电子测量技术基础第五章课件

电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第1页第第5章章 频率时间测量频率时间测量 5.1 概述概述 5.2 电子计数器测频率电子计数器测频率 5.3 电子计数器测周期电子计数器测周期 5.4 电子计数器测时间间隔电子计数器测时间间隔电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第2页 5.1.1时间、时间、频率的基本概念频率的基本概念1.时间的定义与标准时间的定义与标准 2.频率的定义与标准频率的定义与标准5.1.2频率测量方法概述频率测量方法概述 5.1 概述概述电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第3页 5.2 电子计数器测频率电子计数器测频率5.2.1电子计数法测频原理电子计数法测频原理频率的定义频率的定义频率的定义频率的定义：周期性信号在一秒钟内变化的周期。：周期性信号在一秒钟内变化的周期。：周期性信号在一秒钟内变化的周期。：周期性信号在一秒钟内变化的周期。如果在一定的时间间隔如果在一定的时间间隔如果在一定的时间间隔如果在一定的时间间隔T Ts s内计有周期信号的重复变化次数内计有周期信号的重复变化次数内计有周期信号的重复变化次数内计有周期信号的重复变化次数N N，则频率可写为：则频率可写为：则频率可写为：则频率可写为：这就是电子计数器测频的基本原理。这就是电子计数器测频的基本原理。这就是电子计数器测频的基本原理。这就是电子计数器测频的基本原理。原理框图原理框图原理框图原理框图：电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第4页 5.2.2 电子计数器测频的组成框图电子计数器测频的组成框图组成框图组成框图组成框图组成框图：电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第5页 5.2.2 误差分析误差分析 据误差传递公式，测频的误差为据误差传递公式，测频的误差为据误差传递公式，测频的误差为据误差传递公式，测频的误差为可得可得可得可得 误差有两部分，第一项是量化误差；第二项是闸门时间误差。误差有两部分，第一项是量化误差；第二项是闸门时间误差。误差有两部分，第一项是量化误差；第二项是闸门时间误差。误差有两部分，第一项是量化误差；第二项是闸门时间误差。dfx=(dNT)(NT2)dT电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第6页 5.2.2 误差分析误差分析1.1.量化误差量化误差量化误差量化误差 也叫也叫也叫也叫计数误差计数误差计数误差计数误差或或或或11个字误差个字误差个字误差个字误差，是电子计数器的固有误差，也是，是电子计数器的固有误差，也是，是电子计数器的固有误差，也是，是电子计数器的固有误差，也是数字仪表特有的误差。数字仪表特有的误差。数字仪表特有的误差。数字仪表特有的误差。T=NTx+t1t2电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第7页 5.2.2 误差分析误差分析产生原因产生原因产生原因产生原因：由被测信号和门控信号之间不同步及周期关系任意性引：由被测信号和门控信号之间不同步及周期关系任意性引：由被测信号和门控信号之间不同步及周期关系任意性引：由被测信号和门控信号之间不同步及周期关系任意性引起的。起的。起的。起的。被测信号与门控信号间没有同步锁定关系，门控信号的起始点被测信号与门控信号间没有同步锁定关系，门控信号的起始点被测信号与门控信号间没有同步锁定关系，门控信号的起始点被测信号与门控信号间没有同步锁定关系，门控信号的起始点随开机时刻而随机；被测信号周期是任意的，而门控信号周期是一随开机时刻而随机；被测信号周期是任意的，而门控信号周期是一随开机时刻而随机；被测信号周期是任意的，而门控信号周期是一随开机时刻而随机；被测信号周期是任意的，而门控信号周期是一定的。当定的。当定的。当定的。当TsTs与被测与被测与被测与被测TxTx的整数倍相当时，产生的整数倍相当时，产生的整数倍相当时，产生的整数倍相当时，产生11误差更为典型。误差更为典型。误差更为典型。误差更为典型。