时间和相位的测量

1、第二章 频率、时间和相位的测量2.1 频率的测量一、直读法1平衡电桥法 图2-1-1 电桥平衡条件：实部相等 ，虚部相等 ，即 取 则须 ，在条件下，R调节旋纽按频率刻度，可从刻度上直接读得被测信号频率fx。2谐振法 图2-1-2 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）3频率电压转换法 图2-1-3 电压表接频率刻度二、比较法1、 拍频法2、 差频法三、示波法1、测被测信号周期被测信号加Y通道，扫描信号加X通道2、观察李沙育图形：被测信号加Y通道、标准信号加X通道 一、计数法测量的基本原理 图2-1-4，图2-1-5 当时，当，时，当，时，脉冲计数最大绝对误差（量化误

2、差）脉冲计数最大相对误差 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 所以 分频系数2、工作方式工作方式A端输入B端输入计数结果测频率比测频（待测）（已知）测周（已知）（待测）三、频率（周期）的测量误差与测量范围1“测频”方式 所以 标准频率准确度最大相对误差：测量范围1°上限受计数器容量和速度限制（a） 计数器最大数字 K十进制计数器位数（b） 计数脉冲频率最大允许值 故取或（较小者）2°下限受测量精度要求限制 即 2“测周”方式 最大相对误差 测量范围1°受计数器容量和速度限制 ，2°受测量精度要求限制 所以 测周范围 或 3、“测

3、频”还是“测周”与在图2-3-1中输入方式中界频率“测频”与“测周”误差相同的频率 越高，误差越小，测频时标准频率 越低，误差越小，测周时标准频率令得，中界频率若，则采用测频方式； 若则采用测周方式。若，则：应采用测频方式，故必有N>m 应采用测周方式，故必有N<m4分频系数的选择1°m越大，精确度越高2°一般取（以n为整数）3°（K为十进制数显示位数）测频 测周 N显示数字 显示数的单位（N=1的或）n决定小数点位置例 （即），K=5， ， 若选，则N=100，显示001.00（MHz），显示001.00（s）若选 则N=1000, 显示01.000

4、（MHz），显示01.000（s） 2.2 时间间隔的数字测量一、测量电路组成 图2-2-1门控信号开始时刻由A通道触发电平和触发沿决定门控信号终止时刻由B通道触发电平和触发沿决定门控信号宽度即被测时间间隔tx二、测量公式计数结果 例1 习题3 A触发电平 A触发沿 B触发电平 B触发沿 开关S图2-2-2(a) U1 + U2 + 断开图2-2-2(b) U1 + U2 + 闭合图2-2-2(c) U1 + U2 - 闭合一、测量误差 二、测量范围因为 所以 所以 所以 所以 所以 2.3 相位差的数字测量“相位差电压数字”转换法一、测量电路组成 图2-3-1二、工作原理1、鉴相 设， 二者

5、相位差对应的时差为 2、低通滤波求平均值若取低通截频 ，则 3、A/D转换 相位量化单位 式中 A/D满度输入电压 A/D的满度输出数字所以 通常取 度，为此须满足，即取 相位测量范围 例2 已知图2-3-1中，伏，A/D为8位二进A/D，进其满量程电压E=5伏，要求量化单位求1°该鉴相器能测量的最大相位值2°鉴相器与滤波器间需插入一个多大放大倍数的放大器？解 因A/D为8位二进制A/D 所以又因 故 设放大倍数为K， 所以 所以 例3 已知图2-3-1中，伏，A/D为8位二进制A/D，若要求相位量化单位求1°该鉴相器能测量的最大相位值 2°A/D的满量程电压E解： 因为，又因为，所以因为 ，所以所以伏“相位差时间数字”转换法一、测量电路组成 图2-3-2二、工作原理1、鉴相 ， ， 2、时间计数 3、转换公式 相位量化单位 例4 习题4 1、相对量化误差 （计数式的量化误差）2、绝对量化误差 四、时标周期Tc（或频率fc）的选择若使