频率比对常用方法

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1、电子测量中频率比对常用方法2907101021严浩1、直接计量法直接计量法的典型例子是用数字频率计测量频率。在图所示的频率计方框图中，把标频晶体振荡器所产生的准确和稳定的频率信号分频产生准确的时基信号（如秒信号），并用它控制一个闸门。被测信号经过该闸门后，由计数器计数。当时基信号为1s时，所计数的结果就严格等于被测信号的频率值。直接计量法的数字频率计图在频标比对中，直接测频法的精度不高。但是由于频标比对都是在两比对频率信号频率值很接近的情况下来完成测量工作的，所以通过频标信号间相位差变化量的测量可以用公式算出被测信号的相对频差，并

2、且随着比对时间的延伸而获得很高的测量精度。上式中，ΔT是两信号之间的相位差变化量，τ是发生该变化所用的时间。其误差公式是：从上式中可以看出，测频的精度随着比相时间的延长，以及对相位差测试精度的提高而提高。这里直接被测的中间量是ΔT=T2-T1及τ，其中T是相位差（时间间隔），而τ是发生ΔT变化所用的时间。τ可以从秒、分、小时直至天。而对高精度频率源，ΔT的变化范围常常是微秒或纳秒。2、比相法比相法测量频率的仪器方框图如下图所示。可以看到，这种设备的复杂程度并不比直接进行计数测频的仪器复杂。用了间接比相法测量时，精度得到了大幅度的提

3、高，而比对只能在同频或者频率关系成倍数的情况下进行。比相法测量频率的仪器方框图2、中频替代法中频替代法的基本工作原理是将射频信号（被测衰减器的工作频率）通过外差混频线性地变成固定的中频信号。然后用工作于该中频的标准衰减器对被测衰减器进行替代，以得出被测的衰减值。中频替代法按工作方式有串联和并联两种。(a)串联中频替代法计量衰减原理图(b)并联中频替代法计量衰减原理图4、微差计量法“将被计量量与同它的量值只有微小差别的同一种已知量相比较，并计量出这两个量值之差的计量方法”称为“微差计量法”。微差计量法直接测量的是两比对量之间的微

4、小差值，所以常常可以用测量精度相对低的测量设备获得高得多的测量精度。其中最典型的例子是频率测量中的差拍测量周期法。当两个频率值相近的频标信号混频后再测量其差拍周期值时，对差拍周期的测量精度反映到对被测信号的测量精度时提高了一个倍增因子。该因子就等于被测信号频率与差拍信号频率的比值，常常可以把测量精度或分辨率提高数万到上百万倍。设被测量为x，和它相近的标准量为B，被测量与标准量之微差为A，A的数值可由指示仪表读出,则X=B+A因为又由于A远小于B，所以A+B≈B（这也是微差法的条件），从而可得测量误差为从上式可见，微差法测量的误差由

5、两部分组成:第一部分为标准量的相对误差，一般很小；第二部分是指示仪表的相对误差ΔΑ/A与系数A/x的积，其中系数A/x是微差与被测量的比，叫相对微差。由于相对微差远小于1，因此指示仪表误差对测量的影响被大大削弱。从原理上来看，微差法虽然大大提高了测量精度，但是被测量的范围是很窄的。5.中介源法在许多测试比对中，有时直接用标准量来测量被测量，或者为了提高测量的精度及使测量在某些方面规范化有一定的困难。这时可以采用一个与两比对量特性相同但在数值上有一定差别的中介量。这方面的典型例子就是频标比对中的双混频器时差测量方法。双混频器时差测量

6、方法的方框图公共振荡器在两个混频测量通道中是对称的，所以它所含的噪声以及频率长期变化的影响也同等地作用于两个通道。这些影响具有对称性和可抵消性。当两个差频信号之间的相位差很小时，公共振荡器中所含有的长期漂移以及作用周期大于该相位差情况的噪声影响将因为在两通道中的对称作用而被抵消。