《电子测量原理简明教程》课件——第3章 信号的时间与频率测量.pptVIP

3.7.1模拟内插法2）时间扩展电路◆工作原理 以恒流源对电容器C充电，设充电时间为T1，而以(k-1)T1（可近似为kT1）时间缓慢放电，当放电到原电平时，所经历的时间为：T1’=T1+(k-1)T1=kT1，即得到T1的k倍时间扩展。在kT1时间内对时标计数。◆例如，扩展器控制的开门时间为T1的1000倍(k取999)，即： T’1＝T1＋999T1＝1000T1在T’1时间内对时标计数得N1，则类似地： T’2＝T2＋999T2＝1000T2在T’2时间内对时标计数得N2，则于是：内插后测量分辨力提高了1000倍。◆校准技术内插扩展技术可大大提高测时分辨力,但测量前需进行校准。3.7.1模拟内插法3.7.2时间-电压变换法1）时间-电压转换原理2）工作过程（1）采样期：在时期，开关S1闭合，S2断开，恒流源I对电容C快速充电，其充电电压上式表明，充电电压U与时间成正比。（2）测量期：时间结束，S1断开，I停止充电，电容C上的电压保持值，此时A/D转换器对进行快速测量。（3）恢复期：测量结束后S2闭合，C快速放电，直到，准备下一次测量。3.7.2时间-电压变换法3.7.3时延法◆原理：时延法是一种使用时间延迟技术进行时间测量的方法。由于延时法用的延迟线被分成了多个串联的延时单元，各个延时单元按抽头方式输出，故又称为抽头延迟线法。图3-34时延插值结构图3.7.3时延法◆组成：由延迟线L1—LN和D触发器DF1—DFN组成。每个延时单元的延迟时间为τ，D触发器去锁存每个延时单元输出端的状态。被测时间间隔的起始信号start加到延时线的输入端，停止信号stop加到每个D触发器的锁存端CK，即用stop信号的上升沿时刻去锁存（采集）start信号在延迟线中传输的状态。2.输入通道电路：通常包括A、B两个通道，，它们均由放大和整形电路构成。有的计数器为了测量时间间隔增加了一个C通道。3.时基电路：作为时间或频率的基准源，包括晶体振荡器，分频器，倍频器及时基（时标和频标）选择电路。4.计数、存储与显示器：由计数电路、寄存器和数字显示器组成，每次测量的计数值，送入寄存器中存储，最后送数码显示器显示出测量结果5.控制逻辑电路：产生各种控制信号，去控制各种电路单元的工作，使整机按以下的工作程序完成自动测量。包括门控脉冲形成双稳态电路和显示寄存，计数复零等时序逻辑电路。3.3.2电子计数器的组成原理3.3.3电子计数器的分类及主要技术指标1）分类◆按照功能可划分以下四类：（1）通用计数器是具有多种测量功能、多种用途的电子计数器，它可测量信号的频率、周期、频率比、时间间隔以及累加计数等。（2）频率计数器是指专门用来测量高频和微波频率的计数器，其功能限于测频和计数，其测频范围往往很宽。（3）时间计数器是以时间测量为基础的计数器，其测时分辨力和准确度都很高，可达纳秒的量级。（4）特种计数器是具有特种功能的计数器，包括可逆计数器，预置计数器，序列计数器，差值计数器等。3.3.3电子计数器的分类及主要技术指标2)电子计数器的主要技术指标（1）测量范围及分辨率：1mHZ~3GHZ或更高；（2）精度:可达10-9以上；（3）输入特性：在低中频测量领域，计数器一般检测电压信号的频率，因此输入阻抗应足够高。输入阻抗包括输入电阻和输入电容两部分，通常高阻输入为/25PF，在高频测量领域，则要求输入阻抗与信号源相匹配。通常采用50的低阻输入；（4）灵敏度：仪器能测量的最小信号幅度称为灵敏度，通常以有效值或峰峰值表示。计数器的灵敏度一般为100mV峰峰值;（5）触发:测量时需要定义输入信号的起始触发和结束触发条件，如设置相应的触发电平和触发极性等。3.4通用计数器的测试功能3.4.1通用计数器的基本功能3.4.2自检3.4.3频率测量3.4.4周期测量3.4.5频率比的测量3.4.6时间间隔的测量3.4.7外控时间间隔的测量3.4.8累加计数3.4.9计时序号测试功能计数信号(A端)门控信号(B端)计数结果N12345678自检频率测量周期测量频率比测量累加计数测量计时时间间隔测量外控时间间隔测量内时标(t