电子测量技术第七章 数字频率计

第二节 频率计的原理和使用方法
图7-8 整机原理框图
(1) 输入通道 该计数器设有A、B两个输入通道，
第二节 频率计的原理和使用方法
为保证两通道在测量时的特性一致，故两通道的组成形式相同， 均由衰减器、输入保护电路、阻抗变换电路、主放大器、整形电 路、三态灯指示电路和控制选择门组成。 (2) 计数及控制逻辑单元 它由ICM72268型CMOS大规模集成电路 组成，它包含有高频振荡器、十分频器、八位十进制计数器、寄 存器、七段译码多路扫描电路及八位LED数码显示驱动电路等部 分。 (3) 标准信号源 本机采用ED441C型5MHz插入式小型恒温石英晶 体振荡器作为标准信号源，为了向ICM72268提供10MHz时钟频率 信号，采用了二倍频电路。
图7-6 测量频率的原理框图
第二节 频率计的原理和使用方法
三、基本原理 1.电子计数式频率计测量频率的原理 2.通用电子频率计
图7-7 电子频率计原理图
第二节 频率计的原理和使用方法
(1) 测量频率f 将开关S3(S3a和S3b)置f处，S0置1位，S3a将由或门14 引来的矩形波脉冲接至门控电路，闸门时间的长短由S1转换。 (2) 测量周期T 将S3b置T处，S0置2位，被测信号由B端接入。 (3) 测量时间间隔td 将S3置td处，S0置2位。 (4) 测量频率比fA/fB(设fA≥fB) 将S3置fA/fB处，S0置1位，将频率为fA 的信号接入A端，频率为fB的信号接入B端，这时与门6打开，或门 14的输出接门控电路，fB信号经与门6、或门13至倍乘电路，门控 电路控制主门的开启时间，相当于测量频率时的闸门信号。 3.E312A型频率计的工作原理
第二节 频率计的原理和使用方法
2) 解决时基准确度及测量频率误差问题，保证测出的频率值真实 可信，满足规定的准确度要求。 3) 提高频率计测量频率的上限。
图7-10 100MHz频率扩展电路框图
① 预分频法。假如要求测量几十兆赫甚至几百兆赫的频率，可 以采用扩展插件，按以下电路即可做出完全能用的频率扩展插件。 电路图参照图7-10，以74LS196分频，放大器也可用其他形式的。
J10411H4.eps
第二节 频率计的原理和使用方法
四、测量技能 1.使用说明 1) 了解被测信号的情况：频率范围，电压高低，对准确度的要求， 工作量的大小，是否需要自动测量等。 2) 熟悉频率计的情况：频率的范围、输入灵敏度、时基频率、稳 定度、时基准确度，是否经计量检定或校准过，是否能满足测量 的要求。 3) 选择测量仪器，确定实测方案和操作指南，保证达到测量频率 的要求。 4) 根据测频结果进行数据处理和误差计算等。 2.测量方法 1) 解决频率上限及输入灵敏度问题，保证能测出频率。
第二节 频率计的原理和使用方法
(4) 显示器 由八位共阴型LED数码管组成数字显示屏，显示驱动 电路采用动态驱动方式，数码管由七段电极(a～g)和小数点电极(D p)组成。 (5) 直流电源 本机采用集成度高的三端稳压器，提供15V、-15V 和5V三组直流稳压电源，5V输出端具有过电压保护电路，当某种 故障引起输出电压升高超过6.5V后，保护管将被触发，输出接地， 以起保护整机作用。
① 增加输入放大器扩展单元，如E312A在加扩展插件后，可使 输入灵敏度提高至约1mV(有效值)。 ② 自制输入放大单元，可以采用像电视天线放大器、其他高频 或超高频放大器那样的单元电路，装入频率计中，或单独做成屏 蔽的小盒放在频率计外，将被测信号放大到30mV以上即可。 ③ 采用特制的选频放大器可以测量微伏量级的信号，例如，测 量小功率电台发射的载波信号的频率或远处电台发射信号的频率 等。测量这些微弱信号时，并不是将频率计用电缆与被测信号间 连接，而是在选频放大器的输入端设置一根短的拉竿天线即可。 5) 提高时基晶体振荡器的频率准确度。 6) 减小±1误差的影响。 1.本章介绍了测量频率的各种方法和原理。
第二节 频率计的原理和使用方法
4) 显示及工作方式为八位LED数字显示，包括自动显示和自动测 量。 5) 人工复原时按人工复原钮，测量重新开始。 6) 保持开关置保持状态，读数保持不变。 7) ED44—1型石英晶振器的性能指标包括：标称频率为5MHz，频 率准确度为±5×10-8，频率稳定度为1×10-8/日。
第七章 数字频率计
第一节 概 述 第二节 频率计的原理和使用方法
第一节 概 述
1.利用LC回路谐振特性工作的仪器
图7-1 谐振式波长表 L—耦合线圈 —已知电感线圈 —已知电容
2.利用外差法测频
第一节 概 述
3.示波法 4.电子计数器法
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图7-2 外差式频率计原理框图
第一节 概 述
图7-3 用示波法测频率
第二节 频率计的原理和使用方法
② 差频法。提高测量频率上限也可采用将被测信号与已知标准 信号混频取其差频送入频率计计数，其原理框图如图7-12所示。
图7-11 装入E312A的预分频器
第二节 频率计的原理和使用方法
图7-12 差频法原理框图
4) 提高频率计的灵敏度。
第二节 频率计的原理和使用方法
第一节 概 述
图7-4 电子计数器法测频率
第二节 频率计的原理和使用方法
一、面板结构 E312A型通用数字频率计的面板如图7⁃5所示。
二、技术性能
图7-5 面板图
第二节 频率计的原理和使用方法
1.测量功能 1) 测量频率：1Hz～10MHz(A端输入)。 2) 测量周期：10s～0.4μs(0.1Hz～2.5MHz)(A端输入)。 3) 测量时间间隔：0.25～(107-1)μs(单线或双线输入)。 4) 计数最大范围：108-1。 5) 输出：不连续点的标准时间脉冲及10MHz时钟频率。 6) 自检。 2.技术指标 1) 输入阻抗：对A、B输入端，Ri≥500kΩ，Ci≤30pF。 2) 时标和闸门时间：各设四组信号，周期分别为10ms、0.1s、1s和 10s。 3) 倍乘率共设四种：×100、×101、×102和×103。
第二节 频率计的原理和使用方法