频率与时间测量.ppt

（6-8）02误差 03量化误差的相对误差为0104图6.13噪声和干扰产生的触发误差 3）标准频率误差 电子计数器在测量频率和时间时是以晶振产生的各种时标信号作为基准的。显然，如果时标信号不稳定，则会产生测量误差，这种误差称为标准频率误差。 2.测量误差分析与提高测量精度的方法 1）测频误差 通过前面的介绍，测频量化误差可用下式表示：（6-9）测周误差测周误差包括测周量化误差和触发误差。测周量化误差。参照图6.3，以及对测频量化误差的分析，测周量化误差为01（6-10）01 (2)测周触发误差。 因为一般门电路采用过零触发，可以证明触发误差可按下式近似表示： 3）中界频率的确定 忽略随机误差，根据中界频率的定义，可得到中界频率的计算公式： （6-12）（6-11）例如，用电子计数器测量fx=2kHz信号的频率，分别采用测频（闸门时间为1s）和测周（晶振频率fc=10MHz）两种测量方法，由于量化误差所引起的相对误差如下：测周时，量化误差为测频时，量化误差为2341中界频率为多周期测量除采取以上措施外，测量时还应注意以下事项：每次测试前应先对仪器进行自校检查，当显示正常时再进行测试。当被测信号的信噪比较差时，应降低输入通道的增益或加低通滤波器。为保证机内晶体稳定，应避免温度有大的波动和机械振动，避免强的工业磁电干扰，仪器的接地应良好。02图6.15是等精度测量的逻辑时序图。01图6.14示出了等精度测量原理。测量时，仪器先产生闸门预备信号，由被测信号脉冲的上升沿触发同步门E，主门E开启，E计数器计数。与此同时，时钟脉冲的上升沿触发同步门T，主门T开启，T计数器计数。6.3.1等精度测量原理6.3等精度时间/频率测量图6.14等精度测量原理图6.15等精度测量逻辑时序图表6.1振荡器的标准频率稳定度闸门时间和时标：由机内时标信号源所能提供的时间标准信号决定。根据测频和测周期的范围不同，可提供的闸门时间和时标信号有多种供选择，如通常的0.01s、0.1s、1s、10s等。显示及工作方式：?包括显示位数、显示时间、显示方式等。显示位数：可显示的数字位数，如常见的8位。显示时间：两次测量之间显示结果的时间，一般是可调的。 显示方式：有记忆和不记忆两种显示方式。记忆显示方式只显示最终计数的结果，不显示正在计数的过程。实际上显示的数字是刚结束的一次测量结果，显示的数字保留至下一次计数过程结束时再刷新。不记忆显示方式可显示正在计数的过程。但多数计数器没有这种显示方式。输出：包括仪器可输出的时标信号种类、输出数据的编码方式及输出电平等。6.2.2通用电子计数器的测量功能频率测量频率的测量实际上就是在单位时间内对被测信号的变化次数进行累加计数。其原理框图如图6.2所示。图6.2频率测量的原理框图设开门时间为T，在时间T内，从主门通过的脉冲个数为N，则被测信号的频率fx为用E312A型通用计数器测一输入频率fx=100000Hz的信号，显示电路所显示读数随闸门时间的不同而不同，见表6.2。（6-2）表6.2闸门时间与显示周期测量周期是频率的倒数，因此周期的测量和频率的测量正好相反。其原理框图如图6.3所示。图6.3周期测量的原理框图设被测信号的周期为Tx，时标信号的周期为To，在时间Tx内，有N个时标脉冲通过主门，则被测信号的周期为01Tx=NTo（6-3）02它实际上是多个被测周期的平均值，即03（6-4）0405时间间隔测量时间间隔测量和周期的测量都是测量信号的时间，因此测量电路大体相同，所不同的是测量时间间隔需要B、C两个通道分别送出起始和停止信号去控制门控双稳电路以形成闸门信号，其工作原理如图6.4所示。图6.4时间间隔测量的原理框图若计数器在主门打开时间内计得脉冲个数为N，则B和C两脉冲信号之间的时间间隔为tB-C=NTo （6-5）选取两个输入信号的上升沿或下降沿的某电平点作为时间间隔的始点和终点，这样就可以测量两个输入信号任意两点之间的时间间隔，如图6.5所示。图6.5输入信号任意两点间的时间间隔测量示意图相位差测量相位差测量通常是指两