第二章 频率的测量.ppt

第2章频率的测量,杨俊清Tel昌大学过程装备与测控工程系,1.频率的测量,教学目的,1.理解频率的模拟和数字测量及其测量原理；2.了解频率数字测量的测量误差。,教学内容,2020/6/3,3,数字法：,电子计数器法,模拟法,无源测频法（直读法）,比较法,谐振法,电桥法,频率电压变换法,拍频法,差频法,示波法,李沙育图形法,测周期法,2.1频率的测量,2020/6/3,4,2.1.1频率的模拟测量,、直读法,1平衡电桥法,2谐振法,3频率-电压转换法,2020/6/3,5,图2-1-1电桥测频原理,1平衡电桥法,若取R1=R2=R,C1=C2=C，则平衡条件为：,2020/6/3,6,电桥平衡条件：实部相等，则：，虚部相等，则：，即：,2020/6/3,7,取,得:,，,在,按频率刻度，可从刻度上直接读得被测信号频率fx。,条件下，R（或C）调节旋纽,2020/6/3,8,2谐振法,图-1-谐振法测频原理电路,2020/6/3,9,变电感改变频段（频率粗调）调电容频率细调（电容旋纽按频率刻度）,2020/6/3,10,3频率-电压转换法,频率电压变换法测频就是先把频率信号变换为电压或电流信号，然后用带有频率刻度的电压表或电流表直接得出被测频率。,2020/6/3,11,图2-1-3f-V转换法测量频率,电压表接频率刻度,2020/6/3,12,将被测信号与标准信号经线性元件直接进行叠加来实现频率的测量。通常只用于音频的测量。,1拍频法,二、比较法测频率,2020/6/3,13,利用非线性器件和标准信号对被测信号进行差频变换来实现频率的测量。适用于高频段的测量。,混频,滤波放大器,V,差频法测频原理,fs,fx,2差频法,2020/6/3,14,1.测被测信号周期被测信号加X通道，用标尺测量周期。2.观察李沙育图形被测信号加X通道、标准信号加Y通道,三、示波器法测频,2020/6/3,15,2.1.2频率（周期）的数字测量,一、计数法测量的基本原理,图2-1-4计数法原理框图,2020/6/3,16,图2-1-5计数法的量化误差,2020/6/3,17,2020/6/3,18,二、通用计数器的基本组成及工作方式,1、基本组成,图2-1-6通用计数器基本组成,2020/6/3,19,2、工作方式,2020/6/3,20,误差传递公式设一个被测量由两个分项、合成，其函数表达式为则绝对误差传递公式为式中被测量的绝对误差；直接测量的绝对误差；直接测量的绝对误差。,补充:测量误差的合成,2020/6/3,21,相对误差传递公式为式中被测量的相对误差；直接测量的绝对误差；直接测量的绝对误差。,补充:测量误差的合成,2020/6/3,22,同理，当被测量由m个分项合成时,误差传递公式为式中第i个测量分项的测量值；直接测量量的绝对误差。一般，若的函数关系为和、差关系时，常先求总合的绝对误差，若函数关系为积、商或乘方、开方关系时，常先求总合的相对误差比较方便。,补充:测量误差的合成,2020/6/3,23,三、频率（周期）的测量误差与测量范围,1“测频”方式,2020/6/3,24,2020/6/3,25,2“测周”方式,2020/6/3,26,2020/6/3,27,3.“测频”还是“测周”,2020/6/3,28,2020/6/3,29,4分频系数的选择,2020/6/3,30,5