現(xiàn)代電子測量技術(shù)(5)-wenkub
2023-05-21 11:43:38 本頁面
【正文】 ）閘門時間 (測頻 )：有 1ms、 10ms、 100ms、 1s、 10s。 （ 2）準(zhǔn)確度：可達(dá) 109以上。包括可逆計數(shù)器、序列計數(shù)器、預(yù)置計數(shù)器等。 （ 2）頻率計數(shù)器：其功能限于測頻和計數(shù)。 ? 各種測量方法有著 不同的測量準(zhǔn)確度和適用的頻率范圍 。 2) 時頻測量的特點 ◆ 最常見和最重要的測量 時間是 7個基本國際單位之一，時間、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、醫(yī)療、工業(yè)自動化等 民用和軍事方面都存在時頻測量?，F(xiàn)代電子測量技術(shù) 趙志斌 電力系電信教研室 時間與頻率的測量 第四章 時間與頻率的測量 概述 時間與頻率的原始基準(zhǔn) 頻率和時間的測量原理 電子計數(shù)器的組成原理和測量功能 電子計數(shù)器的測量誤差 概述 時間、頻率的基本概念 1）時間和頻率的定義 2）時頻測量的特點 3）測量方法概述 電子計數(shù)器概述 1）電子計數(shù)器的分類 2）主要技術(shù)指標(biāo) 3）電子計數(shù)器的發(fā)展 時間、頻率的基本概念 1）時間和頻率的定義 ◆時間有兩個含義： “ 時刻 ” ：即某個事件何時發(fā)生； “ 時間間隔 ” ：即某個時間相對于某一時刻持續(xù)了多久。 ◆測量準(zhǔn)確度高 時間頻率基準(zhǔn)具有最高準(zhǔn)確度（可達(dá) 1014），校準(zhǔn)（比對）方便，因而數(shù)字化時頻測量可達(dá)到很高的準(zhǔn)確度。 ? 數(shù)字化 電子計數(shù)器法 是時間、頻率測量的主要方法，是本章的重點。但測頻范圍往往很寬。用于工業(yè)測控。 （ 3）晶振頻率及穩(wěn)定度：晶體振蕩器是電子計數(shù)器的內(nèi)部基準(zhǔn)，一般要求高于所要求的測量準(zhǔn)確度的一個數(shù)量級（ 10倍）。 （ 6）時標(biāo) (測周 )：有 10ns、 100ns、 1ms、 10ms。 ◆ 例子： ●通道： 兩個 225MHz通道，也可 選擇第三個 。 時間與頻率標(biāo)準(zhǔn) 時間與頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 1）天文時標(biāo) 2）原子時標(biāo) 石英晶體振蕩器 1）組成 2）指標(biāo) 時間與頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 1）天文時標(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。 ? 第二類世界時（ UT2）：對地球自轉(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)的兩個能級， 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，在拐點處最平坦），普通晶體頻率準(zhǔn)確度為 105。 日波動 :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和被測量頻率 fx進(jìn)行比較 來測量頻率。 ◆外差法：將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率混頻，取出差頻并測量。 為實現(xiàn)時間（這里指時間間隔）的數(shù)字化測量，需將被測時間按盡可能小的 時間單位（稱為時標(biāo)） 進(jìn)行量化，通過累計被測時間內(nèi)所包含的時間單位數(shù)（計數(shù)） 得到。其原理如下圖所示。 與門TATBTATBABC2）通用計數(shù)器的基本組成 通用電子計數(shù)器的組成框圖如下圖所示： 2）通用計數(shù)器的基本組成 ? 通用計數(shù)器包括如下幾個部分 ? 輸入通道：通常有 A、 B、 C多個通道，以實現(xiàn)不同的測量功能。 ? 計數(shù)與顯示電路：計數(shù)電路是通用計數(shù)器的 核心電路 ，完成脈沖計數(shù)；顯示電路將計數(shù)結(jié)果（反映測量結(jié)果）以數(shù)字方式顯示出來。 根據(jù)上式的頻率定義， T為采樣時間， N為 T內(nèi)的周期數(shù)。 ◆例如：閘門時間 Ts=1s，若計數(shù)值 N=10000，則顯示的 fx為 “ 10000”Hz，或 “ ”kHz。 ? 測量速度與分辨力 ：閘門時間 Ts為頻率測量的采樣時間，Ts愈大，則測量時間愈長，但計數(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）頻率比的測量 10 10BAABTfN ??3）周期的測量 ◆原理： “ 時標(biāo)計數(shù)法 ” 周期測量。 ◆實現(xiàn)：由 Tx得到 閘門 ；在 Tx內(nèi)計數(shù)器對時標(biāo)計數(shù)。 請注意：顯示結(jié)果的有效數(shù)字末位的意義，它 表示了周期測量的分辨力（應(yīng)等于時標(biāo) T0 ） 。在測量技術(shù)中，兩個時刻點通常由 兩個
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