【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在點(diǎn)的信號(hào)極性和電平的特征來(lái)選擇觸發(fā)極性和觸發(fā)電平 ， 就可以在被測(cè)時(shí)間間隔的起點(diǎn)和終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻決定主門的啟閉 。 當(dāng)需要測(cè)量一個(gè)脈沖信號(hào)內(nèi)的時(shí)間間隔時(shí) ， 將工作開(kāi)關(guān) S置 “ 合 ” 的位置 ， 兩通道輸入并聯(lián) ， 被測(cè)信號(hào)由此公共輸入端輸入 。 調(diào)節(jié)兩個(gè)通道的觸發(fā)極性和觸發(fā)電平 ， 可測(cè)量脈沖信號(hào)的脈沖寬度 、 前沿 、 休止期等參數(shù) 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 如要測(cè)量某正脈沖的脈寬 ， 將 A通道觸發(fā)極性選擇為 “ ＋ ” ， B通道觸發(fā)極性選擇為 “ ”， 調(diào)節(jié)兩通道觸發(fā)電平均為脈沖幅度的 50％ ， 則計(jì)數(shù)結(jié)果即為脈寬值 。 若 A、 B通道的觸發(fā)極性分別改選為 “ ”和 “ ＋ ” ， 則可測(cè)得脈沖休止期時(shí)間 。 如果要測(cè)量正脈沖的前沿 ， 則將兩通道的極性均選擇為 “ ＋ ” ， 調(diào)節(jié) A通道的觸發(fā)電平到脈沖幅度的 10％ 處 ， 調(diào)節(jié) B通道的觸發(fā)電平到脈沖幅度的 90％ 處 ， 則計(jì)數(shù)結(jié)果即為該脈沖的前沿值 。 上述控制門控電路啟動(dòng)和復(fù)原的兩個(gè)輸入通道可以是圍繞圖 67所述的測(cè)量過(guò)程中的兩個(gè)輸入通道 ， 有的計(jì)數(shù)器也另外增設(shè)輔助輸入通道 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 累加計(jì)數(shù)是指在給定的時(shí)間內(nèi) ， 對(duì)輸入的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行累計(jì) 。 累加計(jì)數(shù)的原理框圖如圖 69所示 。 圖 69 累加計(jì)數(shù)的原理框圖 放大整形電路輸入(A 通道 )主門 計(jì)數(shù)顯示門控電路啟動(dòng) 停止( 人工觸發(fā) )第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 在正式測(cè)量前 ， 為了檢驗(yàn)儀器工作是否正常 ， 一般智能型電子計(jì)數(shù)器都設(shè)有自校功能 。 自校的原理框圖如圖 610所示 。 圖 610 自校的原理框圖 倍頻器m閘門 計(jì)數(shù)顯示分頻器 門控電路晶振 T0KfT ＝ KfT0＝0T ?mT0第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 自校時(shí) ， 晶體振蕩器經(jīng)過(guò)倍頻器 （ 倍頻系數(shù) m） 輸出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào) ， 即時(shí)標(biāo)信號(hào) T0′， 被用作通過(guò)主門到達(dá)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)；晶體振蕩器經(jīng)過(guò)分頻電路 （ 分頻系數(shù) Kf） 輸出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào) ， 即閘門時(shí)間信號(hào) T， 被用作門控電路的觸發(fā)信號(hào) 。 此時(shí) , 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果取決于所選的時(shí)標(biāo)信號(hào)和閘門時(shí)間信號(hào) ， 即倍頻系數(shù) m和分頻系數(shù) Kf， 則有如下公式： mKmTTKTTN ff0039。0 /???（ 67） 操作人員可根據(jù)上式對(duì)儀器實(shí)現(xiàn)自校。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 1. 最大計(jì)數(shù)誤差 （ 177。 1誤差 ） 通用計(jì)數(shù)器各測(cè)量功能在計(jì)數(shù)時(shí) ， 如果主門的開(kāi)啟時(shí)刻與計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間關(guān)系是不相關(guān)的 ， 那么 ， 同一信號(hào)在相同的主門開(kāi)啟時(shí)間內(nèi)兩次測(cè)量所記錄的脈沖數(shù) N可能是不一樣的 （ 參見(jiàn)圖 611） 。 