电子测量原理第四章.ppt

3.内插法 ——以另一方法测出量化单位以下的尾数，如图4-20所示。 内插法实际上要进行三次测量，即分别测出 TN,T1,T2。 TN 的测量还是通用电子计数器的方法: TN=N0T0 T1和T2测量时，首先用内插器，将它们扩大1000倍。 图4-21是内插时间扩展器原理示意图。扩展器控制的开门时间为T1的1000倍，即 ; 在T1’内计得脉冲数为N1，得 故 类似的，终止内插器将T2扩展1000倍， 这时T2’=1000T2 = N2T0 由图4-20可见, TN 和Tx的区别在于多计了T2，少计T1， 即 Tx=TN+T1-T2 故 由此可见，虽然测T1、T2时±1误差依然存在，但其相对大小可缩小1000倍，计数器分辨力提高三个量级。 利用上述测量时间间隔的原理，还可以测量周期Tx： 此时，除了测量TN,T1,T2之外，还要确定时间间隔内有多 少个周期 Nx ，得如下计算式： 六.微波计数器 通用计数器能直接计数的频率在1.5GHz以下。要对 微波频段的信号频率进行测量，必须采用频率变换技术, 将微波频率变换成1GHz以下的频率，以便直接计数。 1.变频法 定义：将被测信号经差频变换成频率较低的中频信号, 再由电子计数器计数。原理方框图如图4－22所示。 被测频率fx为 （4-35） 式中 fs——标准频率 N——选用的谐波次数 自动变频式微波计数器的原理方框图如图4-23所示。 谐波发生器采用阶跃恢复二极管，谐波选择器采用YIG电 调谐滤波器。 扫描电路产生的阶梯波控制YIG的外加磁场，使YIG的谐振 频率从低到高步进式的改变，可选出标准频率的各次谐波。 当某次谐波Nfs与待测频率fx的差频落在差频放大器的带宽 内时，差频信号输出一直流电压，扫描电路自动停止扫描， YIG固定在N次谐波上。 将Nfs预置在显示器上，计数器对差频信号进行计数，在显 示器上直接读数被测频率，即 （4-36） 由于是从低到高选择谐波去与fx差频，所以fI前取加号. 例:某被测频率fx=6980.034752MHz，设标频fs=100MHz，故选择69次谐波去与fx差频，得差频 =80.034752MHz，它由电子计数器直接测出。 最终显示数字 其中数字69是预置到显示器，80.034752是计数得到的。 这种方案的优点：分辨力高，在 1s的测量时间内1Hz的分辨力。 这种方案的缺点：由于到达混频器的高次谐波信号幅度较低，因此仪器的灵敏度较低，一般只能达到100mV左右。 2.置换法 原理：利用一个频率较低的置换振荡器的N次谐波，与被测微波频率fx进行分频式锁相，从而把fx转换到较低的频率fL。 置换法的简化框图如图4-24，当环路锁定时，被测频率为 （4-37） 式中fL ——压控振荡器频率 fS ——标准频率 全自动置换法微波计数器： 如图4-25所示，A为主通路，fx与NfL混频，得差频输出 。若fL落在差频放大器通带内，则它与fS进行比较。鉴相器输出电压控制压控振荡器，使它停止扫频，并与fx锁定。当环路锁定时，得(4-37)式。 fL可由计数器直接计数，下面讨论如何确定N的值： 在B通道中，F0与fL 在 C中混频,取出差频 F0-fL ，在混频器B中，被测fx与差频 fL-F0 的N次谐波混频，差频输出为 混频器D中，fs+NF0 与fs混频，输出为NF0 。将NF0与 F0 加至与门比较，则可确定出谐波次数N。 优点：应用了锁相电路，环路增益高，整机灵敏度高。 缺点：闸门时间需要扩展N倍，同样测量时间情况下,比变频法分辨力低。受锁相环影响，调频系数不能过大。 示波器法(时域) 电压与时间的关系 频谱分析法(频域) 幅度与频率关系 八.调制域测量 经典测量技术 调制域测量技术 显示出频率或时间间隔与时间的关系曲线，如图4-30所示。除了V-f,V-t特性外，还可以看到频率与时间t的关系，即f-t关系。 调制域 利用调制域技术，可测量数字 通信系统、磁盘机、磁带机和机 械系统的抖动特性，测量从激光 器到振荡器各种电子设备的频率 漂移现象，还可