频率计又称为频率计数器,是种门对被测信号频率行测量的电子测量仪器。频率计主要由四个分构成:时基(T)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。
测量频率的方法有很多,按照其作原理分为无源测频法、法、示波器法和计数法等。计数法在实质上属于法,其中常用的方法是电子计数器法。电子计数器是种常见、基本的数字化测量仪器。
频率-电压变换法测频就是把频率变换为电压或电流,然后以频率刻度的电压表或电流表来示被测频率。
拍频法是将被测信号与标准信号经线性元件(如耳机、电压表)直接行叠加来实现频率测量的,其原理电路如图5.3所示。拍频法通常只用于音频的测量,而不宜用于频测量。
在示波器上根据李沙育图形或信号波形的周期个数行测频。这种方法的测量频率范围从音频到频信号皆可。
直接计数单位时间内被测信号的脉冲数,然后以数字形式显示频率值。这种方法测量度、快速,适合不同频率、不同度测频的需要。电子计数器测频有两种方式:是直接测频法,即在定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频法,如周期测频法。
由于数字电路的飞速发展和集成电路的普及,计数器的应用十分广泛。利用电子术器测量频率具有度,显示醒目直观,测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等系列突出优点,所以该方法是目前好的。
频率计基本的作原理为:当被测信号在定时间段T内的周期个数为N时,则被测信号的频率f=N/T(如右图所示)。
在个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、整形、微分操作之后形成定周期的窄脉冲,送到主门的个输入端。主门的另外个输入端为时基电路产生电路产生的闸门脉冲。在闸门脉冲开启主门的期间,定周期的窄脉冲才能通过主门,从而入计数器行计数,计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值,内控制电路则用来成各种测量能之间的切换并实现测量设置。
在传统的电子测量仪器中,示波器在行频率测量时测量度较低,误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱,但测量速度较慢,无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化,因此,频率计拥有非常广泛的应用范围。
在传统的生产制企业中,频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化,用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品,确保产品质量。
在无线通讯测试中,频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟行校准,还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号行分析。
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