《第二章频率、时间和相位的测量dzj.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章频率、时间和相位的测量dzj.pptx（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章第二章 频率、时间和频率、时间和相位的测量相位的测量基本内容：基本内容：频率的测量频率的测量 模拟测量方法模拟测量方法 数字测量方法数字测量方法时间间隔的数字测量方法时间间隔的数字测量方法相位差的数字测量相位差的数字测量2.1频率的测量频率的测量2.1频率的测量频率的测量频率的测量方法可分为频率的测量方法可分为模拟法模拟法和和计数法计数法两两类类模拟法模拟法:简单经济简单经济数字法数字法:测量精度高测量精度高,速度快速度快2.1.1频率的模拟测量频率的模拟测量一、直接法一、直接法测频测频1.1.电桥法测频电桥法测频 取R1=R2=R,C1=C2=C，则平衡条件为：2.2.谐振法测频谐振法
2、测频利用电感、电容串联或并联谐振回路的谐振特性来利用电感、电容串联或并联谐振回路的谐振特性来实现测频。实现测频。变电感变电感改变频段（频率粗调）改变频段（频率粗调）调电容调电容频率细调（电容旋纽按频率刻度频率细调（电容旋纽按频率刻度）3频率电压转换法频率电压转换法 二、比较法二、比较法比较法通过利用标准频率比较法通过利用标准频率fs和被测频率和被测频率fx进行比较进行比较来测量频率。其数学模型为：来测量频率。其数学模型为：2.1.2频率的数字测量频率的数字测量一、计数法测量的基本原理一、计数法测量的基本原理在一定的时间间隔在一定的时间间隔T T内，对周期性脉冲的重复进行计数。内，对周期性脉冲的
3、重复进行计数。若周期性脉冲的周期为若周期性脉冲的周期为T TA A ，则计数结果为，则计数结果为 计数误差计数误差当当 时，时，；当当 ，时，时，；当当 ，时，时，；脉冲计数最大绝对误差（量化误差）：脉冲计数最大绝对误差（量化误差）：脉冲计数最大相对误差脉冲计数最大相对误差：二、通用计数器的基本组成及工作方式二、通用计数器的基本组成及工作方式 1、基本组成、基本组成 2、工作方式、工作方式 工作方式A端输入B端输入计数结果测频率比测频 （待测）（已知）测周 （已知）（待测）三、频率（周期）的测量误差与测量范围三、频率（周期）的测量误差与测量范围 1“测频”方式 最大相对误差：测量范围测量范围
4、1上限 受计数器容量和速度限制（a）计数器最大计数值：K十进制计数器位数 （b）计数电路一般由多级双稳态电路构成，受内部状态翻转的时间限制，使计数电路存在最高计数频率的限制 计数脉冲频率最大允许故取 或 （较小者）2下限受测量精度下限受测量精度 的要求限制的要求限制 即测频范围：测频范围：2“测周测周”方方式式 最大相对误差最大相对误差 测量范围测量范围 1测量精度上限受计数器容量和速度限制测量精度上限受计数器容量和速度限制 2测量精度下限受测量精度要求限制测量精度下限受测量精度要求限制 测周范围：测周范围：3、“测频测频”还是还是“测周测周”？若被测频率若被测频率fx较高较高,直接测频的相对
5、误差较小；直接测频的相对误差较小；若被测频率若被测频率fx 较低较低,测周法测频的相对误差较测周法测频的相对误差较小小。则则可求得一个测频和测周相对误差都一样的可求得一个测频和测周相对误差都一样的中界频率中界频率 f0 为为：若若 直接测频直接测频若若 测周法测频测周法测频4分频系数的选择分频系数的选择 1m越大，精确度越高越大，精确度越高 2一般取一般取 （以以n为整数为整数）3 （K为十进制数显示位数为十进制数显示位数）测频测频 测周测周 N显示数字显示数字 显示数的单位（显示数的单位（N=1的的 fx 或或 Tx）n决定小数点位置决定小数点位置改变改变n只不过改变只不过改变 fx 和和T
6、x 的指示数字的小数点位置。的指示数字的小数点位置。2.2时间间隔的数字测量时间间隔的数字测量2.2时间间隔的数字测量时间间隔的数字测量一、一、测量原理测量原理图-2-2时间间隔的测量二、测量误差二、测量误差(测量周期测量周期)三、测量范围三、测量范围 2.3相位差的数字测量相位差的数字测量2.3相位差的数字测量相位差的数字测量2.3.1 相位-电压转换法设 ，二者相位差 对应的时差 为 工作原理：1.鉴相 2.低通滤波求平均值 2.3.2 相位相位-时间转换法时间转换法工作原理：工作原理：1.鉴相 设设 ，二者相位差二者相位差 对应的时差对应的时差 为为 2.时间计数 相位量化单位 相位量化误差相位量化误差 相对量化误差 例题：采用相位时间转换法测量两个频率为1kHz相位差 的正弦信号，若时标脉冲频率为500kHz，试计算相位量化误差和计数器计数结果。时标周期时标周期Tc（或频率（或频率fc）的选择）的选择 若使 ，n决定小数点位置（），十进制显示位数须使 （须先测量信号的周期才能选定Tc），或 此时 度结论：因时标频率不能太高，本方法只适用于测量低频信号的相位差。结束