电子测量技术第05章分解.ppt

若综合考虑这两项误差，则有 　　(3) 电子计数法测量周期的原理与测频时相似，但也有它特殊的地方。这里，闸门时间Tx是由被测信号产生的，计数脉冲是由晶振信号经整形、窄脉冲形成而产生的。计数显示电路与测频时相同，即 计数法测量周期误差有： 　　① ±1误差，即 　　② 晶振频率误差Δfc/fc。 　　若综合考虑这两项误差，则按最坏情况考虑，有 　　计数器测量周期时，其测量误差主要取决于量化误差。采用周期倍乘、晶振倍频可以大大提高计数法测量周期的精确度。计数法测周期时还有一项误差——触发误差，即 式中，k为门控信号周期扩大的倍数。由上式可知，信噪越大，其触发误差就越小。 　　(4) 中界频率是一个基本概念。对某信号使用测频法和测周期法测量频率，两者引起的误差相等，则该信号的频率定义为中界频率，其计算公式为 或 式中，k为测量周期时扩大闸门时间的倍数，n为测量频率时扩大闸门时间的倍数。 　　(5) 计数法测量时间间隔的基本原理是： 利用一个通道产生打开时间闸门的触发脉冲，另一个通道产生关闭时间闸门的触发脉冲，计数闸门开通期间的脉冲个数(由晶振形成的标准脉冲)，从而测得被测信号两点间的时间间隔。测量误差为 　　若最高标准频率fcmax一定，且给定最大相对误差rmax，则仅考虑量化误差所决定的最小可测量时间间隔为 　　(6) 清楚E-312型电子计数式频率计的主要技术指标，掌握该频率计的原理并熟练使用它进行频率、周期、时间间隔的测量，了解计数器的发展动态。 　　(7) 清楚属模拟法的电桥法、谐振法、f-V转换法、拍频法、差频法、李沙育图形法测量频率的原理，会使用这类频率计进行频率测量，了解上述诸方法测频频段、测量精度量级及引起测量误差的原因。 习　题　5 　　5.1　试述时间、频率测量在日常生活、工程技术、科学研究中的实际意义。 　　5.2　标准的“时频”如何提供给用户使用? 　　5.3　与其他物理量的测量相比，“时频”测量具有哪些特点? 　　5.4　简述计数式频率计测量频率的原理，说明用这种测频方法测频有哪些测量误差。对一台位数有限的计数式频率计，是否可无限制地扩大闸门时间来减小±1误差，提高测量精确度? 　　5.5　用一台七位计数式频率计测量fx=5 MHz的信号频率，试分别计算当闸门时间为1 s、0.1 s和10 ms时，由“±1”误差引起的相对误差。 　　5.6　用计数式频率计测量频率，闸门时间为1 s时，计数器读数为5400，这时的量化误差为多大? 如将被测信号倍频4倍，又把闸门时间扩大到5倍，则此时的量化误差为多大? 　5.7　用某计数式频率计测频率，已知晶振频率fc的相对误差为Δfc/fc=±5×10-8，门控时间T=1 s。 　　(1) 测量fx=10 MHz时的相对误差。 　　(2) 测量fx=10 kHz时的相对误差。 　　(3) 提出减小测量误差的方法。 　　5.8　用计数式频率计测量信号的周期，晶振频率为10 MHz，其相对误差Δfc/fc=±5×10－8，周期倍乘开关置×100，求被测信号周期Tx=10 μs时的测量误差。 　　5.9　某计数式频率计测频率时闸门时间为1 s，测周期时倍乘最大为×10 000，晶振最高频率为10 MHz，求中界频率。 　　5.10　用计数式频率计测量fx=200 Hz的信号频率，采用测频率(选闸门时间为1 s)和测周期(选晶振周期Tc=0.1 μs)两种测量方法。试比较这两种方法由于“±1误差”所引起的相对误差。 　　5.12　利用拍频法测频，在46 s内数得100拍，如果拍频周期数计数的相对误差为±1%，秒表误差为±0.2 s，忽略标准频率(本振)的误差，试求两频率之差及测量的绝对误差。 　　5.13　简述电桥法、谐振法，f-V 转换法测频的原理，它们各适用于什么频率范围? 这三种测频方法的测频误差分别取决于什么? 　　拍频法测频的误差主要取决于标准频率fc的精确度，其次是测量F的误差，而测量F的误差又取决于拍频数n的计数误差Δn和n个拍频相应的时间t的测量误差Δt。 　　 将F=n/t 代入式(5.6-9)，有 (5.6-10) 对式(5.6-10)两端微分得 (5.6-11) 所以 (5.6-12) (5.6-13) 　　用增量符号代替式(5.6-12)中的微分符号，并考虑相对误差的定义，再联系F=n/t，得 　　若认为Δfc/fx≈Δfc/fc，则式(5.6-13)可近似改写为 (5.6-13) 　　由式(5.6-14)可以看出：要提高此种方法测量频率的精确度，除了选用高稳定度的频率标准外，还必须使拍频计数值n大，因而相应的时间t也大。目前拍频法测量频率的绝对误差约为零点几赫兹。若测量1 kHz左右的频率，则其相对误差为10-4量级；若被测量频率为10 kHz，则相对误差