hz---50MHz） 2）B 端口（50MHz---2.4GHz） 3）频率指示灯 4）周期指示灯 5）LED 显示器 6）KHz/s 指示灯