电子测量原理 4.3.1模拟测量原理 1)直接法 直接法是利用电路的某种频率响应特性来测量频率值,其 又可细分为谐振法和电桥法两种。 1)谐振法:调节可变电容器C使回路发生谐振,此时回 路电流达到最大高频电压表指示),则=A-2xc fx(n) f=fo Lc 可测量1500MH以下的频率,准确度±(0.25~1)% 第21页
电子测量原理 第21页 4.3.1 模拟测量原理 1）直接法 直接法是利用电路的某种频率响应特性来测量频率值，其 又可细分为谐振法和电桥法两种。 （1）谐振法：调节可变电容器C使回路发生谐振，此时回 路电流达到最大(高频电压表指示)，则 可测量1500MHz以下的频率，准确度±(0.25～1)%。 fx M L I C 0 1 2 x f f LC = = 0 1 2 x f f LC = =
电子测量原理 (2)电桥法:利用电桥的平衡条件和频率有关的特性来进 行频率测量通常采用如下图所示的文氏电桥来进行测量。 调节R1、R使电桥达到平衡,则有 (R,+ )R4=( O tjo, C C1 CIRR,CC2 第22页
电子测量原理 第22页 ( 2）电桥法：利用电桥的平衡条件和频率有关的特性来进 行频率测量,通常采用如下图所示的文氏电桥来进行测量。 调节R1、R2使电桥达到平衡，则有 R3 R4 R1 R2 C1 C2 fx 1 2 1 2 1 2 2 x x f R R C C = = x 1 x 2 j j C C 1 4 3 2 1 1 （R + ）R ＝（ ）R 1 ＋ R
电子测量原理 令平衡条件表达式两端实虚部分别相等,得到: R C R 尽和Ro R、O 于是,被测信号频率为: f. 27 2TVRR,CC2 通常取R1=R2=R,C1=C2=C,则 2T RC 测量准确度:受桥路中各元件的精确度、判断电桥平衡的准 确程度(取决于桥路谐振特性的尖锐度即指示器的灵敏度) 和被测信号的频谱纯度的限制,准确度不高,一般约为 ±(0.5~1)%。 第23页
电子测量原理 第23页 令平衡条件表达式两端实虚部分别相等，得到： 和 于是，被测信号频率为： 通常取R1=R2=R, C1=C2=C，则 测量准确度：受桥路中各元件的精确度、判断电桥平衡的准 确程度（取决于桥路谐振特性的尖锐度即指示器的灵敏度） 和被测信号的频谱纯度的限制，准确度不高，一般约为 ±(0.5～1)%。 1 2 3 2 1 4 R C R R C R + = 1 x 2 2 x 1 1 R C 0 R C − = 1 2 1 2 1 2 2 x x f R R C C = = 1 2 x f RC =
电子测量原理 2)比较法 ◆基本原理 利用标准频f和被测量频率进行比较来测量频率。有 拍频法、外差法、示浪法以及计数法等。 数学模型为 f-N ◆拍频法:将标准频率与被测频率叠加,由指示器(耳 机或电压表)指示。适于音频测量(很少用) ◆外差法:将标准频率与被测频率混频,取出差频并测 量。可测量范围达几十MHz(外差式频率计)。 ◆示波法:李沙育图形法:将f和f分别接到示波器Y轴 和X轴(XY图示方式),当f=f时显示为斜线(椭 圆或园);测周期法:直接根据显示浪形由X通道扫 描速率得到周期,进而得到频率 第24页
电子测量原理 第24页 2）比较法 ◆基本原理 利用标准频率fs和被测量频率fx进行比较来测量频率。有 拍频法、外差法、示波法以及计数法等。 数学模型为： ◆拍频法：将标准频率与被测频率叠加，由指示器（耳 机或电压表）指示。适于音频测量（很少用）。 ◆外差法：将标准频率与被测频率混频，取出差频并测 量。可测量范围达几十MHz（外差式频率计）。 ◆示波法：李沙育图形法：将fx和fs分别接到示波器Y轴 和X轴（X-Y图示方式），当fx ＝fs时显示为斜线（椭 圆或园）；测周期法：直接根据显示波形由X通道扫 描速率得到周期，进而得到频率。 x s f Nf =
电子测量原理 432数字测量原理 )门控计数法测量原理 ◆时间、频率量的特点 频斈是在时间轴上无限延伸的,因此,对频率量的测量 需确定一个服样时间,在该时间内对被测信号的周期累 加计数若计数值为N),根据(N得到频率值。 为实现时间(这里指时间间隔)的数字化测量,需将被测 时间按尽可能小的时间单位(称为时标)进行量化,通过 累计被测时叵內所包含的时间单位数(让数)得到。 ◆测量原理 将需累加计数的信号(频率测量时为被测信号,时间测量 时为时标信号),由一个“闸门”(主门)控制,并由 个“们门控”信号控制闸门的开启(计数允许)与关闭(计 数停止)。 第25页
电子测量原理 第25页 4.3.2 数字测量原理 1）门控计数法测量原理 ◆时间、频率量的特点 频率是在时间轴上无限延伸的，因此，对频率量的测量 需确定一个取样时间T，在该时间内对被测信号的周期累 加计数(若计数值为N)，根据fx=N/T得到频率值。 为实现时间（这里指时间间隔）的数字化测量，需将被测 时间按尽可能小的时间单位（称为时标）进行量化，通过 累计被测时间内所包含的时间单位数（计数）得到。 ◆测量原理 将需累加计数的信号（频率测量时为被测信号，时间测量 时为时标信号），由一个“闸门”（主门）控制，并由一 个“门控”信号控制闸门的开启（计数允许）与关闭（计 数停止）