电子计数器的测频方法

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1、4.1电子计数器的测频方法教学目的1.了解通用计数器的基本组成2.掌握电子计数器的测频原理教学重点及难点1.电子计数器的测频原理4.1.1频率计数器的组成教学方式：讲授教学过程：1.门控计数法测量原理门控计数法可理解为：在规定的时间内打开闸门，让信号进入计数电路做累加计数，在已知的标准时间内累计未知的待测输入信号的脉冲个数，就实现频率测量；在未知的待测的时间间隔内累计已知的标准时间脉冲个数，就实现周期或时间间隔的测量。2.通用计数器的基本组成除主门、计数电路和数字显示器外，通用计数器还包括两个放大整形电路和一个门控双稳

2、触发器。从A通道输入频率为fA的A信号，经放大、整形变换为计数脉冲信号，接至闸门“1”端。从B通道输入频率为fB的B信号，也经放大、整形变换为周期为TB的矩形脉冲信号。这个矩形脉冲信号接至主门“2”端以触发门控双稳态触发器，使它输出一个宽度为TB的门控时间脉冲信号（开门脉冲），控制闸门的开门时间。通用电子计数器的基本功能是测量频率、周期、频率比、时间间隔和自检等。计数器输入通道所加信号的不同组合，决定了所实现的测量功能。4.1.2频率测量电子计数器按照式的定义进行频率测量.原理如图4－10所示，其对应点的工作波形如图4

3、－11所示。在开门时间，被测信号通过闸门进入计数器计数并显示。若闸门开启时间为Tc和输入信号频率为fx，则计数值为:（4-7）闸门的宽度是由标准的时基经过分频得到的，通过开关选择分频比，是已知量。因此，只要得到计数器的计数值，就可以由（式4－7）得到被测信号的频率。4.1.3频率比的测量频率比fA/fB测量的原理。两个信号中频率较低的信号（周期大的）需要加到门控电路输入端作为开门信号。得到的读数即为两个频率的比值。虽然两个信号的频率对我们来说都是未知的，但是我们只关心频率的比值，其实际值对测量者来说是没有意义的。小结：

4、本结应掌握电子计数器的测频原理作业：4－1　4.2周期测量教学目的1.掌握测周的基本原理教学重点及难点1.测周的基本原理教学方式：讲授教学过程：4.2.1信号周期的测量被测信号Tx从B输入端输入，经脉冲形成电路取出一个周期的方波信号，加到门控电路。若时标信号周期为T0，计数器读数为N，被测周期的表达式应为：Tx＝NT0需要注意的是：门控信号由被测信号经过整形获得，而被计数的信号则是标准的时基信号经过分频得到，其周期是已知的。通过时基信号在开门时间内的计数值就可由式（4－8）得到被测信号的周期。4.2.2时间间隔测量时间

5、的起始和停止脉冲经B和C两个输入通道，分别触发R-S触发器产生TX=Tb－Tc的闸门信号宽度。在时间间隔TX所形成的开门时间内，对A通道输入的时标信号进行计数，其计数值N为：TX=NT0通过选择两个输入通道的触发极性和触发电平可以完成两输入信号任意两点之间时间间隔的测量.如果需要测量同一个输入信号的任意两点之间的时间间隔，可以把被测信号同时送入B、C通道，分别选取其触发电平和触发极性以产生开始和停止信号。通过测量两个正弦波形上两个相应点之间的时间间隔，根据信号的频率可以求得两个正弦信号的相位差。强调：自检自检是确认仪器

6、工作状态是否正常的自我检查，时基信号经过n级10分频后控制闸门的开启时间，对时基本身进行计数.因为闸门信号和被计数脉冲来自同一个信号源，所以在理论上不存在±1量化误差。因此每次测量值和分频比相一致则表明仪器工作正常。小结：本结应掌握测周的基本原理4.3电子计数器的测量误差教学目的1.掌握量化误差、触发误差、标准频率误差的概念及来源。2.掌握频率测量误差的组成及分析方法，并能用来解决实际问题。3.掌握周期测量误差的组成及分析方法，并能用来解决实际问题。教学重点及难点1.频率测量误差的组成及分析方法2.周期测量误差的组成及

7、分析方法教学方式：讲授教学过程：4.3.1测量误差的来源1.量化误差所谓量化误差就是指在进行频率的数字化测量时，被测量与标准单位不是正好为整数倍，因此在量化过程中有一部分时间零头没有被计算在内而造成的误差，再加之闸门开启和关闭的时间和被测信号不同步（随机的），使电子计数器出现±1误差。1.触发误差所谓触发误差就是指在门控脉冲在干扰信号的作用下使触发提前或滞后所带来的误差。2.标准频率误差标准频率误差是指由于电子计数器所采用的频率基准（如晶振等）受外界环境或自身结构性能等因素的影响产生漂移而给测量结果引入的误差。4.3.

8、2频率测量误差分析计数器直接测频的误差主要由两项组成：即±1量化误差和标准频率误差。一般，总误差可采用分项误差绝对值合成.1.量化误差在测频时，由于闸门开启时间和被计数脉冲周期不成整数倍，在2.标准频率误差由于晶振输出频率不稳定引起闸门时间的不稳定，造成测频误差。所以：4.3.3周期测量误差分析1.误差表达式由式Tx＝NT0可得因