時(shí)間頻率和相位的測(cè)量概述(編輯修改稿)
2025-01-23 22:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 31當(dāng) fl繼續(xù)升高時(shí)， 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(diǎn)識(shí)別過程第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 32 縱軸表示差頻絕對(duì)值大小， V 形線為差頻隨 fl 變化的情況，虛線表示聲音強(qiáng)度。 隨著 fl 單調(diào)變化，在兩個(gè)對(duì)稱的可聞聲區(qū)域中間即為零差頻點(diǎn) ( 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(jī)等發(fā)聲設(shè)備來判斷零差頻點(diǎn)時(shí)有一個(gè)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(diǎn)識(shí)別過程第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 33 以電表為例，當(dāng)差頻較大時(shí)，表針來不及隨差頻頻率擺動(dòng)，只有當(dāng)差頻小于幾赫芝時(shí)，表針擺動(dòng)才跟得上差頻信號(hào)的變化，當(dāng)差頻為零時(shí)表針又不動(dòng)。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(diǎn)就是零差頻點(diǎn)，這時(shí)啞區(qū)可以縮小到 零點(diǎn)幾赫芝 。這個(gè) 啞區(qū)是差頻法測(cè)量頻率的誤差來源之一。圖 － 8 零差頻點(diǎn)識(shí)別過程第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 34 以上是 m=n=l 兩信號(hào)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(cè)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(shí)將出現(xiàn)許多零差頻點(diǎn)，即出現(xiàn)很多滿足式 nfx177。mfl = 0的點(diǎn)，在耳機(jī)中表現(xiàn)為一系列強(qiáng)度不同的吱喱吱喱聲。 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 35第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 由于上述諸多零差頻點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 m、 n 往往難以確定。 因此需要輔以粗測(cè)設(shè)備 (如諧振式頻率計(jì)等 )，以便在精確測(cè)量之前，首先對(duì)被測(cè)頻率做到心中有數(shù)?；谏鲜霾铑l原理制成的實(shí)用的外羞式頻率計(jì)框圖如下圖。36 為測(cè)量精確，對(duì)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(cè)頻率混頻，使被測(cè)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(cè)信號(hào)耦合到混頻器。圖 － 9 實(shí)用外差頻率計(jì)框圖 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 37測(cè)量時(shí) : 先用粗測(cè)頻率計(jì)測(cè)出的大致數(shù)值，把開關(guān) K打在“測(cè)量 ”位置，調(diào)本振度盤在粗測(cè)值附近找到零差頻率點(diǎn)。第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)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(diǎn)校正本振頻率讀數(shù)是否準(zhǔn)確 (這時(shí)應(yīng)調(diào)到離被測(cè)頻率最近的校正點(diǎn) )。 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(cè)量 ”位置進(jìn)行精測(cè)。只要在粗測(cè)值附近調(diào)節(jié) fl 使得到零差頻，刻度盤讀數(shù)就是被測(cè)頻率的精確測(cè)量值。 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 39差頻法測(cè)量誤差來源有三： ① 晶振頻率誤差 。在測(cè)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(cè)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(gè)離散點(diǎn)進(jìn)行，而被測(cè)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(diǎn)間隔越小，測(cè)量精確度越高。在實(shí)際測(cè)量時(shí)校正應(yīng)在最靠近 fx 的校正點(diǎn)進(jìn)行。第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 40差頻法測(cè)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(cè)量誤差。 例如放大器的低頻失真，使極低的差頻信號(hào)有嚴(yán)重的衰減以至推動(dòng)不了后級(jí)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(duì)誤差。 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 41 為有效地減小差頻法測(cè)頻的誤差，可采用改進(jìn)的差頻法測(cè)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(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)頻 42雙重差拍法測(cè)頻的原理是 ：先將待測(cè)頻率信號(hào) fx 與本振頻率信號(hào) fl 通過混頻器形成其頻率為二者差頻 F 的音頻信號(hào)，再將該信號(hào)與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音頻振蕩器輸出信號(hào)在線性元件上進(jìn)行疊加。通過 “拍 ”現(xiàn)象準(zhǔn)確地測(cè)出 F 值，從而可得（ ） 式中 F 前的符號(hào)可這樣來判斷：若增加一點(diǎn) fl 時(shí) F亦增加．則說明原來 flfx 。故 fx=fl F，反之亦然。 第五章 時(shí)間、頻率和相位的測(cè)量二、比較法測(cè)頻 2．差頻法測(cè)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(gè)振蕩器頻率和被測(cè)頻率的穩(wěn)定度高，則其測(cè)量精確度可以很高，該法通常用于精密測(cè)量和計(jì)量工作中。 對(duì)此法也可作某些推廣，當(dāng)差出 F后，不一定非用拍頻法測(cè)量 F不可，也可用其他方法來測(cè)量 (如 電子計(jì)數(shù)器法 等 )。事實(shí)上，這種方法也是構(gòu)成頻率計(jì)數(shù)器擴(kuò)展量
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