电子教案-电子测量与仪器(第2版-黄燕)精品课件42785-学习情境2.1-使用电子计数器测试时间和频率参数.pptVIP

测试任务:完成对航空电子信号采集系统时钟频率的测试。测试任务工作单见表所示。问题:1．时间的基本概念是什么？2．频率的基本概念是什么？3．常用的频率测量的方法有哪些？一、时间和频率的定义时间有两个含义： “时刻”：即某个事件何时发生； “时间间隔”：即某个时间相对于某一时刻持续了多久。频率的定义：周期信号在单位时间（1s）内的变化次数（周期数）。如果在一定时间间隔T内周期信号重复变化了N次，则频率可表达为：常用的频率测量方法可以分为：直接法测量、比较法测量和电子计数器测量三大类。二、时间与频率的原始基准时间与频率基准的精确度是所有计量基准中最高的一种，也是复制得最精确，保持得最稳定的一个物理量。准确度可达10-14，校准（比对）方便，因而数字化时频测量可达到很高的准确度。因此，许多物理量的测量都转换为时频测量。二、时间与频率的原始基准

1.世界时(UT时)最初的时间(频率)标准是由天文观测得到的。以地球自转周期为标准测定的时间称为世界时(UT时)。①零类世界时(UT0)以地球自转周期的1/86400作为世界时的1秒，其准确度在1×10-6量级。二、时间与频率的原始基准

1.世界时(UT时)②第一类世界时(UT1)地球自转受极运动(即极移动引起的经度变化)的影响，校正了这个偏差而得到的第一类世界时(UT1)。③第二类世界时(UT2)在第一类世界时的基础上，把地球自转的季节性、年度性的变化校正后的世界时称为第二类世界时(UT2)，其准确度在3×10-8量级。二、时间与频率的原始基准

2.历书时ET在1956年正式定义1899年12月31日12时起始的回归年(太阳连续两次经过春分点所经历的时间)长度的1/3556925.9747为1Ｓ，即历书时ET。回归年不受地球自转速度的影响，使秒的准确度可达1×10-9UT2、ET为宏观计时标准，它需要精密的天文观测，准确度有限。二、时间与频率的原始基准

3.原子时(AT)①一级原子频率标准为了寻求更加稳定、又能迅速测定的时间标准，引进了微观计时标准。利用原子或分子内部能级跃迁所辐射或吸收的电磁波的频率为基准来计量时间。能量与频率之间存在着如下的量子关系：E=hf 式中，h——普朗克常数。二、时间与频率的原始基准

3.原子时(AT)当原子在E2、E1两个能级之间跃迁时，就会吸收或释放出一定频率的电磁振荡能量，其频率大小为：f=(E2－E1)/h 由于能级数值是高度准确的，因而所发出的频率也是十分准确的。 二、时间与频率的原始基准

3.原子时(AT)1967年10月第10届国际计量大会正式通过了秒的定义：“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持续9192631770个周期的时间”。以此为标准定出的时间标准称为原子时(记作AT)，其准确度为10-13量级。又被称作一级原子频率标准。二、时间与频率的原始基准

3.原子时(AT)②石英晶体振荡器由于石英晶体具有很高的稳定性，它的振荡频率受外界因素的影响又较小，因而比较稳定。采用了高品质因数的石英晶体和精密的恒温设备后，短期稳定性可达1×10-10~1×10-11/s，可作为二级频率标准。问题：1．与门的工作的原理是什么？2．时间的数字转换是怎样完成的?3．频率的数字转换是怎样完成的？4．比较这两种转换过程中，加在与门两端的信号有什么不同？5．量化误差是怎样产生的？三、电子计数器工作原理首先将时间或频率进行模拟量－数字量转换（A-D），然后对转换后的数字量（通常以脉冲个数表示）进行计数，最后把结果用数字直接显示出来。三、电子计数器工作原理

1.模—数转换原理(1)模拟量和数字量模拟量的表现形式是“连续的”，包括两个方面的含义：时间上，随时间连续变化；数值上，数值也是连续可变的。如，电压量和电流量。数字量则不具有这种连续变化的特点，只能增加或减少一个单位，其变化是不连续的（离散）。三、电子计数器工作原理

1.模—数转换原理(2)模拟量——数字量转换取样定理取样的实质是将时间上和幅度上都连续的信号分割为时间上离散而幅值上连续的信号，具有窄脉冲的形式。三、电子计数器工作原理

1.模——数转换原理在取值上采取整量化的处理方法，用一个标准的量化单位ΔA去对模拟量进行比较，看大体上能分割出多少个ΔA，获得所似的不连续的数