現(xiàn)代電子測量技術(shù)(5)(編輯修改稿)
2025-06-15 11:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 ＋R令平衡條件表達(dá)式兩端實(shí)虛部分別相等，得到： 和 于是，被測信號頻率為： 通常取 R1=R2=R, C1=C2=C，則 測量準(zhǔn)確度 ： 受橋路中各元件的精確度、判斷電橋平衡的準(zhǔn)確程度（取決于橋路諧振特性的尖銳度即指示器的靈敏度）和被測信號的頻譜純度的限制，準(zhǔn)確度不高，一般約為 177。 (～ 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。有拍頻法、外差法、示波法以及計(jì)數(shù)法 等。 數(shù)學(xué)模型為： ◆拍頻法：將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率疊加，由指示器（耳機(jī)或電壓表）指示。適于 音頻測量 （很少用）。 ◆外差法：將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率混頻，取出差頻并測量?？蓽y量范圍達(dá) 幾十 MHz（外差式頻率計(jì)）。 ◆示波法：李沙育圖形法：將 fx和 fs分別接到示波器 Y軸和 X軸（ XY圖示方式），當(dāng) fx＝ fs時(shí)顯示為斜線（橢圓或園）；測周期法：直接根據(jù)顯示波形由 X通道 掃描速率 得到周期，進(jìn)而得到頻率。 xsf N f? 數(shù)字測量原理 1）門控計(jì)數(shù)法測量原理 ◆時(shí)間、頻率量的特點(diǎn) 頻率是在時(shí)間軸上無限延伸的 ，因此，對頻率量的測量需確定一個(gè) 取樣時(shí)間 T，在該時(shí)間內(nèi)對被測信號的周期累加計(jì)數(shù) (若計(jì)數(shù)值為 N)，根據(jù) fx=N/T得到頻率值。 為實(shí)現(xiàn)時(shí)間（這里指時(shí)間間隔）的數(shù)字化測量，需將被測時(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)被測時(shí)間內(nèi)所包含的時(shí)間單位數(shù)（計(jì)數(shù)） 得到。 ◆測量原理 將需累加計(jì)數(shù)的信號（頻率測量時(shí)為被測信號，時(shí)間測量時(shí)為時(shí)標(biāo)信號），由一個(gè) “ 閘門 ” （主門）控制，并由一個(gè) “ 門控 ” 信號控制閘門的開啟（計(jì)數(shù)允許）與關(guān)閉（計(jì)數(shù)停止）。 數(shù)字測量原理 閘門可由 一個(gè)與（或 “ 或 ” ）邏輯門電路實(shí)現(xiàn) 。這種測量方法稱為門控計(jì)數(shù)法。其原理如下圖所示。 上圖為由 “ 與 ” 邏輯門作為閘門，其門控信號為 ‘ 1’時(shí)閘門開啟（允許計(jì)數(shù)），為 ‘ 0’時(shí)閘門關(guān)閉（停止計(jì)數(shù)）。 ◆ 測頻時(shí)，閘門開啟時(shí)間（稱為 “ 閘門時(shí)間 ” ）即為采樣時(shí)間 。 測時(shí)間（間隔）時(shí)，閘門開啟時(shí)間即為被測時(shí)間 。 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)不同的測量功能。輸入通道電路對輸入信號進(jìn)行 放大、整形等（但保持頻率不變），得到適合計(jì)數(shù)的脈沖信號。 通過預(yù)定標(biāo)器還可 擴(kuò)展頻率測量范圍 。 ? 主門電路：完成計(jì)數(shù)的 閘門控制 作用。 ? 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（反映測量結(jié)果）以數(shù)字方式顯示出來。 ? 時(shí)基產(chǎn)生電路：產(chǎn)生 機(jī)內(nèi)時(shí)間、頻率測量的基準(zhǔn) ，即時(shí)間測量的時(shí)標(biāo)和頻率測量的閘門信號。 ? 控制電路： 控制協(xié)調(diào)整機(jī)工作 ，即準(zhǔn)備 ?測量 ?顯示。 電子計(jì)數(shù)器的組成原理和測量功能 電子計(jì)數(shù)器的組成 1） A、 B輸入通道 2）主門電路 3）計(jì)數(shù)與顯示電路 4）時(shí)基產(chǎn)生電路 5）控制電路 電子計(jì)數(shù)器的測量功能 1）頻率測量 2）頻率比測量 3）周期測量 4）時(shí)間間隔測量 5）自檢 電子計(jì)數(shù)器的測量功能 1）頻率測量 ◆原理：計(jì)數(shù)器嚴(yán)格按照 的定義實(shí)現(xiàn)頻率測量。 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)。采樣時(shí)間 T預(yù)先由閘門時(shí)間 Ts確定（時(shí)基頻率為 fs）。則 或 該式表明，在數(shù)字化頻率測量中，可用計(jì)數(shù)值 N表示 fx。它體現(xiàn)了數(shù)字化頻率測量的比較法測量原理。 ◆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。如閘門時(shí)間 Ts=，則計(jì)數(shù)值 N=1000，則顯示的 fx為 “ ”kHz。 請注意：顯示結(jié)果的有效數(shù)字末位的意義，它 表示了頻率測量的分辨力（應(yīng)等于時(shí)基頻率 fs ） 。 TN?fxssNf NfT?? xsxs TT ＝?N1）頻率測量 ? 原理框圖和工作波形圖（ fx由 A通道輸入，內(nèi)部時(shí)基） ? 為便于測量和顯示，計(jì)數(shù)器通常為 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ，多檔 閘門時(shí)間設(shè)定為 10的冪次方 ，這樣可直接顯示計(jì)數(shù)結(jié)果，并通過移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)和單位的配合，就可得到被測頻率。 ? 測量速度與分辨
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