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1、YCF正版可修改PPT（中职)电子测量仪器第六章ppt电子课件数字式数字式频频率率计计和和电电子子计计数器的使用数器的使用文字边框项目六数字式频率计和电子计数器的使用6 6文字边框文字边框数字式频率计和电子计数器的使用项目概述 数字式频率计是采用数字电路制作而成的，能够实现对周期性变化信号频率的测量。电子计数器是利用数字电路技术“数”出给定时间内通过的脉冲数并显示计数结果的数字化仪器。电子计数器是其他数字化仪器的基础。本项目对数字式频率计和电子计数器的使用和测试进行说明，主要对数字式频率计的使用面板、主要技术性能和通用电子计数器的主要技术性能、基本组成、基本原理等进行介绍。希望学习者在学完本项
2、目内容后能掌握数字式频率计和电子计数器的使用。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用学习目标（1）熟悉频率计和计数器面板上常用旋钮的作用。（2）掌握频率计和计数器的使用方法与使用技巧。（3）能够使用频率计和计数器完成检测操作。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用安全规范（1）仪器运行时，切勿打开外盖。（2）仪器通电工作时，避免信号源过载。（3）仪器通电工作时，禁止敲打机壳。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用延伸阅读 自制展示简易数字频率计 文字边框数字式频率计和电子计数器的使用延伸阅读 电子计数器 文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作1.数字式频率计的使用（1）后面板输入 22
3、0 V（10%）、50 Hz 电源，按下 POWER 键通电预热 15 min。（2）将保持键 HOLD 处于释放状态，分辨力选择键 RESOLUTION 选择 HF10 Hz（UHF1 kHz）挡。（3）测量信号在 10 Hz 10 MHz 频段内时信号输入 HF 端，按下测量选择 HF 键及“10 MHz”键，这时 GATE 灯熄灭，测量完毕，可从显示窗读出测量值。（4）测量信号在 10 60 MHz 频段内时信号输入 HF 端，按下测量选择 HF 键及“60 MHz”键，这时 GATE 灯熄灭，测量完毕，可从显示窗读出测量值。（5）测量信号在 60 1 200 MHz 频段内时信号输入
4、UHF 端，按下测量选择 UHF 键，便可完成UHF 频率测量。（6）在测量速度要求较高的情况下，分辨力选择键可选择 HF100 Hz（UHF10 kHz）；相反，在测量较低频率时，为得到足够的测量精度，可选择 HF1 Hz（UHF100 Hz）或更大。（7）当不需要前次测量所显示数据时，可按一次 RESET 键予以复位。（8）若对显示数据需要记忆，可按下 HOLD 键锁住，需要重新测量时再释放该键。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作2.数字式频率计的测试 用 DF3380 型频率计测量黑白电视机行扫描电路的行同步保持范围。测量过程：（1）调节行振荡线圈 L，使频率计显示正确的行频
5、 15 625 Hz，同时电视机屏幕上显示稳定的方格图像。（2）调节行振荡线圈 L，使行频缓慢升高，直到屏幕上的图像出现失步，记下这时的频率值 f H。（3）调节行振荡线圈 L，使行频缓慢降低，直到屏幕上的图像再次失步，记下此时频率计的读数 f L。（4）f H f L 值即为行同步保持范围，一般要求 f H f L 500 Hz。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作3.电子计数器的使用 测量前应检查电源是否为 220 V（1%），后面板的标准频率选择是否在内接位置。核对无误后，接通电源预热 3 min 即可正常工作。1）自校测量前必须对仪器进行自校，以判断其工作是否正常。2）频率测
6、量 当功能选择模块中的 3 位拨动开关置于中间位置时，意味着 5 种功能均可起作用。继而按下频率键，表示仪器已进入频率测量功能。闸门选择模块中的 4 挡闸门时间可根据需要选定。频率高时可选择短的闸门时间，频率低时可选择长的闸门时间。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作3.电子计数器的使用3）周期测量 功能选择模块中的 3 位拨动开关置于中间位置，按下周期键，此时闸门时间及模块的按键为倍乘率的选择。被测周期较长时可选择“10”倍乘直接测量，这时，若倍乘率选得太大，就需等待较长时间才能显示测量结果。在进行周期测量时，被测信号由 A 端输入，“分-合”键弹出，选择“分”工作状态。当被测信号
