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1、41概述42数模转换器43模数转换器44频度周期的数字化检测45相位的数字化检测46电流的数字化检测47内阻电容的数字化检测48电功率的数字化检测49数字电流表的偏差及抗干扰举措410微机化仪器数字化检测技术44频度周期的数字化检测一电子计数器数字频度计组成数字频度计主要由四个部份构成输入电路时基T电路计数显示电路以及控制电路输入电路因为输入的讯号可以是正弦波三角波而旁边的闸门或计数电路要求被测讯号为方形波所以须要设计一个整形电路则在检测的时侯首先通过整形电路将正弦波或则三角波转化成圆形波在
2、整形之前因为不清楚被测讯号的强弱的情况所以在通过整形之前通过放大衰减处理当输入讯号电流幅度较大时通过输入衰减电路将电流幅度减少当输入讯号电流幅度较小时若功放输入衰减为零时不能驱动旁边的整形电路则调节输入放大的增益被测讯号得以放大时基和闸门电路闸门电路是控制计数器计数的标准时间讯号被测讯号的脉冲通过闸门步入计数器的个数就是由闸门讯号决定的闸门讯号的精度很大程度上决定了频度计的频度测检测精度当要求频度检测精度高时应使用晶体振荡器通过分频获得通常时基讯号可由555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器经整形分频后形成一个标准的时基讯号作为闸门开通的基准时间被测讯号通过闸
3、门作为计数器的时钟讯号计数显示电路在闸门电路导通的情况下开始计数被测讯号中有多少个上升沿在计数的时侯数码管不显示数字当计数完成后此时要使数码管显示计数完成后的数字控制电路控制电路上面要形成计数清零讯号和锁存控制讯号二数字频度计测频原理频度是每秒内讯号变化的次数在一个确切的时间段对讯号变化计数就可实现频度检测开通时间通用频度计通常选用频度稳定度良好的石英晶体谐振器来形成这个时间基准它在短时间内的频度稳定度可以达到109量级设石英晶体振荡器形成的脉冲周期为T0经过一系列分频可以得到几种标准的开通时间T如10mS01SlS10S等几种TN0T0
4、N0是在开通T时间内晶振本身振荡周期的整倍数只要分频次数确切N0就是准确的数则开通时间T就是一个稳定的数值开通时间与频度的关系计数式频度计组成例三数字频度计测周原理当被测讯号频度较低时采用计数方法测频会带来较大的偏差这时可改用检测讯号周期的方式以提升检测的确切度标准频度与讯号的关系四时间间隔的检测在检测两个讯号之间的时间间隔时也可利用于电子计数器五检测频度比用电子计数器可检测两讯号的频度之比原理见书P98图428六电子计数器的偏差1检测频度的偏差可见被测讯号频度越低检测周期越短量化偏差越大2检测周期的偏差可见被测讯号周期闸
5、门开通时间相对于时基周期越大量化偏差越小K表示闸门时间相当于被测讯号周期紊流的倍数另当被测讯号不是圆形波时会出现触发电平甩尾偏差参书P100图430因而输入讯号经输入电路时尽可能增速以减少触发偏差1测频时在1s的闸门时间内对被测讯号的计数值为200Hz1s200则量化偏差为120005欲用电子计数器检测一个fx200Hz的讯号频度采用测频选闸门时间为1s和测周选时标为01s两种方式试比较这两种方式由1偏差所造成的检测偏差例可见测低频讯号频度时采用测周方式的量化偏差大于测频方式2测周时由于被测讯号的频度为200Hz
6、则一个周期时间为Tx12000005秒时标为Ts01s被计数频度为101s10MHz107Hz在0005秒内计得的数为107000550000所以量化偏差为1500000021检测范围电子计数器的检测范围很广可以检测从mHz范围2晶体振荡器的频度稳定度可用频度确切度日频度甩尾秒级频度稳定度气温影响偏差电流影响偏差及负载影响偏差等指标来完整地描述晶振的性能频度稳定度通常为106109范围3输入特点1耦合形式有AC耦合和DC耦合两种形式2触发电平及极性助发电平和极性共同决定了输入讯号的触发
7、点要求触发电平有一定的调节范围触发极性可选择3输入电流范围能保证正常工作的最小输入电流称为输入灵敏度大多为10100mV据悉还须要定义最大输入电流4输入阻抗内输入内阻和输入电容两部份组成5波形适应性包括对余弦被脉冲和其他讯号的适应性4检测时间Tm1闸门时间即检测时间测频时通常有1mS10mS01S1S10S测周期时闸门时间为被测讯号的一个或多个周期2显示时间显示检测结果的时间检测时间闸门时间显示时间复零时间七电子计数器主要技术指标电子式计数器应用实例数字万用表DT9928技术指标数字万用表DT9928例相位检测一般指两同频度讯号间相位差的检测45相位的数字化检测一相位检测基本原理习题与思索
