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§3.3电子计数法测量周期 


一、电子计数法测量周期的原理


测周则是由晶振产生可以计数的窄脉冲N,由被测信号产生闸门T,具有Tx=NTc的关系。

二、误差分析


1、测周误差   

可以表示为:


由误差曲线可以看出:被测信号频率越低,正负壹误差对测周精确度的影响就越小;基准频率fc越高,测周的误差越小。

2、触发误差

测周时闸门信号是由被测信号产生的,而被测信号有干扰,会导致时基闸门T的不准确。如图:UB是触发电平,若没有干扰时闸门时间为Tx,若有干扰存在,闸门开启时间就会提前,会带来ΔT1的误差。

 

3、多周期测量

进一步分析可知,多周期测量可以减小转换误差和± 1误差。

对于触发误差,周期倍乘K倍后,由图可以看出,相邻周期产生的误差ΔT是相互抵消的,只有第一个周期和最后一个周期产生的误差会存在,因此周期倍乘K倍之后产生的总的触发误差和一个周期产生的触发误差一样,这就使得周期倍乘之后产生的触发相对误差减少为原来的1/K倍。

4、测周总误差

结论:

1)用计数器直接测周的误差主要有三项,即量化误差、触发误差以及标准频率误差。

2)采用多周期测量即周期倍乘可提高测量准确度;

3)提高标准频率,可以提高测周分辨力;

4)测量过程中尽可能提高信噪比UmUn

 

三、中界频率


对某信号使用测频法和测周法测量频率,两者引起的误差相等,则该信号的频率定义为~。若测频时扩大闸门时间n倍,测周时周期倍乘k倍:


 

案例


某频率计若可取的最大的Tfc值分别为10s100MHZ,并取k=104n=102,试确定该仪器可选择的中界频率。

练习

1、用某计数式频率计测周期,已知晶振频率fc的相对误差为Δfcfc=±5×108,时基频率为10MHz,周期倍乘100。求测量10μs周期时的测量误差。

2、用某电子计数器测一个fx10Hz的信号频率,当信号的信噪比S/N20dB时,分别计算当“周期倍乘”置于×1和×100时,由于转换误差所产生的测周误差,并讨论计算结果。

答案:


测验


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.P116-119

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.


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