7、为正弦波时，选择适当的幅度就可直接显示测量结果。当被测信号为脉冲波或三角波等时，应将触发电平调节器的电位器拉出，采用 DC 耦合，选取适当的幅度，并调节电位器使触发指示灯闪亮。4）脉冲时间间隔测量 按下时间键，正确选择闸门时间及模块的各按键，使显示位数适中。在适当幅度的作用下，调节电位器使触发电平指示灯闪亮。当采用单线输入时，“分-合”键置于“合”的位置，被测信号由 A 通道输入；两路斜率选择相同时可测量被测信号的周期，使用方法与周期测量相同。还可以通过斜率选择键选择信号的上升沿或下降沿，从而测出被测信号的脉冲持续时间和休止时间。当采用双线输入时，启动信号由 A 端输入，停止信号由 B 端输入
8、，“分-合”键置于“分”的位置。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作3.电子计数器的使用5）频率比的测量 功能选择模块中的功能选择键全部弹出，计数器进入频率比测量状态。此时闸门选择模块的按键用来选择倍乘率，“分-合”键置于“分”的位置，两被测信号分别由 A、B 两输入端输入。但需注意 A 输入电路的频率范围为 1 Hz 10 MHz，B 输入电路的频率范围为 1 Hz 2.5 MHz。为防止出现误计数，两个输入电压的范围应限制在正弦波 30 mV 1 V（有效值），脉冲波 0.1 3 V（峰-峰值）。6）计数 按下计数键，“分-合”键置于“分”的位置，衰减器和触发电平调节器的推拉电位
9、器的位置均与频率测量时相同，信号从 A 端输入，即可正常计数。计数过程中，若要观察瞬间结果，可将 3 位拨动开关置“保持”位置，显示即为瞬间测量结果；若希望重新开始计数，只需按一次复原键。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作4.电子计数器的测试（1）信号发生器和频率计数器在电路中的连接如图所示。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作4.电子计数器的测试（2）将信号发生器输出线的一个鳄鱼夹夹在电容器的另一端。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用实践操作4.电子计数器的测试（3）将信号发生器输出线的另一个鳄鱼夹接地。（4）信号发生器和频率计数器在电路中的连接。文字边框数字式频率
10、计和电子计数器的使用延伸阅读 欧姆龙电子计数器的工作原理和接线 文字边框数字式频率计和电子计数器的使用延伸阅读 CD4026计数器芯片引脚定义及其译码驱动功能 文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接4.电子计数器的测试 在电子测量中，频率和时间是最基本的参量。由于数字集成电路技术的飞速发展，应用计数法原理制成的数字式频率测量仪器具有精确度高、测频范围宽、便于实现测量过程自动化等一系列突出特点，所以数字式频率测量计已成为目前测量频率的主要仪器。下面以DF3380 型频率计为例，介绍数字式频率计的使用方法。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接一、DF3380 型频率计面板DF33
11、80 型频率计面板。（1）电源开关 POWER：按下时电源接通，弹起时电源断开。（2）复位键 RESET：按一下 RESET 键，所有显示数据清除、复零。（3）保持键 HOLD：按下锁住时能记忆所显示数据。（4）显示器测试键 DISPLAYTEST：按下该键检查显示器是否完好，正常时 8 位 7 段 LED 和所有小数点及溢出指示 OVER 灯全亮（除最高位小数点外）。（5）分辨力选择键 RESOLUTION：根据测量需要选择合适的分辨力。（6）高频通道和超高频通道测量选择键 HF/UHF：当测量频率在 10 Hz 60 MHz 范围时选择HF 键；测量频率超过 60 MHz 时选择 UHF
12、键。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接一、DF3380 型频率计面板DF3380 型频率计面板。（7）测量范围选择键 10MHz/60MHz：当测量频率在 10 Hz 10 MHz 时选择 10 MHz；当测量频率在 10 60 MHz 时选择 60 MHz。（8）HF 通道输入端口。（9）UHF 通道输入端口。（10）八位 LED 显示窗。（11）溢出指示灯 OVER：当计算器溢出时，OVER 灯亮。（12）闸门指示灯 GATE：当计数器处于测量状态时，GATE 灯亮，在数据撤换时该灯熄灭。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接二、DF3380 型频率计的主要技术性能DF
