時(shí)間頻率測(cè)量

1、電子測(cè)量電子測(cè)量第1頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第2頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第3頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第4頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第5頁(yè)* 頻率測(cè)量的方法頻率測(cè)量的方法模擬法模擬法無(wú)源測(cè)頻法無(wú)源測(cè)頻法（直讀法）（直讀法）比較法比較法諧振法諧振法電橋法電橋法頻率頻率電壓變換法電壓變換法拍頻法拍頻法差頻法差頻法示波法示波法數(shù)字法數(shù)字法電容充放電法電容充放電法電子計(jì)數(shù)器法電子計(jì)數(shù)器法李沙育圖形法李沙育圖形法測(cè)周期法測(cè)周期法電子測(cè)量電子測(cè)量第6頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第7頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第8頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第9頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第10頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第11頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第12頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第13頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第14

2、頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第15頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第16頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第17頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第18頁(yè)A AG GC C放放大大器器溫溫度度控控制制隔隔離離放放大大器器加加熱熱器器傳傳感感器器輸輸出出頻頻率率調(diào)調(diào)整整晶晶體體電電路路絕絕熱熱層層電子測(cè)量電子測(cè)量第19頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第20頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第21頁(yè)f f x xM ML LI IC C012xffL C012xffLC電子測(cè)量電子測(cè)量第22頁(yè)R R3 3R R4 4R R1 1R R2 2C C1 1C C2 2f fx x1 2 1 2122xxfRRCCx1x2jjCC143211（R +）R （）R1R電子測(cè)量電子測(cè)量第23

3、頁(yè)312214RRCRCR1x22x110RCRC1212122xxfR R C C12xfRC電子測(cè)量電子測(cè)量第24頁(yè)（3）頻率）頻率電壓變換法：電壓變換法：頻率頻率電壓變換法測(cè)頻就是先把頻率信號(hào)變換為電壓變換法測(cè)頻就是先把頻率信號(hào)變換為電壓或電流信號(hào)，然后用帶有頻率刻度的電壓表或電壓或電流信號(hào)，然后用帶有頻率刻度的電壓表或電流表直接得出被測(cè)頻率。電流表直接得出被測(cè)頻率。脈沖形成單穩(wěn)多諧振蕩器積分ux(fx)ABUoUoUmuBtttuxuATxTxTx(b)(a)首先把正弦信號(hào)變換為頻首先把正弦信號(hào)變換為頻率與之相等的尖脈沖率與之相等的尖脈沖uA，然后加至單穩(wěn)多諧振蕩器，然后加至單穩(wěn)多諧振

4、蕩器，產(chǎn)生頻率為產(chǎn)生頻率為fx、寬度為、寬度為、幅度為幅度為Um的矩形脈沖列的矩形脈沖列uB(t)，當(dāng)，當(dāng)Um、一定時(shí)，一定時(shí)，Uo指示就構(gòu)成頻率指示就構(gòu)成頻率電壓電壓變換型直讀式頻率計(jì)，電變換型直讀式頻率計(jì)，電壓表直接壓表直接按頻率刻度。該頻率計(jì)最按頻率刻度。該頻率計(jì)最高頻率可達(dá)幾兆赫。高頻率可達(dá)幾兆赫。 x0 xmBxo)(1TfUdttuTU電子測(cè)量電子測(cè)量第25頁(yè)xsfN f電子測(cè)量電子測(cè)量第26頁(yè)比較法比較法1、拍頻法：、拍頻法：將被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)線(xiàn)性元件將被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)線(xiàn)性元件直接進(jìn)行疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。直接進(jìn)行疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。通常只用于音頻的測(cè)量。通常只用于音頻

5、的測(cè)量。V耳機(jī)fsfx(a)示波器(b)拍頻法測(cè)頻原理當(dāng)兩個(gè)音頻信號(hào)逐漸靠近時(shí)，耳機(jī)中可以聽(tīng)到兩個(gè)高低不同的音調(diào)。當(dāng)這兩個(gè)當(dāng)兩個(gè)音頻信號(hào)逐漸靠近時(shí)，耳機(jī)中可以聽(tīng)到兩個(gè)高低不同的音調(diào)。當(dāng)這兩個(gè)頻率靠近到差值不到頻率靠近到差值不到46Hz時(shí)，就只能聽(tīng)到一個(gè)近于單一音調(diào)的聲音，這時(shí)，時(shí)，就只能聽(tīng)到一個(gè)近于單一音調(diào)的聲音，這時(shí)，聲音的響度作周期性的變化，再觀察電壓表，會(huì)發(fā)現(xiàn)指針在有規(guī)律地來(lái)回?cái)[動(dòng)，聲音的響度作周期性的變化，再觀察電壓表，會(huì)發(fā)現(xiàn)指針在有規(guī)律地來(lái)回?cái)[動(dòng)，示波器上則可得到如圖示波器上則可得到如圖 (b)所示的波形。拍頻法通常只用于音頻的測(cè)量，而不所示的波形。拍頻法通常只用于音頻的測(cè)量，而不宜

