現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)(5)-wenkub
2023-05-21 11:43:38 本頁(yè)面
【正文】 ）閘門時(shí)間 (測(cè)頻 )：有 1ms、 10ms、 100ms、 1s、 10s。 （ 2）準(zhǔn)確度：可達(dá) 109以上。包括可逆計(jì)數(shù)器、序列計(jì)數(shù)器、預(yù)置計(jì)數(shù)器等。 （ 2）頻率計(jì)數(shù)器：其功能限于測(cè)頻和計(jì)數(shù)。 ? 各種測(cè)量方法有著 不同的測(cè)量準(zhǔn)確度和適用的頻率范圍 。 2) 時(shí)頻測(cè)量的特點(diǎn) ◆ 最常見和最重要的測(cè)量 時(shí)間是 7個(gè)基本國(guó)際單位之一，時(shí)間、頻率是極為重要的物理量，在通信、航空航天、武器裝備、科學(xué)試驗(yàn)、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等 民用和軍事方面都存在時(shí)頻測(cè)量?，F(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 趙志斌 電力系電信教研室 時(shí)間與頻率的測(cè)量 第四章 時(shí)間與頻率的測(cè)量 概述 時(shí)間與頻率的原始基準(zhǔn) 頻率和時(shí)間的測(cè)量原理 電子計(jì)數(shù)器的組成原理和測(cè)量功能 電子計(jì)數(shù)器的測(cè)量誤差 概述 時(shí)間、頻率的基本概念 1）時(shí)間和頻率的定義 2）時(shí)頻測(cè)量的特點(diǎn) 3）測(cè)量方法概述 電子計(jì)數(shù)器概述 1）電子計(jì)數(shù)器的分類 2）主要技術(shù)指標(biāo) 3）電子計(jì)數(shù)器的發(fā)展 時(shí)間、頻率的基本概念 1）時(shí)間和頻率的定義 ◆時(shí)間有兩個(gè)含義： “ 時(shí)刻 ” ：即某個(gè)事件何時(shí)發(fā)生； “ 時(shí)間間隔 ” ：即某個(gè)時(shí)間相對(duì)于某一時(shí)刻持續(xù)了多久。 ◆測(cè)量準(zhǔn)確度高 時(shí)間頻率基準(zhǔn)具有最高準(zhǔn)確度（可達(dá) 1014），校準(zhǔn)（比對(duì)）方便，因而數(shù)字化時(shí)頻測(cè)量可達(dá)到很高的準(zhǔn)確度。 ? 數(shù)字化 電子計(jì)數(shù)器法 是時(shí)間、頻率測(cè)量的主要方法，是本章的重點(diǎn)。但測(cè)頻范圍往往很寬。用于工業(yè)測(cè)控。 （ 3）晶振頻率及穩(wěn)定度：晶體振蕩器是電子計(jì)數(shù)器的內(nèi)部基準(zhǔn)，一般要求高于所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度的一個(gè)數(shù)量級(jí)（ 10倍）。 （ 6）時(shí)標(biāo) (測(cè)周 )：有 10ns、 100ns、 1ms、 10ms。 ◆ 例子： ●通道： 兩個(gè) 225MHz通道，也可 選擇第三個(gè) 。 時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)間與頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 1）天文時(shí)標(biāo) 2）原子時(shí)標(biāo) 石英晶體振蕩器 1）組成 2）指標(biāo) 時(shí)間與頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 1）天文時(shí)標(biāo) ◆ 原始標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有 恒定不變性 。其誤差約為 10－ 7量級(jí)。 ? 第二類世界時(shí)（ UT2）：對(duì)地球自轉(zhuǎn)的季節(jié)性變化（影響自轉(zhuǎn)速率）作修正得到。準(zhǔn)確度達(dá)1 10－ 9 。 hfnm=EnEm 式中， h= 1027為普朗克常數(shù)， En、 Em為受激態(tài)的兩個(gè)能級(jí)， fnm為吸收或輻射的電磁波頻率。 1秒 )，并仍在提高。 ? 銣原子鐘 ? 準(zhǔn)確度： 1011，體積小、重量輕，便于攜帶，可作為工作基準(zhǔn)。但是晶振頻率 易受溫度影響 （其頻率 溫度特性曲線有拐點(diǎn)，在拐點(diǎn)處最平坦），普通晶體頻率準(zhǔn)確度為 105。 日波動(dòng) :2 1010 ；日老化 :1 1010；秒穩(wěn) :5 1012。 (～ 1)%。 3122 1 4RRCR C R??1 x 2 2 x 11 0RCRC? ???1 2 1 212 2xxf R R C C?? ???12xf RC??2）比較法 ◆ 基本原理 利用 標(biāo)準(zhǔn)頻率 fs和被測(cè)量頻率 fx進(jìn)行比較 來測(cè)量頻率。 ◆外差法：將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測(cè)頻率混頻，取出差頻并測(cè)量。 為實(shí)現(xiàn)時(shí)間（這里指時(shí)間間隔）的數(shù)字化測(cè)量，需將被測(cè)時(shí)間按盡可能小的 時(shí)間單位（稱為時(shí)標(biāo)） 進(jìn)行量化，通過累計(jì)被測(cè)時(shí)間內(nèi)所包含的時(shí)間單位數(shù)（計(jì)數(shù)） 得到。其原理如下圖所示。 與門TATBTATBABC2）通用計(jì)數(shù)器的基本組成 通用電子計(jì)數(shù)器的組成框圖如下圖所示： 2）通用計(jì)數(shù)器的基本組成 ? 通用計(jì)數(shù)器包括如下幾個(gè)部分 ? 輸入通道：通常有 A、 B、 C多個(gè)通道，以實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)量功能。 ? 計(jì)數(shù)與顯示電路：計(jì)數(shù)電路是通用計(jì)數(shù)器的 核心電路 ，完成脈沖計(jì)數(shù)；顯示電路將計(jì)數(shù)結(jié)果（反映測(cè)量結(jié)果）以數(shù)字方式顯示出來。 根據(jù)上式的頻率定義， T為采樣時(shí)間， N為 T內(nèi)的周期數(shù)。 ◆例如：閘門時(shí)間 Ts=1s，若計(jì)數(shù)值 N=10000，則顯示的 fx為 “ 10000”Hz，或 “ ”kHz。 ? 測(cè)量速度與分辨力 ：閘門時(shí)間 Ts為頻率測(cè)量的采樣時(shí)間，Ts愈大，則測(cè)量時(shí)間愈長(zhǎng)，但計(jì)數(shù)值 N愈大，分辨力愈高。 BAABTfNTf??◆ 注意：頻率較高者由 A通道輸入，頻率較低者由 B通道輸入。 10ABf Nf ?2）頻率比的測(cè)量 10 10BAABTfN ??3）周期的測(cè)量 ◆原理： “ 時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)法 ” 周期測(cè)量。 ◆實(shí)現(xiàn)：由 Tx得到 閘門 ；在 Tx內(nèi)計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)。 請(qǐng)注意：顯示結(jié)果的有效數(shù)字末位的意義，它 表示了周期測(cè)量的分辨力（應(yīng)等于時(shí)標(biāo) T0 ） 。在測(cè)量技術(shù)中，兩個(gè)時(shí)刻點(diǎn)通常由 兩個(gè)
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