電子計數(shù)器原理及測量小結

1、2.3 2.3 電子計數(shù)器小結電子計數(shù)器小結電子計數(shù)器是按照頻率的原始定義進行測頻的，即：電子計數(shù)器是按照頻率的原始定義進行測頻的，即：TNf 把被測信號先進行整形，用時標信號產(chǎn)生的門控脈沖控制閘門把被測信號先進行整形，用時標信號產(chǎn)生的門控脈沖控制閘門，對被測信號形成的脈沖計數(shù)。，對被測信號形成的脈沖計數(shù)。1. 電子計數(shù)器測頻原理電子計數(shù)器測頻原理脈沖脈沖形成電路形成電路電子電子計數(shù)器計數(shù)器時基信號時基信號 發(fā)生器發(fā)生器時間時間 閘門閘門門控門控 電路電路A通道通道2. 測頻誤差分析測頻誤差分析 計數(shù)器計數(shù)誤差計數(shù)器計數(shù)誤差用用 N或者或者 N/N表示。表示。由計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)由計數(shù)器產(chǎn)生的計

2、數(shù)誤差誤差，原因是門控脈，原因是門控脈沖與被測信號形成的沖與被測信號形成的計數(shù)脈沖在時間上不計數(shù)脈沖在時間上不相關。常稱為相關。常稱為1誤誤差。由于差。由于 N = 1，此式說明，此式說明，1誤差的大小與誤差的大小與閘門時間和被測頻率成反比閘門時間和被測頻率成反比。閘。閘門時間越短，門時間越短，被測頻率越低，被測頻率越低，1誤差越大。誤差越大。計數(shù)誤差是計數(shù)計數(shù)誤差是計數(shù)器測頻時的主要誤差。器測頻時的主要誤差。TNf 由由可得可得TTNNffxxN=6N=7xTfNNN11則則？ 閘門時間誤差閘門時間誤差閘門時間誤差主要由時標信號產(chǎn)生電路的石英晶體閘門時間誤差主要由時標信號產(chǎn)生電路的石英晶體振

3、蕩器的頻率準確度決定，用振蕩器的頻率準確度決定，用 T/T表示。表示。ccffTT一般，一般， T/T的值遠小于的值遠小于 N/N的值。的值。綜上所敘，計數(shù)器測頻時的主要誤差有兩項，即計數(shù)綜上所敘，計數(shù)器測頻時的主要誤差有兩項，即計數(shù)誤差和閘門時間誤差（標準頻率誤差），可用絕對值誤差和閘門時間誤差（標準頻率誤差），可用絕對值合成法表示如下：合成法表示如下：ccxxxffTfff1 fx/fx 與與T、fx以及以及 fc/fc 的關系如下圖所示。的關系如下圖所示。1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010T = 0.

4、1sT = 1sT = 10s9105ccffxxffxf由圖可見，它以標準頻率誤差為下限，主要由閘門時由圖可見，它以標準頻率誤差為下限，主要由閘門時間間誤差決定，即與誤差決定，即與閘門時間閘門時間T和被測頻率和被測頻率fx成反比成反比。3. 計數(shù)器測周原理計數(shù)器測周原理用被測信號周期形成的門控脈沖控制閘門，對時標用被測信號周期形成的門控脈沖控制閘門，對時標信號進行計數(shù)。信號進行計數(shù)。被測信號的周期為：被測信號的周期為：Tx = NTs電子電子計數(shù)器計數(shù)器石英石英振蕩器振蕩器時間時間 閘門閘門門控門控 電路電路脈沖形脈沖形成電路成電路k1TxTxB 通通 道道Ts？T x10Tx 100Tx

5、9105ccffxxTTxf1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010它也是以標準頻率誤差為下限，但與被測頻率它也是以標準頻率誤差為下限，但與被測頻率fx成正成正比比。另外采用多周期測量和小時標可有效地減小測周。另外采用多周期測量和小時標可有效地減小測周誤差。誤差。ccsxxxfffTTT14. 測周誤差分析測周誤差分析與測周類似，被測信號加到與測周類似，被測信號加到B、C兩通道，兩通道，整形以后共同控制門控電路和時間閘門，整形以后共同控制門控電路和時間閘門，在閘門開通期間，對時標信號進行計數(shù)，在閘門開通期間，對時

6、標信號進行計數(shù)，測出的時間間隔可表示為測出的時間間隔可表示為 sNTT 5. 計數(shù)器測量時間間隔原理計數(shù)器測量時間間隔原理電子電子 計數(shù)器計數(shù)器石英石英 振蕩器振蕩器時間時間 閘門閘門門控門控 電路電路B通道通道時基分頻器時基分頻器倍乘器倍乘器 比較比較 整形整形倍乘器倍乘器 比較比較 整形整形1 s 10 s10sC通道通道C輸入輸入B輸入輸入+ + S觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)沿選擇觸發(fā)沿選擇K1K2 測量方法測量方法 測量兩個信號之間的時間間隔（基本模式）測量兩個信號之間的時間間隔（基本模式）例如測量兩個同頻信號之間的相位差所對應的時間例如測量兩個同頻信號之間的相位差所對應的時

7、間t1。這。這時應把開關時應把開關S斷開，把斷開，把B、C兩通道的兩通道的觸發(fā)電平調(diào)到零觸發(fā)電平調(diào)到零，觸發(fā)極性均放在觸發(fā)極性均放在“+”或者均放在或者均放在“”，放在放在“+”時，測時，測出的是圖中的出的是圖中的t1，放在，放在“- -”時，測出的是圖中的時，測出的是圖中的t2。如圖。如圖所示。所示。1t1v2v2tt 測量同一信號某兩點之間的時間間隔測量同一信號某兩點之間的時間間隔輸入信號輸入信號觸發(fā)器輸出觸發(fā)器輸出起始脈沖起始脈沖終止脈沖終止脈沖門控信號門控信號100%50%這時應把開關這時應把開關S接通。以測量脈寬為例，接通。以測量脈寬為例，對對B通道，應把通道，應把K1接接“+”，觸發(fā)電平置于觸發(fā)電平置于50%，對，對C通道，應把通道，應把K2接接“- -”，觸發(fā)電平也置于，觸發(fā)電平