其結(jié)果可能為 N， 也可能為 N+1或者是 N1。 由此可見(jiàn) ， 最大計(jì)數(shù)誤差為 Δ N=177。 1， 該項(xiàng)誤差將使儀器最后的顯示結(jié)果會(huì)有一個(gè)字的閃動(dòng) 。 NNN 1??? （ 68 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 圖 611 177。 1誤差示意圖 計(jì)數(shù) 8 個(gè)計(jì)數(shù) 7 個(gè)閘門 信號(hào)第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 很顯然 ， 在測(cè)頻 、 測(cè)周 、 測(cè) fA/fB等功能中 ， 主門開(kāi)啟信號(hào)與通過(guò)主門被計(jì)數(shù)信號(hào)的時(shí)間關(guān)系不相關(guān) ， 都存在該項(xiàng)誤差 。 但在自校功能中 ， 時(shí)標(biāo)信號(hào)和閘門時(shí)間信號(hào)來(lái)自同一信號(hào)源 ， 應(yīng)不存在 177。 1誤差 。 最大計(jì)數(shù)誤差的特點(diǎn)是：不管計(jì)數(shù) N是多大 ， ΔN的最大值都為 177。 1。 因此 ， 為了減少最大計(jì)數(shù)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響 ， 在儀器使用中所采取的技術(shù)措施是：盡量使計(jì)數(shù)值 N大 ， 使ΔN/N誤差相應(yīng)減少 。 例如在測(cè)頻時(shí) ， 應(yīng)盡量選用大的閘門時(shí)間 。 在測(cè)周時(shí) ， 應(yīng)盡量選用小的時(shí)標(biāo)信號(hào) ， 必要時(shí)使用周期倍乘率開(kāi)關(guān) ， 進(jìn)行多周期平均測(cè)量 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 2. 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差在測(cè)頻時(shí)取決于閘門時(shí)間的準(zhǔn)確度 ， 在測(cè)周時(shí)取決于時(shí)標(biāo)的準(zhǔn)確度 。 由于閘門時(shí)間和時(shí)標(biāo)均由晶體振蕩器多次倍頻或分頻獲得 ， 因此 ， 通用計(jì)數(shù)器有關(guān)功能的標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差就是指通用計(jì)數(shù)器內(nèi) （ 或外部接入 ） 的晶體振蕩器的準(zhǔn)確度 Δ f0/f0。 凡是使用時(shí)標(biāo)和閘門時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能都存在此項(xiàng)誤差 ， 例如測(cè)頻 、 測(cè)周 、 測(cè)時(shí)間間隔等 。 而測(cè) fA/fB、 累加計(jì)數(shù)等功能中不存在該項(xiàng)誤差 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 為了使標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響足夠小 ， 應(yīng)認(rèn)真選擇晶振的準(zhǔn)確度 。 一般說(shuō)來(lái) ， 通用計(jì)數(shù)器顯示器的位數(shù)愈多 ， 所選擇的內(nèi)部晶振準(zhǔn)確度就應(yīng)愈高 。 例如 ， 7位數(shù)字的通用計(jì)數(shù)器一般采用準(zhǔn)確度優(yōu)于 107 數(shù)量級(jí)的晶體振蕩器 。 這樣 ， 在任何測(cè)量條件下 ， 由標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差引起的測(cè)量誤差 ， 都不大于 177。 1誤差所引起的測(cè)量誤差 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 3. 當(dāng)進(jìn)行周期等功能的測(cè)量時(shí) ， 門控雙穩(wěn)的門控信號(hào)由通過(guò)B通道的被測(cè)信號(hào)所控制 。 當(dāng)無(wú)噪聲干擾時(shí) ， 主門開(kāi)啟時(shí)間剛好等于一個(gè)被測(cè)信號(hào)的周期 Tx。 如果被測(cè)信號(hào)受到干擾 ， 當(dāng)信號(hào)通過(guò) B通道時(shí) ， 將會(huì)使整形電路 （ 施密特觸發(fā)器 ） 出現(xiàn)超前或滯后觸發(fā) ， 致使整形后波形的周期與實(shí)際被測(cè)信號(hào)的周期發(fā)生偏離 Δ Tx， 引起所謂的觸發(fā)誤差 （ 或轉(zhuǎn)換誤差 ） 。 