注意注意注意注意：与与与与f fx xT T成成成成反比反比反比反比。当被测当被测当被测当被测f fx x一定，闸门开启时间一定，闸门开启时间一定，闸门开启时间一定，闸门开启时间T Ts s越大，越大，越大，越大，11量化误差对测频误量化误差对测频误量化误差对测频误量化误差对测频误差影响越小；当闸门开启时间差影响越小；当闸门开启时间差影响越小；当闸门开启时间差影响越小；当闸门开启时间T Ts s一定，被测频率一定，被测频率一定，被测频率一定，被测频率f fx x越高，越高，越高，越高，11量化误量化误量化误量化误差对测频误差影响越小。差对测频误差影响越小。差对测频误差影响越小。差对测频误差影响越小。故，电子计数器测频故，电子计数器测频故，电子计数器测频故，电子计数器测频适于测高频适于测高频适于测高频适于测高频频率。频率。频率。频率。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第8页 5.2.2 误差分析误差分析2.2.闸门时间误差闸门时间误差闸门时间误差闸门时间误差(标准时间误差标准时间误差标准时间误差标准时间误差)闸门时间不准引起闸门时间相对误差。闸门时间不准引起闸门时间相对误差。闸门时间不准引起闸门时间相对误差。闸门时间不准引起闸门时间相对误差。产生原因产生原因产生原因产生原因：主要是晶振频率准确度，而整形电路、分频电路、闸门：主要是晶振频率准确度，而整形电路、分频电路、闸门：主要是晶振频率准确度，而整形电路、分频电路、闸门：主要是晶振频率准确度，而整形电路、分频电路、闸门的开关速度等因素也产生影响。的开关速度等因素也产生影响。的开关速度等因素也产生影响。的开关速度等因素也产生影响。设晶振频率为设晶振频率为设晶振频率为设晶振频率为fcfc(周期为周期为周期为周期为TcTc)，分频系数为分频系数为分频系数为分频系数为mm，所以有：所以有：所以有：所以有：微分，微分，得得电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第9页 5.2.2 误差分析误差分析2.2.闸门时间误差闸门时间误差闸门时间误差闸门时间误差(标准时间误差标准时间误差标准时间误差标准时间误差)由前两式可知由前两式可知：考虑相对误差定义中使用的是增量符号考虑相对误差定义中使用的是增量符号，所以用增量符号代替式所以用增量符号代替式(5.2-9)中的微分符号，中的微分符号，改写为改写为表明：闸门时间的相对误差在数值上等于晶振频率的相对误差。表明：闸门时间的相对误差在数值上等于晶振频率的相对误差。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第10页 5.2.2 误差分析误差分析 3.3.总误差总误差总误差总误差将式前几个式子整理将式前几个式子整理 得：得：fc有可能大于零，有可能大于零，也有可能小于零。也有可能小于零。若按最坏情况考虑，若按最坏情况考虑，则测量则测量频率的最大相对误差应写为频率的最大相对误差应写为电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第11页 5.2.2 误差分析误差分析要提高频率测量的准确度，要提高频率测量的准确度，应采取如下措施：应采取如下措施：提高晶振频率的准确度和稳定度以减小闸门时间误差；提高晶振频率的准确度和稳定度以减小闸门时间误差；扩大闸门时间扩大闸门时间T或倍频被测信号频率或倍频被测信号频率fx以减小以减小1误差；误差；被测信号频率较低时，被测信号频率较低时，采用测周期的方法测量。采用测周期的方法测量。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第12页 5.3 电子计数器测周期电子计数器测周期 时间测量在科学技术各领域中十分重要。时间测量主要指周期、时间测量在科学技术各领域中十分重要。时间测量主要指周期、时间测量在科学技术各领域中十分重要。时间测量主要指周期、时间测量在科学技术各领域中十分重要。时间测量主要指周期、上升时间、时间间隔等的测量。上升时间、时间间隔等的测量。上升时间、时间间隔等的测量。上升时间、时间间隔等的测量。5.3.1 电子计数器测周期的基本原理电子计数器测周期的基本原理 1.1.原理框图原理框图原理框图原理框图 T T与与与与f f互为倒数，则将测频的被测通道与标准通道对调即可。互为倒数，则将测频的被测通道与标准通道对调即可。互为倒数，则将测频的被测通道与标准通道对调即可。互为倒数，则将测频的被测通道与标准通道对调即可。原路框图原路框图原路框图原路框图：电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第13页 5.3.1 5.3.1 电子计数器测周期的基本原理电子计数器测周期的基本原理电子计数器测周期的基本原理电子计数器测周期的基本原理工作原理工作原理工作原理工作原理：将被测信号经分频后作为门控信号去控制主闸门开启与：将被测信号经分频后作为门控信号去控制主闸门开启与：将被测信号经分频后作为门控信号去控制主闸门开启与：将被测信号经分频后作为门控信号去控制主闸门开启与关闭，晶振标准信号经分频后通过主闸门进入计数器被计数。关闭，晶振标准信号经分频后通过主闸门进入计数器被计数。关闭，晶振标准信号经分频后通过主闸门进入计数器被计数。关闭，晶振标准信号经分频后通过主闸门进入计数器被计数。2.2.测量结果测量结果测量结果测量结果 显然，测周是将被测周期显然，测周是将被测周期显然，测周是将被测周期显然，测周是将被测周期T Tx x与标准周期与标准周期与标准周期与标准周期T Tc c进行比较，若在进行比较，若在进行比较，若在进行比较，若在T Tx x内内内内对标准脉冲计数值为对标准脉冲计数值为对标准脉冲计数值为对标准脉冲计数值为N N，则，则，则，则 T Tc c是晶振经分频后的脉冲周期，大小由是晶振经分频后的脉冲周期，大小由是晶振经分频后的脉冲周期，大小由是晶振经分频后的脉冲周期，大小由“时标选择时标选择时标选择时标选择”开关来选择。开关来选择。开关来选择。开关来选择。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第14页 5.3.2 误差分析误差分析 类似测频的误差分析。据误差传递公式，由类似测频的误差分析。据误差传递公式，由类似测频的误差分析。据误差传递公式，由类似测频的误差分析。据误差传递公式，由T Tx x=NTNTc c可得可得可得可得写成增量形式写成增量形式写成增量形式写成增量形式 1.1.量化误差量化误差量化误差量化误差 因因因因N N11，而，而，而，而N NT Tx xf fc c，有，有，有，有注意注意注意注意：量化误差的影响在被测周期：量化误差的影响在被测周期：量化误差的影响在被测周期：量化误差的影响在被测周期T Tx x小（即频率高）时大，这与测小（即频率高）时大，这与测小（即频率高）时大，这与测小（即频率高）时大，这与测频时刚好相反。频时刚好相反。频时刚好相反。频时刚好相反。2.2.晶振误差晶振误差晶振误差晶振误差 同测频，为同测频，为同测频，为同测频，为 电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第15页 5.3.2 误差分析误差分析注意注意注意注意：晶振准确度和稳定性的影响与测频相同。：晶振准确度和稳定性的影响与测频相同。：晶振准确度和稳定性的影响与测频相同。：晶振准确度和稳定性的影响与测频相同。则总误差为则总误差为则总误差为则总误差为 3.3.周期倍乘周期倍乘周期倍乘周期倍乘 为了减小测量误差，为了减小测量误差，为了减小测量误差，为了减小测量误差，可以减小可以减小可以减小可以减小T Tc c(增大增大增大增大f fc c)，但这受到实际计但这受到实际计但这受到实际计但这受到实际计数器计数速度的限制。数器计数速度的限制。数器计数速度的限制。数器计数速度的限制。在条件许可的情况下，在条件许可的情况下，在条件许可的情况下，在条件许可的情况下，应尽量使应尽量使应尽量使应尽量使f fc c增大。增大。增大。增大。另一种方法是把另一种方法是把另一种方法是把另一种方法是把T Tx x扩大扩大扩大扩大mm倍，倍，倍，倍，形成的闸门时间宽度为形成的闸门时间宽度为形成的闸门时间宽度为形成的闸门时间宽度为mTmTx x，以它以它以它以它控制主门开启，控制主门开启，控制主门开启，控制主门开启，实施计数。实施计数。实施计数。实施计数。计数器的计数结果为：计数器的计数结果为：计数器的计数结果为：计数器的计数结果为：由于由于由于由于N=1N=1，并考虑上式，并考虑上式，并考虑上式，并考虑上式，因此因此因此因此电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第16页 5.3.2 误差分析误差分析4.4.