电子计数法测量频率原理及误差分析

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1、电子计数法测量频率原理及误差分析摘要：频率是电信号的基本特性之一.在各种对频率的测量方法中,电子计数法测频具有测量精度高,读数直观,测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点.电子计数法测频的基本方法有两种,即直接测频和通过测周期得到频率.测频原理直接测频的原理是依照频率的定义:若某一信号在T秒时间内重复变化N次,则（注意：适用于测量较高的频率）基于此原理的测量框图如图.脉冲形成电路闸门门控电路电路时基信号发生器2345十进制计数器电子计数器测频原理方框图误差分析：设主门的开启时间为T,被测信号周期为Tx,主门开启时刻至下一个计数脉冲的前沿为Δt1,主门关闭时刻至下一个计数脉冲

2、的前沿为Δt2,如图2所示.由图2由式得到,被测频率越高,闸门时间越长,则量化误差越小.但闸门时间太长,则降低测量速度,且受到显示位数的限制.式中第二项为闸门时间相对误差fc为石英晶体振荡器的频率.闸门时间误差大小主要取决于晶体振荡器的频率误差.由此得到计数法测频的最大相对误差为结论：由以上分折,基本计数法测频的误差除忽略由高稳定度的晶振引起的频率误差外,主要是量化误差,为了提高测频的精度可采取如下措施:(1)提高晶振频率的准确度以减小闸门的时间误差.(2)被测频率较高时采用直接测频法,并可在计数显示不溢出的条件下扩大闸门时间或倍频被测信号以减小量化误差.(3)被测频率较低时采

3、用测周期的方法测频,并选择较高频率的时标信号或分频被测信号以减小量化误差.但增大时标信号频率受到计数器计数速度的限制.