《示波器的使用》PPT课件

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1、第6章频率（时间）与相位测量6.1时频标准及测量方法6.2电子计数器测频率6.3电子计数器测时间6.4电子计数器测相位自然界中，周期现象普遍。而频率和周期是从不同两个侧面来描述周期现象的，二者互为倒数关系。周期实质上是时间（即时间间隔），而时间是国际单位制中七个基本物理量之一，单位为秒，用s表示。相位与时间也是密切相关的，其关系表述为：式中的表示相位，f和T分别是频率和周期。所以，f、T、三个量可归结为一个量的测量问题。在电子技术领域内，频率是最基本的参数之一，它指单位时间内周期变化或振荡的次数，许多电参数的测量方案及结果都与之密切相关。故频率测量十分重

2、要，且目前频率测量在电测量中精确度最高。6.1时频标准及测量方法6.1.1频段的划分频段划分：国际上规定30KHz以下为甚低频、超低频，30KHz以上每10倍依次划分为低、中、高、甚高、特高、超高等频段(微波技术按波长划分)。一般电子技术中，20Hz～20KHz内称音频，20Hz～10MHz内称视频，而30KHz～几十GHz内称射频。电子测量技术也有按30KHz（或100KHz）为界来划分，30KHz以下为低频，30KHz以上为高频。6.1.2频率或时间标准宏观时标：天文秒人类早期以太阳“运动”较为均匀建立计时标准：零类世界时（记作UTo）：太阳出现于天

3、顶的平均周期（即平均太阳日）的86400分之一定为一秒，准确度在量级。第一世界时（记作UT1）：对地球受极运动（即极移引起的经度变化）的影响加以修正。第二世界时（记作UT2）：地球自转，再进行季节性、年度性变化校正，稳定度在3×。历书时（记作ET）：地球公转，以1900回归年的31556925.9747分之一作为历书时的秒，其标准度可达±1×。注意：需精密的天文观测，手续烦杂，准确度有限，不便于作为测量过程的参照标准。6.1.2频率或时间标准（续）微观时标：原子秒原子时（记作AT）：以原子或分子内部能级跃迁所辐射或吸收的电磁波的频率作为基准。铯-133（

4、）原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的9192631770个周期的持续时间为一秒，其准确度可达量级。注意：①原子时稳定，是由原子本身结构及其运动的永恒性决定的。自1972年1月1日零时起，由天文秒改为原子秒，使时间标准由实物基准转变为自然基准。②电子仪器常采用石英频率标准。原因在于：石英晶体的机械稳定性和热稳定性很高，振荡频率受外界因数的影响较小，因而较稳定；石英频标发展快，六十年来将准确度和稳定度提高了4个数量级；石英晶体振荡器结构简单，制造、维护、使用方便，且准确度能满足大多数测量要求。故，作为一种次级标准，已成为最常用的频标。（时标就是频标）6

5、.1.3频率（时间）测量方法1.直读法工程中，常用电动系频率表测量工频信号的频率，并用电动系相位表测量相位。因指针式电工仪表的操作简便、成本低，能满足工程测量的准确度。2.电路参数测量法通过测电路参数来测频。电桥法：把被测作交流电桥的电源，调节桥臂参数使电桥平衡，由平衡条件得被测频率。此法误差较大，已很少用。（见第二章）谐振法：将被测作谐振电路的电源，通过改变电路参数使电路谐振，由电路参数可得被测频率。两种方法都可在所调节的电路参数上直接按频率刻度，测量时可直接读出结果。6.1.3频率（时间）测量方法（续）3.示波器法（1）直接测量法方法：扫描微调置“校

6、正”位，调“时基开关”（即扫描速度），使屏上显示适中稳定的波形，由屏上读得的一个周期的距离（单位cm）和时基开关档位（单位s/cm）可得：式中T为被测周期（单位s），S为扫描速度（单位s/cm）。若使用“X扩展”，则应除以扩展系数。被测信号频率为：（6-3）6.1.3频率（时间）测量方法（续）（2）时标法原理：在扫描发生器控制下，扫描正程期间时标发生器工作，产生方波（或正弦波）时标信号，加在示波管的控制栅极进行辉度调节，则屏上显示的被测波形明暗相间（时标信号周期远小于被测信号周期），其一明一暗正好是时标信号周期，从而被测信号周期为：式中To为时标信号周期

7、；n为T内的标记数。注意：需对扫描速度校准，其准确度还与示波器分辨率和扫描线性及放大器增益稳定性有关，但可克服扫描非线性所引起的误差。（3）李沙育图形法示波器工作在“X－Y”方式，Y和X中必有一个为标准频率信号，且对波形、幅值、频率都有一定要求。但测量的频率范围不宽。6.1.3频率（时间）测量方法（续）（4）相位测量a.单踪示波器法将被测二信号先后接入Y输入进行显示，记住第一个输入信号显示时的位置，则显示第二个输入信号时就可读出相位差对应的距离，同时再读出信号一个周期的距离，则被测结果为：此法可测三相交流信号的相序。此法较为费时，操作也相对复杂。b.双踪

8、示波器法双踪或双线示波器测信号的相位差非常方便（见第四章）。c.李沙育图形法示波