f
ln f ln f N TS N TS


（ln N ln TS） (ln N ln TS ) N TS N TS
N TS N TS
Байду номын сангаас
式中
f ——频率测量的相对误差；
N N
——计数的相对误差，也称量化误差； ——闸门开启时间的相对误差。
6.3.1 测量频率 • 频率：周期性信号在单位时间（1s）内变 化的次数，即
N f T
– T——单位时间； – N——周期性现象的重复次数。
电子计数器测频原理
• 被测信号经放大、整形后，形成重复频率等于被 测信号频率 fx 的计数脉冲，把它加至闸门的一个 输入端。门控电路将时基信号变换为控制闸门的 开启的门控信号。只有在闸门开通时间Ts内，被 计数的脉冲才能通过闸门，并由十进制电子计数 器对计数脉冲计数，设计数值为N，则 N Ts / Tx 。 即被测信号的频率为
例如：闸门时间Ts=1s，若计数值N=10000，则显
示的fx为“10000”Hz，或“10.000”kHz。如闸 门时间Ts=0.1s，则计数值N=1000，则显示的fx 为 “10.00”kHz。
请注意：显示结果的有效数字末位的意义，它表
示了频率测量的分辨力。
2．测频方法的误差分析
测频的相对误差为
• 有源比较测频法 ：将被测频率与一个标准 有源信号相比较的测量方法。
– 常用的有源比较测频法有拍频法、差频法和示 波器测量法。 – 示波器法有两种测频方法，李萨育图形法和测 周期法。前者当频率比较高时，示波器显示的 波形难以稳定，所以该方法适用于低频测量。 由于调节不便，已很少使用。用宽频带示波器 通过测量周期的方法获得被测信号的频率值， 虽然误差较大，但对于要求不太高的场合是比 较方便的。
电子计数器的基本组成
电子计数器的主要技术指标
• 测试性能：仪器所具备的测试功能，如测量频率、 周期等。 • 测量范围：仪器在不同功能下的有效测量范围。对 于不同的功能，其含义是不同的。如测频时，被测 信号的频率范围，一般用频率的上、下限值表示； 而在测周时，测量范围常用周期的最大、最小值表 示。 • 输入特性：电子计数器一般有2～3个输入通道， 测试不同参数时，被测信号要经不同的通道输入仪 器。输入特性表明电子计数器与被测信号源相连的 一组特性参数，需分别指出各个通道的特性。
• 闸门时间和时标：由机内时标信号源所能提供的 时间标准信号决定。根据测频和测周的范围不同， 可提供的闸门时间和时标信号有多种。 • 显示及工作方式
– 显示位数 可显示的数字位数。 – 显示时间 两次测量之间显示结果的时间，一般是可调 的。 – 显示器件 标明所用显示器的类型。 – 显示方式 有记忆和非记忆两种显示方式。记忆显示方 式只显示最终计数的结果，不显示正在计数的过程； 非记忆显示方式，能对计数过程的值逐个显示出来。
• 输出：仪器可输出的时标信号种类、输出数码的 编码方式及输出电平。
时基信号产生与变换单元
晶体振荡器产生 1 MHz的时间基 准信号，经分频、 倍频，形成从10 MHz到0.1 Hz以 10为系列递降的 一系列不同频率 的机内标准时间 信号。
时基电路示意图
6.3 电子计数器的测量原理
电子计数器测量原理图示
输入特性
– 输入耦合方式：有AC和DC两种方式，在低频 和脉冲信号计数时宜采用DC耦合方式。 – 输入灵敏度：指在仪器正常工作时输入的最小 电压，如通用电子计数器，A输入通道的灵敏 度一般为10～100mV。 – 最高输入电压：指仪器所能允许输入的最大电 压。超过最高输入电压后仪器不能正常工作， 甚至会损坏。 – 输入阻抗：包括输入电阻和输入电容。A输入 通道分为高阻(1MΩ／25pF)和低阻(50Ω)两种。
Ts Ts
（1）量化误差 量化误差的极限范围是±１个字，简称“ 1 误差。 ”
TS
1 (a)
2
3
4
5
6
7
8
N N fx Ts k f Tc
– Ts是门控时间（闸门时间），门控信号由晶振分频而 来； – Kf是分频器的分频系数； – fc为晶振的频率。
• 电子计数器的测频原理实质是： • 以比较法为基础，将被测信号的频率 fx和已知的时基信号频率fs相比，将相 比的结果以数字的形式显示出来。
f x N fS
• 计数法 ：利用电子计数器测量频率的方法。
– 实质上，这种方法仍然属于有源比较测频法， 计数法中最常用、最广泛使用的测频方法是电 子计数器测频法。 – 电子计数器测频法是利用电子计数器显示单位 时间内通过被测信号的周期个数来实现频率的 测量，这是目前最好的测频方法，本章重点介 绍电子计数器测量频率和周期的方法。
6.1 频段的划分及常用测频方法
• 国际上规定30kHz以下为甚低频、超低频段， 30kHz以上每10倍频程依次划分为低、中、高、 甚高、特高、超高等频段。
– 音频:20Hz～20kHz – 视频:20Hz～10MHz – 射频:30kHz～几十GHz
• 在电子测量技术中，常以30kHz为界，其以下称 为低频测量，其以上称为高频测量；还有一种 划分方法是：以100kHz（或1MHz）为界，其 以下称为低频测量，其以上称为高频测量。一 般，正弦波信号发生器是以后一种划分的。
6.2 电子计数器的功能
作用是接受被测信号，并对它进 行放大和整形，然后送入主门(闸 门)。整形常由施密特电路完成。 A通道用于传输被计数的信号，B、 C通道传输闸门信号。
标准时间信号由石英振 荡器提供，作为电子计 数器的内部时间基准。
产生各种控制信号，用于 控制电子计数器各单元电 路的工作。控制电路由若 干门电路和触发器组成的 时序逻辑电路构成。
测量频率方法
• 无源测频法 ：利用电路的频率响应特性来 测量频率的方法。
– 无源测频法又分为谐振法和电桥法两种。 – 谐振法用LC谐振回路，调节电容使其谐振频率 与被测信号频率相同时，回路电流最大，通过 电表指示其频率值。这种方法多用于高频频段 的测量。 – 电桥法因调节不便，误差较大，已少使用。