频率时间测量

5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3电子计数器电子计数器的发展概述电子计数器的分类电子计数器的主要技术性能指标电子计数器的组成5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.1电子计数器的发展概述三阶段：外差式和谐振式阶段（20世纪40年代）数字式阶段（20世纪50年代）智能式阶段（20世纪60年代末）5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.2电子计数器的分类具有多种测量功能1.通用计数器2.频率计数器主要用于测频和计数，测频范围很广3.计算计数器带有微处理器，具有计数、程控测量、计算和显示的功能5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.3电子计数器的主要技术性能指标测试性能（仪器所具备的测试功能）测量范围输入特性频率：上限和下限周期：最大值和最小值输入耦合方式：AC和DC触发电平及可调范围输入灵敏度最大输入电压输入阻抗：高阻和低阻5时间和频率的测量《电子测量技术》晶体振荡器的频率稳定度和准确度输出特性显示及工作方式显示位数显示时间（可调）显示方式：记忆和不记忆主门时间和时标输出时标信号的种类输出数码的编码方式输出电平5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.4电子计数器的组成记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周A输入B输入闸门输出测频测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器周期倍乘器时标产生器门控双稳触发器输入通道将被测信号进行放大、整形，使其变为标准脉冲。5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.4电子计数器的组成记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周A输入B输入闸门输出测频测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器周期倍乘器时标产生器门控双稳触发器主门在门控信号作用的有效期，允许计数脉冲通过进入计数器计数。门控信号计数脉冲5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.4电子计数器的组成记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周A输入B输入闸门输出测频测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器周期倍乘器时标产生器门控双稳触发器时基信号产生电路用于产生各种时标信号和门控信号。门控信号计数脉冲时标信号5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.4电子计数器的组成记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周A输入B输入闸门输出测频测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器周期倍乘器时标产生器门控双稳触发器控制电路能产生各种控制信号去控制和协调计数器各单元工作，使整机按一定工作程序自动完成测量任务。门控信号计数脉冲时标信号5时间和频率的测量《电子测量技术》5.3.4电子计数器的组成记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周A输入B输入闸门输出测频测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器周期倍乘器时标产生器门控双稳触发器计数及显示电路用于对主门输出的脉冲信号计数并显示十进制脉冲数。门控信号计数脉冲时标信号本节结束•第五章时间、频率测量及调制域分析5时间和频率的测量《电子测量技术》5.1电子计数器测量频率电子计数器的测频原理电子计数器测频的最大允许误差分析频率比的测量5时间和频率的测量《电子测量技术》5.1.1电子计数器的测频原理TNf记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周B输入闸门输出测频测频测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器分频器时基发生器门控双稳触发器门控信号计数脉冲fx时标信号计数显示控制逻辑电路TTxTxTN5时间和频率的测量《电子测量技术》5.4.1电子计数器的测频原理cKTNTNfxTTNfx计数脉冲（信号产生）分频器输出（晶振fc分频）门控信号主门输出分频系数晶振周期主门时间主门时间应合理选择。5时间和频率的测量《电子测量技术》5.1.2电子计数器测频的最大允许误差分析)ΔΔ(ΔTTNNffxx测频的最大允许误差量化相对误差主门时间相对误差5时间和频率的测量《电子测量技术》1.计数误差测量频率时，在相同的主门时间内，计数器计数值不一定相同，这样产生的误差称为量化误差。计数误差（±1误差、量化误差）原因：量化误差的产生是不可避免的，是由于主门的开启时间与被测计数脉冲之间的时间关系不相关引起的。1ΔN5时间和频率的测量《电子测量技术》xfTNNN11Δ计数误差计数值N越大时，量化相对误差就越小。当fx一定时，增大主门时间T，可以减小量化相对误差。主门时间一定，被测信号的频率愈高，量化相对误差就越小。5时间和频率的测量《电子测量技术》2.时基误差（标准频率误差）时基误差是指由于主门时间不准造成主门的启、闭时间或长或短，从而引起的测频误差。时基误差大小主要由石英晶体振荡器输出频率的准确度决定。5时间和频率的测量《电子测量技术》设晶振频率为fc，分频系数为K，则主门时间为：ccfKKTTccffKTΔΔ2ccffTTΔΔ时基误差在数值上等于晶振输出标准频率的相对误差，只是符号相反。5时间和频率的测量《电子测量技术》3.测频最大允许误差)ΔΔ(ΔTTNNffxx)Δ1(ccfffTx)Δ1(ΔccfffTffxxx提高晶振频率的准确度和稳定性，增大主门时间。减小最大允许误差的方法：被测信号频率低时，不宜采用测频法直接测量频率，而应采用测周期的方法间接测量频率。5时间和频率的测量《电子测量技术》5.1.3频率比的测量BAABffTTNB输入记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周闸门输出测频测周测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器分频器时标产生器门控双稳触发器门控信号计数脉冲时基信号计数显示控制逻辑电路fA放大整形NTBfB本节结束5时间和频率的测量《电子测量技术》5.2电子计数器测量时间电子计数器测周的最大允许误差分析电子计数器的测周原理时间间隔的测量5时间和频率的测量《电子测量技术》5.5.1电子计数器的测周原理sNTTxNsTsNTTxcNKT记忆控制门控双稳触发器复零脉冲发生器A输入放大整形主门十进制计数器显示器闸门输出外标B输入时标产生器放大整形测周测频晶振周期倍乘器测周闸门输出测周外标晶振放大整形主门十进制计数器显示器放大整形记忆控制复零脉冲发生器倍频器分频器门控双稳触发器门控信号计数脉冲控制逻辑电路测周计数显示cT时标信号的周期A输入B输入sTxTxTfxxT时标选择5时间和频率的测量《电子测量技术》5.2.2电子计数器测周的最大允许误差分析)ΔΔΔ(ΔssxNxxTTTTNNTT测周的最大允许误差量化误差时标信号相对误差触发误差NNN1ΔcxsxKTTTTNxcTKTNNΔccccffTTTTΔΔΔssmΔVVTTnxN5时间和频率的测量《电子测量技术》)1Δ(ΔmnccxcxxVVffTKTTT测周的最大允许误差周期较大的信号，应采用测周法测量。周期较小的信号，应采用测频法测量。5时间和频率的测量《电子测量技术》)1Δ(ΔmnccxcxxVVffTKTTT减小时标信号的周期Ts，即减小K值。减小测周最大允许误差的方法：提高晶振频率的准确度和稳定度。利用周期倍乘法（将主门时间由Tx扩大为hTx）。)1Δ(ΔmnccxcxxVVhffhTKTTT5时间和频率的测量《电子测量技术》5.2.3时间间隔、相位差的测量T晶振放大整形主门倍频器分频器计数显示控制逻辑电路门控双稳起始触发器终止触发器触发器触发器A输入B输入C输入++--S触发沿选择时标选择1t2tsNTTN5时间和频率的测量《电子测量技术》t(1)(2)rt晶振放大整形主门倍频器分频器计数显示IT控制逻辑电路门控双稳起始触发器终止触发器触发器触发器A输入B输入C输入++--S触发沿选择时标选择1t2tNwt本节结束