電子計數(shù)器測周

1、2.3.3 序言序言信號的頻率和周期互為倒數(shù)，既然電子計數(shù)器能相當(dāng)準(zhǔn)信號的頻率和周期互為倒數(shù)，既然電子計數(shù)器能相當(dāng)準(zhǔn)確地測出信號的頻率，則信號周期的測量似乎沒有必要。確地測出信號的頻率，則信號周期的測量似乎沒有必要。但是正如前述，當(dāng)被測信號的頻率較低時，測頻的誤差但是正如前述，當(dāng)被測信號的頻率較低時，測頻的誤差很大。但是低頻信號的周期長，因此，若能測出其周期，很大。但是低頻信號的周期長，因此，若能測出其周期，而且測得比較準(zhǔn)確，反過來求頻率，則可實現(xiàn)較準(zhǔn)確的而且測得比較準(zhǔn)確，反過來求頻率，則可實現(xiàn)較準(zhǔn)確的頻率測量。這就是測周的意義。頻率測量。這就是測周的意義。本節(jié)討論的內(nèi)容如下：本節(jié)討論的內(nèi)容如

2、下：2.3.3 電子計數(shù)器測周方法電子計數(shù)器測周方法 計數(shù)器測周原理計數(shù)器測周原理 測周誤差分析測周誤差分析要求：掌握計數(shù)器測周的基本原理和誤差計要求：掌握計數(shù)器測周的基本原理和誤差計算方法算方法 計數(shù)器測周原理計數(shù)器測周原理電子電子計數(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 電路電路脈沖形脈沖形成電路成電路k1TxTxB 通通 道道Ts計數(shù)器測周時計數(shù)器測周時的原理方框圖的原理方框圖如圖所示如圖所示被測信號從被測信號從B B通道輸入端輸入，經(jīng)脈沖形成電路變成方波，加到門控通道輸入端輸入，經(jīng)脈沖形成電路變成方波，加到門控電路，形成門控方波脈沖，控制閘門開通時間。電路，形成門控方

3、波脈沖，控制閘門開通時間。門控方波的的高電平門控方波的的高電平持續(xù)時間就是輸入信號的周期。比如持續(xù)時間就是輸入信號的周期。比如Tx=10msTx=10ms，則主門打開，則主門打開10ms10ms。由石英晶體振蕩器及其分頻器產(chǎn)生的時標(biāo)信號加到主門輸入端，作由石英晶體振蕩器及其分頻器產(chǎn)生的時標(biāo)信號加到主門輸入端，作為輸入脈沖。則在閘門開通期間對時標(biāo)脈沖計數(shù)，為輸入脈沖。則在閘門開通期間對時標(biāo)脈沖計數(shù)，若在若在TxTx期間通過期間通過了了N N個時標(biāo)脈沖，即計數(shù)值為個時標(biāo)脈沖，即計數(shù)值為N N，時標(biāo)脈沖周期為，時標(biāo)脈沖周期為TsTs，則被測信號的，則被測信號的周期為周期為Tx = NTs特點：用被測

4、信號周期形成的門控脈沖控制閘門，對特點：用被測信號周期形成的門控脈沖控制閘門，對時標(biāo)信號進(jìn)行計數(shù)。時標(biāo)信號進(jìn)行計數(shù)?？梢?，計數(shù)器測周的基本原理剛好與測頻相反，即由可見，計數(shù)器測周的基本原理剛好與測頻相反，即由被測信號控制主門的開關(guān)，而對時標(biāo)脈沖進(jìn)行計數(shù)，被測信號控制主門的開關(guān)，而對時標(biāo)脈沖進(jìn)行計數(shù)，實質(zhì)上也是比較測量方法。實質(zhì)上也是比較測量方法。 測周誤差分析測周誤差分析對上式，根據(jù)誤差傳遞公式，測周誤差為對上式，根據(jù)誤差傳遞公式，測周誤差為ssxxTTNNTT N/N 仍是仍是由二由二十進(jìn)計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)器計數(shù)誤差，即十進(jìn)計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)器計數(shù)誤差，即 N = 1，而，而ccssffTT T

5、s/Ts是是時標(biāo)信號誤差，仍由石英晶體振蕩器的頻率準(zhǔn)確時標(biāo)信號誤差，仍由石英晶體振蕩器的頻率準(zhǔn)確度決定，即度決定，即Tx = NTssxsxfTTTN所以所以sxfTNN1因此，測周誤差可用絕對值合成法表示為因此，測周誤差可用絕對值合成法表示為此式與測頻誤差形式相似，只是前項不同，此式與測頻誤差形式相似，只是前項不同，測頻誤差與被測頻誤差與被測頻率和時標(biāo)周期成反比，而測周誤差正好相反，與被測測頻率和時標(biāo)周期成反比，而測周誤差正好相反，與被測信號周期和時標(biāo)頻率成反比。信號周期和時標(biāo)頻率成反比。ccsxxxfffTTT1ccxsxxfffTff1 Tx/Tx與與fx及及 fc/fc的關(guān)系如下圖所示

6、。的關(guān)系如下圖所示。T x10Tx 100Tx 9105ccffxxTTxf1102103104105106107108109101010102103104105106107108109101010它也是以標(biāo)準(zhǔn)頻它也是以標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差為下限，率誤差為下限，但與被測頻率但與被測頻率fx的成正比，被測的成正比，被測頻率頻率fx越低，越低，測測周誤差越小。周誤差越小。另另外，測周誤差也外，測周誤差也和閘門時間有關(guān)，和閘門時間有關(guān)，不過，這里閘門不過，這里閘門時間由被測信號時間由被測信號的周期所控制，的周期所控制，如果閘門開啟時間為多個信號周期，則可有效地減小測周誤差，這就是如果閘門開啟時間為多個信號周期，則可有效地減小測周誤差，這就是在計數(shù)器中采用的