周期倍乘的总误差周期倍乘的总误差周期倍乘的总误差周期倍乘的总误差 电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第17页 5.3.2 误差分析误差分析5.5.触发误差：触发误差：触发误差：触发误差：在测量周期时，被测信号经放大整形后作为时间闸在测量周期时，被测信号经放大整形后作为时间闸在测量周期时，被测信号经放大整形后作为时间闸在测量周期时，被测信号经放大整形后作为时间闸门的控制信号门的控制信号门的控制信号门的控制信号(简称门控信号简称门控信号简称门控信号简称门控信号)，因此，噪声将影响门控信号，因此，噪声将影响门控信号，因此，噪声将影响门控信号，因此，噪声将影响门控信号(即即即即T Tx x)的准确性，造成所谓触发误差。的准确性，造成所谓触发误差。的准确性，造成所谓触发误差。的准确性，造成所谓触发误差。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第18页 5.3.2 误差分析误差分析式中式中式中式中U Un n为被测信号上叠加的噪声为被测信号上叠加的噪声为被测信号上叠加的噪声为被测信号上叠加的噪声“振幅值振幅值振幅值振幅值”.当被测信号为当被测信号为当被测信号为当被测信号为正弦波，即正弦波，即正弦波，即正弦波，即u ux x=U Ummsinsin x xt t,门控电路触发电平为门控电路触发电平为门控电路触发电平为门控电路触发电平为U Up p，则，则，则，则电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第19页 5.3.2 误差分析误差分析于是转换误差为于是转换误差为于是转换误差为于是转换误差为 4.4.总误差总误差总误差总误差 将量化误差、晶振准确度影响、将量化误差、晶振准确度影响、将量化误差、晶振准确度影响、将量化误差、晶振准确度影响、触发误差按绝对值公式合成总误差：触发误差按绝对值公式合成总误差：触发误差按绝对值公式合成总误差：触发误差按绝对值公式合成总误差：误差曲线误差曲线误差曲线误差曲线：左图所示。其中：左图所示。其中：左图所示。其中：左图所示。其中10T10Tx x和和和和100T100Tx x两条为采用多周测量的误差曲两条为采用多周测量的误差曲两条为采用多周测量的误差曲两条为采用多周测量的误差曲线。线。线。线。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第20页 5.3.2 误差分析误差分析注意注意注意注意：利用电子计数器测周：利用电子计数器测周：利用电子计数器测周：利用电子计数器测周 适于低频适于低频适于低频适于低频（因（因（因（因T Tx x大，大，大，大，11误差影响小）；误差影响小）；误差影响小）；误差影响小）；时标要小时标要小时标要小时标要小（fs fs大，大，大，大，11误差影响小）；误差影响小）；误差影响小）；误差影响小）；采用采用采用采用多周期测量多周期测量多周期测量多周期测量。可减小。可减小。可减小。可减小11误差影响，还可减小触发误差的误差影响，还可减小触发误差的误差影响，还可减小触发误差的误差影响，还可减小触发误差的影响。对前者，计数影响。对前者，计数影响。对前者，计数影响。对前者，计数N N大，大，大，大，11误差影响就小；对后者，因一个误差影响就小；对后者，因一个误差影响就小；对后者，因一个误差影响就小；对后者，因一个T Tn n对应门控输出的一次开启时间，若对应门控输出的一次开启时间，若对应门控输出的一次开启时间，若对应门控输出的一次开启时间，若1010个周期则有个周期则有个周期则有个周期则有(T Tn n)/10)/10，即有，即有，即有，即有误差（误差（误差（误差（T Tn n/10/10）/T Tx x，影响就小，影响就小，影响就小，影响就小1010倍。倍。倍。倍。此外，提高信噪比（即增大此外，提高信噪比（即增大此外，提高信噪比（即增大此外，提高信噪比（即增大U Umm/U/Un n），也能减少触发误差的影），也能减少触发误差的影），也能减少触发误差的影），也能减少触发误差的影响。响。响。响。