電 子 測(cè) 量 原 理 第 1頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 2頁(yè)4.1.2 電 子 計(jì) 數(shù) 器 概 述1） 電 子 計(jì) 數(shù) 器 的 分 類 2） 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 3） 電 子 計(jì) 數(shù) 器 的 發(fā) 展 電 子 測(cè) 量 原 理 第 3頁(yè) 時(shí) 間 有 兩 個(gè) 含 義 ： “ 時(shí) 刻 ” ： 即 某 個(gè) 事 件 何 時(shí) 發(fā) 生 ； “ 時(shí) 間 間 隔 ” ： 即 某 個(gè) 時(shí) 間 相 對(duì) 于 某 一 時(shí) 刻 持 續(xù) 了 多 久 。頻 率 的 定 義 ： 周 期 信 號(hào) 在 單 位 時(shí) 間 （ 1s） 內(nèi) 的 變 化 次 數(shù)（ 周 期 數(shù) ） 。 如 果 在 一 定 時(shí) 間 間 隔 T內(nèi) 周 期 信 號(hào) 重 復(fù) 變 化了 N次 ， 則 頻 率 可 表 達(dá) 為 ： 電 子 測(cè) 量 原 理 第 4頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 5頁(yè)差頻法拍頻法示波法 電橋法諧振法比較法直讀法李沙育圖形法測(cè)周期法模擬法頻率測(cè)量方法 數(shù)字法電容充放電法電子計(jì)數(shù)器法 電 子 測(cè) 量 原 理 第 6頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 7頁(yè) 4.1.2 電 子 計(jì) 數(shù) 器 概 述 電 子 測(cè) 量 原 理 第 8頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 9頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 10頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 11頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 12頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 13頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 14頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 15頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 16頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 17頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 18頁(yè)AGC放 大 器 溫 度 控 制 隔 離 放 大 器 加 熱 器 傳 感 器 輸出頻 率 調(diào) 整晶 體 電 路 絕 熱 層 電 子 測(cè) 量 原 理 第 19頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 20頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 21頁(yè)fx M L I C 0 12xf f L C 0 12xf f LC 電 子 測(cè) 量 原 理 第 22頁(yè)R3R4 R1R2 C1 C2fx 1 2 1 212 2xxf RRCC x 1 x 2j jC C 1 4 321 1（ R + ） R （ ） R1 R 電 子 測(cè) 量 原 理 第 23頁(yè) 31 22 1 4RR CR C R 1 x 2 2 x 11 0R C R C 1 2 1 212 2xxf R R CC 12xf RC 電 子 測(cè) 量 原 理 第 24頁(yè)x sf N f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 25頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 26頁(yè)與門 TA TB TAT BAB C 電 子 測(cè) 量 原 理 第 27頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 28頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 29頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 30頁(yè) 數(shù) 字 顯 示 器寄 存 器十 進(jìn) 制計(jì) 數(shù) 器 A通 道 (放大 、 整 形 )B通 道 (放大 、 整 形 ) 主 門功 能 開(kāi) 關(guān) 閘 門 選 擇 、 周 期 倍 乘 10 10 10 1010s( 104)1s( 103)100ms( 102)10ms( 10)1ms( 1) 時(shí) 標(biāo) 選 擇 123 45 33 2 112 44 5 時(shí) 基 部 分 10 10 10 10 101ms0.1ms10us1us0.1us10ns 控 制 時(shí) 序 電 路 開(kāi) 門鎖 存復(fù) 位 控 制 時(shí) 序 電 路 波 形 電 子 測(cè) 量 原 理 第 31頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 32頁(yè)序號(hào) 計(jì) 數(shù) 端 信 號(hào) 控 制 端 信 號(hào) 測(cè) 試 功 能 計(jì) 數(shù) 結(jié) 果1 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ T0） 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ T） 自 檢 N=T/T02 被 測(cè) 信 號(hào) （ fx） 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ T） 測(cè) 量 頻 率 （ A） fx N/T3 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ T0） 被 測(cè) 周 期 （ Tx） 測(cè) 量 周 期 （ B） Tx NT04 被 測(cè) 信 號(hào) （ fA） 被 測(cè) 信 號(hào) （ fB） 測(cè) 量 頻 率 比 （ A/B） fA/fB=N5 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ T0） 被 測(cè) 信 號(hào) 相 應(yīng) 間 隔 tB-C 測(cè) 量 時(shí) 間 間 隔 （ A-B） tB-C=NT06 外 輸 入 （ TA） 被 測(cè) 信 號(hào) 相 應(yīng) 間 隔 tB-C 測(cè) 量 外 控 時(shí) 間 間 隔 B-C tB-C=NTA7 外 待 測(cè) 信 號(hào) （ Nx） 手 控 或 遙 控 累 加 計(jì) 數(shù) （ A） Nx N8 內(nèi) 時(shí) 鐘 （ 秒 信 號(hào) ） 手 控 或 遙 控 計(jì) 時(shí) N（ 秒 ） 電 子 測(cè) 量 原 理 第 33頁(yè)與門TA TB TATBAB C 電 子 測(cè) 量 原 理 第 34頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 35頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 36頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 37頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 38頁(yè)準(zhǔn) 備 期 （ 復(fù) 零 ， 等 待 ） 測(cè) 量 期 （ 開(kāi) 門 ， 計(jì) 數(shù) ） 顯 示 期（ 關(guān) 門 ， 停 止 計(jì) 數(shù) ） 電 子 測(cè) 量 原 理 第 39頁(yè) TNfx ssNf NfT xsxs f.TTT N 電 子 測(cè) 量 原 理 第 40頁(yè)TB 放 大 、 整 形 閘門門 控 電 路 計(jì) 數(shù)顯 示Afx 分 頻 電 路 時(shí) 基 Ts 電 子 測(cè) 量 原 理 第 41頁(yè) B AA BT fN T f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 42頁(yè) 1 0ABf Nf 10 10B AA BT fN T f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 43頁(yè) 0 xT NT 電 子 測(cè) 量 原 理 第 44頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 45頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 46頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 47頁(yè)VBVc起 始停 止開(kāi) 門 時(shí) 間 C(50%)B(50%) 起 始停 止開(kāi) 門 時(shí) 間VBVc B (50%)C- (50%)(50%) B + (50%) C +(50%) (50%) C (90%) 閘 門 信 號(hào)關(guān) 門 信 號(hào)開(kāi) 門 信 號(hào)B (10%) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 48頁(yè) 2 21 tt 電 子 測(cè) 量 原 理 第 49頁(yè) 放 大 、整 形晶 振放 大 、整 形 閘門 計(jì) 數(shù) 器顯 示門 控 電 路分 頻 電 路T0 Tx 0sTN T 電 子 測(cè) 量 原 理 第 50頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 51頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 52頁(yè) 1 2x s Nf T t t 1 2,s x x xT NT T t t T 1 2( 1) ( 1)x s xN T T t t N T 1 21 1s xT t tN NT 1 2t t 、 1 2t t 電 子 測(cè) 量 原 理 第 53頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 54頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 55頁(yè)x sx sf fNf N f N 1N s cs cf ff f s s xxTN T fT 1x cx s x cf ff T f f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 56頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 57頁(yè) 1x cx s x cf ff T f f xs fTNNN 11 電 子 測(cè) 量 原 理 第 58頁(yè) 66 1011011 1 xxff 電 子 測(cè) 量 原 理 第 59頁(yè) 由 測(cè) 周 的 基 本 表 達(dá) 式 ： 根 據(jù) 誤 差 合 成 公 式 ， 可 得 ： 式 中 ， 和 分 別 為 量 化 誤 差 和 時(shí) 標(biāo) 周 期 誤 差 。 