電子測量與常用儀器的使用 王成安 4

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1、第4章頻率和時間的測量技術與測量儀器4．1頻率和時間測量的基本要求和方法4．2使用示波器測量頻率的操作方法4．3使用電子計數(shù)器測量頻率4．4使用數(shù)字頻率計測量頻率的操作方法4．5時間間隔的測量方法4．6相位差的測量方法4．1頻率和時間測量的基本要求和方法頻率和周期的關系為：時間和頻率的測量有三大特點：1.測量準確度高。2.自動化程度高。3.測量速度快。4.1.1頻率的測量方法1.直接法（1）諧振法（2）電橋法2.比較法（1）拍頻法（2）差頻法（3）示波法4．2使用示波器測量頻率的操作方法4.2.1示波器的工作原理及主要技術性能1．示波器工作原理（1）通用示波器

2、的組成示波器主要由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉系統(tǒng)、Y軸偏轉系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標準信號源組成，其組成框圖如圖4.5所示。（2）示波管2．CA8020型雙蹤示波器4.2.2使用示波器測量信號頻率的操作方法1．正確選用測量信號頻率的示波器（1）根據(jù)要顯示的信號數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器（2）根據(jù)被測信號的頻率范圍選擇頻帶寬度符合要求的示波器（3）根據(jù)被測信號的重現(xiàn)方式選擇模擬式示波器還是數(shù)字式示波器2．用示波器測量信號頻率前的準備工作（1）檢查電源電壓。（2）進行面板一般功能檢查。（3）接通電源，電源指示燈亮，稍預熱后，屏幕上出現(xiàn)掃描光跡，分別調節(jié)亮度、

3、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉、垂直、水平移位等控制件，使光跡清晰并與水平刻度平行。（4）用10∶1探極將校正信號輸入至CH1輸入插座。調節(jié)示波器有關控制件，使熒光屏上顯示穩(wěn)定且易觀察波形。輸入信號電壓的幅度應控制在示波器的最大允許輸入電壓范圍內。3．探頭的正確使用使用探頭時應注意：（1）低電容探頭的應用使輸入阻抗大大提高，但是，將使示波器的靈敏度有所下降。（2）探頭和示波器是配套使用的，不能互換，否則將會導致分壓比誤差增加或高頻補償不當。（3）低電容高電阻探頭的校正方法是以良好的方波電壓通過探頭加到示波器，微調電容C以達到出現(xiàn)良好的方波。4．垂直方式的選擇（1）垂

4、直方式的選擇（2）輸入耦合方式的選擇（3）靈敏度選擇(V/div)的設定5．觸發(fā)源的選擇（1）觸發(fā)源的選擇（2）內觸發(fā)源選擇6．水平系統(tǒng)的操作（1）掃描速度選擇(t/div)的設定（2）觸發(fā)方式的選擇（3）“極性”的選擇（4）“電平”的位置4.2.3使用示波器測量頻率的操作方法1．操作步驟（1）將示波器的掃描速度微調旋鈕置于“校準”位置。（2）將待測信號送至示波器的垂直輸入端。（3）將示波器的輸入耦合開關置于“AC”位置。（4）調節(jié)掃描速度開關（時基開關），使選擇的掃描恰當，屏上顯示適中穩(wěn)定的波形，記錄值。（5）讀出被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占的

5、距離。（6）計算被測交流信號的周期并求出信號頻率。2．示波器測量頻率的幾種常用方法(1)直接測量法(2)時標法(3)李沙育圖形法NVNH圖4-11李沙育圖形4．3使用電子計數(shù)器測量頻率4.3.1電子計數(shù)器的分類1．按功能分類電子計數(shù)器按功能可分為以下幾大類。（1）通用計數(shù)器：通用計數(shù)器可測量頻率、頻率比、周期、時間間隔、累加計數(shù)等，其測量功能可擴展。（2）頻率計數(shù)器：頻率計數(shù)器的功能只限于測頻和計數(shù)，但測頻范圍往往很寬。（3）時間計數(shù)器：時間計數(shù)器以時間測量為基礎，可測量周期、脈沖參數(shù)等，其測時分辨力和準確度很高。（4）特種計數(shù)器:特種計數(shù)器是指具有特殊功能的

6、計數(shù)器。包括可逆計數(shù)器、序列計數(shù)器、預置計數(shù)器等，一般用于工業(yè)測控方面。2．按用途分類電子計數(shù)器按用途可分為測量用計數(shù)器和控制用計數(shù)器這兩大類。3．按測頻范圍分類電子計數(shù)器按測頻范圍可分為以下幾大類。（1）低速計數(shù)器：測量頻率低于10MHz。（2）中速計數(shù)器：測量頻率在10～100MHz之間。（3）高速計數(shù)器：測量頻率高于100MHz。（4）微波計數(shù)器：測量頻率在1～80GHz之間。4.3.2電子計數(shù)器的主要技術指標（1）測量范圍：毫赫～幾十GHz。（2）準確度：可達10-9以上。（3）晶振頻率及穩(wěn)定度：晶體振蕩器是電子計數(shù)器的內部基準，一般要求高于所要求的測

7、量準確度的一個數(shù)量級（10倍）。輸出頻率為1MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz等，普通晶振穩(wěn)定度為10-5，恒溫晶振達10-7～10-9。（4）輸入特性：包括耦合方式（DC、AC）、觸發(fā)電平（可調）、靈敏度（10～100mV）、輸入阻抗（50Ω低阻和1MΩ//25pF高阻）等。（5）閘門時間(測頻)：有1ms、10ms、100ms、1s、10s。（6）時標(測周)：有10ns、100ns、1ms、10ms。（7）顯示：包括顯示位數(shù)及顯示方式等。4.3.3電子計數(shù)器的組成和測量功能1．電子計數(shù)器的組成2．電子計數(shù)器的測量功能電子計數(shù)器一般能夠完成下面幾種

8、測量功能。（1）頻率測量（2）頻率比測