6、用于高頻測(cè)量。宜用于高頻測(cè)量。電子測(cè)量電子測(cè)量第27頁(yè)2、差頻法：、差頻法：利用非線(xiàn)性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)被測(cè)利用非線(xiàn)性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。適用于高頻段的測(cè)量。量。適用于高頻段的測(cè)量。耳機(jī)耳機(jī)混頻混頻濾波放大器濾波放大器V差頻法測(cè)頻原理差頻法測(cè)頻原理fsfx高頻段測(cè)頻常用差頻法測(cè)量。差頻法是利用非線(xiàn)性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)高頻段測(cè)頻常用差頻法測(cè)量。差頻法是利用非線(xiàn)性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量的，其工作原理如圖所示。對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量的，其工作原理如圖所示。fx和和fs兩個(gè)信號(hào)經(jīng)混頻器混頻和濾波器濾波后

7、輸出二者的差頻信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)經(jīng)混頻器混頻和濾波器濾波后輸出二者的差頻信號(hào)，該差頻信號(hào)落在音頻信號(hào)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率，當(dāng)耳機(jī)中聽(tīng)該差頻信號(hào)落在音頻信號(hào)范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率，當(dāng)耳機(jī)中聽(tīng)不到聲音時(shí)，表明兩個(gè)信號(hào)頻率近似相等。不到聲音時(shí)，表明兩個(gè)信號(hào)頻率近似相等。 電子測(cè)量電子測(cè)量第28頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第29頁(yè)與與門(mén)門(mén)T TA AT TB BT TA AT TB BA AB BC C電子測(cè)量電子測(cè)量第30頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第31頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第32頁(yè)數(shù)字顯示器寄存器十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 A通道(放大、整形)B 通 道 ( 放大、整形) 主 門(mén)功能開(kāi)關(guān)閘門(mén)選擇、周期倍乘 10 10 10 101

8、0s(104)1s(103)100ms(102)10ms(10)1ms(1) 時(shí)標(biāo)選擇12345332112445時(shí)基部分 10 10 10 10 101ms0.1ms10us1us0.1us10ns控制時(shí)序電路開(kāi)門(mén)鎖存復(fù)位控制時(shí)序電路波形電子測(cè)量電子測(cè)量第34頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第35頁(yè)序號(hào)計(jì)數(shù)端信號(hào)控制端信號(hào)測(cè)試功能計(jì)數(shù)結(jié)果1內(nèi)時(shí)鐘（T0）內(nèi)時(shí)鐘（T）自檢N=T/T02被測(cè)信號(hào)（fx）內(nèi)時(shí)鐘（T）測(cè)量頻率（A）fxN/T3內(nèi)時(shí)鐘（T0）被測(cè)周期（Tx）測(cè)量周期（B）TxNT04被測(cè)信號(hào)（fA）被測(cè)信號(hào)（fB）測(cè)量頻率比（A/B）fA/fB=N5內(nèi)時(shí)鐘（T0）被測(cè)信號(hào)相應(yīng)間隔tB-C測(cè)量時(shí)間間

9、隔（A-B）tB-C=NT06外輸入（TA）被測(cè)信號(hào)相應(yīng)間隔tB-C測(cè)量外控時(shí)間間隔B-CtB-C=NTA7外待測(cè)信號(hào)（Nx）手控或遙控累加計(jì)數(shù)（A）NxN8內(nèi)時(shí)鐘（秒信號(hào)）手控或遙控計(jì)時(shí) N（秒）電子測(cè)量電子測(cè)量第36頁(yè)與與門(mén)門(mén)T TA AT TB BT TA AT TB BA AB BC C電子測(cè)量電子測(cè)量第37頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第38頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第39頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第40頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第41頁(yè)準(zhǔn)備期準(zhǔn)備期 （ 復(fù)零，等待）復(fù)零，等待） 測(cè)量期測(cè)量期 （開(kāi)門(mén)，計(jì)數(shù)）（開(kāi)門(mén)，計(jì)數(shù)） 顯示期顯示期（關(guān)門(mén)，停止計(jì)數(shù)）（關(guān)門(mén)，停止計(jì)數(shù)）電子測(cè)量電子測(cè)量第42頁(yè)TNfxssNfNfTx