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第21页 5.3.3中界频率中界频率 1 1）测量频率误差）测量频率误差）测量频率误差）测量频率误差 2 2）测量周期误差）测量周期误差）测量周期误差）测量周期误差电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第22页 5.3.3中界频率中界频率 3 3）“中界频率中界频率”是这样定义的：对某信号使用测频法和测周法测是这样定义的：对某信号使用测频法和测周法测量频率，量频率，两者引起的误差相等，两者引起的误差相等，则该信号的频率定义为中界频率，则该信号的频率定义为中界频率，记为记为f0。将式中的将式中的f fx x换为中界频率换为中界频率f f0 0，将将T Tx x换为换为T T0 0再写为再写为1 1f f0 0，将将T Tc c写为写为1/1/f fc c，则式可写为则式可写为解得中界频率为解得中界频率为电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第23页 5.3.3中界频率中界频率若进行频率测量时以扩大闸门时间若进行频率测量时以扩大闸门时间n n倍倍(标准信号周期扩大标准信号周期扩大T Tc cn n倍倍)来提高频率测量精确度，来提高频率测量精确度，则则在进行周期测量时，在进行周期测量时，以扩大闸门时间以扩大闸门时间k k倍倍(扩大待测信号扩大待测信号周期周期k k倍倍)来提高周期测量精确度，这时式来提高周期测量精确度，这时式(5.3-5)(5.3-5)变为变为电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第24页 5.3.3中界频率中界频率可得中介频率更一般的定义式，可得中介频率更一般的定义式，即即【例例1 1】某电子计数器，某电子计数器，若可取的最大的若可取的最大的T T、f fc c值分值分别为别为10 s10 s、100 MHz100 MHz，并取并取k k=10=104 4,n n=10=102 2，试确定该仪器试确定该仪器可以选择的中界频率可以选择的中界频率f f0 0。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第25页 5.4电子计数法测量时间间隔电子计数法测量时间间隔 我们讲的时间间隔，指交流信号上任意两点间距离代表的时间。我们讲的时间间隔，指交流信号上任意两点间距离代表的时间。我们讲的时间间隔，指交流信号上任意两点间距离代表的时间。我们讲的时间间隔，指交流信号上任意两点间距离代表的时间。对脉冲波，主要有上升时间、脉宽等。交流信号的周期，实际上也对脉冲波，主要有上升时间、脉宽等。交流信号的周期，实际上也对脉冲波，主要有上升时间、脉宽等。交流信号的周期，实际上也对脉冲波，主要有上升时间、脉宽等。交流信号的周期，实际上也是时间间隔，只是为两周波形上同电位点间的时间间离。是时间间隔，只是为两周波形上同电位点间的时间间离。是时间间隔，只是为两周波形上同电位点间的时间间离。是时间间隔，只是为两周波形上同电位点间的时间间离。原理框图原理框图原理框图原理框图：B B1 1、B B2 2：两个同特性的独立通道，各自均有触发性极选择和触发电：两个同特性的独立通道，各自均有触发性极选择和触发电：两个同特性的独立通道，各自均有触发性极选择和触发电：两个同特性的独立通道，各自均有触发性极选择和触发电平调节。平调节。平调节。平调节。KK：开关，用于选择两个通道输入信号的种类，当：开关，用于选择两个通道输入信号的种类，当：开关，用于选择两个通道输入信号的种类，当：开关，用于选择两个通道输入信号的种类，当KK闭合时两个通闭合时两个通闭合时两个通闭合时两个通道输入同一信号。道输入同一信号。道输入同一信号。道输入同一信号。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第26页 5.4电子计数法测量时间间隔电子计数法测量时间间隔工作原理工作原理工作原理工作原理：KK闭合闭合闭合闭合：B B1 1、B B2 2输入同一信号。若输入同一信号。若输入同一信号。若输入同一信号。