電子測量技術(shù)第五章 數(shù)字式頻率計

第5章數(shù)字式頻率計5.1概述5.1.1數(shù)字式頻率計的類型與頻率測量范圍低端從10Hz開始，其高端依不同的類型而定。按測頻范圍來分，數(shù)字式頻率計可分為低速、中速、高速三大類。④測量準確度⑤石英晶體的頻率穩(wěn)定度⑥閘門時間和時標⑦顯示方式⑧輸出5.2數(shù)字式頻率計的根本工作原理5.2.1數(shù)字式頻率計的組成圖5.1數(shù)字式頻率計的根本組成圖5.2輸入通道結(jié)構(gòu)框圖(1)輸入通道(2)閘門(3)時間基準T產(chǎn)生電路(4)邏輯控制電路(5)計數(shù)顯示電路5.2.2數(shù)字式頻率計測頻原理圖5.3工作啟程圖圖5.4頻率測量框圖假設某一信號在T秒時間內(nèi)重復變化了N次，那么根據(jù)頻率的定義，可知該信號的頻率fx為5.2.3測頻誤差分析(1)量化誤差(±1誤差)圖5.5脈沖計數(shù)誤差示意圖(2)閘門時間誤差(標準頻率誤差)(3)結(jié)論①提高晶振頻率的準確度和穩(wěn)定度，以減小閘門時間誤差。②擴大閘門時間T或倍頻被測信號頻率，以減小±1誤差。③被測信號頻率較低時，采用測周期的方法測量。5.2.4數(shù)字式頻率計的其他根本測量功能(1)測量周期類似測量頻率時的分析，可以證明測量周期的最大相對誤差為圖5.6測量周期框圖(2)結(jié)論①提高晶振頻率的準確度和穩(wěn)定度。②倍頻晶振頻率或?qū)Ρ粶y信號分頻(即擴大閘門時間)以減小±1誤差。③被測量信號周期較低時，采用測頻方法測量。(3)測量頻率比(4)測量時間間隔(5)自校5.2.5單片ICM7226B通用計數(shù)器(1)ICM7226B內(nèi)部邏輯框圖圖5.7頻率比測量框圖圖5.8時間間隔測量框圖圖5.9自校方框圖圖5.10ICM7226B內(nèi)部邏輯框圖1)測頻率2)測周期3)測頻率比4)測時間間隔(2)ICM7226B的引腳④靈敏度：50MHz以下為50mV；50MHz以上為100mV。⑤輸入阻抗：1MΩ。⑥最大輸入：10~100MHz為50V；400Hz~100kHz為20V；100kHz~100MHz為5V。⑦時基：頻率為10MHz，精度為±5×10-6，日頻率穩(wěn)定度為±5×10-6。⑧顯示：七位七段LED顯示，具有溢出指示，閘門指示及前位零消隱。5.3.2整機框圖5.3.3整機電路工作原理(1)輸入信號通道圖5.11HWS3342多功能計數(shù)器整機框圖圖5.12HWS3342數(shù)字頻率計輸入信號通道(2)十分頻和信號控制(3)數(shù)字局部(4)使用本儀器外部可調(diào)部件較少，使用簡單，只需注意以下幾點：①輸入信號的幅度最好在0.1~3V之間，過小靈敏度低，測量不穩(wěn)定，出現(xiàn)跳字；過大那么容易使阻抗變換器過載。圖5.13HWS3342數(shù)字頻率計數(shù)字局部圖5.14HWS3342數(shù)字頻率計數(shù)字局部②為了提高測量精度，當被測頻率較低時，應盡量選用長的閘門時間；當被測頻率很低時，要采用測周期法。③當被測信號的信噪比較差時，應在輸入端加低通濾波器。④為了保證機內(nèi)晶體穩(wěn)定，應防止溫度有大的波動和機械振動，防止強的工業(yè)磁電干擾，儀器的接地應良好。5.4其他測量頻率的方法5.4.1電橋法測頻電橋法測頻即是利用電橋的平衡條件和被測信號頻率有關這一特性來測頻。PA為指示電平平衡的檢流計，該電橋的復平衡條件為圖5.15文氏橋原理電路令上式左端實部等于R3/R4，虛部等于零，得該電橋平衡的兩個實平衡條件，即由式(5.20)得假設R1=R2=R，C1=C2=C，那么有5.4.2諧振法測頻諧振法測頻就是利用電感、電容、電阻串聯(lián)、并聯(lián)諧振回路的諧振特性來實現(xiàn)測頻