電子計數(shù)器測量ppt課件-文庫吧資料
2025-05-05 02:58本頁面
【正文】 電路 時基 Ts 電子測量原理 第 31頁 電子計數(shù)器的測量功能 2）頻率比的測量 ◆原理：實際上，前述頻率測量的比較測量原理就是一種頻率比的測量： fx對 fs的頻率比 。 TN?fxssNf NfT?? xsxs TT ＝?N電子測量原理 第 30頁 1）頻率測量 ? 原理框圖和工作波形圖（ fx由 A通道輸入，內(nèi)部時基） ? 為便于測量和顯示，計數(shù)器通常為 十進制計數(shù)器 ，多檔閘門時間設(shè)定為 10的冪次方 ，這樣可直接顯示計數(shù)結(jié)果，并通過移動小數(shù)點和單位的配合，就可得到被測頻率。如閘門時間 Ts=，則計數(shù)值N=1000，則顯示的 fx為 “ ”kHz。它體現(xiàn)了數(shù)字化頻率測量的 比較法測量原理 。采樣時間 T預(yù)先由閘門時間 Ts確定（時基頻率為 fs）。如下圖所示： 準備期 （ 復(fù)零，等待） 測量期 （開門，計數(shù)） 顯示期 （關(guān)門，停止計數(shù)） 電子測量原理 第 29頁 電子計數(shù)器的測量功能 1）頻率測量 ◆原理：計數(shù)器嚴格按照 的定義實現(xiàn)頻率測量。 如，若 fc=1MHz,經(jīng) 106分頻后，可得到 fs=1Hz(周期 Ts=1s) 的時基信號，經(jīng)過 門控雙穩(wěn)態(tài)電路得 到寬度為 Ts=1s的 門控信號。 ◆實現(xiàn)： 由內(nèi)部 晶體振蕩器 （也可外接），通過 倍頻或分頻得到。 ? 專用計數(shù)與顯示單元電路： 如 ICM7216D。 ? 顯示電路： 包括鎖存、譯碼、驅(qū)動電路。 ? 可編程計數(shù)器 IC如： Intel8253/8254等。 ◆不同電路具有不同的工作速度： 如 74LS（ 74HC）系列為 30~40MHz； 74S系列為 100MHz； CMOS電路約 5MHz； ECL電路可達 600MHz。 計數(shù)電路一般由多級雙穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成，受內(nèi)部狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時間限制，使計數(shù)電路存在 最高計數(shù)頻率的限制 。 為了便于觀察和讀數(shù)，通常使用 十進制計數(shù)電路 。 ◆ “門控信號”還可 手動操作 得到，如實現(xiàn)手動累加計數(shù)。 ◆ 電路： 由“與門”或“或門”構(gòu)成。內(nèi)部時標信號等 。 電子測量原理 第 23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 。 通過 預(yù)定標器 （外插件）還可 擴展頻率測量范圍 。 電子測量原理 第 21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(chǎn)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 22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(diào)節(jié)）等單元電路構(gòu)成。 ? 時基產(chǎn)生電路 ：產(chǎn)生 機內(nèi)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。 ? 主門電路 ：完成計數(shù)的 閘門控制 作用。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。 測時間（間隔）時，閘門開啟時間即為 被測時間 。 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(guān)閉（停止計數(shù)）。這種測量方法稱為 門控計數(shù)法 。 ◆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(guān)閉（計數(shù)停止）。 xsf N f?電子測量原理 第 17頁 3)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(nèi)對被測信號的周期累加計數(shù) (若 計數(shù)值為 N)，根據(jù) fx=N/T得到頻率值?？蓽y量范圍達 幾十 MHz（外差式頻率計）。適于 音頻測量 （很少用）。有拍頻法、外差法、示波法以及計數(shù)法 等。 (～ 1)%。 fxMLIC012xff LC???0 12xff LC???電子測量原理 第 14頁 ( 2） 電橋 法： 利用電橋的平衡條件和頻率有關(guān)的特性來進行頻率測量 ,通常采用如下圖所示的 文氏電橋 來進行測量。 （ 1） 諧振法： 調(diào)節(jié)可變電容器 C使回路發(fā)生諧振 ，此時回路電流達到最大 (高頻電壓表指示 )，則 可測量 1500MHz以下 的頻率，準確度 177。 電子測量原理 第 11頁 4)石英晶體振蕩器 ? 時間標準：原子時標， 1014 ? 電子計數(shù)器 內(nèi)部時間、頻率基準 采用 石英晶體振蕩器（簡稱 “ 晶振 ” ） 為基準信號源。 ● 測量功能：包括頻率、頻率比、時間間隔、上升時間、下降時間、相位、占空比、正脈沖寬度、負脈沖寬度、總和、峰電壓、時間間 隔平均和時間間隔延遲。 ◆ 例子： ●通道： 兩個 225MHz通道，也可 選擇第三個 。 電子測量原理 第 10頁 3）電子計數(shù)器的發(fā)展 ◆ 測量方法的不斷發(fā)展： 模擬 ?數(shù)字技術(shù) ?智能化。 （ 6）時標 (測周 )：有 10ns、 100ns、 1ms、 10ms。 （ 4）輸入特性： 包括耦合方式（ DC、 AC）、觸發(fā)電平（可調(diào)）、靈敏度（ 10~100mV）、輸入阻抗（ 50 Ω低阻和 1M Ω//25pF高阻）等。 （ 3）晶振頻率及穩(wěn)定度： 晶體振蕩器是電子計數(shù)器的內(nèi)部基準，一般要求高于所要求的測量準確度的一個數(shù)量級（ 10倍）。 ? 按測量范圍可分為： （ 1） 低速計數(shù)器 （ 低于 10MHz） （ 2） 中速
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