电子测量与仪器--电子计数器.ppt

第五章频率和时间的测量
知识要点:
电子计数器的组成和分类
电子计数器的主要技术指标
电子计数器的工作原理
电子计数器的测量误差
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目前,在电子测量中,时间和频率的测量精确度是最高的。时间测量的精密度可小于10-18,准确度可达10-15。这使时间频率在计量、测量领域中起到十分突出的领先和独特作用。在通信、航空航天、武器装备、科学试验、医疗、工业自动化等民用和军事方面都存在时频测量。
在检测技术中,常常将一些非电量或其它电参量转换成频率进行测量。
第一节概述
一、时间和频率的基本概念
“时刻”——即某个事件何时发生
“时间间隔”——即事件从某一时刻发生到另一时刻结束,
该事件持续了多久
1、时间有两个含义:
式中
f ——频率,用赫兹(HZ)表示;
T——周期过程的周期时间
2、频率的概念:
一、时间和频率的基本概念
周期性现象,是指经过一段相等的时间间隔又出现相同状态的现象,在数学上可用一个周期函数来表示所谓周期性现象。
周期信号在单位时间(1s)内的变化次数(周期数)。如果在一定时间间隔T内周期信号重复变化了N次,则频率可表达为:
f=N/T
对一个周期现象来说,周期和频率都是描述它的重要参数。周期与频率互为倒数关系,只要测出其中一个,便可取倒数而求得另一个。
3、常用的频率测量方法
◆频率的测量方法可以分为:
直接法测量
比较法测量
电子计数器测量
谐振法
电桥法
拍频法
外差法
示波法
一、时间和频率的基本概念
(1)直接法
指直接利用电路的某种频率响应特性来测量频率的方法。电桥法和谐振法是这类测量方法的典型代表。
(2)比对法
是利用标准频率与被测频率进行比较来测量频率。其测量准确度主要取决于标准频率的准确度。拍频法、外差法及计数器测频法是这类测量方法的典型代表。
(3)电子计数器
是利用电子计数器来进行频率测量。
一、时间和频率的基本概念
3、常用的频率测量方法
二、时间与频率的标准
1、世界时(UT时)
最初的时间(频率)标准是由天文观测得到的。以地球自转周期为标准测定的时间叫世界时。
2、原子时(AT)
利用原子或分子内部能级跃迁所辐射或吸收的电磁波的频率为基准来计量时间。
各种测量方法有着不同的实现原理,其复杂程度不同。
各种测量方法有着不同的测量准确度和适用的频率范围。
数字化电子计数器法是时间、频率测量的主要方法,具有精度高、速度快、使用简便等优点,因此得到了广泛应用,是本任务的重点。
二、时间与频率的标准
工作原理
1、时间——数字转换原理
三、时间与频率的数字转换原理
时间或频率
(模拟量)
A/D
数字量
计数
显示
把被转换的时间TX与标准时间间隔t0进行比较,取整量化数字N,即
式中:±1——量化误差
比较电路常用一个与门电路来实现
1、时间——数字转换原理
A——标准时间间隔t0作为时标信号
B——TX作为闸门信号
(或门控信号)
三、时间与频率的数字转换原理