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时间和频率测量基础


2.1 时间和频率测量基础
3.时频测量的特点
1)时频测量具有动态性 没有瞬时值
2)时频测量范围极宽,精度最高
3)时频信号能快速准确地远地传递
通过电磁波
由于时频测量精度高,故应用广泛
测控技术
电参量的测量 非电量的测量
频率测量 频率测量
2.2 电子计数器 的分类与性能指标
2.2 电子计数器的分类与性能指标
2.时频关系
“周期”现象: 是指经过一段相等的时间间隔又出现相同状态的现象
X (t) X (tT ) X (tnT )
T为正实数、n为正整数
2.1 时间和频率测量基础
“频率”是指单位时间(1秒)内周期性事 件重复的次数,单位是赫兹(HZ)。
f 1 T
标准时间和标准频率溯源于同一标准,统称为时频标准。
有的计数器还设有C输入通道,主要用来测量 100MHZ以上输入信号的频率或用来与B输入通道配 合进行时间间隔的测量。
2.3 通用电子计数器的组成与功能
2. 主门电路 主门也称闸门,其电路是一个双输入与门。 一个输入端接收门控电路产生的门控信号 另一个输入端接收计数脉冲信号
使计数器只对闸门打开时间内的脉冲计数
频率是指周期现象在单位时间内重复的次数, f=N/T
N为在时间T内周期现象的重复次数
2.3 通用电子计数器的组成与功能
NTx KFTs
NN
fx T
K FTs
被测信号经 m次倍频后
N Tx m
K FTs
fx
N T
N mK FTs
N mK FTs f x
n
10
2.3 通用电子计数器的组成与功能
2.1 时间和频率测量基础
2.1 时间和频率测量基础
1.时间的概念
时间 含义
时间 含义
时刻
某事件发生的瞬间
连续流逝的时间中的某一瞬刻
时间间隔 连续流逝的时间中,某事两件时持刻续间多的久距离 相对时间 会议提早1小时召开 绝对时间 中华人民共和国成立于1949年10月1日
时间的单位:秒(S)
绝对时间基准: 公元元年1月1日0 时0分0秒
2.2 电子计数器的分类与性能指标
5)闸门时间(测频) 有1ms、10ms、100ms、1s和10s等多种选择方式。
6)时标(测周) 有10ns、100ns、1ms和10ms等多种选择方式。 7)显示: 包括数字显示位数和显示方式等。 8)输出 说明仪器可输出信号的种类、方式等。
2.3 通用 电子计数器的组成与功能
100ms
1s
10s
计数值
1 000
10 000
100 000
100 0000
显示结果 100.0kHZ 100.00kHZ 100.000 kHZ 100.0000kHZ
2.3 通用电子计数器的组成与功能
2. 周期的测量
周期是频率的倒数,只要把测量频率时
的计数脉冲和时基信号的来源相调换即 可实现。电子计数器采用“时标计数法” 测量周期,
2.3 通用电子计数器的组成与功能
测频时,标准时 间信号作为控制 门控电路的时基
信号;
测周时,标准 时间信号作为 计数脉冲,称 为时标信号。
2.3 通用电子计数器的组成与功能
5. 逻辑控制电路 逻辑控制电路用以产生各种控制信号去控制和 协调计数器各单元工作。
2.3.2 通用电子计数器的测量功能 1. 频率的测量
K FTx
N
Ts m
Tx
NTs mK F
n
10
2.3 通用电子计数器的组成与功能
由于 TS / m 通常设计为 10n s( n 为整数), 所以可以直接用计数值表示被测信号的 周期。通过调节“时标选择”旋钮来改 变的大小。同样,通常选用,一般有×1、 ×10、×102、×103等几种。其改变与 显示屏上小数点位置的移动同步,故测 量者无需对计数结果进行换算。
1)测量功能 一般包括测量频率、周期、时间间隔、频率 比、累加计数和自检等功能。
2)测量范围
频率:上、下限值
指不同功能的有效测量范围。 时间:最大值和最小值
3)准确度 主要用测量误差来表示,可达10-9以上。
4)输入特性 包括耦合方式(DC、AC)、触发电平、灵敏度、 输入阻抗(50Ω低阻和1MΩ//25pF高阻)等。
2.3 通用电子计数器的组成与功能
2.3.1 通用电子计数器的基本组成 主要由输入通道、主门、计数显示电路、时基形 成电路和逻辑控制电路等组成。
2.3 通用电子计数器的组成与功能
1. 输入通道 作用是接收各种被测信号,并将被测信号进行放大 或衰减、整形,变换为标准脉冲。 A输入通道是主通道,常用于测量频率、累加计数 以及自校。 B输入通道是辅助通道,常用于测量周期,A、B通 道一起测量频率比或测量时间间隔。
2.1 时间和频率测量基础
“秒”定义的发展
世界时(UT)秒
1960年
历书时(ET)秒
1967年
原子时(AT)秒
秒是铯133原子基态的两个超精细结构能级之间跃 迁频率相应的射线束持续9192631770个周期的时间
2.1 时间和频率测量基础
年历计时中秒的单位太小,常用日、月和年来表示。 电子测量中,秒单位又太大,常用毫秒ms、 微秒μs、纳秒ns、皮秒ps。
“门控信号”还可 以手动操作得到, 如手动累加计数。
2.3 ห้องสมุดไป่ตู้用电子计数器的组成与功能
3. 计数显示电路 包括十进制计数器、寄存器、译码器和数字显示器。 作用是对主门输出的计数脉冲进行计数,并以十进制 数字显示测量结果。
4. 时基形成电路 包括石英晶体振荡器、分频器、倍频器等。 其作用是产生标准时间信号。
T KFTs 为主门开启时间,通常把主门开启时
间T的选择设计为10n s( n为整数)
测量同一信号频率时,不论选择哪种主门开启时间,
测量结果都相同,只是显示的测量结果位数不同。主门 开启时间增加,测量结果的有效数字位数也增加,测量 精度就相对较高。
当被测信号频率为100kHZ时
主门开启时间 10ms
2.3 通用电子计数器的组成与功能
3. 频率比的测量
其测量原理与测量频率的原理相似 一定要保证fA > fB,用频率比较低的信号作为闸门
1. 电子计数器的分类
按功能分类
通用电子计数器 频率计数器 时间计数器 特种计数器
2.2 电子计数器的分类与性能指标
低速计数器:测量范围低于10MHZ
按测量范围分类
中速计数器:测量范围在 10~100MHZ
高速计数器:测量范围上限 高于100MHZ
2.2 电子计数器的分类与性能指标
2.电子计数器的主要性能指标
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