10、sxsf .TTTN電子測(cè)量電子測(cè)量第43頁(yè)脈沖形脈沖形成電路成電路閘門(mén)閘門(mén)門(mén)控門(mén)控電路電路時(shí)基信號(hào)發(fā)生器時(shí)基信號(hào)發(fā)生器12345十進(jìn)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器電子計(jì)數(shù)器測(cè)頻原理方框圖電子計(jì)數(shù)器測(cè)頻原理方框圖時(shí)基T工作波形圖12345電子測(cè)量電子測(cè)量第44頁(yè) 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整形，轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整形，轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)脈沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。門(mén)計(jì)數(shù)脈沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。門(mén)控電路輸出的門(mén)控信號(hào)控制閘門(mén)的啟控電路輸出的門(mén)控信號(hào)控制閘門(mén)的啟閉。在閘門(mén)開(kāi)啟期間計(jì)數(shù)電路對(duì)脈沖閉。在閘門(mén)開(kāi)啟期間計(jì)數(shù)電路對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。進(jìn)行計(jì)數(shù)。 在已知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)累計(jì)未在已知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)累計(jì)未知的待測(cè)輸入信號(hào)的脈沖的個(gè)數(shù)

11、，知的待測(cè)輸入信號(hào)的脈沖的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。電子測(cè)量電子測(cè)量第45頁(yè)NTX=N/fx=KfTsfx=N/ KfTsN= KfTs fxNT m=N/mfx=KfTsfx=N/ m KfTsN= mKfTs fx被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)m次倍頻次倍頻N 閘門(mén)開(kāi)啟期間十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)閘門(mén)開(kāi)啟期間十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)被測(cè)信號(hào)的頻率被測(cè)信號(hào)的頻率晶振信號(hào)周期晶振信號(hào)周期分頻次數(shù)分頻次數(shù)fxTsKf電子測(cè)量電子測(cè)量第46頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第47頁(yè)TS=1SN=100，000 1 0 0. 0 0 0 KHZN=10，000TS=0.1S 1 0 0 .0 0KHZ小數(shù)

12、點(diǎn)自動(dòng)向右移一位小數(shù)點(diǎn)自動(dòng)向右移一位電子測(cè)量電子測(cè)量第48頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第49頁(yè)信號(hào)信號(hào)b經(jīng)經(jīng)B通道輸入，對(duì)閘門(mén)進(jìn)行控通道輸入，對(duì)閘門(mén)進(jìn)行控制；信號(hào)制；信號(hào)a則經(jīng)則經(jīng)A通道輸入，形成計(jì)通道輸入，形成計(jì)數(shù)脈沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。數(shù)脈沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。BAABTfNTf電子測(cè)量電子測(cè)量第50頁(yè)1 0ABfNf1010BAABTfNTf電子測(cè)量電子測(cè)量第51頁(yè)0 xTNT電子測(cè)量電子測(cè)量第52頁(yè)原理框圖：原理框圖：電子測(cè)量電子測(cè)量第53頁(yè)測(cè)量周期測(cè)量周期 被測(cè)信號(hào)控制門(mén)控電路輸被測(cè)信號(hào)控制門(mén)控電路輸出門(mén)控信號(hào)控制閘門(mén)的啟閉，出門(mén)控信號(hào)控制閘門(mén)的啟閉，晶振信號(hào)經(jīng)倍頻后形成計(jì)數(shù)脈晶振信號(hào)經(jīng)倍

13、頻后形成計(jì)數(shù)脈沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。沖，作為閘門(mén)的輸入信號(hào)。 在未知的待測(cè)時(shí)間間隔內(nèi)累計(jì)已在未知的待測(cè)時(shí)間間隔內(nèi)累計(jì)已知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)周期的知的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)周期的測(cè)量。測(cè)量。電子測(cè)量電子測(cè)量第54頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第55頁(yè) 由上述得知，通用電子計(jì)數(shù)器無(wú)由上述得知，通用電子計(jì)數(shù)器無(wú)論測(cè)頻還是測(cè)周，其測(cè)量方法的依論測(cè)頻還是測(cè)周，其測(cè)量方法的依據(jù)是：據(jù)是：閘門(mén)時(shí)間閘門(mén)時(shí)間T T1 1等于計(jì)數(shù)脈沖周期等于計(jì)數(shù)脈沖周期T T2 2與閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)通過(guò)的計(jì)數(shù)脈沖與閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)通過(guò)的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)N N之積。之積。電子測(cè)量電子測(cè)量第56頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第57頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第58頁(yè)電子

