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数字频率计的研究现状和主要研究内容及方法

日期: 2010-8-29 21:17:05 浏览: 29 来源: 学海网收集整理 作者: 佚名

在电子测量领域中,频率测量的精确度是最高的,可达10—10E-13数量级。因此,在生产过程中许多物理量,例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度,乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率,然后用数字频率计来测量,以提高精确度。
   由于大规模和超大规模数字集成电路技术、数据通信技术与单片机技术的结合,数字频率计发展进入了智能化和微型化的新阶段。其功能进一步扩大,除了测量频率、频率比、周期、时间、相位、相位差等基本功能外,还具有自捡、自校、自诊断、数理统计、计算方均根值、数据存储和数据通信等功能。此外,还能测量电压、电流、阻抗、功率和波形等。
   国际上数字频率计的分类很多。按功能分类,因计数式频率计的测量功能很多,用途很广。所以根据仪器具有的功能,电子计数器有通用和专用之分。 (1)通用型计数器:是一种具有多种测量功能、多种用途的万能计数器。它可测量频率、周期、多周期平均值、时间间隔、累加计数、计时等;若配上相应插件,就可测相位、电压、电流、功率、电阻等电量;配上适当的传感器,还可进行长度、重量、压力、温度、速度等非电量的测量。 (2)专用计数器:指专门用来测量某种单一功能的计数器。如频率计数器,只能专门用来测量高频和微波频率;时间计数器,是以测量时间为基础的计数器,其测时分辨力和准确度很高,可达ns数量级;特种计数器,它具有特种功能,如可逆计数器、予置计数器、差值计数器、倒数计数器等,用于工业和白控技术等方面。数字频率计按频段分类 (1)低速计数器:最高计数频率<10MHz; (2)中速计数器:最高计数频率10—100MHz; (3)高速计数器:最高计数频率>100MHz; (4)微波频率计数器:测频范围1—80GHz或更高。
   国际国内通用数字频率计的主要技术参数:1.频率测量范围 电子计数器的测频范围,低端大部分从10Hz开始;高端则以不同型号的频率计而异。因此高端频率是确定低、中、高速计数器的依据。如果装配相应型号的变频器,各种类型的数字频率计的测量上限频率,可扩展十倍甚至几十倍。2.周期测量范围 数字频率计最大的测量周期,一般为10s,可测周期的最小时间,依不同类型的频率计而定。对于低速通用计数器最小时间为1ys;对中速通用计数器可小到0.1ys(或10捍s)。3.晶体振荡器的频率稳定度 晶体振荡器的频率稳定度,是决定频率计测量误差的一个重要指标。可用频率准确度、日波动、时基稳定度、秒级频率稳定度等指标,来描述晶体振荡器的性能。对于时基稳定度来说,按要求低速通用计数器应达到1×10—’/日;中速通用计数器应达到1×10—8/日;高速通用计数器应达到1×10—9/日。4.输入灵敏度 输入灵敏度是指在侧频范围内能保证正常工作的最小输入电压。目前通用计数器一般都设计二个输入通道,即d通道和月通道。对于4通道来说,灵敏度大多为50mV。灵敏度高的数字频率计可达30mV、20mV。5.输入阻抗 输入阻抗由输入电阻和输入电容两部分组成。输入阻抗可分为高阻(1M赡//25PF、500K鲍//30PF)和低阻(50鲍)。一般说来,低速通用计数器应设计成高阻输入;中速通用计数器,测频范围最高端低于100MHz,仍设计为高阻输入;对于高速通用计数器,测频>100MHz, 设计成低阻 (50Q) 输入, 测频<100MHz, 设计成高阻(500K魔//30PF)输入。
   数字频率计是直接对脉冲计数后得到实际频率的,误差小非数字的用对频率敏感的电路实现,结果也可能用数字显示,主要是误差大

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