电子计数器测量.pptVIP

◆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。 2）频率比的测量 3）周期的测量 ◆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）。 4.2.2 电子计数器的测量功能 ◆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。 3）周期的测量 4）时间间隔的测量 ◆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）。 4.2.2 电子计数器的测量功能 4）时间间隔的测量 原理框图 欲测量时间间隔的起始、终止信号分别由B、C通道输入。时标由机内提供。如下图。 ◆ 触发极性选择和触发电平调节：为增加测量的灵活性，B、C输入通道都设置有触发极性(+、-)和触发电平调节，以完成各种时间间隔的测量。如下图的脉冲参数测量。 VB Vc 起始 停止 开门时间 C＋ (50%) B＋ (50%) 起始 停止 开门时间 VB Vc B＋(50%) C- (50%) (50%) － B + (50%) C + (50%) － (50%) C＋(90%) 闸门信号 关门信号 开门信号 B ＋(10%) 4）时间间隔的测量 4）时间间隔的测量 相位差的测量 利用时间间隔的测量，可以测量两个同频率的信号之间的相位差。 两个信号分别由B、C通道输入，并选择相同的触发极性和触发电平。 测量原理如下图： 为减小测量误差，分别取 +、-触发极性作两次测量， 得到t1、t2再取平均，则 4.2.2 电子计数器的测量功能 5）自检（自校） ◆功能：检验仪器内部电路及逻辑关系是否正常。 ◆实现方法：为判断自检结果是否正确，该结果应该在自检实施前即是已知的。为此，用机内的时基Ts（闸门信号）对时标T0计数，则计数结果应为： ◆自检的方框图： ◆例如：若选择Ts=10ms, T0=1us,则自检显示应 稳定在N=10000。 ◆自检不能检测内部基准源。 放大、整形 晶振 放大、整形 闸门 计数器 显示 门控电路 分频电路 T0 Tx 4.3 电子计数器的测量误差 4.3.1 测量误差的来源 1）量化误差；2）触发误差；3）标准频率误差 4.3.2 频率测量的误差分析 1）误差表达式；2）量化误差的影响； 3）实例分析 4.3.3 周期测量的误差分析 1）误差表达式；2）量化误差的影响； 3）中界频率； 4）触发误差 4.3.1 测量误差的来源 1）量化误差 ◆什么是量化误差：由前述频率测量fx=N/Ts=Nfs和周期测量Tx=NT0，可见，由于计数值N为整数，fx和Tx必然产生“截断误差”，该误差即为“量化误差”。也称为“±1误差”，它是所有数字化仪器都存在的误差。 ◆产生原因：量化误差并非由于计数值N的不准确（也并非标准频率源fs或时标T0的不准确）造成。而是由于闸门开启和关闭的时间与被测信号不同步引起（亦即开门和关门时刻与被测信号出现的时刻是随机的），使得在闸门开始和结束时刻有一部分时间零头没有被计算在内而造成的测量误差。 ◆下图为频率测量时量化误差