13、3380 型频率计面板。1.频率测量（1）HF：10 Hz 10 MHz，10 60 MHz。（2）UHF：50 1 200 MHz。（3）测量误差：不超过 3l0-6 1 个字。2.输入阻抗（1）HF：不小于 1 M/50 pF。（2）UHF：50。3.触发灵敏度（1）HF：10 Hz 10 MHz 不大于 30 mV，10 60 MHz 不大于 100 mV。（2）UHF：50 700 MHz 不大于 50 mV，700 MHz 1 GHz 不大于 100 mV。4.分辨力（1）HF：10 Hz 10 MHz 分为 100 Hz、10 Hz、1 Hz、0.1 Hz，10 60 MHz 分为
14、 1 kHz、100Hz、10 Hz、1 Hz。（2）UHF：10 kHz、1 kHz、100 Hz、10 Hz。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接三、通用电子计数器的主要技术性能1.测量性能 测量性能是指仪器所具备的测试功能，如测量频率、周期、频率比等。2.测量范围 测量范围是指仪器的有效测量范围，在测频率和测周期时，测量范围不同。测频率时要指明频率的上限和下限；测周期时要指明周期的最大值和最小值。3.输入特性 通用电子计数器一般由 2 3 个输入通道组成，需分别指出备个通道的特性，包括输入耦合方式，有 AC 和 DC 两种。在低频和脉冲信号计数时宜采用 DC 耦合方式。4.测量
15、精确度 测量精确度常用测量误差来表示，主要由时基误差和计数误差决定，时基误差由内部晶体振荡器的稳定度确定。5.闸门时间和时标 闸门时间和时标由机内时标信号源所能提供的时间标准信号决定。根据测频率和测周期的范围不同，可提供的闸门时间和时标信号有多种供选择，如通常的 0.01 s、0.1 s、1 s、10 s 等。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接三、通用电子计数器的主要技术性能6.显示及工作方式 显示及工作方式包括显示位数、显示时间、显示方式等。（1）显示位数是可显示的数字位数，如常见的 8 位。（2）显示时间是两次测量之间显示结果的时间，一般是可调的。（3）显示方式包括记忆和不记忆
16、两种方式。记忆显示方式只显示最终计数的结果，不显示正在计数的过程。实际上显示的数字是刚结束的一次测量结果，显示的数字保留至下一次计数过程结束时再刷新。不记忆显示方式可显示正在计数的过程，但多数计数器没有这种显示方式。7.输出信号 输出信号包括仪器可输出的时标信号种类、输出数据的编码方式及输出电平等。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成1.输入电路 电子计数器的输入电路主要有 3 个作用：一是阻抗变换，二是电压放大，三是整形。输入电路作用示意图如图所示。阻抗变换的目的是通过提高输入端的阻抗来减小对被测信号源的分流，常用晶体管射极跟随器或场效应管源极跟随器来实
17、现。电压放大采用输入放大器，它们除了需要具有一定的放大倍数外，还需要有较宽的通频带，以保证电子计数器有一定的灵敏度和测量范围。整形电路的作用是对被测量整形、输至比较电路入口的波形规整化，成为前、后沿较陡的矩形脉冲，以保证计数电路能被可靠地触发。整形电路常用施密特触发器来实现。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成2.比较电路 电子计数器的比较电路时由一个与门电路来实现被测信号（如频率）与标准时间信号比较的，“频率数字”转换波形示意图如图所示。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成3.时间基准电路（时基电路）时基电路由石英晶
18、体振荡器、倍频或分频电路及闸门时间选择电路组成。显然，石英晶体振荡器是其核心部分，是总信号源。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成4.控制电路 控制电路是电子计数器的指挥系统，在控制电路所送出的各种控制信号的指挥下，协调计数器各单元电路的工作。一般计数器每进行一次测量总要经过测量准备、测量、显示测量结果、复原等阶段。通常，在测量准备阶段要使计数器复零，主闸门处于等待打开状态。在测量阶段，主闸门打开，计数器对被测信号进行计数测量。主闸门关闭后，需要将测量结果以数字的形式显示出来，并保持一定时间，供测量者观察与记录。一次测量完毕后还要为下一次测量做好准备。上述
