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§3.2 电子计数法测量频率 

一、测频原理


1、基本原理

2.结构组成

(1)时基T(闸门时间T)产生电路:提供准确的计数时间T

(2)计数脉冲形成电路:把被测的周期信号转换为可计数的窄脉冲。

(3)计数显示电路:计数被测周期信号重复的次数,并显示被测信号的频率。

(4)控制电路:产生各种控制信号,使整机按一定的工作程序完成自动测量的任务。

测频原理的实质:以比较法为基础,把被测信号频率与已知信号的频率相比,将比较的结果以数字的形式显示出来。

二、误差分析


1、误差来源:

(1) 时基T是否准确

(2) 计数值N是否准确

测频的总误差可以表示为:

由误差曲线可以看出:

fx一定时,比如为106赫兹,闸门时间为0.1秒时,测频误差为10-5,当闸门时间为10秒时,测频误差为10-7,说明闸门时间越长,测量准确度就越高。当T一定时,fx越大,±1误差越小,逐渐趋近于标准频率误差5*10-9,而且准确误差不可能优于5*10-9

三、减少测频误差的措施


根据测频误差的表达式,可以得出提高测频误差应采取以下措施:

1)提高晶振的准确度和稳定度,以减小闸门时间误差

2)扩大闸门时间或倍频被测信号,以减小±1误差

3)当频率较小时,应采用测周法。












练习


练习


1、说明通用计数器测量频率的工作原理。

2、用计数式频率计测量频率,闸门时间(门控时间)为l 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,此时的量化误差为多大?

3、用一个7位电子计数器测量一个fx5MHz的信号频率,试分别计算当“闸门时间”置于1s0.1s10ms时,由±1误差产生的测频误差。

答案:

1、通用计数器测量频率的工作原理:通过计数器在单位时间(即闸门时间)内对被测信号进行计数,然后利用公式得出被测信号的频率,为了测量更宽的范围,可以改变闸门时间。

2、

3、


资源下载
扩展阅读


教材阅读:《电子测量与仪器》第3版,陈尚松等,电子工业出版社.P111-115

课外阅读:

1、频率计的设计:http://wenku.baidu.com/view/f2b7554d2b160b4e767fcfec.html

2、单片机频率计设计:http://bbs.elecfans.com/jishu_221327_1_1.html

3、张永瑞等,《电子测量技术基础》,西安电子科大出版社.

4、陈永普等,《常用电子测量技术仪器使用》,电子工业出版社.

5、徐杰等,  《电子测量技术与应用》,哈工程大学出版社.

6、任维政等,《电子测量与电子电路实践》,科学出版社.


测验



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