第4章頻率和時(shí)間的測(cè)量技術(shù)與測(cè)量?jī)x器4．1頻率和時(shí)間測(cè)量的基本要求和方法4．2使用示波器測(cè)量頻率的操作方法4．3使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率4．4使用數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量頻率的操作方法4．5時(shí)間間隔的測(cè)量方法4．6相位差的測(cè)量方法4．1頻率和時(shí)間測(cè)量的基本要求和方法頻率和周期的關(guān)系為：時(shí)間和頻率的測(cè)量有三大特點(diǎn)：1.測(cè)量準(zhǔn)確度高。2.自動(dòng)化程度高。3.測(cè)量速度快。4.1.1頻率的測(cè)量方法1.直接法（1）諧振法

（2）電橋法2.比較法（1）拍頻法（2）差頻法（3）示波法4．2使用示波器測(cè)量頻率的操作方法4.2.1示波器的工作原理及主要技術(shù)性能1．示波器工作原理（1）通用示波器的組成示波器主要由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源組成，其組成框圖如圖4.5所示。（2）示波管2．CA8020型雙蹤示波器4.2.2使用示波器測(cè)量信號(hào)頻率的操作方法1．正確選用測(cè)量信號(hào)頻率的示波器（1）根據(jù)要顯示的信號(hào)數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器（2）根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率范圍選擇頻帶寬度符合要求的示波器（3）根據(jù)被測(cè)信號(hào)的重現(xiàn)方式選擇模擬式示波器還是數(shù)字式示波器2．用示波器測(cè)量信號(hào)頻率前的準(zhǔn)備工作（1）檢查電源電壓。（2）進(jìn)行面板一般功能檢查。（3）接通電源，電源指示燈亮，稍預(yù)熱后，屏幕上出現(xiàn)掃描光跡，分別調(diào)節(jié)亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉(zhuǎn)、垂直、水平移位等控制件，使光跡清晰并與水平刻度平行。（4）用10∶1探極將校正信號(hào)輸入至CH1輸入插座。調(diào)節(jié)示波器有關(guān)控制件，使熒光屏上顯示穩(wěn)定且易觀察波形。輸入信號(hào)電壓的幅度應(yīng)控制在示波器的最大允許輸入電壓范圍內(nèi)。3．探頭的正確使用使用探頭時(shí)應(yīng)注意：（1）低電容探頭的應(yīng)用使輸入阻抗大大提高，但是，將使示波器的靈敏度有所下降。（2）探頭和示波器是配套使用的，不能互換，否則將會(huì)導(dǎo)致分壓比誤差增加或高頻補(bǔ)償不當(dāng)。（3）低電容高電阻探頭的校正方法是以良好的方波電壓通過探頭加到示波器，微調(diào)電容C以達(dá)到出現(xiàn)良好的方波。4．垂直方式的選擇（1）垂直方式的選擇（2）輸入耦合方式的選擇（3）靈敏度選擇(V/div)的設(shè)定5．觸發(fā)源的選擇（1）觸發(fā)源的選擇（2）內(nèi)觸發(fā)源選擇6．水平系統(tǒng)的操作（1）掃描速度選擇(t/div)的設(shè)定（2）觸發(fā)方式的選擇（3）“極性”的選擇（4）“電平”的位置4.2.3使用示波器測(cè)量頻率的操作方法1．操作步驟（1）將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置。（2）將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。（3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。（4）調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)（時(shí)基開關(guān)），使選擇的掃描恰當(dāng)，屏上顯示適中穩(wěn)定的波形，記錄值。（5）讀出被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占的距離。（6）計(jì)算被測(cè)交流信號(hào)的周期并求出信號(hào)頻率。2．示波器測(cè)量頻率的幾種常用方法(1)直接測(cè)量法(2)時(shí)標(biāo)法(3)李沙育圖形法NVNH圖4-11李沙育圖形4．3使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量頻率4.3.1電子計(jì)數(shù)器的分類1．按功能分類電子計(jì)數(shù)器按功能可分為以下幾大類。（1）通用計(jì)數(shù)器：通用計(jì)數(shù)器可測(cè)量頻率、頻率比、周期、時(shí)間間隔、累加計(jì)數(shù)等，其測(cè)量功能可擴(kuò)展。（2）頻率計(jì)數(shù)器：頻率計(jì)數(shù)器的功能只限于測(cè)頻和計(jì)數(shù)，但測(cè)頻范圍往往很寬。（3）時(shí)間計(jì)數(shù)器：時(shí)間計(jì)數(shù)器以時(shí)間測(cè)量為基礎(chǔ)，可測(cè)量周期、脈沖參數(shù)等，其測(cè)時(shí)分辨力和準(zhǔn)確度很高。（4）特種計(jì)數(shù)器:特種計(jì)數(shù)器是指具有特殊功能的計(jì)數(shù)器。包括可逆計(jì)數(shù)器、序列計(jì)數(shù)器、預(yù)置計(jì)數(shù)器等，一般用于工業(yè)測(cè)控方面。2．按用途分類電子計(jì)數(shù)器按用途可分為測(cè)量用計(jì)數(shù)器和控制用計(jì)數(shù)器這兩大類。3．按測(cè)頻范圍分類電子計(jì)數(shù)器按測(cè)頻范圍可分為以下幾大類。（1）低速計(jì)數(shù)器：測(cè)量頻率低于10MHz。（2）中速計(jì)數(shù)器：測(cè)量頻率在10～100MHz之間。（3）高速計(jì)數(shù)器：測(cè)量頻率高于100MHz。（4）微波計(jì)數(shù)器：測(cè)量頻率在1～80GHz之間。4.3.2電子計(jì)數(shù)器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）測(cè)量范圍：毫赫～幾十GHz。（2）準(zhǔn)確度：可達(dá)10-9以上。（3）晶振頻率及穩(wěn)定度：晶體振蕩器是電子計(jì)數(shù)器的內(nèi)部基準(zhǔn)，一般要求高于所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度的一個(gè)數(shù)量級(jí)（10倍）。輸出頻率為1MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz等，普通晶振穩(wěn)定度為10-5，恒溫晶振達(dá)10-7～10-9。（4）輸入特性：包括耦合方式（DC、AC）、觸發(fā)電平（可調(diào)）、靈敏度（10～100mV）、輸入阻抗（50Ω低阻和1MΩ//25pF高阻）等。（5）閘門時(shí)間(測(cè)頻)：有1ms、10ms、100ms、1s、10s。（6）時(shí)標(biāo)(測(cè)周)：有10ns、100ns、1ms、10ms。（7）顯示：包括顯示位數(shù)及顯示方式等。