若B B1 1、B B2 2选同极性触发，但触选同极性触发，但触选同极性触发，但触选同极性触发，但触发电平选得不同，则可测上升时间，如（发电平选得不同，则可测上升时间，如（发电平选得不同，则可测上升时间，如（发电平选得不同，则可测上升时间，如（c c）图所示；若）图所示；若）图所示；若）图所示；若B B1 1、B B2 2选选选选择同触发电平，但触发极性选得不同，则可测脉冲宽度，如（择同触发电平，但触发极性选得不同，则可测脉冲宽度，如（择同触发电平，但触发极性选得不同，则可测脉冲宽度，如（择同触发电平，但触发极性选得不同，则可测脉冲宽度，如（d d）图所示。图所示。图所示。图所示。KK断开断开断开断开：B B1 1、B B2 2分别输入两个信号。调各自的触发极性和电平，分别输入两个信号。调各自的触发极性和电平，分别输入两个信号。调各自的触发极性和电平，分别输入两个信号。调各自的触发极性和电平，可测两个信号上升沿间的时间间隔，如（可测两个信号上升沿间的时间间隔，如（可测两个信号上升沿间的时间间隔，如（可测两个信号上升沿间的时间间隔，如（b b）图所示）图所示）图所示）图所示.电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第27页 5.4电子计数法测量时间间隔电子计数法测量时间间隔5.4.25.4.2误差分析误差分析电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第28页 5.4 电子计数器测量相位电子计数器测量相位 相位差的测量，前述示波器测量法，虽直观方便，但准确度较相位差的测量，前述示波器测量法，虽直观方便，但准确度较相位差的测量，前述示波器测量法，虽直观方便，但准确度较相位差的测量，前述示波器测量法，虽直观方便，但准确度较低；电子计数器测量法，则准确度较高。低；电子计数器测量法，则准确度较高。低；电子计数器测量法，则准确度较高。低；电子计数器测量法，则准确度较高。6.4.1 电路组成电路组成原理框图原理框图原理框图原理框图：通道通道通道通道1 1、通道、通道、通道、通道2 2：特性类似过零比较器，在被测信号由负向正通过零：特性类似过零比较器，在被测信号由负向正通过零：特性类似过零比较器，在被测信号由负向正通过零：特性类似过零比较器，在被测信号由负向正通过零点或由正向负通过零点时产生脉冲，加到门控电路。点或由正向负通过零点时产生脉冲，加到门控电路。点或由正向负通过零点时产生脉冲，加到门控电路。点或由正向负通过零点时产生脉冲，加到门控电路。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第29页 5.4.1 电路组成电路组成（续）（续）（续）（续）门控门控门控门控：如：如：如：如“R R-S”S”触发器电路，一个通道来的脉冲使门控输出高电平，触发器电路，一个通道来的脉冲使门控输出高电平，触发器电路，一个通道来的脉冲使门控输出高电平，触发器电路，一个通道来的脉冲使门控输出高电平，而另一通道来的脉冲使之输出低电平。而另一通道来的脉冲使之输出低电平。而另一通道来的脉冲使之输出低电平。而另一通道来的脉冲使之输出低电平。时标信号时标信号时标信号时标信号：包括晶振、分频电路。门控输出高电平期间闸门开启，：包括晶振、分频电路。门控输出高电平期间闸门开启，：包括晶振、分频电路。门控输出高电平期间闸门开启，：包括晶振、分频电路。门控输出高电平期间闸门开启，时标信号通过闸门进入计数器被计数，再译码显示结果。时标信号通过闸门进入计数器被计数，再译码显示结果。时标信号通过闸门进入计数器被计数，再译码显示结果。时标信号通过闸门进入计数器被计数，再译码显示结果。波形图波形图波形图波形图：基本原理基本原理基本原理基本原理：就是时间间隔的测量。即在通道：就是时间间隔的测量。即在通道：就是时间间隔的测量。即在通道：就是时间间隔的测量。即在通道1 1、通道、通道、通道、通道2 2输入信号相位输入信号相位输入信号相位输入信号相位差的时间间隔内，用标准脉冲来填充。差的时间间隔内，用标准脉冲来填充。差的时间间隔内，用标准脉冲来填充。差的时间间隔内，用标准脉冲来填充。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第30页 5.4.2 测量结果测量结果 设两信号相位差的时间为设两信号相位差的时间为设两信号相位差的时间为设两信号相位差的时间为 ，被测信号周期为，被测信号周期为，被测信号周期为，被测信号周期为T Tx x，时标信号，时标信号，时标信号，时标信号周期为周期为周期为周期为T Ts s，在，在，在，在 内计数器计的时标脉冲为内计数器计的时标脉冲为内计数器计的时标脉冲为内计数器计的时标脉冲为N N，则有，则有，则有，则有被测相位差为被测相位差为被测相位差为被测相位差为 1.1.