数字频率计的工作原理、工作特性及技术指标

  仪器网 ·  2012-07-14 23:34  ·  16449 次点击
1.数字频率计的工作原理
数字频率计的基本原理如图9-6所示。欲测知连续周期信号Ux的频率fx先将Ux通过脉冲形成电路变换为同频矩形脉冲,并加至主门电路的输入端A。
主门电路的输入端B经控制环节与时基电路相连、当其得到控制信号时才能打开,使矩形脉冲通过,并且开门时间为B'端时基信号的1个周期T。若T=1秒,则主门打开1秒,在此期间矩形脉冲通过主门进入计数器计数。显然,计数器记录的矩形脉冲的数目即被测信号Ux在1秒内的重复次数,即待测频率fx。主门打开时间、计数器中脉冲数及A、B'端信号在时间上的相互关系,如图9-6所示(图中略去了矩形脉冲的宽度)。
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2.数字频率计的工作特性及技术指标
图9-6各量在时间上的相互关系如图9-7所示。若周期T=O.1秒,则计数器测得的矩形脉冲数乘以10为被侧频率fx。因此,改变T即控制信号的作用时间(亦称闸门时间)即可改变数字频率计的量限。闸门时间是数字频率计的技术指标之一。如某数字颇率计的两项技术指标为:测量范围10赫-10兆赫;闸门时间为0.01,0.1,1,10秒四种。
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数字频率计的另一个重要技术指标为测量精度,表示为:±时荃稳定度±1个计数。如某频率计的精度为±2x10-7/日±1个计数。所谓时基稳定度即产生时基信号的频标发生器(亦称“时钟")的频率稳定度。频标发生器由晶体振荡器及附加电路组成。给石英晶体片镀上金(或银)电极,极间加电压,当电压频率与品体的自振频率相同时,晶体会产生强烈振动。其振荡频率很稳定,可作为频率或时间的基准(为减小振荡器的频率温度漂移,有时还将其置于恒温槽中)。所谓±1个计数是指计数器的基本误差,其成因如图9-8所示。
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在同样闸门时间内,主门开启时刻与第1个计数脉冲的出现时刻难以绝对吻合,矩形脉冲A的宽度对计数也有影响。图中3个波形为1组,其中“控制”即图9-7的“主门”,用以反映闸门时间。可以看出,在主门打开时间内,图9-8b中有4个被测脉冲A进入计数器,可记4个数.图9-8a中,因第1个进入计数器的脉冲“迟到”,只能记3个数;而图9-8(c)中,因A的脉宽加大(频率仍未变),主门打开时上一脉冲也有部分进入,因而记数为5。从而形成了±1个计数的基本误差。需注意,选用不同的闸门时间,±1个计数误差的含义不同。如闸门时间在0.01秒档时,±1个计数的误差相当于±100赫;而闸门时间在1秒挡时,仅相当于±1赫。因此,闸门时间选得越长,则读数的有效数字越多,测量精度越高。测量时,应尽量使计数器的最高一位显示数字。
来源:《电工仪表维修工基本技术》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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