14、測(cè)量電子測(cè)量第59頁(yè)+觸發(fā)器1閘門(mén)計(jì)數(shù)顯示門(mén)控電路倍頻器(m)TsTBC通用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)間間隔原理框圖Ts/mTBCTs/m晶振TB起始觸發(fā)器終止觸發(fā)器觸發(fā)器2-+-單獨(dú)公共TCS1S2S3觸發(fā)極性電子測(cè)量電子測(cè)量第60頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第61頁(yè)050%輸入At050%輸入Bt起始脈沖終止脈沖開(kāi)啟時(shí)間計(jì)數(shù)脈沖NTAB通用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量時(shí)間間隔示意圖電子測(cè)量電子測(cè)量第62頁(yè)221tt 電子測(cè)量電子測(cè)量第63頁(yè)放 大 、放 大 、整形整形晶振晶振放 大 、放 大 、整形整形閘閘門(mén)門(mén)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器顯示顯示門(mén)控電路門(mén)控電路分頻電路分頻電路T0Tx0sTNT電子測(cè)量電子測(cè)量第64頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第6

15、5頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第66頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第67頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第68頁(yè)12xsNfTtt 12,sxxxTNTTttT 12(1)(1)xsxNTTttNT 1211sxTttNNT 12tt、12tt 電子測(cè)量電子測(cè)量第69頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第70頁(yè)如圖。周期為如圖。周期為T(mén)xTx的輸入信號(hào)，觸發(fā)電平在的輸入信號(hào)，觸發(fā)電平在A1A1點(diǎn)，但在點(diǎn)，但在A1A1點(diǎn)上有干擾信號(hào)點(diǎn)上有干擾信號(hào)( (幅度幅度Vn)Vn)。提前觸發(fā)提前觸發(fā), ,周期周期x xTxTx。電子測(cè)量電子測(cè)量第71頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第72頁(yè)xsxsffNfNfN1N scscffffssxxTNT fT1xcxsxcfff

16、T ff 電子測(cè)量電子測(cè)量第73頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第74頁(yè)1xcxsxcfffT ff xsfTNNN11電子測(cè)量電子測(cè)量第75頁(yè)6610110111xxff電子測(cè)量電子測(cè)量第76頁(yè)00TTNNTTxxxcNkNT f0 xTN TccxxccxccTfTkkTT fTT ff 1NNN00TT0cTkT00ccccTTfTTf 0 xxxccTTT fNTkTk電子測(cè)量電子測(cè)量第77頁(yè)ccxxccxccTfTkkTT fTT ff 電子測(cè)量電子測(cè)量第78頁(yè)sxTNT0 xTNT0smmTTTT0msTTT01msfTT電子測(cè)量電子測(cè)量第79頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第80頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第81頁(yè)1

17、TxxTTTsinxmxvVttanxBxvVdvdttannVTtan電子測(cè)量電子測(cè)量第82頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第83頁(yè)22)(12sin12cosmBxmBxmxBxmxvvxVVTVtVTtVdtdvtgBxta n2nxnmVTVTVBmVV12TT、22122xnnmTVTTTV電子測(cè)量電子測(cè)量第84頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第85頁(yè)00,xfffff 電子測(cè)量電子測(cè)量第86頁(yè)電子測(cè)量電子測(cè)量第87頁(yè)2010210000021ffffffffKfffff電子測(cè)量電子測(cè)量第88頁(yè)ft0Kf電子測(cè)量電子測(cè)量第89頁(yè)121() ()()niiiniifftttt11111,12.nniiiiffttnnnnf f1 1f f2 21 1天天tf210ffKff fm mi in nf fm ma ax x1 1天天tfmaxmin0ffSfa圖b圖電子測(cè)量電子測(cè)量第90頁(yè)m a xm in0ffSf電子測(cè)量電子測(cè)量第91頁(yè)00( )sin2( )v tAf tt( ) t0( )( )( ),( )2tdtf tffftdt 00( )/2ftff電子測(cè)量電子測(cè)量第92頁(yè)00( )/2ftff000( ) (