数字频率计分析.ppt

数字频率计分析
第一页，共41页。
１．题意分析 2．频率和周期的测量 3．时间间隔的测量
4．占空比的测量 5．信号通道设计要点 6．测评分析
第二页，共41页。
１．题意分析
主要考核点
小信号的宽带放大及整形（ 1Hz～100MHz ）
频率、周期、时间间隔、占空比的高精度测量方法
FPGA的应用能力
第三页，共41页。
(1) 频率和周期测量功能
a．正弦波，频率范围为1Hz～100MHz；有效值电压范围为10mV～1V；
b．预置闸门时间为 1 s 时，测量误差的绝对值不大于10-4。
(2) 时间间隔测量功能
a．方波，频率范围为100Hz～1MHz；峰峰值电压范围为50mV～1V；
c．～100ms；
d．测量误差的绝对值不大于10-2。
(3) 脉冲信号占空比的测量功能
a．矩形波，频率范围为1Hz～5MHz；峰峰值电压范围为50mV～1V；
c．被测脉冲信号占空比的范围为10%～90%；
d．测量误差的绝对值不大于10-2。
(4) 刷新时间不大于2s，测量结果稳定，并能自动显示单位。
(5) 其他（例如，进一步降低被测信号电压的幅度等）
题目主要要求
第四页，共41页。
考核的主要技术指标:
测量误差（约占 60% 以上的分值）
频率和周期测量误差不大于10-4（难点：1Hz，100MHz）；
时间间隔测量误差不大于10-2 （难点：频率为100Hz，）
占空比测量误差不大于10-2（难点：频率为1MHz，测量10%）
灵敏度（约占 30% 以上的分值）
频率和周期测量时，被测信号有效值电压范围为10mV～1V；
进一步降低被测信号电压的幅度
测评时，实际测试点选择为： 1V； 50mV； 10mV；1mV（其他）。
考核点分值的分布:
频率和周期的测量 （64分）；
时间间隔的测量 （16分）
占空比的测量 （16分）
一般要求 （4分）
第五页，共41页。
被测信号在1Hz～10MHz范围内，每一个频率点上的测量误差均≤10-4。
10-4的涵义：若 fx=‥‥Hz，由于１Hz的10-4 ，则应该显示 ± Hz。～ 三者之一。
为了体现10-4的精度，频率计的显示范围应该为：（Hz）～ （MHz）。即频率计应该采用 5 位数字显示，且最高显示位不能为“0”，且单位能自动设置，小数点能自动定位。
如果显示位数采用 4 位及以下，则仪器不能体现10-4的精度；如果显示位数采用 6 位及以上，则数据最后有 2～3 位含有误差，无意义。。
频率测量范围：1Hz～100MHz
预置闸门时间为1s时，测量误差≤10-4
测量误差指标的涵义：
2．频率和周期的测量
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图1 频率、周期、占空比测量 图2 两信号时间间隔测量
由于DDS信号发生器是以晶体振荡器为基础的，因而提供的信号频率的误差 ≤10-5，能满足本题要求（误差 ≤10-4）。
赛区测试时，为保证标准信号源提供的信号足够精准，要求信号源最高输出频率≥100MHz，采样率≥500MSa/s。例如，可采用普源DG4162型。
全国测试采用泰克AFG3252型，其最高输出频率≥240MHz，采样率≥1GSa/s
频率和周期测量误差的检定方案
频率计测量误差的检定方法有标准信号源法和比较法两种，全国专家组推荐采用标准信号源法。即以标准信号源给出的信号频率为标准，确定被检定频率计的频率测量误差。
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项目
测试条件
满分
测试记录
评分
备注
频率和周期测量误差
标准频率：
（）
有效值电压： 1V
8
实测频率：
实测周期：
标准频率：
有效值电压：50mV
8
实测频率：
实测周期：
标准频率：
有效值电压： 1V
8
实测频率：
实测周期：：
标准频率：
有效值电压：50mV
8
实测频率：
实测周期：
评分标准：每项测量误差 ≤ 10-4 时给4分，≤ 5×10-4 时给3分，≤ 10-3 时给2分，≤ 10-2 时给1分。若信号有效值电压在50mV时不能测试，可提高至100 mV测试，但成绩按原满分