1、第二章 频率、时间和相位的测量,基本内容：,频率的测量 模拟测量方法 数字测量方法时间间隔的数字测量方法相位差的数字测量,2.1频率的测量,2.1频率的测量,频率的测量方法可分为模拟法和计数法两类模拟法:简单经济数字法: 测量精度高,速度快,2.1.1频率的模拟测量一、直接法测频1.电桥法测频,取R1=R2=R,C1=C2=C，则平衡条件为：,2.谐振法测频利用电感、电容串联或并联谐振回路的谐振特性来实现测频。,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,二、比较法比较法通过利用标准频率fs和被测频率fx进行比较来测量频率。其数学模型为：,2.1.2频率
2、的数字测量,一、计数法测量的基本原理,在一定的时间间隔T内，对周期性脉冲的重复进行计数。若周期性脉冲的周期为TA ，则计数结果为,计数误差,当 时， ；当 ， 时， ；当 ， 时， ；脉冲计数最大绝对误差（量化误差）：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,2、工作方式,三、频率（周期）的测量误差与测量范围,1“测频”方式,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）计数器最大计数值： K十进制计数器位数 （b）计数电路一般由多级双稳态电路构成，受内部状态翻转的时间限制，使计数电路存在最高计数频率的限制 计数脉冲频率最大允许故取 或 （较小
3、者）,2下限受测量精度 的要求限制 即,测频范围：,2“测周”方式,最大相对误差,测量范围,1测量精度上限受计数器容量和速度限制,2测量精度下限受测量精度要求限制,测周范围：,3、“测频”还是“测周” ？,若被测频率fx较高,直接测频的相对误差较小；若被测频率fx 较低,测周法测频的相对误差较小。则可求得一个测频和测周相对误差都一样的中界频率 f0 为：若 直接测频若 测周法测频,4分频系数的选择,1m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 fx 或 Tx ） n决定小数点位置改变n只不过改变 fx 和Tx 的指示数
4、字的小数点位置。,2.2时间间隔的数字测量,2.2时间间隔的数字测量,一、 测量原理,图-2-2时间间隔的测量,二、测量误差(测量周期),三、测量范围,2.3相位差的数字测量,2.3相位差的数字测量,2.3.1 相位-电压转换法,设 ，二者相位差 对应的时差 为,工作原理：,1.鉴相,2.低通滤波求平均值,2.3.2 相位-时间转换法,工作原理：,1.鉴相,设 ，二者相位差 对应的时差 为,2.时间计数,相位量化单位,相位量化误差,相对量化误差,例题：采用相位时间转换法测量两个频率为1kHz相位差 的正弦信号，若时标脉冲频率为500kHz，试计算相位量化误差和计数器计数结果。,时标周期Tc（或频率fc）的选择,若使 ， n决定小数点位置（ ）， 十进制显示位数,须使 （须先测量信号的周期才能选定Tc）， 或 此时 度结论：因时标频率不能太高，本方法只适用于测量低频信号的相位差。,结束,
