頻率時(shí)間測(cè)量ppt課件-在線瀏覽
2025-03-04 16:35本頁(yè)面
【正文】 xxTTNNTT ?????因 ， Tc上升時(shí)， fc下降，所以有 cc f1T ?ccccffTT ????△ N為計(jì)數(shù)誤差，在極限情況下，量化誤 差 所以 1N ???xcxcccTf1TTNTTN1NN????????? 由于晶振頻率誤差 ，其符號(hào)可能正，可能為負(fù)，考慮最壞情況，因此在計(jì)算周期誤差時(shí)，取絕對(duì)值相加，所以改寫為： cc f/f??????????????????????????xcccccxxTTffN1ffTT 例如，某計(jì)數(shù)式頻率計(jì)計(jì) ，在測(cè)量周期時(shí)，取 ，則當(dāng)被測(cè)信號(hào)周期 時(shí) 7cc 102f/f ????s1Tc ??s1Ts ?667xx )101102(TT ?? ???????? 其測(cè)量精確度很高，接近晶振頻率準(zhǔn)確度。 為了減小測(cè)量誤差，可以減小 Tc(增大 fc)，但這受到實(shí)際計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度的限制。另一種方法是把 Tx擴(kuò)大 m倍，形成的閘門時(shí)間寬度為 m Tx ，以它控制主門開啟，實(shí)施計(jì)數(shù)。 擴(kuò)大待測(cè)信號(hào)的周期為 mTx，這在儀器上稱作為“ 周期倍乘 ” ，通常取 m為 10i(i＝ 0， 1， 2… ).例如上例被測(cè)信號(hào)周期 Tx＝ l0 s，即頻率為 105Hz，若采用四級(jí)十分頻，把它分頻成 10Hz(周期為 105 s)，即周期倍乘 m=10 000，這時(shí)測(cè)量周期的相對(duì)誤差 ??5667xx 10)101010 00 010102(TT ???? ????????? 由此可見，經(jīng)“周期倍乘”再進(jìn)行周期測(cè)量，其測(cè)量精確度大為提高，但也應(yīng)注意到，所乘倍數(shù)要受儀器顯示位數(shù)及測(cè)量時(shí)間的限制。測(cè)頻率時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間由內(nèi)部基準(zhǔn)即晶體振蕩器產(chǎn)生。測(cè)頻誤差主要決定于量化誤差 (即土 1誤差 ) 。閘門時(shí)間信號(hào)則由被測(cè)信號(hào)經(jīng)整形產(chǎn)生，它的寬度不僅決定被測(cè)信號(hào)周期 T，還與被測(cè)信號(hào)的幅度、波形陡直程度以及疊加噪聲情況等有關(guān)，而這些因素在測(cè)量過(guò)程中是無(wú)法預(yù)先知道的，因此測(cè)量周期的誤差因素比測(cè)量頻率時(shí)要多。若被測(cè)正弦信號(hào)為正常的情況，在過(guò)零時(shí)刻觸發(fā)，則開門時(shí)間為 Tx。若粗略分析，設(shè)正弦波形過(guò)零點(diǎn)的斜率為 如圖中虛線所標(biāo)，則得 ??,tg??????tgUTtgUTn2n1觸發(fā)誤差示意圖 式中 Un為被測(cè)信號(hào)上疊加的噪聲 “ 振幅值 ” 。根據(jù)隨機(jī)誤差 的合成定律，可得總的觸發(fā)誤差： mnxmnx2221nU2UTUU2T2)T()T(T???????????若門控信號(hào)周期擴(kuò)大 k 倍，則由隨機(jī)噪聲引起的觸發(fā)相對(duì)誤差可降低為： mnxnUU2k1TT????? 若考慮噪聲引起的觸發(fā)誤差，那么，用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量信號(hào)周期的誤差共有三項(xiàng)，即量化誤差 (177。按最壞的可能情況考慮，在求其總誤差時(shí)，可進(jìn)行絕對(duì)值相加，即 ???????????????mncccxxxUUk21fffkT1TT式中 k為 “ 周期倍乘 ” 數(shù)。 因?yàn)轭l率與周期有互為倒數(shù)關(guān)系，所以頻率、周期的測(cè)量可以相互轉(zhuǎn)換，即是說(shuō)測(cè)量信號(hào)的周期可以先測(cè)出頻率，經(jīng)倒數(shù)運(yùn)算得到周期；測(cè)信號(hào)頻率，可以先測(cè)出周期，再經(jīng)倒數(shù)運(yùn)算得到頻率。 若測(cè)信號(hào)的周期，可以采取與上相反的過(guò)程。 “ 中界頻率 ” 是這樣來(lái)定義的： 對(duì)某信號(hào)使用測(cè)頻法和測(cè)周法測(cè)量頻率，兩者引起的誤差相等，則該信號(hào)的頻率定義為中界頻率，記為 f0。則 Tf1ffcc0 ?解得中界頻率 Tff c0? 如若頻率測(cè)量時(shí)以擴(kuò)大閘門時(shí)間 n倍 (擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)周期 T倍 )來(lái)提高頻率測(cè)量精確度，這時(shí)： ???????? ?????ccxxxffTnf1ff 周期測(cè)量時(shí)， 以擴(kuò)大閘門時(shí)間 k倍 (擴(kuò)大待測(cè)信號(hào)周期 k倍 )，來(lái)提高周期測(cè)量精確度，這時(shí)： ???????? ?????ccxcffkTTTxTx可得中介頻率更一般的定義式，即 nTkff c
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