時(shí)間與頻率測(cè)量技術(shù)-在線瀏覽
2025-07-15 19:20本頁(yè)面
【正文】 信號(hào)頻率 fx 的計(jì)數(shù)脈沖，把它加至閘門(mén)的一個(gè)輸入端。只有在閘門(mén)開(kāi)通時(shí)間 Ts內(nèi)，被計(jì)數(shù)的脈沖才能通過(guò)閘門(mén)，并由十進(jìn)制電子計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)值為 N，則 。 xs TTN /?cfs TkNTNfx ??? 電子計(jì)數(shù)器的測(cè)頻原理實(shí)質(zhì)是： ? 以比較法為基礎(chǔ)，將被測(cè)信號(hào)的頻率fx和已知的時(shí)基信號(hào)頻率 fs相比，將相比的結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。如閘門(mén)時(shí)間 Ts=，則計(jì)數(shù)值 N=1000，則顯示的 fx為 “ ”kHz。 2．測(cè)頻方法的誤差分析 測(cè)頻的相對(duì)誤差為 SSfTTfNNf????????lnln? SSSSTTTNNNTN??????????)ln(l nlnln ）（ SSTTNN ???? 式中 f?—— 頻率測(cè)量的相對(duì)誤差； NN?—— 計(jì)數(shù)的相對(duì)誤差，也稱(chēng)量化誤差； ssTT?—— 閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間 的相對(duì)誤差。 １個(gè)字，簡(jiǎn)稱(chēng)“1?誤差。 Sx TfNNN ?????? 11 式中 NN?—— 量化誤差的相對(duì)值，即 計(jì)數(shù)的相對(duì)誤差； xf—— 被測(cè)信號(hào)的頻率； ? 例 被測(cè)信號(hào)的頻率 fx1=10kHZ，fx2=100kHZ， 閘門(mén)時(shí)間分別設(shè)定為， 1s， 10s， 試分別計(jì)算量化誤差。 1誤差而產(chǎn)生的測(cè)頻誤差為？若 Ts增加為 1s，則測(cè)頻誤差為？ （ 2 ） 閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間的誤差 晶振頻率為cf（周期為 TC）、分頻系數(shù)為常數(shù) k ，則 cSSfkfT ??1 式中 k —— 分頻系數(shù) ； cf—— 標(biāo)準(zhǔn)頻率。 （ 3）測(cè)頻公式誤差 ? 測(cè)頻的公式誤差為 ? 由于的符號(hào)可正可負(fù)，若按最壞情況考慮，可得電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率的最大相對(duì)誤差計(jì)算公式為 ? 通常，要求標(biāo)準(zhǔn)頻率的準(zhǔn)確度比量化誤差的影響小一個(gè)數(shù)量級(jí)。 ccsxxxf f fTff f ??????? 1? ???????? ???????ccsxxxf ffTfff 1? （ 4）測(cè)頻計(jì)數(shù)誤差 ? 計(jì)數(shù)誤差是指在測(cè)量頻率時(shí)，由于被測(cè)信號(hào)中的干擾噪聲影響，使輸入信號(hào)經(jīng)觸發(fā)器整形后，形成的計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生了錯(cuò)誤而產(chǎn)生的誤差。 Tx1 t 觸發(fā)電平 Tx2 t 觸發(fā)電平 Tx3 ( a ) 無(wú)噪聲干擾的計(jì)數(shù)脈沖 ( b ) 有噪聲干擾的計(jì)數(shù)脈沖 圖 6 .5 噪聲干擾引起的 計(jì)數(shù)誤差 （ 5）結(jié)論 ? 電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率時(shí)要提高頻率測(cè)量的準(zhǔn)確度（減少測(cè)量誤差）可采取如下措施： ? ① 選擇準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度高的晶振作為時(shí)標(biāo)信號(hào)發(fā)生器，以減小閘門(mén)時(shí)間誤差。 ? ③當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，用測(cè)頻方法測(cè)得的頻率誤差較大，應(yīng)選用其它方法進(jìn)行測(cè)量。 電子計(jì)數(shù)器的測(cè)周功能 測(cè)量周期的原理方框圖 當(dāng) fx較低時(shí)，利用計(jì)數(shù)器直接測(cè)頻，誤差將會(huì)大到不可允許的程度。 ? 被測(cè)信號(hào)經(jīng) B輸入通道整形，使其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的矩形波，加到門(mén)控電路，控制主門(mén)的開(kāi)閉，主門(mén)導(dǎo)通的時(shí)間就正好等于被測(cè)信號(hào)的周期。 sx NTT ?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。 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 。 2．測(cè)周方法的誤差分析 （ 1）公式誤差 ? 測(cè)量周期的相對(duì)誤差為 ssxxT TTTNNT????????lnln? ssss TTTNNNTN??????????)ln(l n)ln(l n ssTTNN ???? ? 其中： ? 按最壞結(jié)果考慮，周期測(cè)量總的系統(tǒng)誤差應(yīng)是兩種誤差之和。 ?
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