19、所有动作都是在控制电路的统一指挥下进行的。控制电路实际上是一个脉冲组合电路，由双稳电路、单稳电路等构成，与时基信号同步的各控制信号分别送往各受控单元。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成5.计数显示电路 电子计数器的计数电路是对来自闸门的脉冲个数（N）进行计数，并将计数结果用数字显示出来的仪器。为了提高计数器的测量速度，并使每一次测得的数据段相对稳定地显示出来，常在计数电路后加上寄存器，用来暂时寄存测量所得的数据。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接四、通用电子计数器的基本组成6.自校 自校是电子计数器对其内部基准信号源进行测量的一种功能，可借以
20、检查自身的逻辑功能是否正常。自校和测频率的原理相同，计数器的读数即为频率数。闸门时间可以采用不同值，只是被测信号不是外加的，而是取自计数器内部的标准时间信号，即标准时间信号由石英晶体振荡器经分频器或倍频器提供。如取闸门时间为 1 s，而传送的标准时间信号是周期为 10 s 的信号，则自校的读数为 1000000，表示标准时间信号频率为 1 MHz。自校原理方框图如图所示。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接五、电子计数器的基本原理数字频率表的频率测量方框图文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用 电子计数器测量频率、周期及时间间隔等的工作原理是相似的，所
21、用主要部件也基本相同。因此，一般都制成通用仪器。使用这种通用仪器，可以很方便地测量信号的频率、周期、时间间隔、脉冲宽度、频率比等。若配置必要的插件，还可用来测量信号的相位、电压等。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用1.E312A 型电子计数器旋钮的名称和作用（1）电源开关。将开关键按下电源接通，仪器可以开始工作。（2）复原键。每按一下复原键便可产生一次人工复原信号。（3）功能选择模块。功能选择模块由一个 3 位拨动开关和 5 个按键开关组成。当拨动开关处于右边位置时，整机执行自校功能，显示 10 MHz 的时钟频率，位数随闸门时间的不同而不同；当拨动开关处于
22、左边位置时，可将拨动前测得的数据一直保持显示不变；当拨动开关处于上述两个位置时，5 个按键开关失去作用；当拨动开关处于中间位置时，整机的功能由 5 个按键开关的位置决定，5 个按键开关可完成 6 种功能的选择；当 5 个按键依次按下时，将依次完成频率、周期、时间间隔的测量及计数等功能。5 个按键开关之间为互锁关系，即只能按下其中的一个；当 5 个按键全部弹出时，仪器可进行频率比的测量。（4）闸门选择模块。闸门选择模块由 3 个按键开关构成，可有 4 挡闸门时间和相应的 4 种倍乘供选择。至于是闸门时间还是倍乘，应结合功能选择而定，如进行频率测量和自校时应选择闸门时间，进行周期和时间测量时则选择
23、倍乘。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用（5）闸门指示。当闸门开启后，发光二极管即发光（红色）。（6）晶振指示。绿色发光二极管发光，表示晶振电源接通。（7）显示器。显示器为 8 位 7 段 LED 显示，小数点自动定位。（8）单位指示。单位指示有 4 种。频率测量用 kHz 或 Hz（Hz 供功能扩展用）；时间测量用 s；电压测量用 V（供扩展用）。（9）A 输入插座。A 输入插座用来输入频率、周期测量的被测信号，时间间隔测量的启动信号，A/S 测量时的 A 信号。（10）B 输入插座。B 输入插座用来输入时间间隔测量时的停止信号和 A/B 测量时的 B 信
24、号。（11）“分-合”键。“分-合”键按下时为合，B 输入通道断开，A、B 通道相连，被测信号从A 输入端输入；弹出时为分，A、B 为独立的通道。（12）输入信号衰减键。输入信号衰减键弹出时，输入信号不衰减地进入通道；按下时，输入信号衰减为 1/10 后进入通道。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用（13）斜率选择键。斜率选择键用来选择输入波形的上升沿或下降沿。按下时，选择下降沿；弹出时，选择上升沿。（14）触发电平调节器。触发电平调节器由带开关的推拉电位器组成，可以通过电位器阻值的调整来进行触发电平的调节。调节电位器可使触发电平在-1.5 +1.5 V（不衰
