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文档简介

1、第6章 计数式测量法 前面用示波器测量频率、时间、相位差是很不精确的，也是不实用的。本章讨论用计数器方法测量这些参数。计数器数字式测量法操作简便，而且可以得到非常高的准确度，是实际常用的测量方法。 6.1 通用计数器的应用 6.1.1 频率测量和周期测量 (1)频率测量 因为 f =N/TG，由2.3.2节中的误差合成公式可知，频率的测量误差为： f =N+TG=N+T0 (6.1.1)图6.1.1 频率测量的框图 (2)周期测量图6.1.2 周期测量的框图 6.1.2 频率比测量和时间间隔测量图6.1.3 频率比测量的框图图6.1.4 时间间隔测量的框图 6.2 提高计数器精度的方法 通用计

2、数器主要有三种误差源：时基误差、量化误差和触发误差。量化误差和触发误差是较大的误差项，必须设法加以减小，应达到时基误差的量级。量化误差在频率和周期测量中是重要误差项；触发误差在时间间隔测量中是重要误差项。增大N值是降低量化误差的最简单方法。 6.2.1 倒数计数法 倒数计数法测量频率的方法是：先采用同步多倍周期测量，而后进行倒数运算，得出被测频率值。图6.2.1 倒数计数法等精度测量的原理框图及其波形图 NATX=NBT0， f X=(NA/NB) f 0 (6.2.1) 合成的误差是: f =NA+NB+f 0 (6.2.2) 6.2.2 游标法 频率和周期是倒数关系，而且有 所以，若能提高

3、测量时间的分辨力，则频率和周期的测量精度也都会提高。游标法就是用数字技术削弱量化误差，提高测时分辨力的方法。 它的测量原理与游标卡尺 测量长度相同，故称为游标法。图6.2.2 游标法的原理框图及其波形图图6.2.3 内插法的时间关系图6.2.4 时间扩展器原理 6.2.4 时基的准确度 计数器的时基误差也是影响测量准确度的重要误差项。采用石英晶体振荡器产生的时基频率的稳定度可做到10-6 10-8，如加上双层恒温槽，振荡频率稳定度可提高至 10-910-11。所以，石英晶体振荡器完全能满足通用计数器的时基要求。 6.3 相位差的数字化测量 6.3.1 平均值相位差计 A整形输出脉冲开启计数闸门，B整形输出脉冲关闭闸门，计数器计了N个时基脉冲，图6.3.1 用计数器测相位差 测得A、B信号的相位时差为t，再将时差变成相角差，得：图6.3.2 平均值相位差计的原理框图及其波形 根据单次测量的相角差公式(6.3.1)，可得出多次测量的平均值相角差的公式： 6.3.2 减小触发误差 触发误差在相位差的测量中是重要的误差项。两被测信号的振幅值不相等，输入电路触发水平不稳定等都会造成触发误差。 平均值相位差的公式现在应为：图6.3

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