【正文】 學(xué) 時(shí)間和頻率的定義 頻率的測(cè)量 ? 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)事件相對(duì)于某一時(shí)刻持續(xù)了多久。 ? 第一類世界時(shí)（ UT1） ： 對(duì)地球自轉(zhuǎn)的極移效應(yīng)（自轉(zhuǎn)軸微小位移）作修正得到。 原子時(shí)標(biāo) （ AT）的基本原理 （ 量子電子學(xué)基礎(chǔ) ） 原子時(shí)標(biāo) 原子（分子）在能級(jí)躍遷中將吸收 (低能級(jí)到高能級(jí) )或輻射（高能級(jí)到低能級(jí)）電磁波，其頻率是恒定的。 原子時(shí) 只能提供準(zhǔn)確的 時(shí)間間隔， 而 世界時(shí) 考慮了 時(shí)刻 （年、月、日、時(shí)、分、秒）和 時(shí)間間隔 。 內(nèi)部基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，一般要求高于所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度一個(gè)數(shù)量級(jí)。 如果測(cè)量時(shí)所取時(shí)基為 ，即閘門打開 的時(shí)間，這時(shí)計(jì)數(shù)器的讀數(shù)為 10000，顯然，這一數(shù)值乘以 10才是 1s內(nèi)通過閘門的脈沖數(shù)，即被測(cè)頻率 f=10000 10=100000Hz。然后將它加到主閘門的輸入端。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 例如：以 B通道信號(hào)的 10個(gè)周期作為閘門信號(hào)，則計(jì)數(shù)值為 N=10TB/TA=10fA/fB，即計(jì)數(shù)值擴(kuò)大了 10倍，相應(yīng)的測(cè)量精度也就提高了 10倍。 時(shí) 基 TTx= 1 / fxTxu1u2N = 6時(shí) 基 TTx= 1 / fxTxu1u2N ′= 5電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 誤差分析 xxTfTTNNN 11 ???????1. 量化誤差 量化誤差的特點(diǎn)： 無論 N為多少，其最大誤差總是 177。 量化誤差的相對(duì)值為 s電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 誤差分析 2. 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 閘門時(shí)間 T由晶振信號(hào)經(jīng)分頻產(chǎn)生，因此晶振頻率 fc （標(biāo)準(zhǔn)頻率）的誤差或變化，將引起 T產(chǎn)生誤差，稱為標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差或閘門時(shí)間誤差。 sxT N T? 周期的測(cè)量 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 例如：時(shí)標(biāo) Ts=1μs，若計(jì)數(shù)值 N=10000，則顯示的 Tx為“ 10000”μs，或 “ ”ms。 1誤差 。對(duì)被測(cè)信號(hào)作分頻，可降低 177。 周期測(cè)量的誤差分析 設(shè) Un為被測(cè)信號(hào)上疊加的噪聲“振幅值”。 解： 將條件代入中界頻率計(jì)算式，得 ? ?46S0 21 0 1 0 0 1 0 3 1 . 6 2 k H z1 0 1 0kffnT??? ? ??所以本儀器可選擇的中界頻率為 f0=。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 相位的測(cè)量 測(cè)量相位差的數(shù)字方法主要有： ? 將相位差轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔，先測(cè)量出時(shí)間間隔再換算為相位差 ? 將相位差轉(zhuǎn)換為電壓，先測(cè)量出電壓再換算為相位差 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 相位的測(cè)量 脈沖計(jì)數(shù)法測(cè)相位 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 若 1秒內(nèi)有 f 個(gè)門控信號(hào)，則N1=Nf 0NTtφ ??360??Ttφ φ?? 36036000 ???? NffTNTφ)(360360 11 ??NNφ ??ffφN 03 60 ???！爸薪珙l率”是這樣來 定義 的： 對(duì)某信號(hào)使用測(cè)頻法和測(cè)周法測(cè)量頻率，兩者引起的誤差相等，則該信號(hào)的頻率定義為 中界頻率， 記為 f0。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量信號(hào)周期的誤差共有三項(xiàng)，即量化誤差 (177。 1誤差 引起的測(cè)頻誤差越 大 。 周期的測(cè)量 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 周期測(cè)量的誤差分析 ssTTNNTTxx ?????由計(jì)數(shù)式測(cè)周原理（ Tx=NTs）及誤差傳遞公式，有 由于 量化誤差 和 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間誤差 的符號(hào)之間沒有聯(lián)系，因此應(yīng)按照最壞情況考慮，則 電子計(jì)數(shù)法 的 測(cè)周 主要 誤差為 量化誤差 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間誤差 ???????? ??????ssTTNNTTxx電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 周期測(cè)量的 誤差分析 1. 