時(shí)間與頻率的測(cè)量(1)(已修改)
2025-05-28 19:20 本頁(yè)面
【正文】 第 5章 時(shí)間與頻率的測(cè)量 概述 ? 頻率的測(cè)量可以分為模擬法和數(shù)字法兩大類，模擬法又可分為直接法和比較法兩種，直接法又有諧振法和電橋法兩種。諧振法是利用電路的頻率響應(yīng)特性來(lái)測(cè)量頻率。電橋法是利用電橋平衡原理來(lái)測(cè)量頻率。比較法有拍頻法、差頻法和示波器法。比較法是利用已知的參考頻率同被測(cè)頻率進(jìn)行比較而測(cè)得被測(cè)頻率的。示波器法是先讀出波形在示波器上顯示的周期再換算成頻率。 ? 電子計(jì)數(shù)器法是測(cè)量頻率最常用的方法，目前的電子計(jì)數(shù)器由于使用大規(guī)模集成電路，因而具有測(cè)量頻率范圍寬、準(zhǔn)確度高、測(cè)量速度快、數(shù)字顯示、體積小、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。電子計(jì)數(shù)器是一種最常見(jiàn)、最基本的數(shù)字化測(cè)量?jī)x器。 1．直接測(cè)頻法 常用的直接測(cè)頻法分為諧振法和電橋法兩種。 （ 1）諧振法 諧振法測(cè)頻的基本原理如圖 51所示。將被測(cè) 信號(hào)作為諧振電路的電源，經(jīng)互感與串聯(lián)諧振回 路進(jìn)行松耦合，通過(guò)改變電路參數(shù)使電路諧振， 調(diào)節(jié)可變電容器使回路發(fā)生串聯(lián)諧振。諧振時(shí)回 路電流達(dá)到最大（電流表指示），被測(cè)頻率可用 下式計(jì)算。 圖 51 諧振法測(cè)頻率 0 i f LCff?210x ??（ 2）電橋法 利用電橋的平衡條件和頻率有關(guān)的特性來(lái)進(jìn)行頻率測(cè)量。凡是平衡條件與頻率有關(guān)的任何電橋都可用作測(cè)頻用，但要求電橋的頻率特性盡可能尖銳?？捎糜跍y(cè)頻的電橋種類很多，常用的有文氏電橋、諧振電橋和雙 T電橋。如圖 52所示為電橋法測(cè)頻原理圖。調(diào)節(jié) R R2使電橋可在被測(cè)頻率點(diǎn)上達(dá)到平衡，根據(jù)以前學(xué)過(guò)的電橋平衡的原理，最終可求得被測(cè)頻率。 R 4 R 3 R 1 C 1 R 2 C 2 ～ P A 322411 )11()1( RCjRRCjRx ?? ???2．比較測(cè)頻法 常用的比較法有拍頻法、差頻法和示波器法。 （ 1）拍頻法 拍頻法是將被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 經(jīng)線性元件（如耳機(jī)、電壓表）直接進(jìn)行疊加 來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量的，其原理電路如圖 53所示。 當(dāng)兩個(gè)音頻信號(hào)逐漸靠近時(shí)，耳機(jī)中可以聽(tīng)到兩個(gè)高低不同的音調(diào)。當(dāng)這兩個(gè)頻率靠近到差值不到 4～ 6Hz時(shí)，就只能聽(tīng)到一個(gè)近于單一音調(diào)的聲音。這時(shí)，聲音的響度作周期性的變化，再觀察電壓表，會(huì)發(fā)現(xiàn)指針在有規(guī)律地來(lái)回?cái)[動(dòng)，被測(cè)信號(hào)的頻率近似等于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率。拍頻法通常只用于音頻的測(cè)量，而不宜用于高頻測(cè)量。 （ 2）差頻法 高頻段測(cè)頻通常采用差頻法。差頻法是利用非線性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量的。其基本工作原理如圖 54所示。和兩個(gè)信號(hào)經(jīng)混頻器混頻和濾波器濾波后輸出二者的差頻信號(hào)，該差頻信號(hào)落在音頻信號(hào)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率，當(dāng)耳機(jī)中聽(tīng)不到聲音時(shí)，表明兩個(gè)信號(hào)頻率近似相等。 通用電子計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 計(jì)數(shù)器概述 1．電子計(jì)數(shù)器的分類 按其測(cè)試功能的不同，電子計(jì)數(shù)器分為以下幾類： （ 1）通用電子計(jì)數(shù)器：是多功能電子計(jì)數(shù)器。它可以測(cè)量頻 率、頻率比、周期、時(shí)間間隔及累加計(jì)數(shù)等，通常還具有自檢 功能。 （ 2）頻率計(jì)數(shù)器：指專門用于測(cè)量高頻和微波頻率的電子計(jì)數(shù) 器，它具有較寬的頻率范圍。 （ 3）計(jì)算計(jì)數(shù)器 指的是一種帶有微處理器、能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn) 算、求解較復(fù)雜方程式等功能的電子計(jì)數(shù)器。 （ 4）特種計(jì)數(shù)器 是指具有特殊功能的電子計(jì)數(shù)器。如可逆計(jì) 數(shù)器、預(yù)置計(jì)數(shù)器、程序計(jì)數(shù)器和差值計(jì)數(shù)器等，它們主要用 于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，尤其在自動(dòng)控制和自動(dòng)測(cè)量方面。 2. 電子計(jì)數(shù)器基本組成 （ 1） 輸入通道 （ 2） 計(jì)數(shù)顯示電路 （ 3） 邏輯控制電路 （ 4） 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路 電子計(jì)
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