瞬时值相位计数法瞬时值相位计数法瞬时值相位计数法瞬时值相位计数法 一个周期测一次，即有上述结果。一个周期测一次，即有上述结果。一个周期测一次，即有上述结果。一个周期测一次，即有上述结果。注意注意注意注意：适于测低频信号的相位差。因为时标信号频率是有限的，适于测低频信号的相位差。因为时标信号频率是有限的，适于测低频信号的相位差。因为时标信号频率是有限的，适于测低频信号的相位差。因为时标信号频率是有限的，则测高频信号相位差的准确度就会降低。则测高频信号相位差的准确度就会降低。则测高频信号相位差的准确度就会降低。则测高频信号相位差的准确度就会降低。测量结果与被测频率有关，需测出被测信号的周期或频率，测量结果与被测频率有关，需测出被测信号的周期或频率，测量结果与被测频率有关，需测出被测信号的周期或频率，测量结果与被测频率有关，需测出被测信号的周期或频率，才会按上式得出结果。才会按上式得出结果。才会按上式得出结果。才会按上式得出结果。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第31页 5.4.2 测量结果测量结果（续）（续）（续）（续）2.2.平均值相位计数法平均值相位计数法平均值相位计数法平均值相位计数法 此法是对多个相位差的脉冲计数后再平均。此法是对多个相位差的脉冲计数后再平均。此法是对多个相位差的脉冲计数后再平均。此法是对多个相位差的脉冲计数后再平均。如利用时标使计数器一秒如利用时标使计数器一秒如利用时标使计数器一秒如利用时标使计数器一秒“清零清零清零清零”一次，或再用一闸门开启一一次，或再用一闸门开启一一次，或再用一闸门开启一一次，或再用一闸门开启一秒来对时标脉冲通过闸门输出的脉冲进行累计，则有记数秒来对时标脉冲通过闸门输出的脉冲进行累计，则有记数秒来对时标脉冲通过闸门输出的脉冲进行累计，则有记数秒来对时标脉冲通过闸门输出的脉冲进行累计，则有记数N N=f fx xN N（N N为一个相位差内计的脉冲数），因而为一个相位差内计的脉冲数），因而为一个相位差内计的脉冲数），因而为一个相位差内计的脉冲数），因而可见：测量结果与被测频率无关，不需要测被测频率。可见：测量结果与被测频率无关，不需要测被测频率。可见：测量结果与被测频率无关，不需要测被测频率。可见：测量结果与被测频率无关，不需要测被测频率。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第32页 5.4.3 误差分析误差分析 1.1.瞬时值相位计数法的误差瞬时值相位计数法的误差瞬时值相位计数法的误差瞬时值相位计数法的误差 对瞬时值相位计数法测量结果表达式，按误差传递公式有对瞬时值相位计数法测量结果表达式，按误差传递公式有对瞬时值相位计数法测量结果表达式，按误差传递公式有对瞬时值相位计数法测量结果表达式，按误差传递公式有注意注意注意注意：误差中除：误差中除：误差中除：误差中除11量化误差和晶振准确度外，还有被测信号的频率量化误差和晶振准确度外，还有被测信号的频率量化误差和晶振准确度外，还有被测信号的频率量化误差和晶振准确度外，还有被测信号的频率误差。误差。误差。误差。2.2.平均值相位计数法的误差平均值相位计数法的误差平均值相位计数法的误差平均值相位计数法的误差 对均值相位计数法结果表达式，按误差传递公式有对均值相位计数法结果表达式，按误差传递公式有对均值相位计数法结果表达式，按误差传递公式有对均值相位计数法结果表达式，按误差传递公式有注意注意注意注意：误差中不存在被测频率误差的影响。：误差中不存在被测频率误差的影响。：误差中不存在被测频率误差的影响。：误差中不存在被测频率误差的影响。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第33页5.6 其他测量频率的方法其他测量频率的方法一、直读法测频一、直读法测频1 1电桥法测频电桥法测频 电桥法测频即是利用电桥法测频即是利用电桥的平衡条件和被测信电桥的平衡条件和被测信号频率有关这一特性来测号频率有关这一特性来测频。频。