第五章频率及时间测量56.pptx

5．6　其他测量频率的方法; 一、直读法测频 ;;由式(5.6-3b)得: ;;2．谐振法测频 ;当 f0 和被测信号频率 fx 相等时，电路发生谐振。此时，并联接于回路两端的电压表 V 将指示最大值 U 0 当被测频率偏离 f0 时，指示值下降，据此判断谐振点。; 被测频率信号接入电路后，调节图(a)或图(b)中的C(或L)，使图(a)中电流表或图(b)中电压表指示最大，表明电路谐振。由式(5.6-5)或式(5.6-6)可得 ;①式 表述的是近似计算公式，因此，用该式来计算，其结果会有误差是必然的，只不过是误差大、误差小的问题。当回路中实际电感、电容的损耗越小，也可以说当回路的品质因数Q越高，由此式计算的误差越小。 ;②由谐振曲线可以看出，当回路Q值不太高时，靠近谐振点处曲线较钝，不容易准确找出真正的谐振点A。;③环境温度、湿度以及可调元件磨损等因素变化时，将使电感、电容实际的元件值发生变化，从而使回路固有频率发生变化，也就造成了测量误差。;④通常用改变电感的办法来改变频段，用可变电容作频率细调。 由于频率刻度不能分得无限细，人眼读数常常有一定的误差，这也是造成测量误差的一种因素。综合以上各因素，谐振法测量频率的误差大约在±(0.25～1)％范围内，常作为频率粗测或某些仪器的附属测频部件。 ;利用谐振法进行测量时： 1、频率源和回路的耦合应采取松耦合，以免两者互相牵引而改变谐振频率； 2、作为指示器的电流表内阻要小，电压表内阻要大并应采用部分接入方式，使谐振回路的Q值改变不大。;利用谐振法进行测量时： 3、部分接入系数要取得合适。 当被测频率不是正弦波并且高次谐波分量强时，在较宽范围内调谐可变电容往往会出现几个频率成倍数的谐振点，一般被测频率为最低谐振频率或几个谐振指示点中电表指示最大的频率。 ; 3．频率-电压转换法测量频率 ;这一矩形电压的平均值等于 ; 这种 f-v 转换频率计最高测量频率可达几兆赫。 测量误差主要决定于Um、τ的稳定度以及电压表的误差，一般为百分之几。 这种测量法的优点可以连续监视频率的变化。 ;二、比较法测频 ; 1．拍频法测频 ;声音的响度随??间作周期性的变化。用电压表指示时可看到指针有规律地来回摆动；若用示波器检测，可看到波形幅度随着两频率逐渐接近而趋于一条直线。这种现象在声学上称为拍，因为听起来就好像在有节奏地打拍子一样，“拍频法”这些名词就是来源于此。 ;拍频波具有如下特点： ①若fx＝fc，则拍频波的频率亦为 fc，其振幅不随时间变化。 这种情况，当两信号的初相位差为零时，拍频波振幅最大，等于两信号振幅之和；当两信号的初相位差为180时，拍频波振幅最小，等于两信号振幅之差。;拍频波具有如下特点： ②若fx ≠ fc ，则拍频波振幅随两信号的差频 变化。 可以根据拍频信号振幅变化频率F以及已知频率 fc 来确定被测频率fx 即 fx＝fc ±F ; 当 fc 增加时F也增加，式 fx＝ fc ±F 取负号，反之取正号。 对于一般人来说，拍频周期在10s左右可以听出，即这一近似引入的误差为0.1 Hz量级。 为了使拍频信号的振幅变化大，便于辨认拍频的周期或频率，应尽量使两信号的振幅相等。; 这种测频方法要求相比较的两个频率的漂移不应超过零点几赫兹。 如果频率的漂移过大，就很难分清拍频是由于两个信号频率不等引起的还是频率不稳定所致。 在相同的频率稳定度条件下，因高频信号频率的绝对变化大，所以该法大多使用在音频范围。;拍频法测频，其误差主要决定于： 标准频率 fc 的精确度 测量F的误差 而测量 F 的误差又由拍频数 n 的计数误差Δn 和 n个拍频相应的时间 t 的测量误差Δt 决定。 由 F=n / t 并代入式(5.6-9)，有 ; 考虑相对误差定义 由于F=n／t 得;从式 可以看出： 要提高此种方法测量频率精确度，除了选用高稳定度的频率标准外，还必须使拍频计数值n大，因而相应的时间 t 也大。 目前拍频法测量频率的绝对误差约为零点几赫兹。 若测量lKHz左右的频率时，其相对误差为10－4量级，如被测量频率为10KHz，则相对误差可以小至10－5量级。