電子計(jì)數(shù)器測量ppt課件-展示頁
2025-05-08 02:58本頁面
【正文】 計(jì)數(shù)器 （ 10~100MHz） （ 3） 高速計(jì)數(shù)器 （ 高于 100MHz） （ 4） 微波計(jì)數(shù)器 （ 1~80GHz） 電子測量原理 第 9頁 2）主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）測量范圍： 毫赫 ~幾十 GHz。用于工業(yè)測控。 （ 4） 特種計(jì)數(shù)器 :具有特殊功能的計(jì)數(shù)器。但 測頻范圍往往很寬。其測量功能可擴(kuò)展。 ? 數(shù)字化 電子計(jì)數(shù)器法 是時(shí)間、頻率測量的主要方法，是本章的重點(diǎn)。 ◆ 自動(dòng)化程度高 ◆ 測量速度快 電子測量原理 第 5頁 3）測量方法概述 ◆ 頻率的測量方法可以分為： 差頻法 拍頻法 示波法 電橋法 諧振法 比較法 直讀法 李沙育圖形法 測周期法 模擬法 頻率測量方法 數(shù)字法 電容充放電法 電子計(jì)數(shù)器法 電子測量原理 第 6頁 ? 各種測量方法有著 不同的實(shí)現(xiàn)原理 ，其復(fù)雜程度不同。 ◆ 測量準(zhǔn)確度高 時(shí)間頻率基準(zhǔn)具有最高準(zhǔn)確度（ 可達(dá) 1014），校準(zhǔn)（比對(duì)）方便，因而數(shù)字化時(shí)頻測量可達(dá)到很高的準(zhǔn)確度。如果在一定 時(shí)間間隔 T內(nèi)周期信號(hào)重復(fù)變化了 N次 ，則頻率可表達(dá)為： f＝ N/T ◆ 時(shí)間與頻率的關(guān)系： 可以互相轉(zhuǎn)換。電子測量原理 第 1頁 第四章 電子計(jì)數(shù)器 概述 電子計(jì)數(shù)器的組成原理和測量功能 電子計(jì)數(shù)器的測量誤差 電子計(jì)數(shù)器使用 電子測量原理 第 2頁 概述 時(shí)間、頻率的基本概念 1）時(shí)間和頻率的定義 2）時(shí)頻測量的特點(diǎn) 3）測量方法概述 電子計(jì)數(shù)器概述 1）電子計(jì)數(shù)器的分類 2）主要技術(shù)指標(biāo) 3）電子計(jì)數(shù)器的發(fā)展 電子測量原理 第 3頁 時(shí)間、頻率的基本概念 1）時(shí)間和頻率的定義 ◆ 時(shí)間有兩個(gè)含義： “ 時(shí)刻 ” ： 即某個(gè)事件何時(shí)發(fā)生； “ 時(shí)間間隔 ” ： 即某個(gè)時(shí)間相對(duì)于某一時(shí)刻持續(xù)了多久。 ◆ 頻率的定義： 周期信號(hào)在單位時(shí)間（ 1s）內(nèi)的變化次數(shù)（周期數(shù)）。 電子測量原理 第 4頁 2) 時(shí)頻測量的特點(diǎn) ◆ 最常見和最重要的測量 時(shí)間是 7個(gè)基本國際單位之一，時(shí)間、頻率是極為重要的物理量，在通信、航空航天、武器裝備、科學(xué)試驗(yàn)、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等 民用和軍事方面都存在時(shí)頻測量。因此， 許多物理量的測量都轉(zhuǎn)換為時(shí)頻測量。 ? 各種測量方法有著 不同的測量準(zhǔn)確度和適用的頻率范圍 。 電子測量原理 第 7頁 電子計(jì)數(shù)器概述 1）電子計(jì)數(shù)器的分類 ◆ 按功能可以分為如下四類： （ 1） 通用計(jì)數(shù)器 ： 可測量頻率、頻率比、周期、時(shí)間間隔、累加計(jì)數(shù)等。 （ 2） 頻率計(jì)數(shù)器 ： 其功能限于測頻和計(jì)數(shù)。 （ 3） 時(shí)間計(jì)數(shù)器 ： 以時(shí)間測量為基礎(chǔ)，可測量周期、脈沖參數(shù)等，其測時(shí)分辨力和準(zhǔn)確度很高。 