由 (Tc為 晶 振 周 期 ， k為 倍 頻 或 分 頻 比 )， 有 ： 而 計(jì) 數(shù) 值 N為 ： 所 以 ， 0 0TTNNTTx x x cN kN T f 0 xT N T c cx x c c x c cT fT k kT T f T T f f 1NN N 00TT0 cT kT00 c cc cT T fT T f 0 x x x ccT T T fN T kT k 電 子 測(cè) 量 原 理 第 60頁(yè) c cx x c c x c cT fT k kT T f T T f f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 61頁(yè) sxTN T 0 xTN T0s mmT TT T0m sT TT 01m sf TT 電 子 測(cè) 量 原 理 第 62頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 63頁(yè) 1T x xT T T sinx m xv V ttan x Bx v Vdvdt tannVT tan 電 子 測(cè) 量 原 理 第 64頁(yè) 22 )(12sin12cos mBx mBxmxBxmxvvx VVTVtVTtVdtdvtg Bx tan 2n x nmV T VT V B mV V 1 2T T 、 2 21 2 2x nn mT VT T T V 電 子 測(cè) 量 原 理 第 65頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 66頁(yè)10 110n ns cf x cT TN T NT N N Tx Ts=10nTcTc Nffxfc/Nfc 電 子 測(cè) 量 原 理 第 67頁(yè) 10 110n ns cf x cT TN T NT N 1fN N1 cc fNT N 觸 發(fā) 器 主 門I時(shí) 鐘 f c 計(jì) 數(shù) 器 I定 標(biāo) 器 計(jì) 數(shù) 器II主 門 II門 III 時(shí) 基 分 頻 器CT xT x cTN T預(yù) 置 到 105 N cfN 10n cT 電 子 測(cè) 量 原 理 第 68頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 69頁(yè)00 0 0 x x xx sN N Nf fT N T N 電 子 測(cè) 量 原 理 第 70頁(yè) 1 2T T 、1 2T T 、 1 2T T 、1 2T T 、 電 子 測(cè) 量 原 理 第 71頁(yè)10Tx T1 T210TxTx1 Tx10 T2 TxA1 A1 VnA2 A2 A9 A9 A10 A1012 x n cx x c m cT V fkT mT f V fm 電 子 測(cè) 量 原 理 第 72頁(yè)輸 入 信 號(hào) 起 始 終 止時(shí) 鐘 脈 沖 xT1T 0T 2T 電 子 測(cè) 量 原 理 第 73頁(yè) 01 20 1 2 0 0 x N NT T T T N k 0 0 0T N 0 /k 電 子 測(cè) 量 原 理 第 74頁(yè) 整 形 、 門 控C恒 流 源 1k T1T起 始 控 制 信 號(hào) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 75頁(yè) 1 01 1 0 0 0NT 2 02 1000N TT 2 02 1000NT 1 2x 0 0)1000N NT N （00 電 子 測(cè) 量 原 理 第 76頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 77頁(yè) 起 始 脈 沖 停 止 脈 沖輸 入 信 號(hào)開(kāi) 門 脈 沖 （ Q 1）(R-S觸 發(fā) 器 )開(kāi) 門 脈 沖 （ Q2）(D觸 發(fā) 器 )主 時(shí) 鐘 （ F 01）游 標(biāo) 脈 沖 1（ F02）游 標(biāo) 脈 沖 2（ F 02） x 01 2 3 4 5 6 7 8 9 6N2=6 N0=8N 1=4 T01T02 T02 符 合 點(diǎn) 2符 合 點(diǎn) 1 1 2 3 4 51 2 3 4 5 1 2 游 標(biāo) 法 示 意 圖 1 2 、1 1 01 1 02N T N T 1 1 02 01 1 0( )N T T N T 電 子 測(cè) 量 原 理 第 78頁(yè) 2 2 02 01 2 0( )N T T N T 0 1 2 0 01 1 2 0( )x N T N N T 01 010 02 01T TK T T T 02 0111T TK 0 02 01 011T T T TK 01 1 20 01 1 2 0 01( ) ( )x T N NN T N N N TK K 010 1 2( )TN K N N K 電 子 測(cè) 量 原 理 第 79頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 80頁(yè) 1 21 1 1 1. nN N N N 1 21 1 1 1. nN N N N 1 1x xx xT fT f Nn 11 n iiN Nn 1/ n 電 子 測(cè) 量 原 理 第 81頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 82頁(yè) 基 準(zhǔn)振 蕩 器 倍 頻 器10MHz具 有 變 容 調(diào) 相 器 的 10MHz回 路 K AGC 放 大 器 E 齊 納噪 聲 源 500MHz已 調(diào) 制 時(shí) 基 脈 沖 50 電 子 測(cè) 量 原 理 第 83頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 84頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 85頁(yè) x s If N f f 混 頻 器 差 頻 放 大 器 電 子 計(jì) 數(shù) 器諧 波 濾 波 器 諧 波 發(fā) 生 器輸 入fx fI fs 電 子 測(cè) 量 原 理 第 86頁(yè)混 頻 器 差 頻 放 大 器 電 子 計(jì) 數(shù) 器諧 波 濾 波 器（ YIG電 調(diào)濾 波 器 ） 諧 波 發(fā) 生 器（ 階 躍 恢 復(fù)二 