第8章 电量测量电路.pptVIP

* 作用：实现频率、相位和脉冲幅值、脉宽的测量。 ■ 8.1 频率测量★ ■ 8.2 相位测量 ■ 8.3 脉冲参数测量★ 第8章 电量测量电路 被测量信号 放大整形 S 计数器 fx f 显示器 控制器 分频器 晶体振荡器 f0 N 计数器电路 主闸门开启时间：T0 = 1/ f0 = k / f 计数结果：N = T0 fx 被测信号频率： fx= N / T0=Nf / k∝N 8.1 频率(周期)测量 * 8.1.1 计数器法 8.1.1.1 计数器及其电路 主要由时基发生器(晶体振荡器和分频器)、门控电路(主闸门和控制电路)、计数器组件(计数器和显示器)组成。 问题：为什么要进行分频？ 8.1.1.2 晶体振荡器电路 温度 传感器 检波器 触发器 电源 振荡器 振荡器 压电晶体 恒 温 室 加 热 器 AC 频率调整 自动增益控制 外部频率标准 至十进制除法　 器组件和逻辑 控制电路　　 恒温室 恒温控制 热敏 电阻 输出振荡电路 8.1.1.3 十进制分频器 将晶体振荡器输出频率进行多级除10的计算，作为闸门控制电路的输入信号，控制闸门开启时间。 如：晶体振荡器输出频率f =5MHz，闸门时间设置选分频器第3级，则时基发生器输出频率f0=5х106х10-3=5kHz，闸门开启时间T0=1/f0=1/(5х103)=0.2ms。 8.1.1.4 计数器测量频率的误差 主闸门开启时间T0越长，计数N就越多，相对误差就越小。 1. 量化误差：门控信号与被测信号不同步，会产生±1个数字的计数误差，由此产生的频率测量误差为 T0 相同频率的被测信号，在主闸门打开时间内，两种极端情况计数脉冲不同，存在±1个数字的计数误差。 2. 标准频率误差：由时基电路所引起的时基误差 通常要求时基误差比量化误差小一个数量级，所以在误差分析中不用考虑时基误差。 8.1.2 示波器法 8.1.2.1 直接测量法 1cm 6个周期为7.93cm，时基信号为0.1ms/cm，则信号频率为： fx=显示读数/时基率= / (0.1х10-3)=7.566kHz 6 7.93 8.1.2.2 频率对比法 在示波器的水平和垂直输入端分别施加频率相同、相位差θ的正弦信号，即 X Y B A O —— 基准信号 —— 被测信号 由Lissajuos图形得： 8.1.2 示波器法 8.1.2.2 频率对比 当X与Y存在微小频差时， Lissajuos图形将周期性变化， 变化周期=两信号频率差的倒 数。设频差为Δf0 ，重复变化 n次所用时间为T，则 X Y B A O 为了提高测量精度，可将频差倍增后在进行比较。 被测信号 Y X 基准振荡器 差频倍增器 V H * 8.1.3 低频信号频率和周期测量 被测量信号 放大整形 S 计数器 fx f 显示器 控制器 晶体振荡器 N 计数器电路 低频信号频率测量时，将图8-1中的被测量信号与晶体振荡器交换位置，且去掉分频器，为什么？ 当被测量信号频率较低时，则在主闸门开启的时间内，无脉冲或较少脉冲进入计数器，使之无法测量、误差较大。 8.2 相位测量8.2.1 直读法 c a us T1 C1 VD1 VD2 C2 R1 R2 RP uo T2 us1 + – e d b us2 + uc + – – uc 要求：Ucm=Usm · · · 电容C1和C2两端电压分别为： · · · · · · · · · · Us · U1 · Uc · U2 · -Us · 8.2.1.1 相敏检波法 8.2.1.1 相敏检波法 当Ucm=Usm时 在 时，输出uo为： 在 与 时，输出uo相同，故鉴相器不能鉴别相位超前与滞后，只能鉴别相位大小。 工作范围： ，在 附近，鉴相器线性好。 c a us T1 C1 VD1 VD2 C2 R1 R2 RP uo T2 us1 + – e d b us2 + uc + – – uc u1u2经放大整形成两个矩形波电压b1b2，b1b2相加后送入均值电压表检波器，检波电流的均值∝合成电压的宽度∝ ，即 kD —— 检波系数； U —— 相加电路输出合成电压。 8.2.1 直读法8.2