第四章二时间频率测量课件.ppt

;4.1 概述;4.1.1 时间、频率的基本概念;2) 时频测量的特点;3）测量方法概述;各种测量方法有着不同的实现原理，其复杂程度不同。 各种测量方法有着不同的测量准确度和适用的频率范围。 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。 ;2）主要技术指标;3）电子计数器的发展;4.2.1 原子时标的定义 1967年10月，第13届国际计量大会正式通过了秒的新定义：“秒是Cs133原子基态的两个超精细结构能级之间跃迁频率相应的射线束持续9,192,631,770个周期的时间”。 1972年起实行，为全世界所接受。秒的定义由天文实物标准过渡到原子自然标准，准确度提高了4-5个量级，达5×10-14(相当于62万年±1秒)，并仍在提高。;4.2.1 原子时标p136;4.2.2 石英晶体振荡器;◆晶体振荡器的主要指标有: 输出频率:1MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz。 日波动:2×10-10 ；日老化:1×10-10；秒稳:5×10-12。 输出波形:正弦波；输出幅度:0.5Vrms(负载50Ω)。 ◆几种不同类型的晶体振荡器指标 ;4.2.2 石英晶体振荡器;4.3 数字测量原理;4.3 数字测量原理;2）通用计数器的基本组成;2）通用计数器的基本组成;2）通用计数器的基本组成;4.4 电子计数器的组成原理和测量功能;NFC1000C多功能频率计数器 主要技术指标 ;4.4.1 电子计数器的组成;1）A、B输入通道;通道组合可完成不同的测量功能： 被计数的信号（常从A通道输入）称为计数端；控制闸门开启的信号通道（常从B、C通道输入）称为控制端。 从计数端输入的信号有：被测信号(fx);内部时标信号等; 从控制端输入的信号有：闸门信号；被测信号(Tx)等； ;2）主门电路;3）计数与显示电路;3）计数与显示电路;4）时基产生电路;4）时基产生电路;;4.4.2 电子计数器的测量功能;1）频率测量(续);4.4.2 电子计数器的测量功能;◆注意：频率较高者由A通道输入，频率较低者由B通道输入。 ◆ 提高频率比的测量精度： 扩展B通道信号的周期个数。 例如：以B通道信号的10个周期作为闸门信号，则计数值为： ,即计数值扩大了10倍，相应的测量精度也就提高了10倍。为得到真实结果，需将计数值N缩小10倍（小数点左移1位），即 ◆应用：可方便地测得电路的分频或倍频系数。;3）周期的???量（p143） ◆原理：“时标计数法”周期测量。 对被测周期Tx，用已知的较小单位时间刻度T0（“时标”）去量化，由Tx所包含的“时标”数N即可得到Tx。即 该式表明，“时标”的计数值N可表示周期Tx。也体现了时间间隔（周期）的比较测量原理。 ◆实现：由Tx得到闸门；在Tx内计数器对时标计数。 ——Tx由B通道输入，内部时标信号由A通道输入（A通道外部输入断开）。;◆原理框图： ◆例如：时标T0=1us，若计数值N=10000，则显示的Tx为“10000”us，或“10.000”ms。如时标T0=10us，则计数值N=1000，显示的Tx为 “10.00”ms。 请注意：显示结果的有效数字末位的意义，它表示了周期测量的分辨力（应等于时标T0 ）。为便于显示，多档时标设定为10的幂次方。 ◆测量速度与分辨力：一次测量时间即为一个周期Tx，Tx愈大(频率愈低)则测量时间愈长；计数值N与时标有关，时标愈小分辨力愈高。;4）时间间隔的测量（p145） ◆时间间隔：指两个时刻点之间的时间段。在测量技术中，两个时刻点通常由两个事件确定。如，一个周期信号的两个同相位点（如过零点）所确定的时间间隔即为周期。 ◆两个事件的例子及测量参数还有： 同一信号波形上两个不同点之间?脉冲信号参数； 两个信号波形上，两点之间?相位差的测量； 手动触发?定时、累加计数。 ◆ 测量方法：由两个事件触发得到起始信号和终止信号，经过门控双稳态电路得到“门控信号”，门控时间即为被测的时间间隔。在门控时间内，仍采用“时标计数”方法测量（即所测时间间隔由“时标”量化）。 ;4）时间间隔的测量(续);5）相位的测量（p146）;5）相位的测量（p146）;4.4.2 电子计数器的测量功能;4.5 电子计数器的测量误差;4.5.1 测量误差的来源;1）量化误差（续）;4.5.1 测量误差的来源;4.5.1 测量误差的来源;4.5.1 测量误差的来源;4.5.2 频率测量的误差分析;1）误差表达式;4.5.2 频率测量的误差分析;4.5.2 频率测量的误差分析;4.5.3 周期测量的误差分析（P144）;4.5.3 周期测量的误差分析;4.5.3 周期测量的误差分析;;进一步推导触发点的斜率，如下：