1、第六章 频率测量6.1 概述Page 26.1.1 时间和频率的基本概念时间的定义和标准时间是国际单位制中的七个基本物理量之一，它的基本单位是秒，用 s表示。基本定义Page 36.1.1 时间和频率的基本概念早期一般把地球自转一周所需的时间定为一天，而它的 1/86400则定义为 1秒，这种方法由于自转速度受到季节等因素的影响，需要经常进行修正。后来则出现了以原子秒 （ Atomic seconds ）为基础的时间标准，定义 1秒为铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁的辐射9292631770个周期的时间，其准确度可达到 210-11。在电子电器测量中，往往使用较小的单位，如毫秒 (ms)、微
2、秒(s) 、 纳秒 (ns) 和皮秒 (ps) 。它们的换算关系是： 1s = 103ms = 106s = 109ns = 1012psPage 46.1.1 时间和频率的基本概念如图所示， t1是矩形脉冲开始的时刻， t2是消失的时刻。而 t= t1-t2是指 t1时刻到 t2时刻之间的时间间隔，表示矩形脉冲持续的 时间 长度。由此可见 ， “时刻 ”和 “间隔 ”二者的含义和测量方法都是不同的。从科学意义上讲，时间的实际上有两个含义： 1.时刻； 2.时间的间隔。Page 56.1.1 时间和频率的基本概念频率的定义和标准事物在 1秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率，常用 f 表示 。
3、基本定义Page 66.1.1 时间和频率的基本概念周期性变化过程重复出现一次所需要的时间称为周期，常用 T表示，而频率 f 等于周期 T的倒数：频率的单位是 1/秒，叫做赫兹 (Hz) ，常用 单位 还有千赫(kHz)、兆赫 (MHz)、吉赫 (GHz) 。举例说，人耳一般对 4kHz左右的频段最为敏感，广播频段一般在 88 108MHz，萨德的 X波段雷达就是 10GHz左右的频率。它们的换算关系是： 1kHz = 1000Hz 1MHz = 1000kHz1GHz = 1000MHzPage 76.1.1 时间和频率的基本概念时间与频率的特点测量具有动态性质测量精度高测量范围广频率信息传
4、输和处理比较容易Page 86.1.1 时间和频率的基本概念（ 1）在时间和频率的测量过程中，时刻始终在变换，因此在测量时间和频率相关设备时，稳定性是个很重要的指标。（ 2）由于采用了 “ 原子秒 ” 定义的量子时间基准，使得频率测量的精度远高于其他物理量的测量精度，所以实际测量中往往将其他物理量转换为频率进行测量，以提高测量精度。（ 3）频率范围是极其宽广（ 4）通过倍频、分频、混频和扫频等技术，可以对各不同频段的频率测量，能机动、灵活的实施，精准度也很高。Page 96.1.2 频率测量方法的分类频率测量方法的分类Page 106.1.1 时间和频率的基本概念频率测量的方法共有三大类：模拟法、数字法和软件法。在 模拟法中，无源测频法又叫做直读法，它包含谐振法、电桥法和频率电压变换法；而比较法是将待测信号与已知频率信号相比较，从而获知待测信号的频率。数字 法又电容充放电法和电子计数法两种，其中电容充放电法是通过相应的电路来控制电容的充放电的次数，再用仪表测量充放电电流的大小，从而指示出被测信号的频率值；电子计数法是用电子计数器记录单位时间内被测信号通过的周期个数来实现频率测量的。由于电子计数法具有速度快、精度高的优点，目前被广泛采用。软件 实现法一般指 FFT算法，即快速傅里叶算法，是傅里叶变换的一种高效实现方法。它将时域的信号通过该算法得到频域的频谱，因此可以直接读出频率值。