量化誤差 與電子計(jì)數(shù)法測(cè)頻相同，測(cè) 周 時(shí)，由于 時(shí)標(biāo)脈沖 與 被測(cè)信號(hào)周期 之間沒有必然的聯(lián)系，它們?cè)跁r(shí)間關(guān)系上是完全任意的，這就造成在閘門時(shí)間相同的情況下，計(jì)數(shù)器所得的數(shù)卻不一定相同，在顯示器的末位將產(chǎn)生 177。 周期的測(cè)量 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 被測(cè)信號(hào)控制門控電路輸出門控信號(hào)控制閘門的啟閉，晶振信號(hào)經(jīng)倍頻后形成計(jì)數(shù)脈沖 Ts，作為閘門的輸入信號(hào)。 1誤差 引起的測(cè)頻誤差越 大 。 1的誤差，稱為 量化誤差 ，也稱為 計(jì)數(shù)誤差 或177。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量頻率比 測(cè)量頻率比原理 頻率比是指 A、B二信號(hào)頻率的 fA與fB之比，即 fA/fB。 (3) 時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生與變換單元： 用來產(chǎn)生多個(gè)時(shí)基信號(hào)，滿足不同頻率范圍的測(cè)量需要。 時(shí) 基 TuxTx= 1 / fxTxu1u2放 大 整 形 主 門 計(jì) 數(shù) 器門 控 譯 碼 器分 頻 顯 示 器晶 振1 0 m s 1 0 sS被 測(cè) 信 號(hào)置 0fxu1u2T 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 閘門的開門時(shí)間可以改變，即時(shí)基脈沖周期不是固定不變，可以選擇。 時(shí)間和頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)頻率源 協(xié)調(diào)世界時(shí) （ UTC） 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的原理 電子計(jì)數(shù)器 內(nèi)部時(shí)間、頻率基準(zhǔn) 采用 石英晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱“晶振”） 產(chǎn)生。 1秒 ），并仍在提高，這是所有其他物理量標(biāo)準(zhǔn)所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能及的。 1960年第 11屆國際計(jì)量大會(huì)接受 ET “秒” 為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 ? 零類世界時(shí)（ UT0） ： 以 地球自轉(zhuǎn)周期 (1天 )確定的時(shí)間，即 1/(24?60?60)=1/86400為 1秒。 ? 應(yīng)用范圍廣 —— 由于時(shí)頻測(cè)量具有很高的準(zhǔn)確度，許多物理量的測(cè)量都轉(zhuǎn)換為時(shí)頻測(cè)量。 ? DVM的測(cè)量范圍 ? 顯示位數(shù) ? 量程 ? 超量程能力： 以測(cè)量數(shù)據(jù)超過量程后， DVM的不換檔顯示能力來定義 超量程能力。 顯示位 又分為完整顯示位和非完整顯示位。 %Ux177。位 SX1842DVM測(cè)量 ，分別用 2V檔和 200V檔測(cè)量，已知 2V檔和 200V檔固有誤差分別為177。 (1) 雙斜積分式 DVM的工作原理 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) DVM的主要類型 此種方法構(gòu)成的儀表的準(zhǔn)確度主要取決于基準(zhǔn)電壓UN的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，而與積分器的參數(shù)基本無關(guān)。同時(shí)，計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)容量N1）以 T0為時(shí)鐘開始計(jì)數(shù)，至 t2時(shí)計(jì)數(shù)器溢出并復(fù)零。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 DVM對(duì)共模干擾的抑制能力用共模抑制比 (CMR)來表示 mc m plg20)dB(C M RUU??電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 DVM的主要類型 各類 DVM的主要區(qū)別在于 A/D轉(zhuǎn)換的方式不同，按其工作原理主要分為： 比較型 和 積分型 兩大類。 第 4章 數(shù)字測(cè)量方法 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 數(shù)字化測(cè)量 —— 將連續(xù)的 模擬量 轉(zhuǎn)換成斷續(xù)的數(shù)字量 ，進(jìn)行 編碼、存儲(chǔ)、顯示及打印 等。而這些發(fā)展趨勢(shì)的核心是 數(shù)字化 。 5. 結(jié)合圖 工作過程。 4. 了解 DVM的測(cè)量誤差內(nèi)容，并能計(jì)算習(xí)題 。 目前，電子測(cè)量?jī)x器正向量程擴(kuò)大化，集成化模塊化、智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、跨專業(yè)多功能化、數(shù)字化趨勢(shì)發(fā)展。 A/D芯片是數(shù)字化測(cè)量的核心器件，要掌握的內(nèi)容是 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理，檢測(cè)方法及應(yīng)用領(lǐng)域等。圖中 Z1和 Z2是 DVM兩個(gè)輸入端與機(jī)殼間的絕緣阻抗，一般 Z1Z2, R1和 R2是測(cè)量引線的電阻。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ）