时间频率与系统同步2014_第四讲_时间频率测量.pptVIP

主要内容 时频测量基础 时频测量原理 电子计数器测量功能 时频测量的内容 ◆频率 ◆周期 ◆时间间隔 ◆计数 ◆频率比 时频测量的特点 ◆测量准确度高 ◆自动化程度高 ◆测量速度快 ◆最常见和最重要的测量 频率测量方法 电子计数器发展及分类 按功能可以分为如下四类： （1）通用计数器 （2）频率计数器 （3）时间计数器 （4）特种计数器 按用途可分为： 测量用计数器和控制用计数器。 按测量范围可分为： （1）低速计数器（低于10MHz） （2）中速计数器（10~100MHz） （3）高速计数器（高于100MHz） （4）微波计数器（1~80GHz） 一、模拟测量原理 1.直接法 （1）谐振法 ( 2）电桥法 令平衡条件表达式两端实虚部分别相等，得到： 和 测信号频率为： 2.比较法 利用标准频率fs 和被测量频率fx进行比较来测量频率。 ◆拍频法：将标准频率与被测频率叠加，由指示器指示。 ◆外差法：将标准频率与被测频率混频，取出差频并测量。可测量范围达几十MHz（外差式频率计）。 ◆示波法：测周期法：直接根据显示波形由X通道扫描速率得到周期，进而得到频率。李沙育图形法：将fx和fs分别接到示波器Y轴和X轴（X-Y图示方式）； 二、数字测量原理 门控计数法测量原理： 将需累加计数的信号（频率测量时为被测信号，时间测量时为时标信号），由一个“闸门”（主门）控制，并由一个“门控”信号控制闸门的开启（计数允许）与关闭（计数停止）。 1.A、B输入通道 被计数的信号（常从A通道输入）称为计数端；控制闸门开启的信号通道（常从B、C通道输入）称为控制端。 从计数端输入的信号有：被测信号(fx);内部时标信号等; 从控制端输入的信号有：闸门信号；被测信号(Tx)等； 2.主门电路 ◆功能：通过“门控信号”控制进入计数器的脉冲，使计数器只对预定的“闸门时间”之内的脉冲计数。 3.计数与显示电路 ◆功能：计数电路对通过主门的脉冲进行计数（计数值代表了被测频率或时间），并通过数码显示器将测量结果直观地显示出来。 ◆计数电路的重要指标：最高计数频率。 ◆显示器。 4.时基产生电路 ◆功能：产生测频时的“门控信号”（多档闸门时间可选）及时间测量时的“时标”信号（多档可选）。 5.控制电路 二、电子计数器的测量功能 1.频率测量 ◆原理：计数器严格按照 的定义实现频率测量。 或 ◆例如：闸门时间Ts=1s，若计数值N=10000，则显示的fx为“10000”Hz，或“10.000”kHz。如闸门时间Ts=0.1s，则计数值N=1000，则显示的fx为 “10.00”kHz。 原理框图和工作波形图（fx由A通道输入，内部时基） 2.周期的测量 ◆原理：对被测周期Tx，用已知的较小单位时间刻度T0（“时标”）去量化，由Tx所包含的“时标”数N即可得到Tx。即 ◆实现：由Tx得到闸门；在Tx内计数器对时标计数。 ——Tx由B通道输入，内部时标信号由A通道输入。 ◆原理框图： ◆例如：时标T0=1us，若计数值N=10000，则显示的Tx为“10000”us，或“10.000”ms。如时标T0=10us，则计数值N=1000，显示的Tx为 “10.00”ms。 ◆测量速度与分辨力：一次测量时间即为一个周期Tx，Tx愈大(频率愈低)则测量时间愈长；计数值N与时标有关，时标愈小分辨力愈高。 3.时间间隔的测量 ◆ 测量方法：由两个事件触发得到起始信号和终止信号，经过门控双稳态电路得到“门控信号”，门控时间即为被测的时间间隔。在门控时间内，仍采用“时标计数”方法测量（即所测时间间隔由“时标”量化）。 ◆ 触发极性选择和触发电平调节 相位差的测量 测量原理如下图： 为减小测量误差，分别取 +、-触发极性作两次测量， 得到t1、t2再取平均，则 4.自检（自校） ◆例如：若选择Ts=10ms, T0=1us,则自检显示应 稳定在N=10000。 第四讲 时间频率测量 * 第四讲 时间频率测量 差频法 拍频法 示波法 电桥法 谐振法 比较法 直读法 李沙育图形法 测周期法 模拟法 频率测量方法 数字法 电容充放电法 电子计数器法 差频法 拍频法 示波法 电桥法 谐振法 比较法 直读法 李沙育图形法 测周期法 模拟法 频率测量方法 数字法 电容充放电法 电子计数器法 差频法 拍频法 示波法 电桥法 谐振法 比较法 直读法 李沙育图形法 测周期法 模拟法 频率测量方法 数字法 电容充放电法 电子计数器法 ◆测量方法的不断发展：模拟?数