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數字式頻率計的基本原理

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[在線咨詢] 時間:2021-06-22

數字式頻率計的基本原理

儀器校準頻率計內的晶振，經過分頻，變成有標準時間間隔的窄脈沖。標準時間間隔的窄脈沖，控制頻率計閘門的開放時間。閘門的開放時間，簡稱閘門時間，就是頻率測量的采樣時間。采樣時間通常取時間單位"秒"的10進整倍數或分倍數。通常所取的采樣時間是1ms、10ms、100ms、1s、10s、100s。小數點的位置對應1ms采樣時間，表示1個脈沖代表1kHz。各采樣時間，對應不同的小數點的位置。相應的頻率示值除以10或乘以10，用小數點的移位來完成，很方便。

數字式頻率計的基本原理就是在標準的閘門時間內數被測頻率的脈沖數。

被測頻率1.1Hz，即周期0.9秒，在1秒的閘門時間中，可能出現兩個脈沖，測得值2Hz，誤差為+0.9Hz。若被測頻率是0.9Hz，即周期為1.1秒，在1秒的閘門時間中，可能一個脈沖都不出現，測得值0Hz，誤差為-0.9Hz。

若被測頻率是1.01Hz，測得值可能為2Hz，誤差大可能是+0.99Hz；被測頻率是0.99Hz，儀器校準測得值可能為0Hz，誤差的極端值是-0.99Hz。因而，當采樣時間為1秒時，計數器一個字的分辨力的區間是[-1Hz，+1Hz]，區間的半寬是1Hz。

設一臺通用計數式頻率計，在低頻段10Hz附近測頻時，系統誤差可略，隨機誤差可略，低位以下沒有四舍五入功能。在此條件下，頻率計誤差取決于分辨力。秒采樣，單位Hz，如下表

增頻操作的一種可能情況			減頻操作的一種可能情況
f入(真值)	M(示)	示值誤差r(分)	M(示)	示值誤差r(分)
0.0	0	0	0	0
0.5	0	-0.5	1	+0.5
1.0	1	0	1	0
5.0	5	0	5	0
8.0	8	0	8	0
8.9	8	-0.9	9	+0.1
9.0	9	0	9	0
9.1	9	-0.1	10	+0.9
9.2	9	-0.2	10	+0.8
9.3	9	-0.3	10	+0.7
9.4	9	-0.4	10	+0.6
9.5	9	-0.5	10	+0.5
9.6	9	-0.6	10	+0.4
9.7	9	-0.7	10	+0.3
9.8	9	-0.8	10	+0.2
9.9	9	-0.9	10	+0.1
10.0	10	0	10	0
10.1	10	-0.1	11	+0.9
10.2	10	-0.2	11	+0.8
10.3	10	-0.3	11	+0.7
10.4	10	-0.4	11	+0.6
10.5	10	-0.5	11	+0.5
10.6	10	-0.6	11	+0.4
10.7	10	-0.7	11	+0.3
10.8	10	-0.8	11	+0.2
10.9	10	-0.9	11	+0.1
11.0	11	0	11	0
11.1	11	-0.1	12	+0.9