[理學(xué)]電子測量ppt(編輯修改稿)
2025-11-12 21:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 uCNuET cTxTxTx第 5章 頻率時(shí)間測量 二、電子計(jì)數(shù)器測量周期的誤差分析 對(duì) ()式微分，得 ccx Nd TdNTdT ??() 式 ()兩端同除 NTc 即 Tx，得 cccxTdTNdNNTdT ?? 即 ccxxTdTNdNTdT ??() 用增量符號(hào)代上式中微分符號(hào)，得 () 4/13 第 5章 頻率時(shí)間測量 因?yàn)? ， Tc上升時(shí)， fc下降，所以有 cc fT1?ccccffTT ?? ?? △ N 為計(jì)數(shù)誤差，在極限情況下，量化誤差 ΔN＝ 177。 1，所以 xcxcccTfTTNTTNNN 11 ????????? 由于晶振頻率誤差 Δf 的符號(hào)可能為正，可能為負(fù)，考慮最壞情況，測量周期誤差： () 5/13 (重點(diǎn) ) 第 5章 頻率時(shí)間測量 例如，某計(jì)數(shù)式頻率計(jì) ，在測量周期時(shí)，取 Tc＝ 1μs，則當(dāng)被測信號(hào)周期 Tx＝ 1s( fx =1Hz)時(shí) 7102/ ???cc ff?667 )101102( ?? ???????xxTT? 其測量精確度很高，接近晶振頻率準(zhǔn)確度。 當(dāng) Tx =1ms( fx =1000Hz) 時(shí)，測量誤差為 %)1010102( 367 ?????????xxTT?當(dāng) Tx =10μs( fx =100kHz) 時(shí)， %10)10 1102( 7 ?????? ?xxTT?6/13 第 5章 頻率時(shí)間測量 由這幾個(gè)簡單例子數(shù)量計(jì)算結(jié)果，可以明顯看出，計(jì)數(shù)器 測量周期時(shí)，其測量誤差主要決定于量化誤差，被測周期越大 ( fx 越小 )時(shí)誤差越小，被測周期越小 ( fx 大 )時(shí)誤差越大。 為了 減小測量誤差，可以減小 Tc(增大 fc)，但這受到實(shí)際計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度的限制。在條件許可的情況下，盡量使 fc增大。 另一種方法是把 Tx擴(kuò)大 m倍 ，形成的閘門時(shí)間寬度為 mTx ，以它控制主門開啟，實(shí)施計(jì)數(shù)。 7/13 第 5章 頻率時(shí)間測量 將式 ()代入式 ()得 () 式 ()表明了量化誤差降低了 m倍。 cxTmTN ?() 由于 ΔN＝ 177。 1 ，并考慮式 ()，所以 xcmTTNN ??? () 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)果為 8/13 第 5章 頻率時(shí)間測量 擴(kuò)大待測信號(hào)的周期為 mTx，這在儀器上稱作為“周期倍乘”，通常取 m為 10i (i＝ 0， 1， 2…) ，例如上例被測信號(hào)周期 Tx＝ 10μs，即頻率為 105Hz，若采用四級(jí)十分頻，把它分頻成 10Hz(周期為 105μs)，即周期倍乘 m =10000，這時(shí)測量周期的相對(duì)誤差 5667 10)10101000010102( ???? ????????xxTT? 由此可見， 經(jīng)“周期倍乘”再進(jìn)行周期測量，其測量精確度大為提高 ，但也應(yīng)注意到，所 乘倍數(shù)要受儀器顯示位數(shù)及測量時(shí)間的限制。 (原 177。 10%) 9/13 第 5章 頻率時(shí)間測量 圖 觸發(fā)誤差示意圖 在測量周期時(shí)，被測信號(hào)經(jīng)放大整形后作為
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