經(jīng)推導(dǎo) ， 觸發(fā)誤差 Δ Tx/Tx的大小為 mnxxπ21UUTT ????（ 69） 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 式中： Um——信號(hào)的振幅； Un——干擾或噪聲的振幅 。 可見(jiàn) ， 信噪比 （ Um/Un） 愈大 ， 觸發(fā)誤差就愈小 ， 若無(wú)噪聲干擾 ， 便不會(huì)產(chǎn)生該項(xiàng)誤差 。 因而 ， 在頻率等測(cè)量功能中 ， 由于控制門控雙穩(wěn)的門控信號(hào)是由儀器內(nèi)部產(chǎn)生的 ， 因此不會(huì)存在觸發(fā)誤差 。 在周期 、 fA/fB等測(cè)量功能中 ， 如果進(jìn)入 B通道的信號(hào)含有干擾 ， 便會(huì)存在觸發(fā)誤差 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 采用周期倍乘率開(kāi)關(guān)進(jìn)行多周期測(cè)量 ， 可減弱此項(xiàng)誤差 。 例如 ， 如果周期倍乘率取 10， 則只在第 1個(gè)周期開(kāi)始與第 10個(gè)周期結(jié)束時(shí)會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)誤差 ， 使觸發(fā)誤差相對(duì)減弱了 10倍 。 通過(guò)上述分析，可得頻率測(cè)量誤差表達(dá)式如下： ???????? ???????????? ??????0000 1fffTffNNffxgxx（ 610） 式中 , Tg為閘門時(shí)間。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 另外，可得周期測(cè)量誤差表達(dá)式如下： ???????? ????????????????? ????????00mnns00nπ210110 ffUUTTffTTNNffnnxx（ 611） 式中 ,10n為周期倍乘率值 (n取 0， 1， 2， 3， 4)， Tn為選用的時(shí)標(biāo)信號(hào) 。 其他功能的測(cè)量誤差表達(dá)式可根據(jù)儀器的具體電路結(jié)構(gòu)并參照上述分析作出。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 電子計(jì)數(shù)器中的智能技術(shù) 1. 在按圖 64所示的原理測(cè)量頻率時(shí) ， 當(dāng)被測(cè)頻率很低時(shí) ， 由 177。 1誤差而引起的測(cè)量誤差將大到不能允許的程度 。 例如 ，fx=1 Hz， 閘門時(shí)間為 1 s時(shí) ， 測(cè)量誤差高達(dá) 100％ 。 因此 ， 為提高低頻測(cè)量精度 ， 通常將電子計(jì)數(shù)器的功能轉(zhuǎn)為測(cè)周期 ， 然后再利用頻率與周期互為倒數(shù)的關(guān)系來(lái)?yè)Q算其頻率值 ， 這樣便可得到較高的精確度 。 在測(cè)量周期時(shí) ， 當(dāng)被測(cè)周期很小時(shí)也會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題 ， 并且也可以采取同樣的解決辦法 ， 先測(cè)頻率 ， 再換算出周期 。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 測(cè)頻量化誤差及測(cè)周量化誤差與被測(cè)信號(hào)頻率的關(guān)系見(jiàn)圖612所示 ， 圖中測(cè)頻和測(cè)周量化誤差曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的被測(cè)信號(hào)頻率稱為中界頻率 fxm。 在中界頻率下 ， 由測(cè)頻和測(cè)周所引起的量化誤差相等 。 很顯然 ， 當(dāng) fx＞ fxm時(shí)宜采用測(cè)頻的方法 ， 當(dāng)fx＜ fxm時(shí)宜采用測(cè)周的方法 。 中界頻率 fxm與測(cè)頻時(shí)所取的閘門時(shí)間以及測(cè)周時(shí)所取的時(shí)標(biāo)有關(guān) 。 例如 ， 測(cè)頻時(shí)取閘門時(shí)間為1 s， 測(cè)周時(shí)取時(shí)標(biāo)為 10 ns的中界頻率 fxm＝ 10 kHz， 由圖可知 ，此時(shí)兩種方法所引起的量化誤差均為 104。 第 6章 智能型電子計(jì)數(shù)器 圖 612 測(cè)頻量化誤差及測(cè)周量化誤差與被測(cè)信號(hào)頻率的關(guān)系圖 10－ 110－ 210－ 310－ 410－ 510－ 610－ 710－ 81 H z 1 kH z 1 M H z 10 0 M H z被測(cè)頻率 fx測(cè)頻量化誤差 測(cè)周量化誤差閘門 T ＝ 0.