一、数字频率计的实现方式及其误差
1.1 概述
在电子技术领域,频率是一个最基本的参数,频率与其它许多参量的测量
方案、测量结果都有十分密切的关系。因此,频率的测量非常重要。
在电子实验室中,测量频率的仪器是最重要的仪器之一。目前,绝大多
数实验室使用计数式数字频率计测量频率。利用计数式数字频率计测量频率具
有精度高、使用方便、测量迅速等一系列突出优点,故已成为近代频率测量的
重要手段。
目前频率测量主要有 3 种实现方法:
(1)测频法。测频法是指在时基信号的几个周期内计算被测信号的个数,最
后得出被测信号的频率。该测量在低频段的相对测量误差较大。
(2)测周法。测周法是指在被测信号的几个周期内计算时基信号的个数,最
后得出被测信号的频率。这种方法在高频段相对误差较大,增大基准信号频率
可以提高测量精度。
(3)等精度法。等精度法是指在与被测信号同步的闸门时间内,分别计算被
测信号和时基信号的个数,最后通过被测信号与时基信号的个数的相比,再乘
以时基信号的频率算出被测信号频率。该方法可以在整个工作频段可以得到相
同的相对精度,且测量 X 围更大、更精确。
1.2 三种频率测量方法误差的简要分析
(1)测频法:测频法的公式为:
f=N/T
N 为 1 次闸门时间内计数器计得被测信号的脉冲数,T 为闸门时间的长度。
由于 N 存在±1 误差,那么测频法的
相对误差:
±1/N
绝对误差:
±1/T
即对于测频法,被测信号频率越高或者闸门时间越长,N 值就越大,误差
就越小。闸门时间固定时,绝对误差固定。
(2)测周法:测周法的公式为:
f=F/N
F 为基准时钟的频率,N 为被测信号单周期内计得基准时钟的脉冲数。
由于 N 存在±1 的误差,测周法的
相对误差:
( -1/ (N+1), 1/ (N-1) )
绝对误差:
( -F/N(N+1), F/N(N-1) )
即对于测周法,被测信号频率越低,基准时钟频率越高,N 值越大,误差
越小。
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