电子测量与常用仪器的使用教学课件 作者 王成安 4.ppt

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1、第4章频率和时间的测量技术与测量仪器4．1频率和时间测量的基本要求和方法4．2使用示波器测量频率的操作方法4．3使用电子计数器测量频率4．4使用数字频率计测量频率的操作方法4．5时间间隔的测量方法4．6相位差的测量方法4．1频率和时间测量的基本要求和方法频率和周期的关系为：时间和频率的测量有三大特点：1.测量准确度高。2.自动化程度高。3.测量速度快。4.1.1频率的测量方法1.直接法（1）谐振法（2）电桥法2.比较法（1）拍频法（2）差频法（3）示波法4．2使用示波器测量频率的操作方法4.2.1示

2、波器的工作原理及主要技术性能1．示波器工作原理（1）通用示波器的组成示波器主要由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成，其组成框图如图4.5所示。（2）示波管2．CA8020型双踪示波器4.2.2使用示波器测量信号频率的操作方法1．正确选用测量信号频率的示波器（1）根据要显示的信号数量，选择单踪或双踪示波器（2）根据被测信号的频率范围选择频带宽度符合要求的示波器（3）根据被测信号的重现方式选择模拟式示波器还是数字式示波器2．用示波器测量信号频率前的准备工

3、作（1）检查电源电压。（2）进行面板一般功能检查。（3）接通电源，电源指示灯亮，稍预热后，屏幕上出现扫描光迹，分别调节亮度、聚焦、辅助聚焦、迹线旋转、垂直、水平移位等控制件，使光迹清晰并与水平刻度平行。（4）用10∶1探极将校正信号输入至CH1输入插座。调节示波器有关控制件，使荧光屏上显示稳定且易观察波形。输入信号电压的幅度应控制在示波器的最大允许输入电压范围内。3．探头的正确使用使用探头时应注意：（1）低电容探头的应用使输入阻抗大大提高，但是，将使示波器的灵敏度有所下降。（2）探头和示波器是配套使

4、用的，不能互换，否则将会导致分压比误差增加或高频补偿不当。（3）低电容高电阻探头的校正方法是以良好的方波电压通过探头加到示波器，微调电容C以达到出现良好的方波。4．垂直方式的选择（1）垂直方式的选择（2）输入耦合方式的选择（3）灵敏度选择(V/div)的设定5．触发源的选择（1）触发源的选择（2）内触发源选择6．水平系统的操作（1）扫描速度选择(t/div)的设定（2）触发方式的选择（3）“极性”的选择（4）“电平”的位置4.2.3使用示波器测量频率的操作方法1．操作步骤（1）将示波器的扫描速度微调

5、旋钮置于“校准”位置。（2）将待测信号送至示波器的垂直输入端。（3）将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。（4）调节扫描速度开关（时基开关），使选择的扫描恰当，屏上显示适中稳定的波形，记录值。（5）读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离。（6）计算被测交流信号的周期并求出信号频率。2．示波器测量频率的几种常用方法(1)直接测量法(2)时标法(3)李沙育图形法NVNH图4-11李沙育图形4．3使用电子计数器测量频率4.3.1电子计数器的分类1．按功能分类电子计数器按功能可分为以下几大类

6、。（1）通用计数器：通用计数器可测量频率、频率比、周期、时间间隔、累加计数等，其测量功能可扩展。（2）频率计数器：频率计数器的功能只限于测频和计数，但测频范围往往很宽。（3）时间计数器：时间计数器以时间测量为基础，可测量周期、脉冲参数等，其测时分辨力和准确度很高。（4）特种计数器:特种计数器是指具有特殊功能的计数器。包括可逆计数器、序列计数器、预置计数器等，一般用于工业测控方面。2．按用途分类电子计数器按用途可分为测量用计数器和控制用计数器这两大类。3．按测频范围分类电子计数器按测频范围可分为以下几

7、大类。（1）低速计数器：测量频率低于10MHz。（2）中速计数器：测量频率在10～100MHz之间。（3）高速计数器：测量频率高于100MHz。（4）微波计数器：测量频率在1～80GHz之间。4.3.2电子计数器的主要技术指标（1）测量范围：毫赫～几十GHz。（2）准确度：可达10-9以上。（3）晶振频率及稳定度：晶体振荡器是电子计数器的内部基准，一般要求高于所要求的测量准确度的一个数量级（10倍）。输出频率为1MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz等，普通晶振稳定度为10-5，恒温晶振达10-

8、7～10-9。（4）输入特性：包括耦合方式（DC、AC）、触发电平（可调）、灵敏度（10～100mV）、输入阻抗（50Ω低阻和1MΩ//25pF高阻）等。（5）闸门时间(测频)：有1ms、10ms、100ms、1s、10s。（6）时标(测周)：有10ns、100ns、1ms、10ms。（7）显示：包括显示位数及显示方式等。4.3.3电子计数器的组成和测量功能1．电子计数器的组成2．电子计数器的测量功能电子计数器一般能够完成下面几种测量功能。（1）频率测量（2）频率比测