極 管 ）輸 入fx fI 輸 入fs 輸 出Nfs掃 描 捕獲 電 路 檢 波 器fI （ fx-Nfs） 電 子 測(cè) 量 原 理 第 87頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 88頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 89頁(yè)混 頻 器 壓 控 振 蕩 器 電 子 計(jì) 數(shù)器鑒 相 器fx-NfL fsfLNfLx L sf Nf f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 90頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 91頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 92頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 93頁(yè) 00 , xf f f ff 電 子 測(cè) 量 原 理 第 94頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 95頁(yè) 2 0 1 02 10 0 0 0 02 1f f f ff f f fK f f f f f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 96頁(yè)f t 0K f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 97頁(yè) 1 21( )( ) ( )n i ii n ii f f t tt t 1 11 1 1, 1 2 .n ni ii if f t t nn n n f1 f21天 tf 2 10f fK f fmin fmax1天 tf max min0f fS fa圖 b圖 電 子 測(cè) 量 原 理 第 98頁(yè)m ax m in0f fS f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 99頁(yè) 00 , x f f f ff 0 0( ) sin2 ( )v t A f t t ( )t 0 ( ) ( )( ) , , ( )2t d tf t f f f t dt 0 0( )/2f tf f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 100頁(yè) 0 0( )/2f tf f 00 0( ) ( )f t ff f tf f 221 0 01 1n ii f n fff f n 11 n iif fn f 電 子 測(cè) 量 原 理 第 101頁(yè) 210 1 2m i iia f ff m 電 子 測(cè) 量 原 理 第 102頁(yè)0 0( )/2( ) f ty t f f 20( ) ( ) j ftY f y t e dt 電 子 測(cè) 量 原 理 第 103頁(yè) 計(jì) 數(shù) 器（ 1 ）門 控 2B 計(jì) 數(shù) 器（ 2 ）A 通 道閘 門 時(shí) 間晶 振時(shí) 標(biāo)B 通 道 門 控 1Aab K 1 ab K 2 12 3 4 電 子 測(cè) 量 原 理 第 104頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 105頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 106頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 107頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 108頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 109頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 110頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 111頁(yè) 1 1 0 0t NT t 2 2 0 1t NT t tv A B C t 0 t 1 t 2 1 11 01 0 1M Mf FN T N 22 02Mf FN 電 子 測(cè) 量 原 理 第 112頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 113頁(yè) 事 件 信 號(hào)門 控 信 號(hào) 正 反 同 步 信 號(hào)M 1M 2 時(shí) 間 信 號(hào)N 1N 2 計(jì) 數(shù) 計(jì) 數(shù) 計(jì) 數(shù) 計(jì) 數(shù)1t 2t 讀 、 清 零 讀 、 清 零 讀 、 清 零 讀 、 清 零 電 子 測(cè) 量 原 理 第 114頁(yè)D觸發(fā) 器 QQCLKD可 程 控 分 頻 器時(shí) 基 事 件 計(jì) 數(shù) 器 M1事 件 計(jì) 數(shù) 器 M2時(shí) 間 計(jì) 數(shù) 器 N2時(shí) 間 計(jì) 數(shù) 器 N1 存 儲(chǔ) 器 1讀 寫 控 制 電 路 1讀 寫 控 制 電 路 2存 儲(chǔ) 器 2門 控事 件控 制信 號(hào) T0 電 子 測(cè) 量 原 理 第 115頁(yè)minT T 內(nèi) 插 計(jì) 數(shù) 器 穩(wěn) 定 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 計(jì) 數(shù) 器 清 零 T T T 電 子 測(cè) 量 原 理 第 116頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 117頁(yè)TLine21Line11Line31Line41Line11 電 子 測(cè) 量 原 理 第 118頁(yè) 電 子 測(cè) 量 原 理 第 119頁(yè)