[理學]電子測量課件第四章(編輯修改稿)
2024-11-15 00:48 本頁面
【文章內容簡介】 1 0RCRC? ???1 2 1 212 2xxf R R C C?? ???12xf RC??電子測量原理 第 24頁 2）比較法 ◆ 基本原理 利用 標準頻率 fs和被測量頻率 fx進行比較 來測量頻率。有拍頻法、外差法、示波法以及計數(shù)法 等。 數(shù)學模型為： ◆拍頻法： 將標準頻率與被測頻率 疊加 ，由指示器（耳機或電壓表）指示。適于 音頻測量 （很少用）。 ◆外差法： 將標準頻率與被測頻率 混頻 ，取出差頻并測量?？蓽y量范圍達 幾十 MHz（外差式頻率計）。 ◆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 fx＝ fs時顯示為斜線（橢圓或園）； 測周期法 ：直接根據顯示波形由 X通道 掃描速率 得到周期，進而得到頻率。 xsf N f?電子測量原理 第 25頁 數(shù)字測量原理 1）門控計數(shù)法測量原理 ◆時間、頻率量的特點 頻率 是在時間軸上無限延伸的 ，因此，對頻率量的測量需確定一個 取樣時間 T，在該時間內對被測信號的周期累加計數(shù) (若 計數(shù)值為 N)，根據 fx=N/T得到頻率值。 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） 進行量化，通過 累計被測時間內所包含的時間單位數(shù)（計數(shù)） 得到。 ◆測量原理 將需累加計數(shù)的信號（頻率測量時為被測信號，時間測量時為時標信號），由一個 “閘門”（主門） 控制，并由一個 “門控” 信號控制閘門的開啟（計數(shù)允許）與關閉（計數(shù)停止）。 電子測量原理 第 26頁 數(shù)字測量原理 閘門可由 一個與（或 “ 或 ” ）邏輯門電路實現(xiàn) 。這種測量方法稱為 門控計數(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’時閘門開啟（允許計數(shù)），為‘ 0’時閘門關閉（停止計數(shù)）。 ◆ 測頻時，閘門開啟時間（稱為 “閘門時間” ）即為采樣時間 。 測時間（間隔）時，閘門開啟時間即為 被測時間 。 與門TATBTATBABC電子測量原理 第 27頁 2）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： 電子測量原理 第 28頁 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。輸入通道電路對輸入信號進行 放大、整形等（但保持頻率不變），得到適合計數(shù)的脈沖信號。 通過 預定標器 還可 擴展頻率測量范圍 。 ? 主門電路 ：完成計數(shù)的 閘門控制 作用。 ? 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)結果（反映測量結果）以數(shù)字方式顯示出來。 ? 時基產生電路 ：產生 機內時間、頻率測量的基準 ，即時間測量的時標和頻率測量的閘門信號。 ? 控制電路 ： 控制協(xié)調整機工作 ，即準備 ?測量 ?顯示。 電子測量原理 第 29頁 電子計數(shù)器的組成原理和測量功能 電子計數(shù)器的組成 1） A、 B輸入通道 2）主門電路 3）計數(shù)與顯示電路 4）時基產生電路 5）控制電路 電子計數(shù)器的測量功能 1）頻率測量 2）頻率比測量 3）周期測量 4）時間間隔測量 5）自檢 電子測量原理 第 30頁 電子計數(shù)器的組成 ? 組成原理框圖 數(shù)字顯示器 寄存器 十進制 計數(shù)器 A通道 (放大 、 整形 ) B 通道 ( 放大 、 整形 ) 主 門 功能開關 閘門選擇 、 周期倍乘 247。 10 247。 10 247。 10 247。 10 10s( 104) 1s( 103) 100ms ( 102) 10ms( 10) 1ms( 1) 時標選擇 1 2 3 4 5 3 3 2 1 1 2 4 4 5 時基部分 10 10 247。 10 247。 10 247。 10 1ms 10us 1us 10ns 控制時序電路 開門 鎖存 復位 控制時序電路波形 電子測量原理 第 31頁 1） A、 B輸入通道 ◆ 作用： 它們主要由放大 /衰減、濾波、整形、觸發(fā)（包括出發(fā)電平調節(jié)）等單元電路構成。其作用是 對輸入信號處理以產生符合計數(shù)要求（波形、幅度）的脈沖信號 。 通過 預定標器 （外插件）還可 擴展頻率測量范圍 。 ◆斯密特觸發(fā)電路： 利用 斯密特觸發(fā)器 的 回差特性 ，對輸入信號具有較好的抗干擾作用。 電子測量原理 第 32頁 1） A、 B輸入通道 ? 通道組合可完成不同的測量功能： ? 被計數(shù)的信號（常從 A通道輸入）稱為 計數(shù)端 ；控制閘門開啟的信號通道（常從 B、 C通道輸入）稱為 控制端 。 ? 從計數(shù)端輸入的信號有：被測信號 (fx)。內部時標信號等 。 ? 從控制端輸入的信號有：閘門信號；被測信號 (Tx)等； 序號 計數(shù)端信號 控制端信號 測試功能 計數(shù)結果 1 內時鐘（ T0） 內時鐘（ T） 自檢 N=T/T0 2 被測信號（ fx）
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