电子技术课心得体会_数字频率计_数字频率计设计总结(4)

(3.3-3)，(3.3-4)

考虑 和 都是不大于的正时间变量，由式（3.3-4）可以看出：（）虽然可能为正或负，但它们的绝对值不会大于,的绝对值也不会大于1，即 1。再联系为计数增量，它只能为实整数，所以，脉冲计数的最大绝对误差为1 ，即(3.3-5)

联系式(3.3-5),脉冲计数的最大相对误差(3.3-6)，式中，为被测信号频率；T为闸门时间。由式(3.3-6)不难得出以下结论：脉冲计数的相对误差与被测信号频率成反比，与闸门时间成反比。也就是说，被测信号频率越高，闸门时间越宽，此项相对误差越小。

（2）闸门时间误差（标准时间误差）

闸门时间不准会造成主门开启时间或长或短，这显然会产生产生测频误差。闸门信号T由晶振信号分频而得。设晶振频率为 (周期为)，分频系数为m，所以有

（3.3-7）对式（3.3-7）微分，得(3.3-8) 由式（3.3-7）、式（3.3-8）可知，可以改为（3.3-9），式（3.3-9）表明：闸门时间的相对误差在数值上等于晶振频率的相对误差。

将式（3.3-6）、式（3.3-7）代入式（3.3-9），得（3.3-10）

df有可能大于零，也有可能小于零。若按最坏情况考虑，则测量频率的最大相对误差因写为（3.3-11）

对式（3.3-11）稍作分析便可以看出：要提高频率测量的准确度，因采取如下措施：1）提高晶振频率的准确度和稳定度以减少闸门时间误差；

2）扩大闸门时间T或倍频被测信号频率以减小误差；

3）被测信号频率较低时，采用测周期的方法测量。

计数式频率计的测频准确度主要取决于仪器本身闸门时间的准确度、稳定度和闸门时间选择是否恰当。用优质的石英晶体振荡器可以满足一般电子测量对闸门时间准确度、稳定度的要求。关于闸门时间，下面我们在举一个具体的例子看如何选择才算是恰当的。

一台可显示8位数的计数式频率计，取单位为kHZ。设 =10MHz，当选择闸门时间T=1s时，仪器显示值为10000.000kHz;当选T=0.1s时，显示值为010000.00kHz;

当选T=10s时，显示值为0010000.0kHz。由此可见，选择T大一些，数据的有效位数多，同时量化误差小，因而测量准确度高。但是，是、在实际测频时并非闸门时间越长越好，它也是有限度的。本例如选T=10s，则仪器显示为0000.0000kHz,把最高位丢了。造成虚假现象，当然也就说不上准确度了。上例显示错误时由于实际的仪器显示的数字都是有限的，因而产生了溢出所造车的。所以，选择闸门时间的原则是：在不是计数器产生溢出现象的前提下，因取闸门时间尽量大一些，以减少量化误差的影响，使测量的准确度高。

3.4各部分电路原理及设计

3.4.1放大整形电路放大整形电路

放大整形电路放大整形电路由晶体管2N941与74LS00等组成。其中2N941组成放大器将输入频率为的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲，电路如下图。

放大整形电路放大整形电路图

3.4.2时基电路

时基电路的作用是产生一个标准时间信号，有定时器555构成的多谐振荡器产生（当标准时间的精度要求较高时，应通过晶体振荡器分频获得）。若振荡器的频率,其中。由公式和,可以计算出电阻及电容C的值。

若振荡器C1=10uf，则

R3=t/0.7c=35.7kΩ 取标称值36kΩ

R2=(t/0.7c)-R2=107kΩ 取R2=47KΩ RP=100KΩ ；电路如下图。数字频率计设计总结

时基电路图

3.4.3逻辑控制电路