201612培训班电子测量原理.ppt

双积分式ADC特点： ①基于V-T变换的比较测量原理; ②一次测量包括3个连续过程，所需时间为T0+T1+T2，其中，T0、T1是固定的，T2则与被测电压Vx有关，Vx愈大T2愈大。一般转换时间在几十ms~几百ms，（转换速度为几次/秒~几十次/秒），其速度是较低的，常用于高精度慢速测量的场合; ③积分器的R、C元件对A/D转换结果不会产生影响，因而对元件参数的精度和稳定性要求不高。 ④参考电压Vr的精度和稳定性对A/D转换结果有影响，一般需采用精密基准电压源。（例如，一个16bit的A/D转换器，其分辨率1LSB=1/216=1/65536≈15×10-6，那么，要求基准电压源的稳定性（主要为温度漂移）优于15ppm（即百万分之15））。 * * 六、频率与时间的测量 频率测量简介 差频法 拍频法 示波法 电桥法 谐振法 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 电容充放电法 电子计数器法 频率测量方法简介 * * （1）各种测量方法有着不同的实现原理，其复杂程度不同。 （2）各种测量方法有着不同的测量准确度和适用的频率范围。 （3）数字化电子计数器法是时间、频率测量的主要方法，是本章的重点。 * * 1 电子计数器的分类 按功能可以分为： （1）通用计数器 可测量频率、频率比、周期、时间间隔、累加计数等，其测 量功能可扩展。 （2）频率计数器 其功能限于测频和计数，但测频范围往往很宽。 （3）时间计数器 以时间测量为基础，可测量周期、脉冲参数等，其测时分辨 力和准确度很高。 （4）特种计数器 具有特殊功能的计数器，包括可逆计数器、序列计数器、预 置计数器等，用于工业测控。 * * 按用途可分为： 测量用计数器和控制用计数器。 按测量范围可分为： （1）低速计数器（低于10MHz） （2）中速计数器（10MHz~100MHz） （3）高速计数器（高于100MHz） （4）微波计数器（1GHz~100GHz） * * 2 主要技术指标 （1）测量范围：0.001Hz~100GHz。 （2）准确度：可达10-9以上。 （3）晶振频率及稳定度 晶体振荡器是电子计数器的内部基准，一般要求高于所要求的 测量准确度 的一个数量级（10倍）。输出频率为1MHz、2.5MHz、 5MHz、10MHz等，普通晶振稳定度为10-5，恒温晶振达10-7~10-9。 * * （4）输入特性 包括：耦合方式（DC、AC）、触发电平（可调）、灵敏度 （10~100mV）、 输入阻抗（50 Ω低阻和1M Ω//25pF高阻） 等。 （5）闸门时间(测频） 1ms、10ms、100ms、1s、10s。 （6）时标(测周) 10ns、100ns、1ms、10ms。 （7）显示 包括显示位数及显示方式等。 * * 计数器测量频率和周期原理框图 3 计数法测频原理 若在一定的时间间隔T内的计得这个周期性信号的重复次数个为No时，则被测信号的频率F为： F = No/T 式中：F为频率（Hz） ， No为计数器计数值，计数器计数定时时间为T（s ）。 * * 数字式频率计主要电路 ①计数输入电路 ②计数闸门电路 ③计数显示电路 ④计数控制电路 * * 计数器闸门时间T与计数值N示意图 F = No/T * * TB 放大、整形 闸门 门控电路 计数 显示 A fx 分频电路 时基Ts 计数法频率测量电原理与波形图 （1）计数法测频电原理 Fx:频率信号输入端 * * 频率测量的精度、分辨力与频率计工作速度 测频公式： 若测量仪内部的闸门时间T一定，被测信号频率愈 高，则测量精度愈高，分辨率愈高，频率测量速度较高。 闸门时间T：一般为1ms、10ms、100ms、1s、10s。 F = No/T * * （2）计数法周期测量电原理 周期测量原理 对被测周期Tx，用已知的 较小单位时间刻度T0（“时标”） 去量化，在Tx内包含的“时标”数N可得到Tx。 即： 式中： Tx：被测信号周期； To：系统时标（由测量仪内部提供）； N：在Tx （被测信号周期）对To的计数值