包括可逆計(jì)數(shù)器、序列計(jì)數(shù)器、預(yù)置計(jì)數(shù)器等。 電子測量原理 第 8頁 1）電子計(jì)數(shù)器的分類 ? 按用途可分為： 測量用計(jì)數(shù)器和控制用計(jì)數(shù)器。 （ 2）準(zhǔn)確度： 可達(dá) 109以上。輸出頻率為 1MHz、 、 5MHz、10MHz等，普通晶振穩(wěn)定度為 105，恒溫晶振達(dá) 107~109。 （ 5）閘門時(shí)間 (測頻 )：有 1ms、 10ms、 100ms、 1s、 10s。 （ 7）顯示： 包括顯示位數(shù)及顯示方式等。 ◆ 測量準(zhǔn)確度和頻率上限 是電子計(jì)數(shù)器的兩個(gè)重要指標(biāo)，電子計(jì)數(shù)器的發(fā)展體現(xiàn)了這兩個(gè) 指標(biāo)的不斷提高 及 功能的擴(kuò)展和完善 。 ●每秒 12位的頻率分辨率、 150ps的時(shí)間間隔分辨率。 ●處理功能： 平均值、最小值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 電子測量原理 第 12頁 5)時(shí)間和頻率的測量原理 模擬測量原理 1）直接法 2）比較法 數(shù)字測量原理 1）門控計(jì)數(shù)法測量原理 2）通用計(jì)數(shù)器的基本組成 電子測量原理 第 13頁 模擬測量原理 1）直接法 直接法是利用電路的某種頻率響應(yīng)特性來測量頻率值，其又可細(xì)分為 諧振法和電橋法 兩種。 (～ 1)%。 調(diào)節(jié) R R2使電橋達(dá)到平衡，則有 R3R4R1R2C1C2fx1 2 1 212 2xxf R R C C?? ???x1 x2j jC C? ?1 4 3211（ R+ ） R ＝ （ ） R1 ＋R電子測量原理 第 15頁 令平衡條件表達(dá)式兩端實(shí)虛部分別相等，得到： 和 于是，被測信號(hào)頻率為： 通常取 R1=R2=R, C1=C2=C，則 測量準(zhǔn)確度 ： 受橋路中各元件的精確度、判斷電橋平衡的準(zhǔn)確程度（取決于橋路諧振特性的尖銳度即指示器的靈敏度）和被測信號(hào)的頻譜純度的限制，準(zhǔn)確度不高，一般約為 177。 3122 1 4RRCR C R??1 x 2 2 x 11 0RCRC? ???1 2 1 212 2xxf R R C C?? ???12xf RC??電子測量原理 第 16頁 2）比較法 ◆ 基本原理 利用 標(biāo)準(zhǔn)頻率 fs和被測量頻率 fx進(jìn)行比較 來測量頻率。 數(shù)學(xué)模型為： ◆拍頻法： 將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率 疊加 ，由指示器（耳機(jī)或電壓表）指示。 ◆外差法： 將標(biāo)準(zhǔn)頻率與被測頻率 混頻 ，取出差頻并測量。 ◆示波法： 李沙育圖形法 ：將 fx和 fs分別接到示波器 Y軸和 X軸（ XY圖示方式），當(dāng) fx＝ fs時(shí)顯示為斜線（橢圓或園）； 測周期法 ：直接根據(jù)顯示波形由 X通道 掃描速率 得到周期，進(jìn)而得到頻率。 為實(shí)現(xiàn) 時(shí)間 （這里指時(shí)間間隔）的數(shù)字化測量，需將被測時(shí)間按盡可能小的 時(shí)間單位（稱為時(shí)標(biāo)） 進(jìn)行量化，通過 累計(jì)被測時(shí)間內(nèi)所包含的時(shí)間單位數(shù)（計(jì)數(shù)） 得到。 電子測量原理 第 18頁 4) 數(shù)字測量原理 閘門可由 一個(gè)與（或 “ 或 ” ）邏輯門電路實(shí)現(xiàn) 。其原理如下圖所示。 ◆ 測頻時(shí)，閘門開啟時(shí)
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