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j9老哥俱乐部频率计的测量方法以及基本原理

频率计又称为频率计数器,是种门对被测信号频率行测量的电子测量仪器。频率计主要由四个分构成:时基(T)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。

频率,即是信号周期的倒数,也就是说,信号每单位时间成周期的个数,般取秒为基本单位时间。

测量方法

测量频率的方法有很多,按照其作原理分为无源测频法、法、示波器法和计数法等。计数法在实质上属于法,其中常用的方法是电子计数器法。电子计数器是种常见、基本的数字化测量仪器。

折叠无源测频法

无源测频法主要包括谐振法、电桥法和频率-变换电压法等方法。

2). 电桥法

凡是平衡条件与频率有关的何电桥都可用来测频,但要求电桥的频率性尽可能尖锐。

测频电桥的种类很多,常用的有文氏电桥、谐振电桥和双T电桥,分内容参看有关书籍。

3). 频率-电压变换法

频率-电压变换法测频就是把频率变换为电压或电流,然后以频率刻度的电压表或电流表来示被测频率。

有源测频法主要包括拍频法和差频法。

1).拍频法

拍频法是将被测信号与标准信号经线性元件(如耳机、电压表)直接行叠加来实现频率测量的,其原理电路如图5.3所示。拍频法通常只用于音频的测量,而不宜用于频测量。

2).差频法

差频法是利用非线性器件和标准信号对被测信号行差频变换来实现频率测量。频段测频常用差频法测量

示波法

主要分为李沙育图形法和周期法。

在示波器上根据李沙育图形或信号波形的周期个数行测频。这种方法的测量频率范围从音频到频信号皆可。

计数法

直接计数单位时间内被测信号的脉冲数,然后以数字形式显示频率值。这种方法测量度、快速,适合不同频率、不同度测频的需要。电子计数器测频有两种方式:是直接测频法,即在定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。

由于数字电路的飞速发展和集成电路的普及,计数器的应用十分广泛。利用电子术器测量频率具有精度,显示醒目直观,测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等系列突出优点,所以该方法是目前好的。

基本原理

频率计基本的作原理为:当被测信号在定时间段T内的周期个数为N时,则被测信号的频率f=N/T(如右图所示)。

在个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成定周期的窄脉冲,送到主门的个输入端。主门的另外个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间,定周期的窄脉冲才能通过主门,从而入计数器行计数,计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值,内控制电路则用来成各种测量能之间的切换并实现测量设置。

应用范围

在传统的电子测量仪器中,示波器在行频率测量时测量精度较低,误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱,但测量速度较慢,无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化,因此,频率计拥有非常广泛的应用范围。

在传统的生产制企业中,频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化,用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品,确保产品质量。

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