频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。频率计主要由四个部分构成:时基(T)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。
测量方法:测量频率的方法有很多,按照其工作原理分为无源测频法、比较法、示波器法和计数法等。计数法在实质上属于比较法,其中最常用的方法是电子计数器法。电子计数器是一种最常见、最基本的数字化测量仪器。
基本原理:
频率计最基本的工作原理为:当被测信号在特定时间段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)。
在一个测量周期过程中,被测周期信号在输入电路中经过放大、、微分操作之后形成特定周期的窄脉冲,送到主门的一个输入端。主门的另外一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,特定周期的窄脉冲才能通过主门,从而进入计数器进行计数,计数器的显示电路则用来显示被测信号的频率值,内部控制电路则用来完成各种测量功能之间的切换并实现测量设置。
应用范围:
在传统的电子测量仪器中,示波器在进行频率测量时测量精度较低,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。
在传统的生产制造中,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。
在计量实验室中,频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。
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进行校准,还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。
锁相环在频率测量电路中起的作用是“复制”一个与输入信号频率相同、相位差固定的信号,由于这个信号是锁相环的振荡电路产生,一般较为“纯净”,方便测量。
参见下图,锁相环是由鉴相器(PD)、低通滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)组成闭环控制回路,英文全称Phase-locked?Loop,简称PLL。
上图中,鉴相器是一个很关键的环节,鉴相器能够识别两个输入信号Vi和Vo的相位差,当两者相位相同时,输出电压为零,否则,不为零。
由于不同频率的信号不可能产生固定的相位差,所以,两个信号频率不同时鉴相器输出电压也是不固定的。
鉴相器根据输入信号与输出信号的相位差,输出一个与相位差成比例关系的电压,这个电压经过低通滤波器滤波后控制压控振荡器产生对应频率的信号,最终环路会趋于稳定,即相位锁定时,两者的频率达到一致。
免责声明:本平台仅供信息发布交流之途,请谨慎判断信息真伪。如遇虚假诈骗信息,请立即举报
举报