智能仪器原理及应用.ppt

　　当fAfB时,被测信号fB由B通道输入，经（放大）整形后控制主门的启闭，门控信号的脉宽等于B通道输入信号的周期； 而被测信号fA由A通道输入，经（放大）整形后作为计数脉冲， 在主门开启时送至计数器计数。 计数结果为 （6-4） 　　为了提高测量精确度，也可采用类似多周期的测量方法，即在B通道后加设分频器，对fB进行Kf次分频，使主门开启的时间扩展Kf倍， 于是 (6-5) 6.3.4 测量时间间隔 测量时间间隔的原理框图如图6-7所示。 图 6-7 测量时间间隔的原理框图 　　测量时间间隔时，利用A、B输入通道分别控制门控电路的启动和复原。在测量两个输入脉冲信号u1和u2之间的时间间隔（双线输入）时，将工作开关S置“分”位置，把时间超前的信号加至A通道，用于启动门控电路; 另一个信号加至B 通道， 用于使门控电路复原。 　　测量时，A通道的输出脉冲较早出现，触发门控双稳开启主门，开始对时标信号T0（D处信号）计数; 较迟出现的B通道的输出脉冲使门控电路复原， 关闭主门，停止对T0计数，有关波形如图6-8所示。主门开启期间计数器的计数结果N与两脉冲信号间的时间间隔td的关系为 td =NT0 （6-6） 图 6-8 测量时间间隔的波形图 　　为了适应测量的需要，在A、 B通道内分别设置有斜率（极性）选择和触发电平调节功能。根据所要测量的时间间隔所在点的信号极性和电平的特征来选择触发极性和触发电平， 就可以在被测时间间隔的起点和终点所对应的时刻决定主门的启闭。  　　当需要测量一个脉冲信号内的时间间隔时，将工作开关S置“合”的位置，两通道输入并联，被测信号由此公共输入端输入。调节两个通道的触发极性和触发电平，可测量脉冲信号的脉冲宽度、 前沿、 休止期等参数。 　　如要测量某正脉冲的脉宽，将A通道触发极性选择为“＋”， B通道触发极性选择为“-”，调节两通道触发电平均为脉冲幅度的50％，则计数结果即为脉宽值。若A、B通道的触发极性分别改选为“-”和“＋”，则可测得脉冲休止期时间。 如果要测量正脉冲的前沿，则将两通道的极性均选择为“＋”，调节A通道的触发电平到脉冲幅度的10％处，调节B通道的触发电平到脉冲幅度的90％处， 则计数结果即为该脉冲的前沿值。  上述控制门控电路启动和复原的两个输入通道可以是围绕图6-7所述的测量过程中的两个输入通道，有的计数器也另外增设辅助输入通道。 6.3.5　累加计数 　累加计数是指在给定的时间内，对输入的脉冲个数进行累计。累加计数的原理框图如图6-9所示。 图 6-9 累加计数的原理框图 6.3.6 自校 在正式测量前，为了检验仪器工作是否正常，一般智能型电子计数器都设有自校功能。 自校的原理框图如图6-10所示。 图 6-10 自校的原理框图 　　自校时，晶体振荡器经过倍频器（倍频系数m）输出的标准时间信号，即时标信号T0′，被用作通过主门到达计数器的计数信号；晶体振荡器经过分频电路（分频系数Kf）输出的标准时间信号，即闸门时间信号T，被用作门控电路的触发信号。 此时, 计数器的计数结果取决于所选的时标信号和闸门时间信号，即倍频系数m和分频系数Kf，则有如下公式： （6-7） 操作人员可根据上式对仪器实现自校。 6.3.7 通用计数器测量误差的类型 　　1. 最大计数误差（±1误差） 　　通用计数器各测量功能在计数时，如果主门的开启时刻与计数脉冲的时间关系是不相关的，那么，同一信号在相同的主门开启时间内两次测量所记录的脉冲数N可能是不一样的（参见图6-11）。其结果可能为N，也可能为N+1或者是N-1。由此可见， 最大计数误差为ΔN=±1，该项误差将使仪器最后的显示结果会有一个字的闪动。 （6-8） 图 6-11 ±1误差示意图 　　很显然，在测频、测周、测fA/fB等功能中，主门开启信号与通过主门被计数信号的时间关系不相关，都存在该项误差。 但在自校功能中，时标信号和闸门时间信号来自同一信号源， 应不存在±1误差。  　　最大计数误差的特点是：不管计数N是多大，ΔN的最大值都为±1。因此，为了减少最大计数误差对测量精度的影响， 在仪器使用中所采取的技术措施是：尽量使计数值N大，使ΔN/N误差相应减少。例如在测频时，应尽量选用大的闸门时间; 在测周时，应尽量选用小的时标信号，必要时使用周期倍乘率开关， 进行多周期平均测量。 　　2. 标准频率误差 　　标准频率误差在测频时取决于闸门时间的准确度，在测周时取决于时标的准确度。由于闸门时间和时标均由晶体振荡器多次倍频或分频获得，因此，通用计数器有关功能的标准频率误差就是指通用计数器内（或外部接入）的晶体振荡器的准确度Δf0/f0。  　　凡是使用时标和闸