25、减时）或-15 +15 V（衰减时）连续调节。开关推入为 AC 耦合，拉出为 DC 耦合。（15）触发电平指示灯。触发电平指示灯用来表征触发电平的调节状态。当发光二极管均匀闪亮时，表示触发电平调节正常；常亮时，表示触发电平偏高；不亮时，表示触发电平偏低。图中标注的 11、12、14 和 15 旋钮的作用对于 A、B 输入通道是一样的、对称的。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用2.E312A 型电子计数器的使用注意事项（1）当给电子计数器通电后，应预热一定时间，这样晶振频率的稳定度才可达到规定的指标，E312A 型通用电子计数器应预热约 2 h。使用时应注意，
26、如果不要求精确的测量，预热时间可适当缩短。（2）被测信号送入时，应注意电压的大小不得超过规定范围，否则容易损坏仪器。（3）仪器使用时要注意周围环境的影响，不应有强磁场、强电场干扰，仪器不应受到强烈的振动。（4）数字式测量仪器在测量过程中，由于闸门的打开时刻与送入的第一个计数脉冲在时间的对应关系上是随机的，所以测量结果中不可避免地存在着 1 个字的测量误差，现象是显示的最末一位数字有跳动。为使它的影响相对减小，对于各种测量功能，都应力争使测量数据有较多的有效数字位数。适当地选择闸门时间或周期倍乘率即可达到此目的。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接六、通用电子计数器的使用2.E312A
27、 型电子计数器的使用注意事项（5）仪器在进行各种测量前，应先进行自校检查，以检查仪器是否正常。但自校检查只能检查部分电路的工作情况，并不能说明仪器没有任何故障。例如，无法给予 A、B 两输入电路是否正常的提示。另外，自校测量无法反映晶体振荡器频率的准确度。（6）使用时，应注意触发电平的调节，在测量脉冲时间间隔时尤为重要，否则会带来很大的测量误差。（7）使用时，应按要求正确选用输入耦合方式。（8）测量时，应尽量降低被测信号的干扰分量，以保证测量的准确度。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接七、电子计数器的基本测量功能1.累加计数外控累加计数原理框图2.频率测量频率测量原理框图文字边框数
28、字式频率计和电子计数器的使用知识链接八、其他电子计数器的使用1.E312A 型通用电子计数器的电路组成E312A 型通用电子计数器的电路组成如图所示。2.E312A 型通用电子计数器的主要技术性能1）频率测量（A 通道）（1）测量范围：1 Hz 10 MHz，可扩展为 10 Hz 100 MHz。（2）输入电压范围：30 mV 3 V。（3）输入阻抗：电阻大于 500 k，电容小于 30 pF。（4）闸门时间：10 ms，0.1 s，1 s，10 s。2）周期测量（A 通道）（1）测量范围：1 s 10 s。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接八、其他电子计数器的使用（2）周期倍乘：
29、1，10，100，1 k。（3）时标信号：0.1 s。（4）输入特性：与频率测量相同。3）频率比测量（A/B 通道）（1）测量范围：A 通道与频率测量相同，B 通道为 1 Hz 2.5 MHz。（2）比值倍乘：1，10，100，1k。（3）输入特性：与频率测量相同。4）时间间隔测量（A 或 A/B 通道）（1）测量范围：1 s 10 4 s。（2）脉冲宽度：大于 0.5 s。（3）时标信号：0.1 s。（4）输入特性：与频率测量相同。5）累加计数（A 通道）（1）最大计数范围：10 8-1。（2）输入特性：与频率测量相同。6）石英晶体频率稳定度（1）标称频率：5 MHz。（2）稳定度：10-8/日（预热 1 h 后）。（3）频率准确度：510-8。7）显示时间：0.2 s 测量时间。文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接八、其他电子计数器的使用3.E312A 型通用电子计数器的面板布局1）前面板布局2）后面板布局文字边框数字式频率计和电子计数器的使用知识链接八、其他电子计数器的使用3.E312A 型通用电子计数器的面板布局1）前面板布局2）后面板布局Thanks ForThanks ForWatchingWatching文字边框