頻率測(cè)量原理及應(yīng)用

關(guān)于頻率測(cè)量原理及應(yīng)用

提綱頻率測(cè)量方法的概述電子計(jì)數(shù)法的原理誤差分析實(shí)現(xiàn)應(yīng)用第2頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天概述數(shù)字法：

電子計(jì)數(shù)器法模擬法無(wú)源測(cè)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(cè)周期法軟件實(shí)現(xiàn)：FFT算法第3頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)源測(cè)量方法1、諧振法：被測(cè)信號(hào)經(jīng)互感M與LC串聯(lián)諧振回路進(jìn)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(shí)回路電流達(dá)到最大。~vfxML諧振法測(cè)頻原理Ccfx第4頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)源測(cè)量方法2、電橋法：平衡條件與頻率有關(guān)的電橋都可以用來(lái)測(cè)量頻率，電橋的頻率特性應(yīng)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(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)源測(cè)量方法3、頻率—電壓變換法：頻率—電壓變換法測(cè)頻就是先把頻率信號(hào)變換為電壓或電流信號(hào)，然后用帶有頻率刻度的電壓表或電流表直接得出被測(cè)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(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天有源測(cè)量方法1、拍頻法：將被測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)線性元件直接進(jìn)行疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。通常只用于音頻的測(cè)量。~~v耳機(jī)示波器fxfs第7頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天有源測(cè)量方法2、差頻法：利用非線性器件和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行差頻變換來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的測(cè)量。適用于高頻段的測(cè)量。~~混頻濾波放大器V差頻法測(cè)頻原理fsfx第8頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天軟件實(shí)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(shí)現(xiàn)方法，它將時(shí)域的信號(hào)通過(guò)該算法得到頻域的頻譜，因此可以直接讀出頻率值。被測(cè)信號(hào)A/D采樣數(shù)字信號(hào)處理顯示第9頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天數(shù)字計(jì)數(shù)器法數(shù)字計(jì)數(shù)器法：測(cè)頻法與測(cè)周法脈沖形成電路閘門(mén)門(mén)控電路時(shí)基信號(hào)發(fā)生器12345十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電子計(jì)數(shù)器測(cè)頻原理方框圖時(shí)基T123451、測(cè)頻法被測(cè)頻率值：注意：適用于測(cè)量較高的頻率第10頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天數(shù)字計(jì)數(shù)器法2、側(cè)周法TX=N/mKffs=NTs/mKf晶振

倍頻器（m）閘門(mén)計(jì)數(shù)顯示fs=1/TsTs/m放大整型電路

分頻器（1/Kf）TXTXKfTX門(mén)控電路電子計(jì)數(shù)器測(cè)周原理方框圖注意：適用于測(cè)量低的頻率第11頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天誤差分析測(cè)量最本質(zhì)的原理圖誤差的主要來(lái)源：基準(zhǔn)頻率的誤差：準(zhǔn)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(jì)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(jì)的因此主要的誤差來(lái)源為舍入誤差第12頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)現(xiàn)方法等精度測(cè)量方法(多周期測(cè)量方法）測(cè)周：測(cè)頻：多測(cè)周：第13頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)現(xiàn)方法單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案第14頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)現(xiàn)方法程序流程圖第15頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)現(xiàn)方法可編程邏輯器件的實(shí)現(xiàn)方案第16頁(yè),共18頁(yè)，2024年2月25日，星期天儀器儀表：頻率計(jì)信號(hào)傳輸：V-F導(dǎo)航：精密的時(shí)間同步測(cè)速: