【文章內(nèi)容簡介】 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 31當(dāng) fl繼續(xù)升高時， fxfl 變大，差頻又進(jìn)入音頻區(qū)，音調(diào)先是低沉而變尖銳直到差頻大于 l6KHz聽不出。上述過程可用下圖表示。 圖 － 8 零差頻點識別過程第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 32 縱軸表示差頻絕對值大小， V 形線為差頻隨 fl 變化的情況，虛線表示聲音強度。 隨著 fl 單調(diào)變化，在兩個對稱的可聞聲區(qū)域中間即為零差頻點 ( fx=fl ) 但是由于人耳不能聽出頻率低于 20 Hz的聲音，所以用耳機等發(fā)聲設(shè)備來判斷零差頻點時有一個寬度 △ f≈40Hz 的無聲啞區(qū)，使判斷誤差很大，必須用電表或電眼來作輔助判別。圖 － 8 零差頻點識別過程第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 33 以電表為例，當(dāng)差頻較大時，表針來不及隨差頻頻率擺動，只有當(dāng)差頻小于幾赫芝時，表針擺動才跟得上差頻信號的變化，當(dāng)差頻為零時表針又不動。圖中 m 形狀線表示電表偏轉(zhuǎn)隨 fl 變化的情況。 在電表兩次偏轉(zhuǎn)中間的靜止點就是零差頻點，這時啞區(qū)可以縮小到 零點幾赫芝 。這個 啞區(qū)是差頻法測量頻率的誤差來源之一。圖 － 8 零差頻點識別過程第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 34 以上是 m=n=l 兩信號基頻差頻的情況，如果只是利用基波與基波之差頻，那么標(biāo)準(zhǔn)頻率源的變化范圍就應(yīng)與被測頻率可能的范圍相一致。 頻率變化范圍極寬的振蕩器難以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，而且頻率調(diào)諧的讀數(shù)精確度也很難做到足夠高。 為此要考慮 m≠n≠l的情況。當(dāng)連續(xù)調(diào)節(jié)時將出現(xiàn)許多零差頻點，即出現(xiàn)很多滿足式 nfx177。mfl = 0的點，在耳機中表現(xiàn)為一系列強度不同的吱喱吱喱聲。 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 35第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 由于上述諸多零差頻點所對應(yīng)的 m、 n 往往難以確定。 因此需要輔以粗測設(shè)備 (如諧振式頻率計等 )，以便在精確測量之前，首先對被測頻率做到心中有數(shù)?；谏鲜霾铑l原理制成的實用的外羞式頻率計框圖如下圖。36 為測量精確，對本地振蕩頻率 fl 穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度要求較高。 fl 頻率覆蓋范圍并不寬，主要靠它的 m次諧波與被測頻率混頻，使被測頻率 fx 的范圍增大。 為讀數(shù)方便，本振的刻度盤直接用 m刻度，晶振用來校正它的刻度。輸入電路為一耦合電路，把待測信號耦合到混頻器。圖 － 9 實用外差頻率計框圖 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 37測量時 : 先用粗測頻率計測出的大致數(shù)值，把開關(guān) K打在“測量 ”位置，調(diào)本振度盤在粗測值附近找到零差頻率點。第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 38把開關(guān)打向 “校準(zhǔn) ”位置，用晶振諧波與本振諧波混頻，由差頻點校正本振頻率讀數(shù)是否準(zhǔn)確 (這時應(yīng)調(diào)到離被測頻率最近的校正點 )。 如果刻度盤刻度不準(zhǔn)，則微調(diào)指針位置使其讀數(shù)準(zhǔn)確。 經(jīng)上述校準(zhǔn)后就可把開關(guān)再打向 “測量 ”位置進(jìn)行精測。只要在粗測值附近調(diào)節(jié) fl 使得到零差頻，刻度盤讀數(shù)就是被測頻率的精確測量值。 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 39差頻法測量誤差來源有三： ① 晶振頻率誤差 。在測量過程中先用晶振頻率 fc 校正本振頻率刻度，如晶振頻率存在誤差 △ fc ，將造成測量誤差。 ② 偏校誤差 。由于 fc 是固定的，校正只能在 fc 的諧波即頻率為 nfc 的若干個離散點進(jìn)行，而被測頻率一般不等于 nfc。這將造成稱之為偏校的誤差。顯然，晶振頻率越低，校正點間隔越小，測量精確度越高。在實際測量時校正應(yīng)在最靠近 fx 的校正點進(jìn)行。第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 40差頻法測量誤差來源有三：③ 零差指示器引起的誤差 。由于零差指示器靈敏度的限制及人的感覺器官 (耳、眼等 )性能的不完善也造成測量誤差。 例如放大器的低頻失真，使極低的差頻信號有嚴(yán)重的衰減以至推動不了后級指示器；人耳或放聲設(shè)備的啞區(qū)限制等，都可能引起幾十赫芝的絕對誤差。 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 41 為有效地減小差頻法測頻的誤差，可采用改進(jìn)的差頻法測頻，即雙重差拍法。 它能避免差頻法由于聽覺不到啞區(qū)的頻率變化所引起的誤差。第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 42雙重差拍法測頻的原理是 ：先將待測頻率信號 fx 與本振頻率信號 fl 通過混頻器形成其頻率為二者差頻 F 的音頻信號，再將該信號與一個標(biāo)準(zhǔn)的音頻振蕩器輸出信號在線性元件上進(jìn)行疊加。通過 “拍 ”現(xiàn)象準(zhǔn)確地測出 F 值，從而可得（ ） 式中 F 前的符號可這樣來判斷：若增加一點 fl 時 F亦增加．則說明原來 flfx 。故 fx=fl F，反之亦然。 第五章 時間、頻率和相位的測量二、比較法測頻 2．差頻法測頻 43雙重差拍法 是先差后拍，也是一種微差法。 只要高低兩個振蕩器頻率和被測頻率的穩(wěn)定度高，則其測量精確度可以很高，該法通常用于精密測量和計量工作中。 對此法也可作某些推廣，當(dāng)差出 F后，不一定非用拍頻法測量 F不可，也可用其他方法來測量 (如 電子計數(shù)器法 等 )。事實上，這種方法也是構(gòu)成頻率計數(shù)器擴展量