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第 2 章 方案的设计与论证
2.1 测频原理
测频的原理归结成一句话,就是在单位时间内对被测信号进行计数。被测信号,
通过输入通道的放大器放大后,进入整形器加以整形变为矩形波,并送入主门的输
入端。由晶体振荡器产生的基频,按十进制分频得出的分频脉冲,经过基选通门去
触发主控电路,再通过主控电路以适当的编码逻辑便得到相应的控制指令,用以控
制主门电路选通被测信号所产生的矩形波,至十进制计数电路进行直接计数和显示。
若在一定的时间间隔 T 内累计周期性的重复变化次数 N,则频率的表达式为式:
(2.1)
图 2.1 说明了测频的原理及误差产生的原因。
时基信号
待测信号
丢失(少计一个脉冲) 计到 N 个脉冲 多余(比实际多出了 0.X 个脉冲)
图 2.1 测频原理
在图 2.1 中,假设时基信号为 1KHZ ,那么用此法测得的待测信号为 1KHZ×
5=5KHZ。但从图中可以看出,待测信号实际应该在 5.5KHZ 左右,误差约有 0.5/5.5
≈9.1% 。这个误差是比较大的,实际上,测量的脉冲个数的误差会在 ±1 之间。假
设所测得的脉冲个数为 N,则所测频率的误差最大为δ=1/(N-1)*100% 。显然,
减小误差的方法,就是增大 N。本频率计要求测频误差在 1%以下,则 N 应大于
1000。通过计算,对 1KHZ 以下的信号用测频法,反应的时间长于或等于 10S 。由
此可以得出一个初步结论:测频法适合于测高频信号。
频率计数器严格地按照公式进行测频。由于数字测量的离散性,被测频率在计
数器中所记进的脉冲数可有正一个或负一个脉冲的±1 量化误差,在不计其他误差影
响的情况下,测量精度将为:
(2.2)
应当指出,测量频率时所产生的误差是由 N 和 T 俩个参数所决定的,一方面是