第五章第五章 频率与时间测量技术频率与时间测量技术主要内容：主要内容：1. 电子计数器的组成结构电子计数器的组成结构2. 电子计数器测量频率、周期和时间间隔电子计数器测量频率、周期和时间间隔 原理原理3时标信号、时基信号时标信号、时基信号 能力目标：能力目标：能理解电子计数器的组成结构和工作原理。能理解电子计数器的组成结构和工作原理。4.3.1 电子计数器测频原理电子计数器测频原理测频过程：1石英晶体振荡器产生高稳定的振荡信号，经分频后产生准确的时间间隔Ts。2用这个Ts作为门控信号去控制主门的开启时间。3被测信号经放大整形后，变成方波脉冲，在主门开启时间Ts内通过主门，由计数器对通过主门的方波脉冲的个数进行计数。4若在时间间隔Ts内计数值为N。则被测信 号的频率f=N/Ts。5该频率由显示电路将测量结果显示出来。（1）输入单元电路。 通常由放大、整形电路构成。 它将输入频率为fx的被测周期信号放大、整形，变换成计数器能够接受的计数脉冲信号，并加到闸门电路的输入端。（2）时基Ts产生电路。 时基Ts产生电路包括石英晶体振荡器、分频器及时基选择电路，用于产生准确的时间间隔Ts。 晶体振荡器输出频率为fc（周期为Tc）的正弦信号，分频、整形后得到周期为Ts=nTc的窄脉冲，此脉冲触发门控电路，得到宽度为Ts的宽脉冲信号。为了使N值能够直接表示 fx :即当闸门时间为 110n s (n为整数)，并且使闸门开启时间的改变与计数器显示屏上小数点位置的移动同步进行。如：闸门时间为1s，计数器计得42.487103个数，则被测频率为42.487kHz，小数点定在第3位，若改为1ms闸门时间，计数器计数值小了10倍， 4.2487103，而被测频率没变，小数点自动右移一位。常取 闸门时间 1ms、10ms、0.1s、1s、10s等几种闸门时间。（3）主门电路 主门电路通常由一个与门（或一个或门）构成。 进行时间或频率的量化比较，完成时间或频率的数字转换。（4）计数显示电路 包括多极十进制计数器、寄存器、译码器和数字显示器等。 对输出脉冲个数进行计数，再用数字进行显示。（5）逻辑控制电路 门电路和触发器组成的时序逻辑电路。产生各种控制信号，如寄存、显示、复位信号等。协调整机各单元电路的工作，使整机按一定的工作程序完成测量任务。4.3.2 电子技术器测周方法电子技术器测周方法测量周期时：1被测信号放大整形为方波脉冲，形成时基信号，控制闸门，使主门开放的时间等于被测信号周期Tx。2晶体振荡器产生标准振荡信号fc，经k分频输出频率为fs、周期为Ts的时标脉冲。3时标脉冲在主门开放时间进入计数器，计数器对通过主门的脉冲个数进行计数 ，若计数值为N，则Tx=NTs。测周期时测周期时: 标准时间信号（晶振）经过放大标准时间信号（晶振）经过放大整整形形和和分分频频电电路路，用用作作测测周周期期时时的的计计数数脉脉冲，称为冲，称为时标信号时标信号；测频率时测频率时: 标准时间信号（晶振）经过放大标准时间信号（晶振）经过放大整形和一系列分频，用作控制门控电路的整形和一系列分频，用作控制门控电路的信号，称为信号，称为时基信号时基信号。练习练习 补充题1： 1.画出通用电子计数器测量频率、周期的原理框图，简述其基本原理，并说明二者的区别。 2. 用电子计数器测量频率，已知闸门时间和计数值N如下表，求各情况下的fx=?T10s1s 0.1s10ms1msN 1 000 000100 000 10 000 1 000100fx