第4章時間與頻率的測量

1、電子測量原理電子測量原理第1頁電子測量原理電子測量原理第2頁電子測量原理電子測量原理第3頁電子測量原理電子測量原理第4頁電子測量原理電子測量原理第5頁差頻法拍頻法示波法電橋法諧振法比較法直讀法李沙育圖形法測周期法模擬法頻率測量方法數(shù)字法電容充放電法電子計(jì)數(shù)器法電子測量原理電子測量原理第6頁電子測量原理電子測量原理第7頁電子測量原理電子測量原理第8頁電子測量原理電子測量原理第9頁電子測量原理電子測量原理第10頁電子測量原理電子測量原理第11頁電子測量原理電子測量原理第12頁電子測量原理電子測量原理第13頁電子測量原理電子測量原理第14頁電子測量原理電子測量原理第15頁電子測量原理電子測量原理第1

2、6頁電子測量原理電子測量原理第17頁電子測量原理電子測量原理第18頁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量原理電子測量原理第19頁電子測量原理電子測量原理第20頁電子測量原理電子測量原理第21頁f f x xM ML LI IC C012xffL C012xffLC電子測量原理電子測量原理第22頁R R3 3R R4 4R R1 1R R2 2C C1 1C C2 2f fx x1 2 1 2122xxfRRCCx1x2jjCC143211（R +）R （）R1R電子測量原理電子測量

3、原理第23頁312214RRCRCR1x22x110RCRC1212122xxfR R C C12xfRC電子測量原理電子測量原理第24頁xsfN f電子測量原理電子測量原理第25頁電子測量原理電子測量原理第26頁與與門門T TA AT TB BT TA AT TB BA AB BC C電子測量原理電子測量原理第27頁電子測量原理電子測量原理第28頁電子測量原理電子測量原理第29頁電子測量原理電子測量原理第30頁數(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 門功能開關(guān)閘門選擇、周期倍乘 10 10 10 1010s(104)1s(103)100ms(102

4、)10ms(10)1ms(1) 時標(biāo)選擇12345332112445時基部分 10 10 10 10 101ms0.1ms10us1us0.1us10ns控制時序電路開門鎖存復(fù)位控制時序電路波形電子測量原理電子測量原理第31頁電子測量原理電子測量原理第32頁序號計(jì)數(shù)端信號控制端信號測試功能計(jì)數(shù)結(jié)果1內(nèi)時鐘（T0）內(nèi)時鐘（T）自檢N=T/T02被測信號（fx）內(nèi)時鐘（T）測量頻率（A）fxN/T3內(nèi)時鐘（T0）被測周期（Tx）測量周期（B）TxNT04被測信號（fA）被測信號（fB）測量頻率比（A/B）fA/fB=N5內(nèi)時鐘（T0）被測信號相應(yīng)間隔tB-C測量時間間隔（A-B）tB-C=NT06

5、外輸入（TA）被測信號相應(yīng)間隔tB-C測量外控時間間隔B-CtB-C=NTA7外待測信號（Nx）手控或遙控累加計(jì)數(shù)（A）NxN8內(nèi)時鐘（秒信號）手控或遙控計(jì)時 N（秒）電子測量原理電子測量原理第33頁與與門門T TA AT TB BT TA AT TB BA AB BC C電子測量原理電子測量原理第34頁電子測量原理電子測量原理第35頁電子測量原理電子測量原理第36頁電子測量原理電子測量原理第37頁電子測量原理電子測量原理第38頁準(zhǔn)備期準(zhǔn)備期 （ 復(fù)零，等待）復(fù)零，等待） 測量期測量期 （開門，計(jì)數(shù)）（開門，計(jì)數(shù)） 顯示期顯示期（關(guān)門，停止計(jì)數(shù)）（關(guān)門，停止計(jì)數(shù)）電子測量原理電子測量原理第39

6、頁TNfxssNfNfTxsxsf .TTTN電子測量原理電子測量原理第40頁TB放大、整形放大、整形閘閘門門門控電路門控電路計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)顯示顯示Afx分頻電路分頻電路時基時基Ts電子測量原理電子測量原理第41頁BAABTfNTf電子測量原理電子測量原理第42頁1 0ABfNf1010BAABTfNTf電子測量原理電子測量原理第43頁0 xTNT電子測量原理電子測量原理第44頁電子測量原理電子測量原理第45頁電子測量原理電子測量原理第46頁電子測量原理電子測量原理第47頁VBVc起始起始停止停止開門時間開門時間C(50%)B(50%)起始起始停止停止開門時間開門時間VBVcB(50%)C- (50

