現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)(5)(參考版)
2025-05-14 11:43本頁(yè)面
【正文】 66 10110111 ?????????xxff。 注意：該例中 ， 當(dāng)選擇閘門(mén)時(shí)間 Ts＝ 1s時(shí) ， 要求標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差優(yōu)于 177。 1誤差產(chǎn)生的測(cè)頻誤差 (不考慮標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 )為： 若 Ts增加為 10s， 則計(jì)數(shù)值增加 10倍 ， 相應(yīng)的測(cè)頻誤差也降低 10倍 ， 為 177。 例如：一個(gè) 6位的計(jì)數(shù)器，最大顯示為 999999，當(dāng)用Ts=10s的閘門(mén)測(cè)量 fx=1MHz時(shí) ,應(yīng)顯示 “ ”Hz或”MHz ,顯然溢出 。 為減小量化誤差，需增大計(jì)數(shù)值 N： 增大閘門(mén)時(shí)間 Ts或在相同的閘門(mén)時(shí)間內(nèi)測(cè)量 較高的頻率 可得到較大的 N。 fx愈大則誤差愈小，閘門(mén)時(shí)間愈大誤差也愈小，并且，測(cè)頻誤差以標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差為極限?？傉`差采用分項(xiàng)誤差絕對(duì)值合成，即 : 式中， 即為 177。 頻率測(cè)量的誤差分析 1）誤差表達(dá)式 ◆ 由頻率測(cè)量表達(dá)式： fx=N/Ts=Nfs，計(jì)數(shù)器直接測(cè)頻的誤差主要由兩項(xiàng)組成：即量化誤差（ 177。 因此，內(nèi)部晶振要求較高穩(wěn)定性。因此，其準(zhǔn)確度和測(cè)量時(shí)間之內(nèi)的短期穩(wěn)定度將直接影響測(cè)量結(jié)果。 提前觸發(fā) ,周期 Tx?Tx’。 ◆ 如圖。但是，若輸入被測(cè)信號(hào) 疊加有干擾信號(hào) ，則信號(hào)的頻率（周期）及相對(duì)閘門(mén)信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)就可能變化。 12xsNfT t t? ? ? ? ?12,s x x xT NT T t t T? ? ? ? ? ? ?12( 1 ) ( 1 )x s xN T T t t N T? ? ? ? ? ? ? ?1211s xT t tNNT? ? ? ?? ? ? ?12tt??、12tt? ?? 測(cè)量誤差的來(lái)源 2）觸發(fā)誤差 ◆什么是 觸發(fā)誤差：輸入信號(hào)都需經(jīng)過(guò)通道電路放大、整形等，得到脈沖信號(hào)，即 輸入信號(hào) ?(轉(zhuǎn)換為 )脈沖信號(hào) 。 ”個(gè)字。 1）量化誤差 ?如圖，對(duì)同一被測(cè)信號(hào)，在相同的閘門(mén)時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)結(jié)果不同。而是由于 閘門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間與被測(cè)信號(hào)不同步引起（亦即開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)時(shí)刻與被測(cè)信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)刻是隨機(jī)的），使得在閘門(mén)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)刻有一部分時(shí)間零頭沒(méi)有被計(jì)算在內(nèi)而造成的測(cè)量誤差。 1誤差 ” ，它是所有數(shù)字化儀器都存在的誤差。 ? 測(cè)量原理如下圖： ? 為減小測(cè)量誤差，分別取 +、 觸發(fā)極性作兩次測(cè)量， 得到 t t2再取平均，則 ??2 21tt ?? 電子計(jì)數(shù)器的測(cè)量誤差 測(cè)量誤差的來(lái)源 1）量化誤差； 2）觸發(fā)誤差； 3）標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 頻率測(cè)量的誤差分析 1）誤差表達(dá)式； 2）量化誤差的影響； 3）實(shí)例分析 周期測(cè)量的誤差分析 1）誤差表達(dá)式； 2）量化誤差的影響； 3）中界頻率； 4）觸發(fā)誤差 測(cè)量誤差的來(lái)源 1）量化誤差 ◆什么是量化誤差：由前述頻率測(cè)量 fx=N/Ts=Nfs和周期測(cè)量Tx=NT0，可見(jiàn)， 由于計(jì)數(shù)值 N為整數(shù) ， fx和 Tx必然產(chǎn)生“ 截?cái)嗾`差 ” ，該誤差即為 “ 量化誤差 ” 。 VB Vc 起始 停止 開(kāi)門(mén)時(shí)間 C＋ (50%) B＋ (50%) 起始 停止 開(kāi)門(mén)時(shí)間 VB Vc B＋ (50%) C (50%) (50%) － B + (50%) C + (50%) － (50%) C＋ (90%) 閘門(mén)信號(hào) 關(guān)門(mén)信號(hào) 開(kāi)門(mén)信號(hào) B ＋ (10%) 4）時(shí)間間隔的測(cè)量 4）時(shí)間間隔的測(cè)量 ? 相位差的測(cè)量 ? 利用時(shí)間間隔的測(cè)量，可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)同頻率的信號(hào)之間的相位差。 ◆ 觸發(fā)極性 選擇和 觸發(fā)電平 調(diào)節(jié)：為增加測(cè)量的靈活性， B、C輸入通道都設(shè)置有觸發(fā)極性 (+、 )和觸發(fā)電平調(diào)節(jié)，以完成各種時(shí)間間隔的測(cè)量。時(shí)標(biāo)由機(jī)內(nèi)提供。在門(mén)控時(shí)間內(nèi)，仍 采用 “ 時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù) ” 方法 測(cè)量（即所測(cè)時(shí)間間隔由 “ 時(shí)標(biāo) ” 量化）。 ◆兩個(gè)事件的例子及測(cè)量參數(shù)還有： 同一信號(hào)波形上兩個(gè)不同點(diǎn)之間 ?脈沖信號(hào)參數(shù) ； 兩個(gè)信號(hào)波形上，兩點(diǎn)之間 ?相位差的測(cè)量 ； 手動(dòng)觸發(fā) ?定時(shí)、累加計(jì)數(shù)。在測(cè)量技術(shù)中，兩個(gè)時(shí)刻點(diǎn)通常由 兩個(gè)事件 確定。 ◆測(cè)量速度與分辨力：一次測(cè)量時(shí)間即為一個(gè)周期 Tx， Tx愈大 (頻率愈低 )則測(cè)量時(shí)間愈長(zhǎng)；計(jì)數(shù)值 N與時(shí)標(biāo)有關(guān)，時(shí)標(biāo)愈小分辨力愈高。 請(qǐng)注意：顯示結(jié)果的有效數(shù)字末位的意義，它 表示了周期測(cè)量的分辨力（應(yīng)等于時(shí)標(biāo) T0 ） 。 電子計(jì)數(shù)器的測(cè)量功能 0xT NT?◆ 原理框圖： ◆例如：時(shí)標(biāo) T0=1us，若計(jì)數(shù)值 N=10000，則顯示的 Tx為“ 10000”us，或 “ ”ms。 ◆實(shí)現(xiàn)：由 Tx得到 閘門(mén) ；在 Tx內(nèi)計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)。即 該式表明， “ 時(shí)標(biāo) ” 的計(jì)數(shù)值 N可表示周期 Tx
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