1、电子测量技术第 1页 第四章 数字测量方法1 概述2 时间与频率的原始基准3 频率和时间的测量原理4 电子计数器的组成原理和测量功能电子测量技术第 2页 1 概述1.1 时间、频率的基本概念1）时间和频率的定义2）时频测量的特点3）测量方法概述1.2 电子计数器概述1）电子计数器的分类2）主要技术指标3）电子计数器的发展电子测量技术第 3页 1.1 时间、频率的基本概念1）时间和频率的定义 时间有两个含义：“ 时刻 ” ： 即某个事件何时发生；“ 时间间隔 ” ： 即某个时间相对于某一时刻持续了多久。 频率的定义： 周期信号在单位时间（ 1s） 内的变化次数（周期数）。如果在一定 时间间隔 T
2、内周期信号重复变化了 N次 ，则频率可表达为：f N/T 时间与频率的关系： 可以互相转换。电子测量技术第 4页 2) 时频测量的特点 最常见和最重要的测量时间是 7个基本国际单位之一，时间、频率是极为重要的物理量，在通信、航空航天、武器装备、科学试验、医疗、工业自动化等 民用和军事方面都存在时频测量。 测量准确度高时间频率基准具有最高准确度（ 可达 10-14），校准（比对）方便，因而数字化时频测量可达到很高的准确度。因此， 许多物理量的测量都转换为时频测量。 自动化程度高 测量速度快电子测量技术第 5页 3） 测量方法概述 频率的测量方法可以分为：差频法拍频法示波法电桥法谐振法比较法直读法
3、李沙育图形法测周期法模拟法频率测量方法数字法电容充放电法电子计数器法电子测量技术第 6页 u 各种测量方法有着 不同的实现原理 ，其复杂程度不同。u 各种测量方法有着 不同的测量准确度和适用的频率范围 。u 数字化 电子计数器法 是时间、频率测量的主要方法，是本章的重点。电子测量技术第 7页 1.2 电子计数器概述1）电子计数器的分类 按功能可以分为如下四类：（ 1） 通用计数器 ： 可测量频率、频率比、周期、时间间隔、累加计数等。其测量功能可扩展。（ 2） 频率计数器 ： 其功能限于测频和计数。但 测频范围往往很宽。（ 3） 时间计数器 ： 以时间测量为基础，可测量周期、脉冲参数等，其测时分
4、辨力和准确度很高。（ 4） 特种计数器 :具有特殊功能的计数器。 包括可逆计数器、序列计数器、预置计数器等。用于工业测控。电子测量技术第 8页 1）电子计数器的分类u 按用途可分为：测量用计数器和控制用计数器。u 按测量范围可分为：（ 1） 低速计数器 （低于 10MHz） （ 2） 中速计数器 （ 10100MHz） （ 3） 高速计数器 （高于 100MHz） （ 4） 微波计数器 （ 180GHz） 电子测量技术第 9页 2） 主要技术指标（ 1） 测量范围： 毫赫 几十 GHz。（ 2） 准确度： 可达 10-9以上。（ 3）晶振频率及稳定度： 晶体振荡器是电子计数器的内部基准，一般要
5、求高于所要求的测量准确度的一个数量级（ 10倍）。输出频率为 1MHz、 2.5MHz、 5MHz、 10MHz等，普通晶振稳定度为 10-5，恒温晶振达 10-710-9。（ 4）输入特性： 包括耦合方式（ DC、 AC）、 触发电平（可调）、灵敏度（ 10100mV）、 输入阻抗（ 50 低阻和1M /25pF 高阻）等。（ 5）闸门时间 (测频 )：有 1ms、 10ms、 100ms、 1s、 10s。（ 6） 时标 (测周 )：有 10ns、 100ns、 1ms、 10ms。（ 7） 显示： 包括显示位数及显示方式等。电子测量技术第 10页 3） 电子计数器的发展 测量方法的不断发展： 模拟 数字技术 智能化。 测量准确度和频率上限 是电子计数器的两个重要指标，电子计数器的发展体现了这两个 指标的不断提高 及 功能的扩展和完善 。 例子：通道： 两个 225MHz通道，也可选择第三个 12.4GHz通道。每秒 12位的频率分辨率、 150ps的时间间隔分辨率。测量功能：包括频率、频率比、时间间隔、上升时间、下降时间、相位、占空比、正脉冲宽度、负脉冲宽度、总和、峰电压、时间间 隔平均和时间间隔延迟。处理功能： 平均值、最小值、最大值和标准偏差。