7、%)(50%) B B+ (50%) C +(50%) (50%) C(90%)閘門信號閘門信號關(guān)門信號關(guān)門信號開門信號開門信號B (10%)電子測量原理電子測量原理第48頁221tt 電子測量原理電子測量原理第49頁放 大 、放 大 、整形整形晶振晶振放 大 、放 大 、整形整形閘閘門門計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器顯示顯示門控電路門控電路分頻電路分頻電路T0Tx0sTNT電子測量原理電子測量原理第50頁電子測量原理電子測量原理第51頁電子測量原理電子測量原理第52頁12xsNfTtt 12,sxxxTNTTttT 12(1)(1)xsxNTTttNT 1211sxTttNNT 12tt、12tt 電子測量原

8、理電子測量原理第53頁電子測量原理電子測量原理第54頁電子測量原理電子測量原理第55頁xsxsffNfNfN1N scscffffssxxTNT fT1xcxsxcfffT ff 電子測量原理電子測量原理第56頁電子測量原理電子測量原理第57頁1xcxsxcfffT ff xsfTNNN11電子測量原理電子測量原理第58頁6610110111xxff電子測量原理電子測量原理第59頁00TTNNTTxxxcNkNT f0 xTN TccxxccxccTfTkkTT fTT ff 1NNN00TT0cTkT00ccccTTfTTf 0 xxxccTTT fNTkTk電子測量原理電子測量原理第60頁

9、ccxxccxccTfTkkTT fTT ff 電子測量原理電子測量原理第61頁sxTNT0 xTNT0smmTTTT0msTTT01msfTT電子測量原理電子測量原理第62頁電子測量原理電子測量原理第63頁1TxxTTTsinxmxvVttanxBxvVdvdttannVTtan電子測量原理電子測量原理第64頁22)(12sin12cosmBxmBxmxBxmxvvxVVTVtVTtVdtdvtgBxta n2nxnmVTVTVBmVV12TT、22122xnnmTVTTTV電子測量原理電子測量原理第65頁電子測量原理電子測量原理第66頁10110nnscfxcTTNTNTNNTxTs=10

10、nTcTcNffxfc/Nfc電子測量原理電子測量原理第67頁10110nnscfxcTTNTNTN1fNN1ccfNTN觸觸發(fā)發(fā)器器主主門門I I時時鐘鐘f fc c計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器I I定定標(biāo)標(biāo)器器計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器I II I主主門門I II I門門I II II I時時基基分分頻頻器器CTxTxcTNT預(yù)預(yù)置置到到1 10 05 5N NcfN10ncT 電子測量原理電子測量原理第68頁電子測量原理電子測量原理第69頁0000 xxxxsNNNffTN TN電子測量原理電子測量原理第70頁12TT、12TT、12TT、12TT、電子測量原理電子測量原理第71頁10TxT1T210TxTx1Tx1

11、0T2TxA1A1VnA2A2A9A9A10A1012xncxxcmcTVfkTmT fVfm 電子測量原理電子測量原理第72頁輸輸入入信信號號起起始始終終止止時時鐘鐘脈脈沖沖xT1T0T2T電子測量原理電子測量原理第73頁01201200 xNNTTTTNk000TN0/k電子測量原理電子測量原理第74頁整整形形、門門控控C C恒恒流流源源1kT1T起起始始控控制制信信號號電子測量原理電子測量原理第75頁1011 0 0 0NT2021000N TT 2021 0 0 0NT12x00)1000NNTN（00電子測量原理電子測量原理第76頁電子測量原理電子測量原理第77頁起起始始脈脈沖沖停停

12、止止脈脈沖沖輸輸入入信信號號開開門門脈脈沖沖（Q Q1 1）( (R R- -S S觸觸發(fā)發(fā)器器) )開開門門脈脈沖沖（Q Q2 2）( (D D觸觸發(fā)發(fā)器器) )主主時時鐘鐘（F F0 01 1）游游標(biāo)標(biāo)脈脈沖沖1 1（F F0 02 2）游游標(biāo)標(biāo)脈脈沖沖2 2（F F0 02 2）x01 12 23 34 45 56 67 78 89 96 6N N2 2= =6 6N N0 0= =8 8N N1 1= =4 4T T0 01 1T T0 02 2T T0 02 2符符合合點(diǎn)點(diǎn)2 2符符合合點(diǎn)點(diǎn)1 11 12 23 34 45 51 12 23 34 45 512游標(biāo)法示意圖12、11

