關于頻率測量原理及應用

提綱頻率測量方法的概述電子計數(shù)法的原理誤差分析實現(xiàn)應用第2頁,共18頁，星期六，2024年，5月概述數(shù)字法：

電子計數(shù)器法模擬法無源測頻法（直讀法）比較法諧振法電橋法頻率—電壓變換法拍頻法差頻法示波法李沙育圖形法測周期法軟件實現(xiàn)：FFT算法第3頁,共18頁，星期六，2024年，5月無源測量方法1、諧振法：被測信號經(jīng)互感M與LC串聯(lián)諧振回路進行松耦合，改變可變電容C,使回路發(fā)生串聯(lián)諧振。諧振時回路電流達到最大。~vfxML諧振法測頻原理Ccfx第4頁,共18頁，星期六，2024年，5月無源測量方法2、電橋法：平衡條件與頻率有關的電橋都可以用來測量頻率，電橋的頻率特性應盡可能尖銳。常用的電橋有：文氏電橋、諧振電橋、雙T電橋。取R1=R2=R，C1=C2=C，則由f=ω/2π得fx=1/2πRC~R3R4C1R1R2C2fxRCfx第5頁,共18頁，星期六，2024年，5月無源測量方法3、頻率—電壓變換法：頻率—電壓變換法測頻就是先把頻率信號變換為電壓或電流信號，然后用帶有頻率刻度的電壓表或電流表直接得出被測頻率。ux脈沖形成A單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器B積分U0第6頁,共18頁，星期六，2024年，5月有源測量方法1、拍頻法：將被測信號與標準信號經(jīng)線性元件直接進行疊加來實現(xiàn)頻率的測量。通常只用于音頻的測量。~~v耳機示波器fxfs第7頁,共18頁，星期六，2024年，5月有源測量方法2、差頻法：利用非線性器件和標準信號對被測信號進行差頻變換來實現(xiàn)頻率的測量。適用于高頻段的測量。~~混頻濾波放大器V差頻法測頻原理fsfx第8頁,共18頁，星期六，2024年，5月軟件實現(xiàn)-FFT算法FFT算法：FFT算法即快速傅里葉算法，是傅里葉變換一種高效的實現(xiàn)方法，它將時域的信號通過該算法得到頻域的頻譜，因此可以直接讀出頻率值。被測信號A/D采樣數(shù)字信號處理顯示第9頁,共18頁，星期六，2024年，5月數(shù)字計數(shù)器法數(shù)字計數(shù)器法：測頻法與測周法脈沖形成電路閘門門控電路時基信號發(fā)生器12345十進制計數(shù)器電子計數(shù)器測頻原理方框圖時基T123451、測頻法被測頻率值：注意：適用于測量較高的頻率第10頁,共18頁，星期六，2024年，5月數(shù)字計數(shù)器法2、側周法TX=N/mKffs=NTs/mKf晶振

倍頻器（m）閘門計數(shù)顯示fs=1/TsTs/m放大整型電路

分頻器（1/Kf）TXTXKfTX門控電路電子計數(shù)器測周原理方框圖注意：適用于測量低的頻率第11頁,共18頁，星期六，2024年，5月誤差分析測量最本質的原理圖誤差的主要來源：基準頻率的誤差：準確度與穩(wěn)定度

頻率源：晶振、有源晶振、原子鐘、光鐘2.電子計數(shù)器的舍入誤差：±1注：由于目前一般頻率源的精度可以控制在10-6以上，可忽略不計的因此主要的誤差來源為舍入誤差第12頁,共18頁，星期六，2024年，5月實現(xiàn)方法等精度測量方法(多周期測量方法）測周：測頻：多測周：第13頁,共18頁，星期六，2024年，5月實現(xiàn)方法單片機實現(xiàn)方案第14頁,共18頁，星期六，2024年，5月實現(xiàn)方法程序流程圖第15頁,共18頁，星期六，2024年，5月實現(xiàn)方法可編程邏輯器件的實現(xiàn)方案第16頁,共18頁，星期六，2024年，5月儀器儀表：頻率計信號傳輸：V-F導航：精密的時間同步