时间与频率测量技术.ppt

电子计数器具有多种测量功能：测频、测周和测频比等等。电子计数器的测量误差有：量化误差、触发误差和标准频率误差。减小它们的方法分别是增大计数值、提高信噪比和选用高稳定度的标准频率。使测频和测量误差相等的那个频率叫中界频率。应用电子计数器测量时，选用合适的测量功能，采用多周期测量法，可以提高测量的精度。第62页,共66页，星期六，2024年，5月用7位电子计数器测量fx=5MHz的信号频率。当闸门时间置于1s、0.1s、10ms时，试分别计算由于±1误差而引起的测频误差？2.用计数式频率计测量频率，闸门时间（门控时间）为ls时，计数器读数为5400，这时的量化误差为多大？如将被测信号倍频4倍，又把闸门时间扩大到5倍，此时的量化误差为多大?练习题第63页,共66页，星期六，2024年，5月3.用计数器测频率，已知闸门时间和计数值N如下表所示，求各种情况下的fx=？T10s1s0.1s10ms1msN1000000100000100001000100fx第64页,共66页，星期六，2024年，5月4.用某计数式频率计测频率，已知晶振频率fc的相对误差为Δfc／fc＝±5×10－8，门控时间T＝1s，求：（1）测量fx＝10MHz时的相对误差；（2）测量fx＝10KHz时的相对误差，并找出减小测量误差的方法。5.用某计数式频率计测周期，已知晶振频率fc的相对误差为Δfc／fc＝±5×10－8，时基频率为10MHz，周期倍乘100。求测量10μs周期时的测量误差。第65页,共66页，星期六，2024年，5月6.利用计数器测频，已知内部晶振频率fc=1MHz，，被测频率fx=100kHz，若要求“±1”误差对测频的影响比标准频率误差低一个量级（即为)，则闸门时间应取多大？若被测频率fx=1MHz，且闸门时间保持不变，上述要求能否满足？第66页,共66页，星期六，2024年，5月*公式要改例如：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。为便于显示，多档时标设定为10的幂次方。第30页,共66页，星期六，2024年，5月2．测周方法的误差分析（1）公式误差测量周期的相对误差为第31页,共66页，星期六，2024年，5月其中：按最坏结果考虑，周期测量总的系统误差应是两种误差之和。第32页,共66页，星期六，2024年，5月（2）触发误差触发误差是指在测量周期时，由于输入信号中的干扰噪声影响，使输入信号经触发器整形后，所形成的门控脉冲时间间隔与信号的周期产生了差异而产生的误差。第33页,共66页，星期六，2024年，5月可以证明触发误差可按下式近似表示：式中k——分频系数；——干扰信号引起的主门开启时间误差；——信噪比，其中触发误差与被测信号的信噪比有关，信噪比越高，触发误差越小，测量越准确。第34页,共66页，星期六，2024年，5月（3）结论电子计数器测量周期的总误差可修正为下式很明显当Tx越大（即被测频率越低），±1误差对测周精确度影响越小。也就是说，当被测信号的频率较低时，采用测量周期法可提高测量的精度。第35页,共66页，星期六，2024年，5月通用电子计数器还可测量两个被测信号频率的比值。测量时，两个被比较的信号（设fAfB）分别加至A、B输入通道。频率较低的信号fB加至B输入通道，经放大、整形后用作门控电路的触发信号，频率较高的fA加至A输入通道，经整形后变成重复频率与fA相等的计数脉冲。主门的开通时间为TB=1/fb，在该时间内对频率为fa的信号进行计数，可得6.3.4电子计数器的其他功能频率比测量第36页,共66页，星期六，2024年，5月为了提高测量准确度，还可将频率较低的信号的周期扩大，即将信号经分频器后再加至门控电路。当主门的开启时间增大后，计数值随之增大，但由于显示器可进行小数点自动移位，显示的比值N不变。频率比的方框图第37页,共66页，星期六，2024年，5月累加计数累加计数是指在限定的时间内，对输入的计数脉冲进行累加。测量原理和测量频率是相同的，不过这时门控