13、011 02N TN T11020110()N TTNT電子測量原理電子測量原理第78頁22020120()N TTNT012001120()xN TNNT010100201TTKTTT020111TTK00201011TTTTK011200112001()()xTNNN TNNNTKK01012()TN KNNK電子測量原理電子測量原理第79頁電子測量原理電子測量原理第80頁121111.nNNNN121111.nNNNN11xxxxTfTfNn 11niiNNn1/n電子測量原理電子測量原理第81頁電子測量原理電子測量原理第82頁基基準(zhǔn)準(zhǔn)振振蕩蕩器器倍倍頻頻器器1 10 0M MH Hz

14、z具具有有變變?nèi)萑菡{(diào)調(diào)相相器器的的1 10 0M MH Hz z回回路路K KA AG GC C放放大大器器E E齊齊納納噪噪聲聲源源5 50 00 0M MH Hz z已已調(diào)調(diào)制制時時基基脈脈沖沖5 50 0電子測量原理電子測量原理第83頁電子測量原理電子測量原理第84頁電子測量原理電子測量原理第85頁xsIfN ff混頻器混頻器差頻放大器差頻放大器電子計(jì)數(shù)器電子計(jì)數(shù)器諧波濾波器諧波濾波器諧波發(fā)生器諧波發(fā)生器輸入輸入f fx xf fI If fs s電子測量原理電子測量原理第86頁混頻器差頻放大器電子計(jì)數(shù)器諧波濾波器（YIG電調(diào)濾波器）諧波發(fā)生器（階躍恢復(fù)二極管）輸入fxfI 輸入fs 輸

15、出Nfs掃描捕獲電路檢波器fI （fx-Nfs）電子測量原理電子測量原理第87頁電子測量原理電子測量原理第88頁電子測量原理電子測量原理第89頁混頻器壓控振蕩器電 子 計(jì) 數(shù)器鑒相器fx-NfLfsfLNfLxLsfNff電子測量原理電子測量原理第90頁電子測量原理電子測量原理第91頁電子測量原理電子測量原理第92頁電子測量原理電子測量原理第93頁00,xfffff 電子測量原理電子測量原理第94頁電子測量原理電子測量原理第95頁2010210000021ffffffffKfffff電子測量原理電子測量原理第96頁ft0Kf電子測量原理電子測量原理第97頁121() ()()niiiniiff

16、tttt11111,12.nniiiiffttnnnnf f1 1f f2 21 1天天tf210ffKff fm mi in nf fm ma ax x1 1天天tfmaxmin0ffSfa圖b圖電子測量原理電子測量原理第98頁m a xm in0ffSf電子測量原理電子測量原理第99頁00,xfffff 00( )sin2( )v tAf tt( ) t0( )( )( ),( )2tdtf tffftdt 00( )/2ftff電子測量原理電子測量原理第100頁00( )/2ftff000( ) ( )f tfff tff2210011niifn ffffn11niiffnf電子測量原理

17、電子測量原理第101頁21012miiiafffm電子測量原理電子測量原理第102頁00( )/2( )fty tff20( )( )jftY fy t edt電子測量原理電子測量原理第103頁計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器（ 1 1 ）門門 控控 2 2B B計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器（ 2 2 ）A A 通通 道道閘閘 門門 時時 間間晶晶 振振時時 標(biāo)標(biāo)B B 通通 道道門門 控控 1 1A Aa ab bK K1 1a ab bK K2 21 12 23 34 4電子測量原理電子測量原理第104頁電子測量原理電子測量原理第105頁電子測量原理電子測量原理第106頁電子測量原理電子測量原理第107頁電子測量原理

18、電子測量原理第108頁電子測量原理電子測量原理第109頁電子測量原理電子測量原理第110頁電子測量原理電子測量原理第111頁11 00tNTt22 01tNTttvABC t t0 0t t1 1t t2 21110101MMfFN TN2202MfFN電子測量原理電子測量原理第112頁電子測量原理電子測量原理第113頁事事 件件 信信 號號門門 控控 信信 號號正正 反反 同同 步步 信信 號號M M1 1M M2 2時時 間間 信信 號號N N1 1N N2 2計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)1t 2t 讀讀 、 清清 零零讀讀 、 清清 零零讀讀 、 清清 零零讀讀 、 清清 零零電子測量原理電子測量原理第114頁D D觸觸發(fā)發(fā)器器QQCLKD可可程程