電子計數(shù)器的測頻方法

1、4.14.1電子計數(shù)器的測頻方法教學(xué)目的教學(xué)目的1.1.了解了解通用計數(shù)器的基本組成2.掌握電子計數(shù)器的測頻原理教學(xué)重點及難點教學(xué)重點及難點1.電子計數(shù)器的測頻原理4.1.1頻率計數(shù)器的組成教學(xué)方式：教學(xué)方式：講授教學(xué)過程：教學(xué)過程：1.門控計數(shù)法測量原理門控計數(shù)法可理解為：在規(guī)定的時間內(nèi)打開閘門，讓信號進入計數(shù)電路做累加計數(shù)，在已知的標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)累計未知的待測輸入信號的脈沖個數(shù)，就實現(xiàn)頻率測量；在未知的待測的時間間隔內(nèi)累計已知的標(biāo)準(zhǔn)時間

2、脈沖個數(shù)，就實現(xiàn)周期或時間間隔的測量。2.通用計數(shù)器的基本組成除主門、計數(shù)電路和數(shù)字顯示器外，通用計數(shù)器還包括兩個放大整形電路和一個門控雙穩(wěn)觸發(fā)器。從A通道輸入頻率為fA的A信號，經(jīng)放大、整形變換為計數(shù)脈沖信號，接至閘門“1”端。從B通道輸入頻率為fB的B信號，也經(jīng)放大、整形變換為周期為TB的矩形脈沖信號。這個矩形脈沖信號接至主門“2”端以觸發(fā)門控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，使它輸出一個寬度為TB的門控時間脈沖信號（開門脈沖），控制閘門的開門時間。通

3、用電子計數(shù)器的基本功能是測量頻率、周期、頻率比、時間間隔和自檢等。計數(shù)器輸入通道所加信號的不同組合，決定了所實現(xiàn)的測量功能。4.1.2頻率測量電子計數(shù)器按照式TN?f的定義進行頻率測量.原理如圖4－10所示，其對應(yīng)點的工作波形如圖4－11所示。在開門時間，被測信號通過閘門進入計數(shù)器計數(shù)并顯示。若閘門開啟時間為Tc和輸入信號頻率為fx，則計數(shù)值為:（47）閘門的寬度是由標(biāo)準(zhǔn)的時基經(jīng)過分頻得到的，通過開關(guān)選擇分頻比，是已知量。因此，只要得到

4、計數(shù)器的計數(shù)值，就可以由（式4－7）得到被測信號的頻率。4.1.3頻率比的測量頻率比fAfB測量的原理。兩個信號中頻率較低的信號（周期大的）需要加到門控電路輸入端作為開門信號。得到的讀數(shù)即為兩個頻率的比值。雖然兩個信號的頻率對我們來說都是未知的，但是我們只關(guān)心頻率的比值，其實際值對測量者來說是沒有意義的。小結(jié)：本結(jié)應(yīng)掌握電子計數(shù)器的測頻原理作業(yè)：4－14.2周期測量ccxxTT.fTN?＝倍，因此在量化過程中有一部分時間零頭沒有被計算在

5、內(nèi)而造成的誤差，再加之閘門開啟和關(guān)閉的時間和被測信號不同步（隨機的），使電子計數(shù)器出現(xiàn)1誤差。2.觸發(fā)誤差所謂觸發(fā)誤差就是指在門控脈沖在干擾信號的作用下使觸發(fā)提前或滯后所帶來的誤差。3.標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差是指由于電子計數(shù)器所采用的頻率基準(zhǔn)（如晶振等）受外界環(huán)境或自身結(jié)構(gòu)性能等因素的影響產(chǎn)生漂移而給測量結(jié)果引入的誤差。4.3.24.3.2頻率測量誤差分析頻率測量誤差分析計數(shù)器直接測頻的誤差主要由兩項組成：即1量化誤差和標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差。

6、一般，總誤差可采用分項誤差絕對值合成.1()xcxsxcfffTff?????1.量化誤差在測頻時，由于閘門開啟時間和被計數(shù)脈沖周期不成整數(shù)倍，在xsfTNNN11?????2.標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差由于晶振輸出頻率不穩(wěn)定引起閘門時間的不穩(wěn)定，造成測頻誤差。2()()ScScsccccdTkfkTkTTffdff????????而所以：scscTfTf????4.3.3周期測量誤差分析周期測量誤差分析1.誤差表達式由式Tx＝NT0可得00TTNN

7、TTxx?????因為：00xxTNTfT??，所以：2.觸發(fā)誤差在測量周期時，被測信號通過觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為門控信號，其觸發(fā)電平波動以及噪聲的影響等，對測量精度均會產(chǎn)生影響。3.多周期同步法多周期測量減小轉(zhuǎn)換誤差的原理如圖4－18所示。因為閘門信號是和被測信號同步后產(chǎn)生的，所以對周期個數(shù)的計數(shù)值不存在量化誤差。而兩相鄰周期觸發(fā)誤差所產(chǎn)生的ΔT是相互抵消的，因此平均到一個周期上來說就相當(dāng)于原來誤差的110。小結(jié)：本結(jié)著重于頻率測量誤差的組成及