电子系统设计精品教学（温州大学）第4章数字测量方法.pptVIP

多用型数字电压表工作原理框图 4.4.1 频率测量的方法 出现并得到过应用的测频方法与仪器主要有以下几种：  （1） 谐振法： 利用LC回路的谐振特性进行测频(如谐振式波长表可测无源LC回路的固有谐振频率）, 测频范围为0.5~1500 MHz。 （2） 外差法： 改变标准信号频率，使它与被测信号混合，取其差频，当差频为零时读取频率。这种外差式频率计可测高达3000 MHz的微弱信号的频率，测频精确度为10-6左右。 4.4 频率的测量 （3） 示波法： 在示波器上根据李沙育图形或信号波形的周期个数进行测频。这种方法的测量频率范围从音频到高频信号皆可。 （4） 电子计数器法： 直接计数单位时间内被测信号的脉冲数，然后以数字形式显示频率值。这种方法测量精确度高、快速，适合不同频率、不同精确度测频的需要。 4.4.2 标准频率源 1.原子频标的基本原理 2.氢原子钟 3.铷原子钟 4.离子储存频标 5.频段的划分 20Hz-20kHz:音频;20Hz-10MHz:视频;30kHz-几十GHz:射频 4.4.3 电子计数式频率计的原理 1.时间基准的产生 2.计数式频率计的测频原理 计数式频率计测频原理框图 4.4.4 频率计数器的组成 频率计数器组成原理框图 4.4.5 脉冲累计的测量 脉冲累计的测量框图 * * 第四章 数字测量方法 【教学目标和要求】 1、电压测量的数字测量方法 。 2、频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理，电子计数器的组成原理，误差分析。 数字式仪表的特点 数字式仪表具有以下特点：  （1）功能多。 (2）指标高。数字式仪表的直流电压测量技术指标有如下特色：  ① 输入范围大。 ② 准确度高。 第四章 数字测量方法 ③ 分辨率高。 ④ 输入阻抗高。 ⑤ 显示位数多。 ⑥ 读数速率快。可达500次/s。 （3） 用途广。 4.1 电压测量的数字化方法 数字式仪器综合结构框图 4.1.1 DVM的特点 1.数字显示 2.准确度高 3.测量范围 4.分辨力高 直流DVM的组成原理框图 5.测量速度快 6.输入阻抗高 7.抗干扰能力强 (1)串模干扰 串模抑制比 串模干扰示意图 串模抑制比 串模干扰电压波形 (2)共模干扰 共模抑制比 共模干扰示意图 4.1.2 DVM的主要类型 1. 逐次比较型DVM的工作原理 逐次渐近比较型DVM原理框图 逐次比较型集成A/D转换器原理框图 2. U-T积分型DVM的工作原理 (1) 双斜积分式DVM 基本原理框图 工作波形 基本原理框图 ① ② ③ ①准备阶段 ②采样阶段 设时钟脉冲的周期T0=10μS ③比较阶段 (2)U-F积分型DVM工作原理 Ux≈kf 电压反馈式U-F转换器的原理框图 U-F转换电路组成原理框图 3.U-F转换器实用电路 恢复型U-F转换器 电路原理图 4.1.3 DVM的测量误差 结论：当不在接近满量程显示时，误差是很大的，为此，当测量小电压时，应当用较小的量程。 例4.1.1:用一只四位DVM的5V量程分别测量5V和0.1V电压，已知该仪表的准确度为 个字，求由仪表的固有误差引起的测量误差大小。 4.2 直流数字电压表 1.单片CMOS双积分式A/D转换器 7106,7107,7116/7117,MC14433,7135 2.由A/D转换器为主体构成的数字电压表(7106) 原理框图 电路图 (1)双积分式A/D转换器 特点：转换精度高，抗干扰能力强，线路简单，成本低， 适宜做低速A/D转换. 测量过程:自动调0(AZ)、信号积分(INT)和反向积分(DE) 满量程时，N=2000 此DVM最大显示数为??? (2)逻辑及驱动电路 1、时钟脉冲发生器：反相器F1,F2及名部元件R,C 2、分频器 3、计数器 4、锁存器 5、译码器 6、异或门相位驱动器 7、逻辑控制器 8、LED显示器 逻辑及驱动电路波形图 4.3 多用型数字电压表 电参数的测量示意图 多用型DVM原理框图 1.交流电压-直流电压（AC-DC）转换器 检波特性 运放式半波检波原理框图 AC-DC变换器原理图 2.精密全波检波电路 精密全波检波电路原理图 3.电阻-直流电压（R-U）转换器 精密全波检波电路波形及其特性曲线 R-U转换器原理电路原理图 电流过大,电路不适合测量小电阻 R-U转换器改进电路原理图 4.直流电流-直流电压（I-U）转换器 I-U转换器原理电路原理图 5.用数字面板表测直流电流 原理框图 *