頻率和相位的測量

1、第四章第四章 頻率和相位的測量頻率和相位的測量重點重點：（1）數(shù)字法測頻率和相位的方法。數(shù)字法測頻率和相位的方法。（2）量化誤差的概念及計算。）量化誤差的概念及計算。第二節(jié)第二節(jié) 頻率的測量方法頻率的測量方法(數(shù)字法測頻率數(shù)字法測頻率)一、數(shù)字頻率計原理圖一、數(shù)字頻率計原理圖1、既可測頻率，又可測周期。、既可測頻率，又可測周期。2、計數(shù)器可能溢出。、計數(shù)器可能溢出。二、數(shù)字法測頻率的原理二、數(shù)字法測頻率的原理/fNt適于測量高頻。適于測量高頻。三、數(shù)字法測周期的原理三、數(shù)字法測周期的原理0NTT 適于測量低頻。適于測量低頻。四、計數(shù)器的量化誤差：四、計數(shù)器的量化誤差：1 1個字個字因為閘門開啟

2、時刻和計數(shù)脈沖到達時刻沒有同步關系，因為閘門開啟時刻和計數(shù)脈沖到達時刻沒有同步關系，所以會有所以會有1 1個字的個字的量化誤差?？梢?，延長開門時間，計量化誤差?？梢姡娱L開門時間，計數(shù)的脈沖數(shù)越多，量化誤差的影響越小。數(shù)的脈沖數(shù)越多，量化誤差的影響越小。五、計算由量化誤差引起的相對誤差五、計算由量化誤差引起的相對誤差1、測頻率、測頻率xcTTN 閘門時間閘門時間待測信號待測信號周期周期計數(shù)值計數(shù)值1 1個數(shù)引起的相對誤差：個數(shù)引起的相對誤差：xcffN 1適于測適于測高頻高頻2、測周期、測周期cxTTN 1 1個數(shù)引起的相對誤差：個數(shù)引起的相對誤差：cxffN 1適于測適于測低頻低頻練習：練習

3、： 某交流信號的頻率為某交流信號的頻率為100Hz，若用數(shù)字頻率計測量周，若用數(shù)字頻率計測量周期時，所選時標脈沖的頻率為期時，所選時標脈沖的頻率為1MHz。用數(shù)字頻率計測量。用數(shù)字頻率計測量頻率時，所選閘門時間為頻率時，所選閘門時間為10s。只考慮量化誤差的影響，。只考慮量化誤差的影響，問：測頻率和測周期時的相對誤差分別為多大？哪種方法問：測頻率和測周期時的相對誤差分別為多大？哪種方法更準確？更準確？解：解：46101001. 0TN4101TN31001. 010fN3101fN應選擇測周期。應選擇測周期。頻率儀的頻率準確度是頻率儀的頻率準確度是 ，表示計數(shù)，表示計數(shù)n 個脈沖，有一個字的個

4、脈沖，有一個字的誤差。不同量限的準確度不同。本例中，頻率準確度為誤差。不同量限的準確度不同。本例中，頻率準確度為n17102表明在該量限下，測量表明在該量限下，測量 個脈沖，有一個字個脈沖，有一個字6105的誤差。的誤差。一、用示波器測量頻率一、用示波器測量頻率1、掃描法、掃描法例如：掃描速率旋鈕所在位置為例如：掃描速率旋鈕所在位置為5ms/cm，而顯，而顯示的一個波形所占水平距離為示的一個波形所占水平距離為4cm，則則被測信號被測信號周期為周期為20ms，頻率為，頻率為50Hz。2、李沙育圖形（、李沙育圖形（X-Y法）法）頻率頻率可調(diào)可調(diào)頻率的測量方法（補充內(nèi)容）頻率的測量方法（補充內(nèi)容）由

5、于兩個電壓的頻率、振幅、相由于兩個電壓的頻率、振幅、相位的不同，在熒光屏上所顯示出位的不同，在熒光屏上所顯示出的波形也各有不同。的波形也各有不同。李沙育圖形李沙育圖形當頻率成整數(shù)倍時，出現(xiàn)的李沙當頻率成整數(shù)倍時，出現(xiàn)的李沙育圖形是靜止的。育圖形是靜止的。分別對圖形作水平線和垂直線，分別對圖形作水平線和垂直線，注意所作的線不應通過圖形的交注意所作的線不應通過圖形的交叉點或與其相切。叉點或與其相切。垂直交點垂直交點水平交點水平交點水平輸入信號頻率水平輸入信號頻率垂直輸入信號頻率垂直輸入信號頻率 電壓相位差的電壓相位差的不同會影響圖不同會影響圖形的形狀，但形的形狀，但不影響頻率比不影響頻率比李沙育圖

6、形的測量準確度取決于標準信號頻率的準確度。李沙育圖形的測量準確度取決于標準信號頻率的準確度。二、用頻率電橋測量頻率二、用頻率電橋測量頻率原理：交流電橋，并且平原理：交流電橋，并且平衡條件與頻率有關。衡條件與頻率有關。缺點：缺點：對高次諧波敏感。當被測頻率的對高次諧波敏感。當被測頻率的電壓不是正弦波時，由于存在高電壓不是正弦波時，由于存在高次諧波，使指零儀表不能精確調(diào)次諧波，使指零儀表不能精確調(diào)到零。到零。第四節(jié)第四節(jié) 相位的測量方法相位的測量方法一、一、 將相位差轉(zhuǎn)換為時間進行測量。將相位差轉(zhuǎn)換為時間進行測量。360T t0NTt 二、了解：軟件計算相位差。二、了解：軟件計算相位差。A/DFF

7、T取基波計算相位差取基波計算相位差三、相位和功率因數(shù)的間接測量三、相位和功率因數(shù)的間接測量cosPUIQtgP單相電路單相電路對稱三相電路對稱三相電路cos3LLPU I不對稱三相電路不對稱三相電路21cos1()PSQP某段時間三相平均功率因數(shù)某段時間三相平均功率因數(shù)21cos1()QPWW四、用示波器測量相位四、用示波器測量相位（1）雙跡法）雙跡法oacab360 （2）X-Y法（李沙育圖形法）法（李沙育圖形法）1122sin()sin()mmyuUtxuUt李沙育圖形的李沙育圖形的形成過程形成過程不同相位差時的李沙育圖形不同相位差時的李沙育圖形 sinU)0(u1m11m1U)0(usin 2BK 2AK sinBA不能判斷超前、滯后。不能判斷超前、滯后。頻率相同相位不同時的李沙育圖形：頻率相同相位不同時的李沙育圖形：本章小結(jié)：本章小結(jié)：1