電子測(cè)量技術(shù)第五章 數(shù)字式頻率計(jì)ppt課件

1、第5章 數(shù)字式頻率計(jì) 5.1 概述 5.1.1 數(shù)字式頻率計(jì)的類型與頻率丈量范圍 低端從10 Hz開場(chǎng)，其高端依不同的類型而定。按測(cè)頻范圍來分，數(shù)字式頻率計(jì)可分為低速、中速、高速三大類。 5.1.2 數(shù)字式頻率計(jì)的技術(shù)目的 測(cè)試功能 頻率范圍 輸入特性 A.輸入靈敏度 B.最大輸入電壓 C.輸入阻抗輸入 丈量準(zhǔn)確度 石英晶體的頻率穩(wěn)定度 閘門時(shí)間和時(shí)標(biāo) 顯示方式 輸出 5.2 數(shù)字式頻率計(jì)的根本任務(wù)原理 5.2.1 數(shù)字式頻率計(jì)的組成圖5.1 數(shù)字式頻率計(jì)的根本組成圖5.2 輸入通道構(gòu)造框圖 (1)輸入通道 (2)閘門 (3)時(shí)間基準(zhǔn)T產(chǎn)生電路 (4)邏輯控制電路 (5)計(jì)數(shù)顯示電路 5.2.

2、2 數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)頻原理圖5.3 任務(wù)啟程圖圖5.4 頻率丈量框圖 假設(shè)某一信號(hào)在T秒時(shí)間內(nèi)反復(fù)變化了N次，那么根據(jù)頻率的定義，可知該信號(hào)的頻率fx為 5.2.3 測(cè)頻誤差分析 (1)量化誤差(1誤差)圖5.5 脈沖計(jì)數(shù)誤差表示圖 (2)閘門時(shí)間誤差(規(guī)范頻率誤差) (3)結(jié)論 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，以減小閘門時(shí)間誤差。 擴(kuò)展閘門時(shí)間T或倍頻被測(cè)信號(hào)頻率，以減小1誤差。 被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，采用測(cè)周期的方法丈量。 5.2.4 數(shù)字式頻率計(jì)的其他根本丈量功能 (1)丈量周期 類似丈量頻率時(shí)的分析，可以證明丈量周期的最大相對(duì)誤差為圖5.6 丈量周期框圖 (2)結(jié)論 提高晶振頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)

3、定度。 倍頻晶振頻率或?qū)Ρ粶y(cè)信號(hào)分頻(即擴(kuò)展閘門時(shí)間)以減小1誤差。 被丈量信號(hào)周期較低時(shí)，采用測(cè)頻方法丈量。 (3)丈量頻率比 (4)丈量時(shí)間間隔 (5)自校 5.2.5 單片ICM7226B通用計(jì)數(shù)器 (1)ICM7226B內(nèi)部邏輯框圖圖5.7 頻率比丈量框圖圖5.8 時(shí)間間隔丈量框圖圖5.9 自校方框圖圖5.10 ICM7226B內(nèi)部邏輯框圖 1)測(cè)頻率 2)測(cè)周期 3)測(cè)頻率比 4)測(cè)時(shí)間間隔 (2)ICM7226B的引腳 5.3 HWS3342多功能計(jì)數(shù)器 5.3.1 主要技術(shù)目的 頻率丈量 周期丈量：范圍0.5 s1 s；分辨力0.001 s；誤差為時(shí)基精度觸發(fā)誤差。 計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)容

4、量108，兩信號(hào)的時(shí)間間隔大于0.1 s。 靈敏度：50 MHz以下為50 mV；50 MHz以上為100 mV。 輸入阻抗：1 M。 最大輸入：10100 MHz為50 V；400 Hz100 kHz為20 V；100 kHz100 MHz為5 V。 時(shí)基：頻率為10 MHz，精度為510-6，日頻率穩(wěn)定度為510-6。 顯示：七位七段LED顯示，具有溢出指示，閘門指示及前位零消隱。 5.3.2 整機(jī)框圖 5.3.3 整機(jī)電路任務(wù)原理 (1)輸入信號(hào)通道圖5.11 HWS3342多功能計(jì)數(shù)器整機(jī)框圖圖5.12 HWS3342數(shù)字頻率計(jì)輸入信號(hào)通道 (2)非常頻和信號(hào)控制 (3)數(shù)字部分 (4

5、)運(yùn)用 本儀器外部可調(diào)部件較少，運(yùn)用簡(jiǎn)單，只需留意以下幾點(diǎn)： 輸入信號(hào)的幅度最好在0.13 V之間，過小靈敏度低，丈量不穩(wěn)定，出現(xiàn)跳字；過大那么容易使阻抗變換器過載。圖5.13 HWS3342數(shù)字頻率計(jì)數(shù)字部分圖5.14 HWS3342數(shù)字頻率計(jì)數(shù)字部分 為了提高丈量精度，當(dāng)被測(cè)頻率較低時(shí)，應(yīng)盡量選用長(zhǎng)的閘門時(shí)間；當(dāng)被測(cè)頻率很低時(shí)，要采用測(cè)周期法。 當(dāng)被測(cè)信號(hào)的信噪比較差時(shí)，應(yīng)在輸入端加低通濾波器。 為了保證機(jī)內(nèi)晶體穩(wěn)定，應(yīng)防止溫度有大的動(dòng)搖和機(jī)械振動(dòng)，防止強(qiáng)的工業(yè)磁電干擾，儀器的接地應(yīng)良好。 5.4 其他丈量頻率的方法 5.4.1 電橋法測(cè)頻 電橋法測(cè)頻即是利用電橋的平衡條件和被測(cè)信號(hào)頻率有關(guān)這一特性來測(cè)頻。 PA為指示電平平衡的檢流計(jì)，該電橋的復(fù)平衡條件為圖5.15 文氏橋原理電路 令上式左端實(shí)部等于R3/R4，虛部等于零，得該電橋平衡的兩個(gè)實(shí)平衡條件，即 由式(5.20)得 假設(shè)R1=R2=R，C1=C2=C，那么有 5.4.2 諧振法測(cè)頻 諧振法測(cè)頻就是利用電感、電容、電阻串聯(lián)、并聯(lián)諧振回路