电子测量技术第2版 教学课件 作者 徐佩安 第七章　数字频率计.ppt

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1、电子测量技术第2版主编第七章　数字频率计第一节　概　　述第二节　频率计的原理和使用方法第一节　概　　述1.利用LC回路谐振特性工作的仪器图7-1　谐振式波长表L—耦合线圈　—已知电感线圈　—已知电容2.利用外差法测频第一节　概　　述图7-2　外差式频率计原理框图3.示波法4.电子计数器法第一节　概　　述图7-3　用示波法测频率第一节　概　　述图7-4　电子计数器法测频率第二节　频率计的原理和使用方法一、面板结构E312A型通用数字频率计的面板如图7⁃5所示。图7-5　面板图二、技术性能第二节　频率计的原理和使用方法1.测

2、量功能1)测量频率：1Hz～10MHz(A端输入)。2)测量周期：10s～0.4μs(0.1Hz～2.5MHz)(A端输入)。3)测量时间间隔：0.25～(107-1)μs(单线或双线输入)。4)计数最大范围：108-1。5)输出：不连续点的标准时间脉冲及10MHz时钟频率。6)自检。2.技术指标1)输入阻抗：对A、B输入端，Ri≥500kΩ，Ci≤30pF。2)时标和闸门时间：各设四组信号，周期分别为10ms、0.1s、1s和10s。3)倍乘率共设四种：×100、×101、×102和×103。第二节　频率计的原理和使用方法

3、4)显示及工作方式为八位LED数字显示，包括自动显示和自动测量。5)人工复原时按人工复原钮，测量重新开始。6)保持开关置保持状态，读数保持不变。7)ED44—1型石英晶振器的性能指标包括：标称频率为5MHz，频率准确度为±5×10-8，频率稳定度为1×10-8/日。图7-6　测量频率的原理框图第二节　频率计的原理和使用方法三、基本原理1.电子计数式频率计测量频率的原理2.通用电子频率计图7-7　电子频率计原理图第二节　频率计的原理和使用方法(1)测量频率f将开关S3(S3a和S3b)置f处，S0置1位，S3a将由或门14引来

4、的矩形波脉冲接至门控电路，闸门时间的长短由S1转换。(2)测量周期T将S3b置T处，S0置2位，被测信号由B端接入。(3)测量时间间隔td将S3置td处，S0置2位。(4)测量频率比fA/fB(设fA≥fB)　将S3置fA/fB处，S0置1位，将频率为fA的信号接入A端，频率为fB的信号接入B端，这时与门6打开，或门14的输出接门控电路，fB信号经与门6、或门13至倍乘电路，门控电路控制主门的开启时间，相当于测量频率时的闸门信号。3.E312A型频率计的工作原理第二节　频率计的原理和使用方法图7-8　整机原理框图(1)输入通

5、道　该计数器设有A、B两个输入通道，第二节　频率计的原理和使用方法为保证两通道在测量时的特性一致，故两通道的组成形式相同，均由衰减器、输入保护电路、阻抗变换电路、主放大器、整形电路、三态灯指示电路和控制选择门组成。(2)计数及控制逻辑单元　它由ICM72268型CMOS大规模集成电路组成，它包含有高频振荡器、十分频器、八位十进制计数器、寄存器、七段译码多路扫描电路及八位LED数码显示驱动电路等部分。(3)标准信号源　本机采用ED441C型5MHz插入式小型恒温石英晶体振荡器作为标准信号源，为了向ICM72268提供10MHz

6、时钟频率信号，采用了二倍频电路。第二节　频率计的原理和使用方法(4)显示器　由八位共阴型LED数码管组成数字显示屏，显示驱动电路采用动态驱动方式，数码管由七段电极(a～g)和小数点电极(Dp)组成。(5)直流电源　本机采用集成度高的三端稳压器，提供15V、-15V和5V三组直流稳压电源，5V输出端具有过电压保护电路，当某种故障引起输出电压升高超过6.5V后，保护管将被触发，输出接地，以起保护整机作用。J10411H4.eps第二节　频率计的原理和使用方法四、测量技能1.使用说明1)了解被测信号的情况：频率范围，电压高低，对准

7、确度的要求，工作量的大小，是否需要自动测量等。2)熟悉频率计的情况：频率的范围、输入灵敏度、时基频率、稳定度、时基准确度，是否经计量检定或校准过，是否能满足测量的要求。3)选择测量仪器，确定实测方案和操作指南，保证达到测量频率的要求。4)根据测频结果进行数据处理和误差计算等。2.测量方法1)解决频率上限及输入灵敏度问题，保证能测出频率。第二节　频率计的原理和使用方法2)解决时基准确度及测量频率误差问题，保证测出的频率值真实可信，满足规定的准确度要求。3)提高频率计测量频率的上限。图7-10　100MHz频率扩展电路框图①　预

8、分频法。假如要求测量几十兆赫甚至几百兆赫的频率，可以采用扩展插件，按以下电路即可做出完全能用的频率扩展插件。电路图参照图7-10，以74LS196分频，放大器也可用其他形式的。第二节　频率计的原理和使用方法②　差频法。提高测量频率上限也可采用将被测信号与已知标准信号混频取其差频送入频率计计