必威体育精装版感测技术基础(第二章频率时间和相位的测量).ppt

第二章 频率、时间和相位的测量 2.1.1频率的模拟测量 一、直读法 1.电桥法测频—利用交流电桥的平衡条件和电源频率有关这一特性来测频。 2.2时间间隔的数字测量 2.2.1 测量原理 2.3相位差的数字测量 2.3.1 相位-电压转换法 2.3.2 相位-时间转换法 * * 差频法 拍频法 示波法 比较法 直读法 李沙育图形法 测周期法 模拟法 频率测量方法 数字法 2.1频率的测量 测量方法 图2-1-1 电桥测频原理 电桥平衡条件： 若取R1=R2=R,C1=C2=C，则平衡条件为： 影响测量精确度的因素： 1.元件的精确度 2.判断电桥平衡的精确度 3.被测信号的频谱纯度 图２-1-２　谐振法测频原理电路 2.谐振法测频—利用电感、电容串联谐振回路或并联谐振回路的谐振特性实现测频。 测频误差的产生原因： 1.当实际电感、电容的损耗越大时，回路品质因数越低、谐振曲线越钝，越不容易找出真正的谐振点。 2.面板上的频率刻度是在规定的标定条件下刻度的。当条件改变时将产生测量误差。 3.频率刻度不能分得无限细，人眼读数常常有一定误差。 3.频率—电压（f-V）转换法测频 输出电压与输入频率的关系： 特点： 测频上限可达几兆。误差主要取决于Um、τ的稳定度以及电压表的误差，一般为百分之几。优点是：可以连续监视频率的变化。 二、比较法测频 原理：用标准频率fc与被测频率fx进行比较，当把标准频率调节到与被测频率相等时，指零仪表（零示器）便指0.此时的频率标准值即为被测频率值。 常用方法：拍频法、差频法。 三、示波器测量频率 1.测周期法 2.李沙育图形法 计数法原理框图 2.1.2 频率（周期）的数字测量 计数结果： 在一定的时间间隔T内，对周期性脉冲的重复次数进行计数。若周期性脉冲的周期为TA,则： 图2-1-5计数法的量化误差 脉冲计数最大相对误差： 脉冲计数最大绝对误差： 通用计数器的基本组成和工作方式 图2-1-6 通用计数器基本组成 目前，绝大多数实验室用的电子计数器都具有测量频率和测量周期等两种以上的测量功能，故统称“通用计数器 ”。 通用计数器工作方式比较 （待测） （已知） 测周 （已知） （待测） 测频 测频率比 计数结果 B端输入 A端输入 工作方式 频率（周期）的测量误差与测量范围 1.“测频”方式 由 得相对误差： 得： ——标准频率准确度 最大相对误差： 测量范围： 测频方式的测频范围： 2.“测周”方式 ①最大相对误差 ②测量范围 测周范围： “测频”还是“测周”？ 从提高测量精度考虑，当被测频率fx高于晶振频率fc时，应采用“测频”法测量频率；当被测频率fx低于晶振频率fc时，应采用“测周”法测量频率 “测频”最大相对误差： “测周”最大相对误差： 例1：采用下图测量被测信号频率fx，已知标准频率fc=1MHZ,准确度为 ，采用 分频，若fx=10KHZ，试分别计算“测频”与“测周”时的最大相对误差 图２-2-2时间间隔的测量 测量误差和测量范围 测量相位差的方法很多，主要有： 用示波器测量 与标准移相器相比较（零示法） 把相位差转换成时间间隔来测量 把相位差转换为电压来测量 图２－３－1相位—电压转换式计数字相位计原理图 将相位—电压转换法中鉴相器的时间间隔Tx用计数器对它进行测量，便构成相位时间转换式相位计。 *